I
摘要
伴随着经济发展、社会进步、环境恶化等进程的加快，能源紧缺和能源消费的快
速增长成为当今世界经济社会发展面临的主要矛盾。过度的能源消耗使传统化石能源
的短缺性更加突出。各国均在努力寻找新的替代能源，以期应对能源危机，解决供需
矛盾。可再生能源中的生物质能是全球利用排名第四位的能源，是唯一可再生的碳源，
对传统的化石能源有完全的替代性，且由于太阳能和风能等开发速度、进度等受到限
制，且核能面临着安全质疑的背景下，生物质能对我国目前能源升级的重要性愈加突
出，农业生物质能作为生物质能的主体构成部分，亟需得到更广范围和更合理的开发

我国作为农业大国，各个省市的农作物剩余和农业副产品量巨大，说明农业生物质能
的潜力巨大，资源丰富。理清不同省市的资源潜力和分布特点是进行有效开发的基础，
所以分析评估各省在未来时期内主要农作物生物质能的潜力，并根据资源分布的特点
做出合理的规划建设，对其开发有很大的现实意义

本文采用相应的方法预测各未来短期（2020 年）、中期（2030 年）、长期（2050
年）对应省份主要农作物的可利用生物质能潜力；在考虑维护土壤功能需要的还田比
不确定和社会发展水平提高程度未知的前提下，分别设计了不同还田比、不同直燃替
代比率（秸秆燃烧被其他替代）的情景，综合分析了各种情景下我国各省在未来不同
时期内的资源潜力；再结合直燃发电项目中不同规格的发电机所需的最低资源量，综
合之前预测主要农作物生物质能潜力得到的各省资源密度，对我国各省在未来时期内，
在不同的情景下针对区域内的主要农作物生物质能开发的建设进行分析研究，提出我
国各省农业生物质能的开发方向与建设建议,以期为合理开发我国不同区域内的主要
农作物生物质能提供一定的参考。通过分析,本文得出的主要结论如下：
1.我国主要农作物总体生物质能蕴藏丰富,可开发潜力巨大。在 2020 年（短期）
全国主要农作物总产量达到 74779.15 万吨，各省主要农作物产量排名前六的是河南、
黑龙江、四川、山东、湖南和安徽，对应的产量分别为 7092.82、6343.12、5419.55、
5362.10、3927.31、3711.79 万吨，总产量约占全国总产量的 42.6%；在 2030 年，全
国主要农作物总产量达到 7864.96 万吨，比 2020 年同比增加了 386.81 万吨；在 2050
年国主要农作物总产量达到 86724.63 万吨，排名前六的省份主要农作物产量综合在
全国占比已经达到 47.3%，而排名后六位的省份仅占全国产量的 0.1%。可以看出全国
的主要农作物生长及收获在省市区域间已经有明显的聚集现象

2.不同省市在 2020 年、2030 年、2050 年这些时期内由于资源分布差异较大，资
源密度的实际分布不均等情况，导致在不同情景下针对主要农作物生物质能的开发建
设规划完全不同。如在 2020 年，零替代率、50%替代率情景下，低、适中、高还田比情景时，可以优先开发的区域是河南、山东、江苏、安徽、河北和重庆

4.不论在任何情景下，河南永远是潜力和资源密度最大的省；潜力方面其次则是
黑龙江、山东、四川、安徽等；资源密度其次则分别是山东、江苏、安徽、河北、重
庆、吉林、四川。未来规划建设过程中，可以考虑优先开发这些省份，也可以在相应
的区域内形成技术共享、发电资源共享、共同在这些区域优化相应的建设配置等；在
2050 年（未来长期），北京、上海、浙江和福建不适合规划任何有关农业生物质能的
直燃发电机项目建设

5.研究结论还发现，在还田比越高的情景下，生物质能潜力下降的同时，资源密
度也会随着下降，不利于生物质能的开发；燃烧的高替代率有助于生物质能资源潜力
的提高，有助于建设对应规模的发电机组对各省的主要农作物生物质能进行开发，表
明随着社会发展，生活水平的提高，未来农业生物质能的开发潜力会越来越大；目前，
不同情景计算出的结论表明，有利于生物质能开发的还田比为适中还田比，而且在此
情景下，替代率越高生物质能可开发的潜力越大

关键词：生物质能；农作物；燃烧替代率；资源密度；直燃发电
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