Guo和Hodges（2010）對生物能源工廠選址的政策相關影響因素進行了研究。他們使用有限製評定模型（CLM）測算各項屬性對生物能源工廠選址決策的影響，得到各項屬性對選址的影響程度。結果發現，環境規章製度對於生物能源工廠選址有輕微的負麵影響，稅收環境對於工廠選址有重要影響，森林資源儲量對於生物能源工廠選址決策有重要正麵影響。另外，技術的發展也能促進生物質電廠選址的先進性，Thomas等（2013）利用地理信息係統技術提出了一種對空間供需關係的分析，並將地理信息係統擴展為能達到全國範圍內固定位置要求的評估能力的技術。Liu等（2014）分析了我國生物質能的分布情況，並研究了我國生物質發電項目發展過程中的內外部環境。
（3） 空間布局選址模型
傳統的項目定址的方法主要包括迭代中心法和線性規劃法兩種（Leduc等，2008；Shabani和Sowlati，2013；Kocoloski等，2011）。目前有一部分的研究者致力於生物質發電廠選址問題的優化模型的研究。Cundiff等（1997）使用一個線性規劃優化模型降低物流成本，包括生物質從農場存儲到電廠的物流活動、存儲設施的結構成本和擴展成本，如燃料不足時損失的收入。他認為生物質發電廠選址是一種從候選位置中選取最優位置的問題，適合用線性規劃的方法處理。Mitchell（2000）對1999年以前的生物質供應鏈和生物能源轉化的相關模型進行了詳細綜述。Mitchell認為大多數模型都趨向於處理生物能源係統的一個方麵而不是研究整體的最優。然而，現有的模型很少能夠處理生物質發電廠選址問題，大部分模型都是關於生物能源係統的其他方麵，如生物質轉化技術選擇、成本評估、生物質潛力評估和物流問題。Vera等（2010）提出使用蜂群覓食算法解決生物質電廠選址問題，這個方法可以避免一些精確算法所得到結果不合實際的情況，可以幫助投資者進行有效的投資決策。Bojic＇等（2013）提出了基於位置固定成本與電網容量約束的模型，用以測定生物質發電廠的規模和類型，使發電成本最小化。Kocoloski等（2011）在進行生物乙醇項目的選址研究時應用了一個混合整數規劃模型，從而使項目的總成本達到最低。Schmidt（2010）等利用混合整數規劃模型對生物質發電潛力進行了評價，並將理論模型用於評估奧地利的生物質發電潛力。該研究認為，基於生物材料的熱電聯產可以滿足奧地利約3%的能源需求。然而，由於適用區域供熱的熱需求有限，熱電聯產能增加時，熱利用率降低，並且生產潛力對生物質成本和電力價格最為敏感。
另外，一些學者在研究生物質供應鏈時將能源轉化設施也包括在內，以檢查電力和熱力的生產情況。Papadopoulos和Katsigiannis（2002）的研究著重於生物能源設施選址如何減少生物質物流成本，他們使用了兩階段的優化方法：第一，以運輸距離最小為目標確定熱電聯產電廠的位置；第二，使用動態規劃的優化方法確定最合適的生物質燃料。Voivontas等（2001）設計了一個基於地理信息係統的模型，以可用生物質潛力最優開發為目標進行選址規劃。Tatsiopoulos和Tolis（2003）設計了基於棉花莖的詳細供應鏈模型，這個模型使用線性規劃優化方法分析電力集中和熱力傳遞情境下最優情況的求解。在電力集中場景中，生物能源設施處於區域的中心，線性規劃用於選取一個最優位置建廠。在熱力傳輸場景中，通過計算設施的最優數量，並將其均勻放置在一個網格上間接確定電廠位置。Beheshtifar等（2006）使用地理信息係統繪圖技術和一個合適的方法模型，研究火電廠的合適的選址位置。他們的研究考慮了很多影響電廠選址的因素，如運輸問題、煤氣管道、地震和地質問題、地形、水資源、電力需求等，合適的建廠位置是通過地理信息係統地圖得到的。Hhn等（2014）在基於地理信息係統的基礎上，考慮不同空間的生物質原料在道路網絡中的運輸優化問題，並分析了該區域內生產生物甲烷的沼氣工廠最佳位置所對應的潛在生物質原料的空間分布情況。
也有很少一部分模型研究特定能源需求的狀況，Nillson（1999）設計了一個模型，用於模擬使用兩種燃料的電廠的供應鏈係統。生物能源設施位置由模型使用者選定；然而，燃料的中轉站（倉庫）位置由模型計算得到。Nagel（2000）使用了一個相似方法，針對一種生物質原料確定供應鏈結構。作者使用經濟效率的動態評估方法和二元操作處理上述MILP問題，確定是否在該地區建立暖氣網絡或電廠，暖氣廠的位置從四個候選位置中選取，係統試圖部分滿足當地已有的暖氣和電力需要。Freppaz等（2004）結合地理信息係統、數學模型和森林能源進行原料供應優化。模型使用地理信息係統計算從所有可能的生物質收集點到所有可能的熱電聯產廠位置的運輸成本，然後考慮電廠的規模和生物質收集和收割計劃。Arostegui等（2006）的研究也考慮到了這個問題，他們將生物能源設施選址問題分為兩個階段，第一階段用遺傳算法處理，依靠算法的穩定性找到問題最優解所在區域，然後使用擬牛頓法找到局部最優解，從而找到全局最優位置。這樣不僅避免了兩種算法的缺陷，還使得計算得到的最優解更加合理。
1.2.4生物質發電產業發展研究
近年來，隨著我國生物質發電逐漸產業化，較多學者使用產業分析理論對我國生物質發電進行分析和評價。Wang等（2007）對我國生物質能資源、產業發展和政策環境進行綜合評價並分析了我國未來生物質能的發展趨勢。我國生物質能資源豐富，生物質能源產業鏈逐步形成，其中沼氣產業基本形成，燃料乙醇吞吐量達到102萬噸\/年，燃料乙醇的技術是利用非食品作物，如甜高粱、秸稈為原料製取乙醇，進而再利用。促進生物質能源產業發展的宏觀政策環境逐漸形成。研究認為，我國未來生物質能產業的發展重點將集中在沼氣和沼氣發電、液體燃料、生物質能固體顆粒燃料和生物質能發電，有必要進一步完善生物質能源產業發展政策，進一步提高技術水平。此外，將會有更多的大型企業參與這個行業，生物質能源產業可能會成為我國國民經濟新的增長點。
Zhao等（2013）圍繞我國生物質發電3000萬千瓦的發展目標，總結了我國生物質發電的產業現狀和政策環境，探討了實現這一發展目標的可能性，並介紹了實現這一目標的途徑。研究認為，我國原料供應不足，上網電價低，技術研究能力差。根據我國目前的產業情況，雖然有可能實現發展目標，但是困難仍然很大。此外，中國的政策工具能夠保證產業發展目標。趙振宇等（2012）運用SWOT方法，實證分析了生物質發電產業麵臨的優勢、劣勢、機遇與挑戰，為我國生物質發電產業的未來發展提供參考和借鑒。此外，Lim等（2012）綜述了稻殼和稻稈作為重要可再生能源利用的關鍵問題。研究提供了一些重要的背景信息，包括決定這些水稻生物質的物理和化學特征。此外，Lim等還介紹了方便稻稈和稻殼處理和運輸的各種化學和物理預處理技術。最後，介紹了利用熱化學和生物化學技術將稻殼和稻稈轉化為能源的最新進展。趙新剛和劉平闊（2012）基於中國生物質發電產業的市場環境和政策環境，識別了生物質發電產業的內生動力因子和外源動力因子，並建立計量經濟模型研究動力因子之間的關係。馬哲等（2014）構建了農林生物質發電產業區域適宜性評價指標體係，利用模糊層次分析法對指標進行重要性排序，計算了中國31個省區市發展生物質發電產業的適宜性，並評價其空間分布特征。Asadullah（2014）對生物質能的商業化開發所麵臨的許多後勤和技術挑戰進行了綜述。討論了在供應鏈管理、生物質預處理轉化為氣體、清潔利用天然氣發電等方麵參數的影響。基於這些研究，生物質氣化和氣體淨化至今一直是最具挑戰的部分。對於發電來說，無論是使用發動機還是燃氣輪機，都需要嚴格規定產品氣體中的氣體成分和焦油濃度。不同類型的上吸式和下吸式氣化爐已被開發用於氣化，部分學者和企業研究了一些物理和催化焦油分離方法。然而，最有效和最受歡迎的方法還沒有被開發用於商業目的。事實上，高效的氣化和氣體淨化方法可以生產焦油含量較少的高可燃性氣體，從而減少生物質的總消耗量，達到預期的發電量。根據最近的研究，采用一種先進的煤氣化方法，其高效的焦油清洗技術可以顯著降低生物質消耗，從而減少物流和生物質預處理問題。
胡婕等（2015）分析了江蘇省生物質發電產業現狀，並提出了針對性的發展建議。閆慶友和陶傑（2015）選擇30家生物質發電項目作為研究樣本，測算其產業效率，發現我國生物質能總體分布不均，區域差異較大，外部燃煤資源和電網環境較好區域產業效率也相對偏高。羅寶華等（2016）針對沙區生物質發電產業的特殊情況，從發展規劃、資源稟賦、法規政策、沙區生態治理、生物質能技術等方麵分析製約沙區生物質發電產業的影響因素，並提出相關的政策建議。Sansaniwal等（2017）重點介紹了生物質能供應鏈管理麵臨的挑戰、生物質能預處理、共性不足、氣體調節和轉化技術。研究認為，生物質氣化、氣體調節、政府政策和用於熱和發電的燃料氣體的利用是供應鏈管理中最大的挑戰。盡管有不同的氣化爐反應器，但為了成功運行和商業化，高效的反應器設計仍有待開發。因此，先進的氣化係統和高效的氣體調節技術的開發可以解決很多問題。
在Ozturk等（2017）針對土耳其和馬來西亞生物質能源的研究中，土耳其生物質能在總能源消費中所占的份額正在增加。薪材和動物糞便被廣泛用於城市和農村地區的取暖和烹飪能源供應。據估計，土耳其的可回收能源潛力主要來自農業、畜牧養殖、木材和森林加工以及市政廢物。土耳其每年還生產150萬噸生物柴油、300萬噸生物乙醇和25億立方米沼氣。在土耳其，預計到2030年總生物質將達到5250萬噸。馬來西亞每年生產約1.68億噸生物質燃料，其生物質來源包括木材、油棕廢料、稻殼、椰子樹幹纖維和甘蔗廢料等。馬來西亞每年生產近5800萬噸棕櫚油廠廢水。據估計，該國有每年產生約150億立方米沼氣的潛力，生物質可達2400兆瓦，沼氣可達410兆瓦，但到2011年，總潛力中隻有773兆瓦得到利用。根據該國發布的計劃，到2020年，還可以將2000萬噸油棕生物質用於更高價值的用途，這將大大改善馬來西亞的經濟。上述兩國都有利用生物質能資源的良好潛力，但需要有政治支持和可持續規劃。
1.2.5生物質發電碳排放研究
在對生物質發電技術的碳減排效益的研究方麵，Liu等（2007）利用全生命周期方法，以山東十裏泉秸稈電廠為例對秸稈發電的影響作了評價，指出秸稈發電的溫室氣體排放量遠低於傳統電廠碳排放量，而相關設備的改進能繼續減少相關氣體的排放。馮超和馬小茜（2008）提出秸稈直燃發電在減排上起到積極作用，而秸稈直燃發電資源消耗中燃煤占主要部分，並且秸稈收集儲運過程中的汙染氣體排放影響很小，整個項目的影響是區域性的。Mllersten等（2003）討論了一種用於工業生產的具有碳捕集與封存功能的生物質能源係統，該係統可以顯著提高碳減排潛力。研究認為整個係統的二氧化碳排放量為負，並且研究還在區域和全球範圍內討論了這些技術的二氧化碳減排潛力。研究對每個係統進行了經濟評估，確定了用於二氧化碳捕獲、運輸和儲存的成本效益技術的機會。此外，還分析了可大幅降低二氧化碳減排成本的係統改進潛力。
在許多情況下，在生物質中去除的二氧化碳幾乎與發電廠生物發電的排放量相同。因此，生物質發電通常被認為是碳中性的。Sebastián等（2011）的研究認為，對於大規模的生物質發電，可以考慮兩種替代方案:純生物質燃燒電廠和在現有的燃煤電廠中進行聯合燃燒。Sebastián等（2011）認為，在眾多因素中，有兩個重要方麵需要分析，以便在這兩個替代方案之間做出選擇：溫室氣體(GHG)排放節約，以及如果最大限度地減少減排影響。Basu等（2011）對火電廠應用的幾種混燃生物質技術的碳減排效益進行了分析。Evans等（2010）根據價格、效率、溫室氣體排放、可用性、限製、土地利用、用水和社會影響等關鍵指標評價了生物質發電的可持續性。生物質發電一般擁有有利的價格、效率、排放、可用性和規製政策，但往往具有不利的高土地和水使用以及社會影響。生物質來源的類型和生長地點對其可持續性至關重要。在未利用或邊緣土地上種植的耐寒作物和廢棄物，比在使用高化肥生產糧食的土地上種植的專用能源作物更具可持續性。郭曉敏（2011）根據ISO發布的關於生命周期評估的一係列標準，建立了一套核算體係，並專門對風電、光伏發電和生物質發電項目進行了實例核算。劉勝強等（2012）對中國新能源發電生命周期溫室氣體減排潛力進行了比較，估算出生物質直燃發電係統的生命周期溫室氣體排放係數變化區間為210.0~260.0g\/（kW·h）。Yoshida等（2003）分析了二氧化碳排放與技術總成本之間的權衡關係，從而為不同的二氧化碳排放約束條件確定最具成本效益的技術。計算結果表明，生物質用於發電和供熱相對有效。
為了探索生物燃料在溫室氣體減排市場的經濟潛力，Schneider和McCarl（2003）將在美國農業部門指定的能源作物柳枝稷、雜交楊樹和柳樹的生產和生物燃料加工數據與傳統作物—牲畜生產和加工數據以及農田造林數據結合起來，通過假設的碳價格模擬潛在的減排政策或市場，在每一個碳價格水平上，通過模型計算出新的市場均衡，揭示農產品價格、區域特定生產、投入使用、福利水平、環境影響，以及采用生物燃料生產等替代管理實踐。結果表明，生物燃料在碳價格低於每噸40美元的碳當量的情況下沒有任何作用。此外，通過減少耕作和植樹造林來減少排放的成本更大。對於70美元以上的碳價格，生物燃料的開發和利用在所有其他農業減排戰略中將成為最有效的手段。
如果生物能源係統是碳中性的，即生物燃料燃燒釋放的二氧化碳約等於生物質中封存的二氧化碳量，那麼傳統上假定生物質燃燒釋放的二氧化碳則是氣候中性的。在生物能源係統生命周期評估研究中廣泛采用的這項假設可能低估了生物能源對氣候的影響。Cherubini等（2011）提出了一種估算生物質燃燒產生的二氧化碳排放對氣候影響的方法，通過使用碳循環模型中的碳脈衝響應函數(IRF)來詳細描述生物源碳排放的大氣衰減函數。它們對全球變暖的貢獻被一個基於單位的指數——GWPbio量化，由此來測量碳通量中性係統(即暫時性碳損失)產生的二氧化碳排放對氣候變化的影響。
大規模的專用商業生物質能源係統可能是21世紀末實現全球氣候政策目標的重要因素。Luckow等（2010）使用能源和農業係統的綜合評估模型表明，考慮到農業係統與能源係統排放的碳具有適當的同等價值，生物質能有潛力成為實現這些低濃度目標的主要組成部分。通過使用碳封存和捕獲技術和生物質原料，電力部門淨負排放的潛力將得到顯著提升。此外，Gan和Smith研究了美國在控製二氧化碳減排和征收碳稅的情況下，木質生物質發電的成本競爭力。Gan和Smith首先利用可計算的一般均衡模型，模擬了因二氧化碳排放減少和稅收因素導致的煤炭發電價格變化；然後，利用資本預算方法估算了以能源作物(雜交楊樹)、采伐殘留物和煤炭為燃料的發電成本。研究認為，如果全球二氧化碳排放量減少20%或更多，用於發電的煤炭價格將大幅上漲。如果目前全球二氧化碳排放量減少20%~30%，伐木殘留物將成為一種具有競爭力的發電燃料。在溫室氣體排放量減少40%或更多之前，混合楊樹種植園將無法與煤炭競爭。
1.3主要內容和研究方法
1.3.1主要內容
生物質發電項目選址問題是影響項目實際經濟和環境效益的最主要的問題，本書從全生命周期的角度出發，分析生物質發電項目選址決策過程中的主要問題。本書主要研究內容包括以下幾個部分：
（1） 中國生物質發電項目存在的問題及根源。分析了我國生物質秸稈發電項目發展的曆史階段和項目的空間分布狀況，找出了我國生物質秸稈發電項目存在的主要問題，並利用可追溯性分析方法找到了其問題根源。在係統地思考問題的根源後，提出具體建議。
（2） 生物質發電係統整個生命周期的定義及其成分分析。係統邊界是區分係統和環境的重要概念。通過對生物質發電係統邊界的界定，本書確定了係統的活動範圍，以準確分析係統與環境之間的各種物質交換行為。分析了生物質發電過程，並通過係統分解的思想將生物質發電係統劃分為各種互聯子係統。在分析每個子係統的具體活動的基礎上，得到了生物質發電係統的總體運行條件和要求。
（3） 生物質發電項目選址影響因素分析。識別生物質發電項目選址決策的影響因素，分析各個因素對生物質發電項目選址的影響機理和影響的大小。對各個影響因素之間的關聯性進行分析，得到對生物質發電項目選址決策具有關鍵性影響的幾個因素，為項目的選址決策指標的選取提供依據。
（4） 生物質發電項目區位選擇。利用區域適宜度的概念，考慮碳排放約束，選擇生物質發電項目區位評價指標，建立區位綜合評價指標體係。同時，根據生物質發電項目區位選擇目標的不確定性，進行指標權重的分配。
（5） 不同偏好條件下的生物質發電項目定址模型研究。在生物質發電項目區位選擇決策結果之上，進一步將區位進行劃分，選擇項目的候選廠址。通過考慮對碳排放效益和經濟效益兩個目標的偏好不同，所選擇的具體廠址不同，建立相應的項目定址模型。
1.3.2研究方法
（1） 關聯性分析。關聯性分析主要用於對多個因素或多個指標之間的因果等相互影響關係進行分析。本書中，首先要對生物質發電項目選址的影響因素進行識別，再對識別的影響因素進行關聯性分析，找出生物質發電項目區位評價關鍵指標，建立綜合評價指標體係。
（2） 全生命周期法。基於項目全生命周期的思想，考慮生物質發電項目全生命周期內的相關活動及其特征。計算生物質發電項目全生命周期總成本和碳排放總量，並根據項目總成本最低和碳排放總量最小的原則，進行生物質發電項目區位項目的選擇以及項目定址決策模型和條件的確立。
（3） 區域適宜度評價法。區域適宜度評價主要用於生物質發電項目的區位評價選擇過程中。通過對生物質發電項目建設運營的影響因素的識別及其關聯性分析，選擇區域適宜度指標並建立指標體係。利用區域適宜度評價可對生物質發電項目候選區域進行排序，利用排序結果為項目的區位選擇提供決策支持。
（4） 整數規劃法。整數規劃法是項目定址決策中常用的方法之一。利用整數規劃法，在生物質發電項目所選區位內選擇若幹候選廠址，對各個候選廠址設定對應的01變量，選擇生物質發電項目成本優化和碳排放總量優化為兩個目標，建立多目標整數規劃模型，以此作為生物質發電項目定址決策工具。
1.4創新點
（1） 在生物質秸稈發電項目選址問題研究中引入了碳排放因素的影響，補充了現有理論研究的不足；
（2） 利用情景分析的方法，簡化了生物質發電項目選址決策過程中不同指標權重的不確定問題；
（3） 通過考慮碳排放因素對生物質發電項目選址決策的影響，構建了一個更加綜合全麵的生物質發電項目選址模型。
第二章相關的基本理論和方法
第二章相關的基本理論和方法
2.1相關概念
2.1.1新能源的定義
（1） 聯合國的定義
1980年8月，聯合國召開了“聯合國新能源及可再生能源會議”，對新能源的定義：以新技術和新材料為基礎，使傳統的可再生能源得到現代化的開發和利用，用取之不盡、周而複始的可再生能源取代資源有限、對環境有汙染的化石能源，重點開發太陽能、風能、生物質能、潮汐能、地熱能、氫能和核能。
聯合國開發計劃署（UNDP）把新能源分為以下三大類：大中型水電；新可再生能源，包括小水電（smallhydro）、太陽能（solar）、風能（wind）、現代生物質能（modern biomass）、地熱能（geothermal）、海洋能（ocean）、傳統生物質能（traditional biomass）。
（2） 中國的定義