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《利用光伏系统改善两个灌溉系统的能源利用、环境破坏和累积火用需求——以伊朗大麦生产为例》

  • 来源专题：可再生能源
  • 编译者： pengh
  • 发布时间：2020-09-02

  • 灌溉是农业中能源密集型的作业之一，它消耗了大量的能源投入，并对环境产生有害影响。因此，本研究的目标是模拟在地表灌溉(SFI)和喷灌(SPI)两种灌溉方式下，光伏系统作为替代清洁能源供应商在大麦种植中实现能源-环境可持续性的应用。数据采集于2018-2019年生长季节，来自伊朗哈米丹省中部地区一个100公顷的农场。并将PV系统应用于SFI场景和SPI场景，利用TRNSYS软件对SFI场景和SPI场景进行仿真，分别生成SFI-PV和SPI-PV场景。然后采用ReCiPe2016生命周期评价方法对各情景下的环境破坏进行评价。结果表明，SFI和SPI的能源利用效率分别为2.85和2.80。各种情景下的农场排放、SFI和SPI中的电力、PV面板SFI-PV和SPI-PV是环境破坏的热点。累积火用需求(CExD)结果显示，大麦生产中不可再生化石的份额主要来自电力和柴油燃料。结果表明，利用可再生能源技术可以显著提高能源和环境的破坏指数。

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  • 《德国有机和传统植物生产系统的能源利用效率》
    • 来源专题：农业生物安全
    • 编译者：任洁
    • 发布时间：2024-04-26
    • 农业中可持续和高效的能源使用有助于通过减少化石能源的使用来应对气候变化。我们通过分析能源输入和产出来评估德国的农业系统。使用了 2009 年至 2011 年间 30 个有机农场和 30 个传统农场（每个农场 12 个耕地、18 个奶牛场）的数据。使用农场管理系统REPRO分析了作物生产的能源投入、产出以及农场类型、农场结构和管理强度对能源利用效率（EUE）的影响。传统农场 （CF） 总是需要更高的能源投入。有机农场（OF）的能源输入为7.2 GJ ha?1，CF为14.0 GJ ha?1。CF的能量输出也更高。能源投入的减少量高于能源输出量。在73.3%的农场中，OF的能源效率高于CF，10%的OF的EUE与CF相当，16.7%的CF的EUE更高，表明化石能源利用率更高。通过提高机械效率、减少农用化学品、精准农业、使用可再生能源或保持能源以及提高产量来减少化石能源投入，可以提高EUE。迫切需要减少投入，以降低对化石能源的（政治）依赖。
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  • 《非常规水资源利用现状及对策建议——以贵阳为例》
    • 来源专题：水体污染治理
    • 编译者：王阳
    • 发布时间：2021-03-01
    • 本文通过介绍非常规水资源的内涵及发展情况，对贵阳市非常规水资源利用现状和存在的问题进行分析，提出了推进贵阳市中心城区非常规水工程建设、运营管理、政策和法规的一系列方法和措施，可为下一步非常规水资源实际开发利用工程的建设提供参考和技术支持，缓解水资源供需矛盾，保障水资源可持续发展。 贵阳市地处长江、珠江两大分水岭地带，人均水资源占有量为1014m3/（人·a），低于1700m3/（人·a）的世界缺水警戒线。全市岩溶地貌发育充分，水资源开发利用难度大、成本高，城市供水以蓄为主，属于工程性、资源性、水质性缺水的中度缺水城市。贵阳市始终把建设国家节水型城市作为“建设水生态文明城市”战略目标的重要内容，全面实施综合节水、生活节水、工业节水和生态节水等重点工作，2011年，贵阳市成功跨入“国家节水型城市”行列，但社会发展、城市建设、人口增长和水污染日益严重等原因导致的水资源供需矛盾依然突出。大力推进非常规水资源的开发利用，将是解决区域缺水问题的必由之路，也将成为衡量一个地区水资源开发技术水平的重要标志，更是在水资源问题严峻的形势下实现最严格水资源管理制度的保障。 1非常规水资源内涵及发展情况 非常规水资源是指区别于一般意义上的地表水、地下水的水源，包括污水处理回用水、海水、微咸水、雨洪水和矿井水，其特点是经过处理后可以被利用，也可称之为非传统水源、替代水源或其他水源。国家自2002年起先后制定了城市污水再生利用杂用水、景观环境用水、工业用水等水质标准。非常规水资源供水模式分为集中式（污水处理厂污水再生利用）和分散式（建筑中水）。2016年，国家发展和改革委员会等9部门联合印发《全民节水行动计划》；2017年，水利部出台《关于非常规水源纳入水资源统一配置的指导意见》，贵州省发展和改革委-84-综合利用员会、贵州省住房和城乡建设厅出台《关于贵州省十三五城镇污水处理及再生利用设施建设规划》；2018年，《贵阳市新建小区污水处理设施建设维护管理办法》正式实施。这些文件明确要求，各地需要大力推进非常规水资源的开发利用，缓解水资源供需矛盾，实现区域内水资源利用结构优化升级、减轻地表和地下水资源压力，减轻城市污水、雨水排放和防洪排涝压力，减少环境污染。根据贵阳市地域及水源特点，可利用的非常规水资源主要为再生水、雨水。 2贵阳市非常规水资源利用现状 2017年，贵阳市中心城区污水处理厂处理总量为118.9万m3/d，按照“适度集中、就地处理、就近利用”的原则，除南明河下游的新庄污水处理厂一期、二期外，南明河中上游的二桥、花溪、花溪南部、合朋、金阳、青山、麻堤河、小河、白云、龙洞堡、金百和孟关等污水处理厂的集中式再生水主要用于南明河、市西河、陈亮河及麦架河等河道生态环境补水，是南明河等河道生态基流的主要来源。中心城区的城市再生水利用率已达58.79%，有助于改善河道景观环境，构建水生态文明城市。虽然城市再生水利用率远高于国家节水型城市考核指标要求（20%），但仍存在污水再生利用用途单一的问题，因此，拓展污水再生利用途径，推动非常规水资源利用设施建设是缓解城市水资源供需矛盾、提高水资源利用率的重要保障。结合实际，目前主要采取了以下几项重点措施。 2.1大力促进污水再生利用试点项目的建设 为使污水再生利用途径单一的问题得到有效解决，以规划为引领，将规划目标与各大污水处理厂运营现状相结合，加大专项资金投入，促进城市集中式污水再生利用试点项目的建成。2.1.1白云污水处理厂白云污水处理厂配套建设有1000m3/d的再生水处理设施，在厂区外围设置3个取水口，主要用于白云区内市政、绿化及生态补水。2.1.2青山污水处理厂青山污水处理厂已配套建设1万m3/d的再生水处理设施。2016年，贵阳市水务局积极开展了青山污水处理厂再生水管网试点项目的建设工作，项目沿南明河两岸铺设了约3.3km的再生水供水管网，可向试点项目服务范围内输送再生水量2250.78m3/d，实现了贵阳市再生水管网配套建设的零的突破。管网沿途预留了河岸公厕、公园水景、居民小区及市政、绿化等再生水专用取水口7个。 2.2部门协同推动贵阳市建筑中水及雨水资源化利用 近年来，贵阳市规划局根据《贵阳市城市规划技术管理办法（试行）》的要求，加强了对城市新、改、扩建建设项目中水设施配套建设的审查。贵阳市住房和城乡建设局编制了《贵阳市海绵城市建设试点项目（2017-2020年）专题研究》，以“渗、滞、蓄、净、用、排”为原则，计划逐年实施海绵型的示范河道、道路、公园和小区等试点项目。贵阳市节约用水办公室根据《贵阳市城市节约用水管理条例》《贵阳市城市节约用水管理实施规定》的相关要求，对城市新、改、扩建项目实施了节水“三同时”审核，须同期配套建设中水或雨水利用设施，并与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。贵阳市形成了较为有效的部门联动机制，合力促进了分散式污水再生利用项目的建设。 2.3以节水型企业、单位、小区建设为抓手，促进建筑中水和雨水利用设施的配套建设 积极开展节水型企业、单位、小区的建设工作，通过抓重点、树典型的方式，挖掘节水亮点，促进中水、雨水利用设施的配套建设。 3贵阳市非常规水再生利用供需平衡分析 贵阳市非常规水资源开发利用潜力最大的为再生水，根据《贵阳市城市总体规划》近期2020年污水处理厂总规模达到192.4万m3/d，远期2030年达到232.4万m3/d，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A标准，出水水质较好，可作为稳定且优质的再生水水源，按照《城镇污水再生利用工程设计规范》（GB50335—2016）的要求，其再生水量不宜超过污水处理厂处理规模的80%，因此贵阳市中心城区再生水可利用规模近期为153.9万m3/d，远期为185.7万m3/d。经分析，贵阳市中心城区再生水可利用规模远大于再生水需水量，因此污水处理厂可提供充足且优质的再生水水源来代替优质水，缓解水资源供需矛盾。 4存在的问题 4.1专项法规、配套政策及技术体系不健全 目前，贵阳市尚未制定非常规水资源利用和管理的专项法规规章，非常规水资源利用设施建设、运行、监督等方面管理主体不明确，产权、运营、监督单位的权责不清；新、改、扩建污水处理厂缺乏强制配套建设再生利用设施的法规支撑；相比常规水资源，非常规水资源的收集、储存、输送和处理需要投入资金建设基础设施，行业发展初期尤其需要政府大力扶持，但目前贵阳市在财政、税收、投融资和价格等方面尚未出台实质性的政策，不足以调动投资运营的积极性；由于非常规水资源开发利用涉及发改、规划、住建和水务等多个职能部门，各部门编制的专项规划虽不同程度地涵盖非常规水资源利用，但各部门要求配套建设分散式中水、雨水利用设施的标准不统一，中水、雨水利用设施仅满足于“有”的状态，配套建设规模是否合理，未进行标准核验。 4.2城市市政、园林、绿化和公厕等用水计量不完善 目前，贵阳市市政、园林、绿化等取用消火栓自来水现象普遍，绝大部分未计量收费，占用了宝贵的饮用水资源。2017年城市供水统计数据显示，贵阳市市政园林绿化等用水计入城市免费的自来水量高达6.5万m3/d，如果用再生水替代6.5万m3/d的市政、园林、绿化和公厕对自来水的消耗，贵阳市有限的饮用水资源将得到较好的节约和保护，城市节水效率将得到大幅提升。集中式再生水厂管网覆盖范围内的市政、园林、绿化和公厕用水还没有形成取用再生水的机制。而再生水完全符合市政、园林、绿化和公厕用水对水质的要求，加之再生水制水成本低，利用经济杠杆形成价格倒逼机制，具有较高的实用性和长远开发性。 4.3污水再生利用基础设施建设滞后 尽管贵阳市积极进行了再生水试点项目建设，但集中式再生水厂及再生水供水管网建设仍相对滞后。目前，再生水管网仅处于点对点的局部铺设的起步阶段，不能满足拓展再生水用途的需求，再生水管网建设滞后已经成为制约贵阳市非常规水资源利用发展的主要因素。 4.4公众对非常规水资源的认知不足，接受度较低 贵阳市对非常规水资源作为城市“第二水源”进行了宣传，但社会各界对非常规水资源认知仍然不足，同时对再生水的水质安全等问题存在疑虑，参与意识低，使得城市非常规水资源开发利用推进较为缓慢。 5非常规水资源利用对策建议 5.1建立健全法律法规 应尽快建立健全非常规水资源利用和管理的各项法规规章，强制配套建设再生利用及输配设施，明确非常规水资源的建设、运营、监督等管理主体，并划分权责职能；研究和出台鼓励非常规水资源开发利用、运营管理的优惠政策，建立合理的融资、运营、监管机制，发挥经济杠杆调控作用，形成再生水水价市场定价体系，适当给予再生水生产供给企业各类扶持，充分调动投资运营的积极性；将非常规水资源与地表水、地下水纳入区域水资源进行统一配置，在编制全市水资源规划时，注意与各专项规划的衔接，并制定统一的分散式中水、雨水利用设施配套建设标准。 5.2加快推进城市杂用水利用 随着城市的发展、人口的增长和“千园之城”的建设，生态景观、园林绿化、公厕等用水量将进一步增大，在实施生态景观、园林绿化、公厕等用水的计量收费的基础上，逐步引导新建公园广场的景观用水、城市绿化、环卫市政、建筑施工、道路清扫、河道景观、洗车及工业生产用水等领域优先使用非常规水资源。待市场培育成熟后，通过法律法规、经济技术等手段禁止在市政供水管网取水，并推广喷灌、微灌等节水灌溉方式。 5.3推进工程性措施建设 当前，要加快推进再生水设施及再生水供水管网的建设。对已建污水处理厂，有针对性地对其建设规模、处理能力及周边区域用水需求等进行技术评估，拟定再生水利用项目的建设计划，对具备再生利用条件的，同步配套再生水供水管网系统。 5.4健全工程建设管理体系 要推动节水载体培育、建筑中水及雨水资源化利用工程建设。通过联动规划、住建、节水等部门合力构建管控机制，在立项备案、规划许可、施工图审查、施工许可、竣工验收及投入运行等环节，加强建筑中水及雨水资源化利用相关要求的审核与把关，引导和约束中水及雨水利用设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。 5.5加强科普宣传 积极开展节水宣传，提高公众参与度。利用网络、报纸、电视等各类媒体，对城市水资源短缺的现状、非常规水资源的重要价值和安全性等进行广泛宣传，让社会大众充分认识开发和利用城市“第二水源”的必要性和重要性，转变传统的用水观念，培养良好的节水意识，主动参与城市非常规水资源开发利用的过程中。
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