能值分析基礎(chǔ)--延伸學(xué)習(xí)

《能值分析基礎(chǔ)--延伸學(xué)習(xí)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、1、能值理論能量是自然生態(tài)系統(tǒng)和復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)，可用于表達(dá)生命與環(huán)境、自然與社會(huì)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。由美國著名生態(tài)學(xué)家H.T.Odum從20世紀(jì)50年代至今對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行了系統(tǒng)而深入的研究，陸續(xù)提出了能量系統(tǒng)、能路語言、能量質(zhì)量、能量等級(jí)、體現(xiàn)能和能量轉(zhuǎn)換率等一系列開拓性的概念，并于80年代末創(chuàng)立了能值理論和方法。能值(Emergy)是一個(gè)新的科學(xué)概念和度量標(biāo)準(zhǔn)，H.工odum將能值定義為:一種流動(dòng)或貯存的能量中所包含的另一種類別能量的數(shù)量，稱為該能量的能值(H·T·Odurn，1987;Seieneeman，1987)。他又進(jìn)一步解釋能值為:產(chǎn)品或勞務(wù)形成過程中直接和

2、間接投入應(yīng)用的一種有效能量(Availableenergy)，就是其所具有的能值。任何形式的能量均源于太陽能，故常以太陽能為基準(zhǔn)來衡量各種能量的能值，任何資源、產(chǎn)品或勞務(wù)形成所需直接和間接應(yīng)用的太陽能之量，就是其所具有的太陽能值(Solarenergy)，單位為太陽能焦耳(Solaremjoules，即sej)，以能值為基準(zhǔn)，可以衡量和比較生態(tài)系統(tǒng)中不同等級(jí)能量的真實(shí)價(jià)值與貢獻(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用中以“太陽能值”(Solaremergy)衡量某一能量的能值。在任何流動(dòng)或儲(chǔ)存的能量所飲食的太陽能(501盯energy)之量，即為該能量的太陽能值。任何能量均始于太陽能，都可以太陽能值為標(biāo)準(zhǔn)，衡量任

3、何類別的能量。太陽能值為單位為太陽能焦耳。例如，lm3雨水降落到地上，包含有7.5x10’osej太陽能值;即有7.5只10’。sej的能值由這lm，雨水直接或間接帶到地上。根據(jù)Odum的能值公式計(jì)算出生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)總能值使用量。U=No+N1+R+IMP式中，U是總能值使用量，N0是較粗放使用的自然資源，N1是集約使用的自然資源，R是可更新資源，IMP是總進(jìn)口(包括旅游業(yè)、進(jìn)口勞務(wù)和利用的外資)。能值分析是以能值為基準(zhǔn)，把生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中不同種類、不同等級(jí)、不可比較的能量轉(zhuǎn)換成同一標(biāo)準(zhǔn)的能值來衡量和分析，從中評(píng)價(jià)其在系統(tǒng)中的作用和地位;綜合分析系統(tǒng)中各種生態(tài)流(能物流、貨幣流、

4、人口流和信息流)，得出一系列能值綜合指標(biāo)(EnergyIndices)，定量分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能特征與生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。2、能值分析指標(biāo)及其概念(l)太陽能轉(zhuǎn)換率(Solartransformity)能值轉(zhuǎn)換率(EmergyTransformity)即形成每單位物質(zhì)或能量所含有的另一種能量之量;而能值分析中常用太陽能值轉(zhuǎn)換率(solartransformity)。太陽能值轉(zhuǎn)換率被定義為:生產(chǎn)一焦耳產(chǎn)品或服務(wù)所需要投入的太陽能值，單位為sej/J或sej/g。例如形成lJ木材的能量需要34900太陽能焦耳轉(zhuǎn)化而來，那么木材的能值轉(zhuǎn)換率就是34900sej/J。太陽能值與太陽能值轉(zhuǎn)換率之間的關(guān)系

5、如下:M=TxB式中，M為太陽能值，T為太陽能值轉(zhuǎn)換率，B為可用能。能值轉(zhuǎn)換率是一個(gè)重要的概念，它是衡量能量的能質(zhì)等級(jí)的指標(biāo)。生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的能流，從量多而質(zhì)低的等級(jí)(如太陽能)向量少而質(zhì)高的等級(jí)(如電能)流動(dòng)和轉(zhuǎn)化，能值轉(zhuǎn)換率隨著能量等級(jí)的提高而增加。大量低能質(zhì)的能量，如太陽能、風(fēng)能、雨能，經(jīng)傳遞、轉(zhuǎn)化而成為少量高能質(zhì)、高等級(jí)的能量。系統(tǒng)中較高等級(jí)者具有較大的能值轉(zhuǎn)換率，需要較大量低能質(zhì)能量來維持，具有較高能質(zhì)和較大控制力，在系統(tǒng)中扮演中心功能作用。復(fù)雜的生命、人類勞動(dòng)、高科技等均屬高能質(zhì)、高轉(zhuǎn)換率的能量。某種能量的能值轉(zhuǎn)換率愈高，表明該種能量的能質(zhì)和能級(jí)愈高;能值轉(zhuǎn)換率是衡

6、量能質(zhì)和能級(jí)的尺度。通過太陽能值轉(zhuǎn)換率可以計(jì)算得出某種物質(zhì)、能量或勞務(wù)的太陽能值。H.T.Odum和合作者從地球系統(tǒng)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)角度換算出自然界和人類社會(huì)主要能量類型的太陽能值轉(zhuǎn)換率，可用于大系統(tǒng)如國家、區(qū)域、城市系統(tǒng)的能值分析。根據(jù)各種資源(物質(zhì)、能量)相應(yīng)的太陽能值轉(zhuǎn)換率，可將不同類別能量(J)或物質(zhì)(g)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一度量的能值單位(sej)。(2)凈能值產(chǎn)出率(netemergyyieldratio;NEYR)凈能值產(chǎn)出率等于產(chǎn)出的能值(Y)除以自經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)反饋(F)的能值，如圖3.1所示。如果生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的能值大于自經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)投入的能值(F)，則此能源的凈產(chǎn)量為正值或其凈能值產(chǎn)出率大

7、于1，具有經(jīng)濟(jì)效益。凈能值產(chǎn)出率是評(píng)價(jià)基本能源利用的指標(biāo)，它也可以用來說明經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)利用能源的效率，表示經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的競爭力。當(dāng)前發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)活動(dòng)過程中凈能值產(chǎn)出率為6:1或更高為(Odum，1998，1990)，這說明發(fā)達(dá)國家自經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)反饋1份能值到生產(chǎn)過程，可產(chǎn)生6份左右的產(chǎn)品能值。凈能值產(chǎn)出率愈高，說明經(jīng)濟(jì)效益愈好。(3)能值投入率(Emergyinvestmentratio;EIR)能值投入率是自生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)投入的能值與輸入經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)過程的自然