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璐羽，車堯
(中國科學技術信息研究所，北京100038)
摘要：本文根據(jù)產(chǎn)業(yè)價值鏈和企業(yè)成本分析理論對中國生物質(zhì)能企業(yè)不贏利的狀況進行了分析。結果表明，在投資建設可行性論證中，只用理論值計算生物質(zhì)資源的存量，忽視了其結構、分布、運輸、存儲、利用效率、環(huán)境影響等要素的研究和論證，導致生物質(zhì)能企業(yè)的原材料供應出現(xiàn)問題，這與中國缺少生物質(zhì)節(jié)料研究密切相關。
1引言
2003年，3家生物質(zhì)企業(yè)獲得了國家發(fā)改委的核準并開始投資建設，這標志著我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開端。截止2009年底，國家發(fā)改委已經(jīng)核準了126個生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)，由于項目的快速開發(fā)，很快在該行業(yè)出現(xiàn)了燃料供應不足、價格上漲過快、發(fā)電成本難以控制的情況。2012年，凱迪電力公司董事長表示：“原料中間商囤積居奇、品質(zhì)下滑，已成為生物質(zhì)發(fā)電市場的毒瘤”。
盡管國家發(fā)改委于2010年10月26日下發(fā)了《生物質(zhì)能發(fā)電項目建設管理的通知》，要求地方制定資源收集、運輸、儲存體系，同時要求各地將資源落實作為項目核準條件之一。但只是在程序中加入資源審核的指標，并沒有使問題得到很好的解決。
我國在20世紀90年代中期對生物質(zhì)能開始關注，無論是專業(yè)人士還是管理部門，普遍認為我國的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源極大豐富，資源綜合利用不足，幾乎沒有人認為生物質(zhì)原材料供應會成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此也就忽視了對生物質(zhì)能原料供應問題的研究，從而帶來一定的市場混亂和經(jīng)濟損失。
2我國生物質(zhì)能的發(fā)展研究現(xiàn)狀
2.1研究分類
我國生物質(zhì)能的文獻基本上可以分為三大類，一是我國的存量和可取量及優(yōu)勢研究；二是激勵和扶持政策研究；三是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源產(chǎn)品的技術開發(fā)研究。本文主要討論如何在我國形成穩(wěn)定的生物質(zhì)原料供應并能降低產(chǎn)品成本，屬于第一類的研究范疇，其相關文獻主要有以下幾種觀點：
(1)我國生物質(zhì)資源非常豐富。作為一個農(nóng)業(yè)大國，我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源豐富、種類繁多、數(shù)量巨大。較常見的有秸稈、稻殼、薪材、鋸末、甘蔗渣、禽畜糞便、生活垃圾等。據(jù)理論值推算，我國農(nóng)作物秸稈可收集量每年約為4.5億噸，折合標準煤1.8億噸?，與我國一次能源中化石燃料的消費量相比，所占比例并不大，但對于解決生物質(zhì)資源豐富區(qū)域的能源問題則意義重大。
(2)大量的生物質(zhì)資源沒有得到有效利用，造成了很大的資源浪費，農(nóng)業(yè)剩余物的焚燒污染了環(huán)境(生物質(zhì)能與化石能源的環(huán)境效能參數(shù)見表1)。鑒于我國水資源短缺、森林覆蓋率只有13％、生態(tài)環(huán)境較為脆弱、農(nóng)業(yè)剩余較多的特點、應將農(nóng)業(yè)廢棄物作為我國首選的生物質(zhì)能開發(fā)的原材料，并進行多功能低排放的小型鍋爐技術、厭氧技術、中小型鍋爐的汽化技術的研究與開發(fā)。
(3)生物質(zhì)資源調(diào)查和評估。2009年開展了全國農(nóng)林生物質(zhì)的資源總量、用途及分布調(diào)查和評估，基本摸清了我國秸稈資源種類、分布和利用現(xiàn)狀，建立了全國農(nóng)作物秸稈資源調(diào)查數(shù)據(jù)庫。同時也指出我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源主要為農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便等，建議重點發(fā)展秸稈固化、沼氣、纖維素乙醇及養(yǎng)殖場沼氣工程等技術，并根據(jù)資源狀況列出了重點開發(fā)、適度開發(fā)、限制開發(fā)區(qū)等三種不同類型的區(qū)域，針對每個區(qū)域提出了不同的政策建議，為有關政府部門的決策提供科學的依據(jù)。
2.2我國生物質(zhì)資源的總量評估方法
中國能源統(tǒng)計和農(nóng)業(yè)統(tǒng)計中不包括生物質(zhì)能資源存量和分布的相關數(shù)據(jù)，因此我國學術界根據(jù)作物和養(yǎng)殖規(guī)模進行估算。估算對象主要有農(nóng)作物生物質(zhì)資源、林作物生物質(zhì)資源和人畜糞便生物質(zhì)資源其估算公式如下：
(1)農(nóng)作物生物質(zhì)資源，主要根據(jù)農(nóng)作物的產(chǎn)量進行推算。以秸稈為例，首先要群定農(nóng)產(chǎn)和秸稈之間的質(zhì)量比，如生產(chǎn)1公斤的玉米就會產(chǎn)生2公斤的秸稈，其谷草比為2，秸稈資源量的估算公式為：
以2009年為例，根據(jù)以上公式進行計算，我國秸稈的理論值為8.20億噸，扣除收集以及運輸過程中的損失，2009年全國農(nóng)作物秸稈可收集資源量為6.87億噸，占理論資源量的83.8％。扣除秸稈的其他用途，作為能源原料的可能量為3.44億噸，占可收集資源的50.1％。
在物質(zhì)能電廠的可行性論證中，資源擁有量就是以這種計算值為依據(jù)。這種估算方法不僅不同的地區(qū)、不同的機構估算的數(shù)值會不同，也帶來了以下幾個方面的問題：①不是全部生物質(zhì)都能用到生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用方面，還有它用；②忽視了生物質(zhì)的結構、收集半徑、運輸成本、安全儲存、原料成本、控制原料穩(wěn)定供應的其他因素的評估；③影響了原料收集技術、壓塊成型技術、高效直接燃燒爐具開發(fā)的系統(tǒng)研發(fā)。以上因素在很大程度上直接影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原材料供應問題，也是導致成本上升的主要癥結所在。
3我國生物質(zhì)資源的制約性分析
3.1中外研究對比
我國物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的研究與一些國家的產(chǎn)業(yè)研究起點不同，他們從研究生物質(zhì)的特性開始，發(fā)現(xiàn)富含纖維素的生物質(zhì)，如玉米秸稈、麥稈、稻草、木材等主要農(nóng)業(yè)廢料、林業(yè)和木材加工廠的剩余物質(zhì)和城市的木質(zhì)垃圾、能源大豆、工業(yè)的造紙黑漿、畜牧肥等都可通過一定的物理和化學過程轉(zhuǎn)化為能源產(chǎn)品。而采用何種生物質(zhì)原料主要取決于其特性、收集難易、運輸成本以及環(huán)境影響等因素。美國研究表明，運輸一旦超過50～60英里，運費就會很高，因此許多生物質(zhì)發(fā)電場往往規(guī)模較小，發(fā)電功率一般在1～50兆之間。美國還在甘蔗加工廠中建立了甘蔗發(fā)電廠，不但能獲得政府的一些政策補貼，還能在利用可再生能源擴大生產(chǎn)規(guī)模的同時獲得一筆額外收入。芬蘭將水產(chǎn)加工廠的廢料轉(zhuǎn)化為生物燃料，歐盟和芬蘭政府也拿出專項資金支持這種就地取材的方式生產(chǎn)生物質(zhì)能。目前國外又提出利用微藻類生物質(zhì)生產(chǎn)生物柴油或生物質(zhì)油，能有效解決生物燃料產(chǎn)業(yè)的原料瓶頸問題。
我國是在發(fā)達國家取得生物質(zhì)能成功商業(yè)化的基礎上開始引入其研究成果，引進基本成熟的技術設備，但對促進物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)形成的過程、具體路徑、內(nèi)在規(guī)律、技術路線、產(chǎn)業(yè)鏈的具體鏈接過程缺乏深入的跟蹤和研究。對于產(chǎn)業(yè)的上下游劃分，產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的競爭與合作關系等關鍵問題缺乏必要的研究。對于資源帶動性產(chǎn)業(yè)而言，下游企業(yè)對上游企業(yè)的資源依賴性較強，上游企業(yè)個數(shù)較少，資源很容易被壟斷，而中游企業(yè)處于競爭環(huán)境中，在一定的空間布局上，集聚效應加大則會增加競爭程度，對上游企業(yè)的依賴度就更大。
3.2我國生物質(zhì)資源發(fā)展存在的問題
(1)注重總量，忽視結構(以生物質(zhì)發(fā)電為例)。我國生物質(zhì)發(fā)電主要采用的是農(nóng)業(yè)和林業(yè)的廢棄物，自然村分布分散、農(nóng)作物品種繁多、資源分布廣、單位面積產(chǎn)量低、生產(chǎn)經(jīng)營較為分散，加大了生物質(zhì)的收集難度。對我國五大糧食主產(chǎn)區(qū)調(diào)查的結果表明，每戶秸稈的可獲得量為4～5噸，以2.5萬千瓦的秸稈發(fā)電廠為例，每年消耗秸稈為20萬噸，需從5萬農(nóng)戶中收購，要完成10萬筆收購交易，而且要分春秋兩季收購，在季節(jié)內(nèi)要進行“高效率”收購，過季后就會出現(xiàn)收不到或高價收購的現(xiàn)象。
農(nóng)林廢棄物除了能用于發(fā)電以外還有其他用途，以農(nóng)業(yè)秸稈為例，可用作燃料、肥料、飼料以及造紙、建材、編織和養(yǎng)殖食用菌等工副業(yè)的生產(chǎn)原料，用途廣泛。調(diào)查發(fā)現(xiàn)秸稈在我國的主要用途見表2。由此可見，能作為燃料的秸稈僅占18.7％，用計算總量的方法進行可行性論證顯然過于樂觀。
(2)注重建設，忽視管理(以沼氣發(fā)電為例)。雖然我國在2009年沼氣用戶就穩(wěn)步跨上了3000萬用戶的臺階，但沼氣發(fā)酵原料的供給不足仍是制約沼氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一個重要因素。這些年農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)走上了集約化的發(fā)展之路，養(yǎng)豬農(nóng)戶的數(shù)量大大減少，另外隨著農(nóng)業(yè)人口的轉(zhuǎn)移，許多農(nóng)戶剩下的大多是老人和孩子，無力通過養(yǎng)殖來保證沼氣原料的供應，再加上沼氣微生物的反應對溫度變化十分敏感，只有在10～60％范圍內(nèi)才能正常發(fā)酵產(chǎn)生，北方農(nóng)村冬季保證這樣的溫度有一定的難度，技術服務又不到位，導致沼氣池的產(chǎn)氣不穩(wěn)定，利用率不高，甚至出現(xiàn)棄池和閑池現(xiàn)象。而一些集中、規(guī)模化的養(yǎng)殖場產(chǎn)生大量的飼養(yǎng)牲畜排泄物又得不到充分利用，這種原料供給不平衡現(xiàn)象不僅對環(huán)境造成一定的影響，也不利于沼氣的可持續(xù)發(fā)展。
(3)忽視運輸成本。農(nóng)業(yè)生物質(zhì)的體積大、質(zhì)量輕，但運輸車輛的裝載限制是體積而不是質(zhì)量，三輛馬車才能運輸1噸沒有打捆的麥秸。有專家測算，在15公里以內(nèi)，運輸成本增加不大，所以農(nóng)村有十里不送草的說法。若收購半徑增大，則運輸成本增加幅度很大。另外由于其季節(jié)性和低密度的特性需要有較大的儲存空間，由于儲存時間長和防止受潮等因素的影響還需要對倉庫做特殊的處理，這使得傳統(tǒng)的集儲運手段難以滿足規(guī)模化工業(yè)利用的需求。一些生產(chǎn)原料的加工企業(yè)為了提高生物質(zhì)體積大、不宜運輸、燃值低等問題，已將生物質(zhì)切割，生產(chǎn)出顆粒狀或一定的體積燃料出售，但價格高達600元／噸。如果按照熱值、效率轉(zhuǎn)化后再與煤炭價格比較，高于煤炭的價格。由于煤炭運輸體系成熟，儲存能力更好，而生物質(zhì)致密成型不易儲存，密度較其他能源低，導致大家不愿意使用它。
(4)忽視小型機械開發(fā)。林業(yè)生物質(zhì)資源種類繁多，作業(yè)地形復雜，作業(yè)面零散，也給林木收割機械提出了更高的要求。國外的小型收割機械輕便易于攜帶，操作靈活，安全可靠，刀具使用的材料好，堅固耐用，不需要經(jīng)常更換，大面積能源林收割一般使用拖控機懸掛式，可實現(xiàn)直接粉碎、削皮或打捆等聯(lián)合收割。我國的現(xiàn)有生物質(zhì)能源木林分布分散，主要是小規(guī)模的農(nóng)戶種植和地理條件很差的西部沙地灌木林，在選擇收割機時，應該是以小型灌木收割機為主，輕便易于攜帶，操作靈活，而這種小型收割機的開發(fā)在我國還處于空白狀況。我國近十年的林物質(zhì)直燃熱電聯(lián)產(chǎn)模式的實踐表明：機械化的林物質(zhì)收割、收集、處理是確保能源林物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)的重要因素之一。
(5)忽視產(chǎn)業(yè)鏈宏觀規(guī)劃與整體部署。處于完整的產(chǎn)業(yè)價值鏈中的企業(yè)，其供給、生產(chǎn)、銷售、服務也會處于一種良好的動態(tài)自我調(diào)整的平衡狀態(tài)。但是一旦該產(chǎn)業(yè)價值鏈中的某個環(huán)節(jié)不能提供及時或充足的供給，這個良性的循環(huán)就會被打破，從而引發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈中的企業(yè)不能正常運轉(zhuǎn)。我國目前在生物質(zhì)能源領域還存在許多不協(xié)調(diào)因素，這是由于我國在宏觀規(guī)劃和政策制定過程中缺乏對原材料供應環(huán)節(jié)的考量，使原材料供應商獲利較少，必然要導致他們擾亂市場秩序，哄抬供應價格。生物質(zhì)能原料來源的合理性、可靠性、經(jīng)濟性是保證生物質(zhì)能企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素所在。
4發(fā)展建議
4.1建立生物質(zhì)能原料的研發(fā)體系和檢測系統(tǒng)
美國生物質(zhì)能的研發(fā)主要在5個領域進行，其中第一個領域就是對生物質(zhì)能結料的研發(fā)，其目的是確保為生物質(zhì)能的生產(chǎn)提供低價格、高品質(zhì)、可持續(xù)的生物質(zhì)能原料的供應。借鑒美國的發(fā)展經(jīng)驗，從我國的現(xiàn)實角度出發(fā)，建立起生物質(zhì)能原料的研發(fā)體系和檢測系統(tǒng)，對我國生物質(zhì)能原料的資源供給、構成和產(chǎn)業(yè)價值匹配進行系統(tǒng)的研究和檢測，提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展效能。
4.2因地制宜制定發(fā)展路線
我國發(fā)展生物質(zhì)以什么原料為重點，要因不同地區(qū)采取不同的發(fā)展路徑。產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著自我發(fā)展規(guī)律，應該在遵循規(guī)律的基礎上，在技術、經(jīng)濟、商業(yè)模式、利益協(xié)調(diào)機制等諸多方面進行深入的研究。特別要建立具有一定技術規(guī)范的生物質(zhì)原料集儲技術裝備體系和供應模式，降低儲存成本和運輸成本，同時將成本的降低轉(zhuǎn)化為農(nóng)戶收入的增加，使農(nóng)戶與企業(yè)成為緊密的發(fā)展整體。
4.3建立政策性補貼協(xié)調(diào)機制
我國政府目前對生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)主要采取企業(yè)生產(chǎn)補貼制度，即國家電網(wǎng)為脫硫電價提供高于當?shù)鼗鶞蕛r格每千瓦時兩毛五的補貼和一毛錢的臨時補貼。生物質(zhì)發(fā)電廠與當?shù)鼗鶞蕛r格存在‘逆向選擇’。例如，新疆、內(nèi)蒙古和東北三省等地的生物質(zhì)資源豐富，但是當?shù)氐幕鶞孰妰r偏低。而廣東、福建、浙江等地區(qū)的基準電價高達六七毛，但是沒有充足的秸稈資源。
其次，燃料的收購價格在不斷上漲，但是電價卻并未相應提高。這個補貼政策是造成公司目前仍在虧損的原因之一。為了維持生物質(zhì)能企業(yè)生存，政府要建立靈活的補貼協(xié)調(diào)機制，不要全國一刀切，根據(jù)生物質(zhì)能資源特征，發(fā)展分布式生物質(zhì)能利用方式，克服有些地方政府只重視大項目而忽視小項目，使生物質(zhì)能分散利用無法實現(xiàn)的困境。
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