⑤ 對於“生物質電究竟劃算不劃算”有不同的觀點
《科學時報》的采訪引發了一場爭論。雖然幾篇論文不能成為最終答案，但是秸稈發電的綜合效益一直備受關注。事實上，可持續發展也應該關注：中國秸稈發電以來，國家和地方政府在其多個環節給予政策支持。從2009年7月到2010年9月，企業享受了約21.46億元的上網電價補貼（國家發展和改革委員會，2011），每個企業平均享受至少3000萬元的補貼。但是，政策是時間敏感的，比如2015年的上網電價。政策到期後，企業應該如何生存和發展？為了發展可再生能源，政府在過去幾年裏增加了補貼。考慮到中國是一個發展中大國，這給政府帶來了沉重的負擔。
像許多國家一樣，中國在促進可再生能源和節約公共支出之間存在兩難。從政府的角度來看，以最低成本減排的承諾是一個關鍵問題。有人可能會問，生物質能的發展是否是實現減排的有效途徑？換句話說，生物質是否是其他形式可再生能源的良好替代品？生物質供應鏈的主要特點：（1） 原料生產麵積廣，產量大，但企業需求量大，因此采購網絡的收集半徑過大；（2） 使用各種原料（中國使用50多種），原料存在許多用途（至少8種），供應量存在波動;（3） 原料重量大，低價值密度，采購，儲存和儲存困難；（4） 核心環節的發電企業處於強勢地位，原料供應受許多農（林）農、中間商和競爭對手的影響；（5） 供應鏈產品——電力，國家實行全麵采購。雖然這些特點與普通供應鏈不同，但供應鏈理論和方法可以用來解決上述問題。
1.1.2研究意義
生物質發電的發展是實現我國能源結構轉型的重要措施之一，然而在一定的資金和技術條件下，從多個生物質發電中選擇最合適的生物質發電技術極為重要。新能源的安裝和使用不僅影響經濟、環境、社會等，同時，其本身也受到該地區的經濟、社會和環境等因素的影響，往往存在相互作用。綜上，新的能源評估過程是一個複雜的係統工程。如果隻對新能源的評價進行單指標分析，結果往往會出現很大的偏差。例如，如果隻考慮經濟因素，利用傳統的化石能源發電在投資成本和電力成本方麵具有很大的優勢；如果隻考慮社會保障因素，核電應該具有最小的發展價值，這也是發達國家對核電態度不一致及其尋求新能源發展的一種解釋。因此，新能源動力的評價必須考慮技術、經濟、環境和社會整體的影響以及不同因素之間的相互作用。係統研究以上內容具有重要的學術價值和現實意義。
在現有的生物質發電文獻及江蘇省技術、經濟和環境背景的基礎上，建立符合江蘇背景的生物質發電產業指標體係，促進江蘇省生物質發電產業的發展尤為關鍵。本書通過對評價指標權重的情景分析，對不同權重情景下的生物質發電開發方案進行比較研究，以進一步完善生物質發電評價指標權重的選擇方法。生物質發電分析提出了基於指標相關效應的模型，使評價結果更加準確，促進了模糊測量和模糊積分法在生物質發電領域的應用。
在現實意義方麵，大力發展新能源技術、利用新能源已成為電力結構轉型的主要方式。雖然江蘇省在新能源資源方麵具有一定的優勢，但目前尚不清楚新能源的重點發展領域。本研究綜合考慮了江蘇省在新能源技術、經濟、環境等方麵的情況，可以根據江蘇自身發展的特點，為新能源的選擇提供更有針對性的依據。同時本研究從多屬性決策的角度出發，以總體最優為目標，考慮指標間的相關效應，有利於江蘇省對新能源的有效決策，從而促進江蘇省新能源的可持續發展。
1.2國內外研究現狀
國內外關於生物質發電技術的研究主要集中在技術及項目的效益評價研究、政策支持研究、空間布局研究、產業發展研究、技術的碳排放研究五個方麵。
1.2.1生物質發電技術和項目評價研究
在新能源技術評價的方法選擇上，Pohekar（2004）對應用於可再生能源規劃的方法進行了綜述並將這些方法分成了三類，分別為決策支持係統、多目標優化以及多屬性決策方法。Pohekar通過對有關能源領域的文獻進行總結發現：近70％的能源問題采用多屬性評價方法，其中最廣泛使用的多屬性評價領域分別包括新能源規劃（34％）、能效規劃（19％）、能源分配（15％）、建築能源管理（13％）和能源項目規劃（12％）。在所
圖1.1決策分析方法分類
有多屬性評價方法中，應用較多的主要有多屬性應用理論、層次分析法、PROMETHEE、ELECTRE、種類偏好法、模糊集規劃等方法。周鵬（2006）將能源規劃領域的決策分析方法分為三類：單目標決策分析、決策支持係統和多屬性決策方法，每種方法都包含不同的評價方法，如圖1.1所示。此外，Lken（2007）年對多屬性決策方法在能源規劃領域的應用進行了綜述，他將多屬性決策方法分為四類，分別是價值測量模型、目標規劃模型、Outranking模型、混合模型。其中價值測量模型主要包括層次分析法、多屬性效用理論、多屬性價值理論等方法；目標規劃方法主要有最優方案替代法、STEP法、TOPSIS法等方法；Outranking模型主要包括PROMETHEE Ⅱ、ELECTRE Ⅱ、ELECTRE Ⅲ等方法；混合模型是將多屬性決策不同模型進行相互結合，主要有AHP和TOPSIS結合、AHP和目標規劃法結合等。此外也有一些學者采用其他的多屬性評價方法，例如：語言有序加權平均法（Doukas等，2007）、模糊方法（Mamlook等，2001）、成本收益法（Mohsen和Akash，1997）、灰色關聯度法（Wang等，2008）等。
針對生物質發電技術和項目的評估，Suramaythangkoor和Gheewala（2008）認為，秸稈發電在泰國秸稈發電實際應用中具有潛在價值，在整個生命周期評估中具有很強的生態發展價值。林琳等（2008）以25MW項目為對象，選擇GWP，AP等環境指標對其進行了全生命周期評價，並指出該項目排放的碳主要來源於秸稈運輸階段。秸稈發電建設汙染主要來自建築用混凝土，環境效益優於火電。於春燕、孟軍（2010）對秸稈發電的內部經濟運行效應，即秸稈發電項目的投資回報，運用與動態評價的相關數據，進行了較為有效的研究和評估。研究指出秸稈資源用於發電項目運營成本低、收入可觀，但初期投資高、投資回收期長、經濟效益滯後，考慮到技術經濟指標等，長期經濟效益顯著。David R. McIlveenWright等（2013）利用ECLIPSE仿真軟件對350MW循環流化床鍋爐係統生物質發電項目（Circulating Fluidized Bed Combusion， CFBC）、44MW沸騰式流化床鍋爐係統（Bubbling Fluidized Bed Combustion， BFBC）生物質發電項目和30MW的BFBC生物質發電項目進行了比較分析，從技術經濟的角度評價了不同技術、不同規模的項目。此外，許多學者分析了不同地區生物質發電技術的技術經濟發展潛力或環境效益。例如，唐朝賢（2011）分析了生物質發電項目的投資風險。Bettina Susanne Hoffmann等（2012）分析了巴西南部木材生物質和煤炭熱電聯產技術的技術和經濟潛力。Daniel Maraver等（2013）評估了生物質發電項目的環境效益，並且對同時生成冷、熱和電的項目進行分析，將其與傳統電力項目進行了比較。
Rogers和Brammer（2009）在分析生物質氣化發電成本時，基於運輸成本以單位熱量生物質原料為中介，建立了電廠原料運輸成本的計算模型，提出在生物質原料采集現場建立原料預處理點，在氣化處理後將生物質原料運輸到發電廠。根據Ruiz等（2013）的研究，生物質發電原料從生物燃料收購點運送到發電廠的過程中，運輸生物質能的75％的成本是卡車的成本。卡車的成本包括購買成本、運營和維護成本、燃料成本;同時，影響生物質原料運輸成本的兩個主要因素是運輸距離和運輸時間。
1.2.2生物質發電項目政策分析
由於外部性的存在，單純依靠市場的資源配置功能很難實現資源的優化配置。政策的適當幹預可以有效促進具有強外部性的產業實現高速發展。以我國為例，《中華人民共和國可再生能源法》的實施為可再生能源的發展奠定了法律基礎，隨後又製定了10套支持可再生能源法的專項資金規定及相關管理措施，促進了我國生物質能發電的快速發展。陳柳欽（2012）針對我國生物質發電現有的問題進行了探討。石建軍（2006）分析了世界各國現行的政策，將政策進行分類，認為應從強製性政策、經濟激勵政策和研發政策多方麵對我國可再生能源政策進行完善。Zhao等（2012）係統分析了我國近期實施的法律、法規和政策，對財政補貼、稅收減免、關稅優惠、投融資政策以及研發支持等方麵進行了全麵的回顧。研究認為，要促進生物質發電產業發展，必須完善生物質發電產業鏈，實現產業上下遊協調發展。政府需要從保障農民利益和生物質發電產業基本生存能力的原則出發，適當調整生物質發電電價。首先，借鑒煤炭與電價聯動機製，建立一攬子生物質能原材料價格指標體係，將生物質能源電價與這些指標掛鉤。當電價指標超過一定程度時，政府應及時調整生物質發電電價。其次，考慮到常規發電和生物質發電的外部性，政府應對常規發電征收合理的排放稅或環境稅，並對生物質發電進行補償。第三，根據不同地區不同的基準電價，政府應按照相同的補貼率提供價格補貼。吳傑和顧孟迪（2006）通過比較發達國家（美國、德國、荷蘭等）的具體政策和成果，分析認為我國生物質發電設備技術昂貴，市場小，投資風險大，政策效果差，實施配額和綠色證書製度薄弱；並在此基礎上對綠色營銷和綠色采購製度，產品稅收政策的現狀與發展進行了說明。曾紹倫、任玉瓏（2006）在對比國內外電力市場的基礎上，研究了電力競爭機製，構建了可再生能源發電招標的線性模型，並研究了政策的支持方式和力度。張粒子、李才華、羅鑫（2006）研究了可再生能源政策形成和政策導向，研究者以世界主要國家的相關政策安排為基礎（德國上網電價製度，英國的配額、招標製度，澳大利亞的配額製度，美國的補貼製度等）分析了我國可再生能源的發展現狀和前景，探討了國外多種激勵機製在我國的適應性。
此外，Zhang等（2014）根據生物質發電項目的實際需求，係統收集整理了2006—2012年我國的生物質發電政策。根據當時政策實施的效果，分析認為我國政策存在發展目標過大、稅收政策不易實施、部分政策相關性不強等問題，並提出了我國應穩步發展生物質能發電，不應再引入過多的財政支持的建議。Hughes（2000）以美國生物質能源發展為背景，認為通過產生更強經濟激勵的政策變化，可以使生物質發電盈利成為可能，並使這種能源以低成本部署成為可能。Thornley（2006）對英國生物能源發展進行研究，認為政府的政策集中於利用初期資本補助來支持引入成熟的技術，這種方式對於生物質能源項目所產生的持續成本而言並不劃算，而且可能刺激建造那些沒有長期可行性的燃料戰略工廠；研究認為低水平、長時間的財政支持可能更合適生物能源發展。
孫鳳蓮、王雅鵬（2007）比較了中國和歐盟生物質能源的發展，並指出我國政策需要加大科研投入的支持，以此加強生物質能技術的研發。王歐（2007）從生物能源利用和能源發展政策的角度分析了中國存在的問題，並提出了未來的能源結構趨勢。劉偉軍等（2007）深入研究了中國頒布的各項法律法規，討論和分析了具體的政法規則，總結了現行法律法規的計量障礙、不合理的電價、企業的技術突破等問題。王書生、趙浩君（2007）研究了國內外的稅收政策。張培遠（2007）係統地比較和分析了鼓勵國內外秸稈發電的政策。外交政策分為總體目標體係、高價收購體係、配額製度、投資補貼製度和減免製度；中國的政策分為總體目標體係、分類電價體係、優惠互聯網接入體係、成本分攤製度、專項資金製度、信貸優惠政策和稅收優惠政策。
李景明（2008）深入研究了當前的生物質能源政策，包括我國生物質能源政策的政策框架和激勵機製，探討了國家頒布的各項法律法規，並簡要分析了政策體係不完善、不公平補貼的問題，發現弱可操作性和錯誤的工業指導在中國頻繁發生。郭菊娥等（2008）比較分析了秸稈發電和火力發電的主要經濟指標（財務指標、內部發電成本、外部發電成本、上網電價敏感因素），並通過情景設計與政策效應分析，討論了秸稈發電的優惠政策選擇。Kumar等（2015）研究了印度生物質能源發展現狀與潛力，認為政府提供補貼或財政援助的首要任務是鼓勵使用非常規能源，這有助於國家的可持續發展。戴玉才等（2009）深入研究了國內外可再生能源的個體政策，分析了可再生能源利用的障礙，通過對各國政策進行了分類，並將政策與障礙聯係在一起進行分析討論了各國可再生能源政策組合，研究了供給側管理、需求側管理和利益相關者管理的政策組合。
1.2.3生物質發電空間布局研究
在生物質發電廠運行過程中，生物質原料的收集、儲存和運輸成本占很大比例，因此生物質發電廠的選址具有重要意義。在現有文獻中，主要研究角度包括供給係統的外部環境和選址模型。從供給係統的角度來看，生物質原料的可獲得性和地理分布是影響選址的主要因素，因為它們對生物質的運輸成本有很大的影響。其次，生物質原料也受時間因素的影響，如生物質收集、運輸，燃料加工設備的采購量、儲存空間和勞動力需求等，都會影響生物質供應係統的總體成本。第三，生物質原料之間的距離、電廠和消費者也會影響總係統成本。例如，地理位置、區域供熱和製冷、消費者、能源運輸距離和分銷網絡。從外部環境來看，生物質發電廠政策的實施產生了很大的影響。從選址模型的角度來看，目前的學者主要從事生物質的優化模型。電廠有必要考慮能量轉換和特定能源需求的選址模型。
（1） 供應係統
Sperling（1984）建立了一個一般的、非統計學的模型來評估確定地理環境中影響生物質位置的因素。Voivontas（2000）提出了一種農業廢渣發電潛力估算方法。研究人員開發了地理信息係統決策支持係統(DSS)，該方法為確定經濟開發生物質潛力的地理分布提供了工具。該程序引入了四個層次的分析，以確定理論、可用性、技術和經濟開發潛力。DSS處理所有可能的限製條件，並使用迭代過程標識候選電廠，該迭代過程定位生物能源單元，並建立所需的生物質收集耕地麵積。在這一原則下，電力生產成本成為確定經濟開發生物質潛力地點的一個指標。Madlener（2001）使用了層次分析法中的專家選擇方法，評估了熱電聯產係統的影響因素，如空氣汙染、溫室氣體排放、土地使用、經濟等。Young等（1991）使用地理信息係統空間分析的方法評估了美國南部木材生物質潛在的工廠位置。Lynd（1996）使用敏感性分析的方法，分析了影響美國東北部酒精工廠選址的因素的重要性。JeanFrancois（2003）為燃煤電廠建立了一個木材燃料供應鏈，該供應鏈考慮了潛在的供應商、資金、經濟和環境的製約，通過對電廠周圍森林殘留物的定性、定量分析，得到了木材采購的三種不同最優策略。
此外，Caputo等（2005）對生物質發電項目的經濟效益分析結果表明，車輛運輸價格的上漲、車容量的下降、資源密度的降低和生物質購買價格的提高均會增加項目的運行成本，從而降低項目經濟效益。而針對這一係列問題，國外專家學者更傾向於構建合理的體係或框架化零為整解決問題。Sokhansanj等（2006）描述了一個動態、集成的生物質供應分析和物流模型框架，來模擬供應生物質到生物質能的收集、儲存、運輸業務，該模型包含代表設備工作率的時間依賴事件和代表存儲結構能力的集合。Krukanont和Prasertsan提出了一種基於遙感和地理信息係統的生物能源選址決策支持係統，用於在生物質能價格存在顯著變化的情況，以及在某一區域內需要設置多個固定容量的生物能源電廠時，實現成本最低的生物能源選址。該方法通過基於最小成本生物質的位置分配模型來解決能源設施之間的資源競爭問題。此後，Schmidt等提出了一種空間顯式優化模型，評價了用於燃料、熱和動力生產的新型生物質轉化技術，並與奧地利用於熱生產的木質顆粒進行了比較。考慮到生物質供應和能源需求的空間分布對替代生物能源係統的總供應成本有顯著影響，因此空間分布因素被納入建模。因為一些技術還沒有商業化開發，許多描述新生物能源技術的模型參數是不確定的。Schmidt等利用蒙特卡羅模擬分析了模型參數的不確定性。
Shi等以廣東省為例，利用地理信息係統對廣東省新建生物質能電站和優化電站選址的可行性進行了評價。研究中利用MODIS\/Terra遙感數據估算了可利用生物質、利用植被類型、生態保持、經濟競爭和收獲成本等因素，通過所建模型計算了可用於能源生產的生物質。利用地理信息係統根據道路運輸距離確定各備選站點的供應區域。並且提出了利用空間信息技術實現生物能源電廠建設更科學規劃的程序框架。Young等（2011）使用邏輯回歸模型對生物能源設施選址影響因素進行了研究，他們認為原材料豐富程度和公路等基礎設施的數量對工廠選址有積極的影響，而地區平均家庭收入、人口和勞動成本對選址有負麵的影響。Kaundinya等在農村地區分散能源規劃的背景下，開發了一種基於地理信息係統的數據挖掘方法，以優化選址和確定分布式生物質發電係統的裝機容量。通過將所需的裝機容量與電力需求相匹配，最小化從分散源到發電係統的生物質運輸成本，以及從發電係統到需求的電力分配成本，並最終獲得一組村莊內的最佳位置。
在國內，楊柏成等（1998）采用劃分秸稈收集區域的方法分析了吉林省玉米秸稈氣化原料的供應量和供應成本。他們的研究表明秸稈單位運輸成本隨著秸稈供應總量的增大而增加，從而可能會提高秸稈原料的供應成本。劉剛和沈鐳（2007）利用已有統計資料和數據，定量估算了2004年中國生物質資源的數量，並從秸稈、畜糞、薪柴、城市垃圾和廢水等方麵對其地理分布格局進行了探討。孫偉（2009）論述了生物質燃料收集按燃料收購與運輸形式可分為的三種方式及其特點，闡明了生物質燃料采用壓塊方式收集具有較好的可行性。齊天宇等（2011）采用優化的成本計算方法，對我國生物質直燃發電成本進行了分省域研究，找出了生物質資源豐富、發電成本較低的區域和省份。趙琳（2012）采用模糊綜合評價方法研究秸稈電廠大範圍區域的規劃選址，並引入了區域適宜度的概念，建立的生物質發電項目區域適宜度僅考慮生物質發電項目區位選擇中的空氣質量等宏觀指標的影響，並未詳細分析生物質發電過程中碳排放因素在整個區位選擇過程中所起的重要作用。董聰等（2012）及陳聰等（2011）均在線性規劃方法的基礎上引進不確定性概念，建立了一個混合整數區間規劃的方法來進行生物質發電項目的選址分析。趙琳（2012）分析了生物質發電項目建設運營的主要成本構成，針對無備選廠址的生物質發電項目，采用了迭代中心法，通過最小化項目的建設運營總成本來確定生物質發電項目的最佳地址。張蘭（2010）從成本分析的角度研究了生物質發電項目的原料供應問題，但並沒有考慮生物質原料供應過程中碳排放因素的影響。
（2） 外部環境
Jaffe等（1995）、Levinson（1996）、List和Co（2000）等一些研究者研究了政府政策對企業選址決策的影響，尤其是環境方麵的規章製度對選址決策的影響。然而一些研究者認為政策對選址決策沒有影響或有消極影響，Jeppesen和Folmer（2001）等則認為有積極的影響。Sun和Zhang（2001）使用時間序列和截麵數據模型分析得到的結果表明，從長期尺度看，環境的管製對新工廠的建立有負麵的影響。而其他兩項研究認為環境管製對森林產品企業選址的決策沒有影響。然而，這些研究都沒有考慮使用木材生物質的生物能源行業工廠的選址問題。