由於我國生物質發電在研究、試驗階段沒能積累足夠的技術支持和項目運營經驗，還屬於新興產業，這也導致我國生物質發電項目在發展過程中麵臨著生產技術不發達，生產效率低，原料需求大，所需運輸車輛以及工作人員較多，維護成本高等問題。這也給生物質發電企業帶來了嚴重的運營的問題，目前我國生物質發電的平均運營成本和國外的生物質電廠的平均水平相比有著較大差距，具體見表3.4。
表3.4國內外生物質電廠上料係統主要差異
項目燃料供應設備選型自動化程度電廠效益
國內電廠來源多樣，黃色、灰色秸稈混燒，質量不保證通用型，基本上要針對幾種燃料不高情況一般或僅能維持，部分虧損
國外電廠單一燃料，不混燒，質量穩定、可靠特定性，隻適應某種燃料，關鍵設備做實驗很高效率高、經濟效益好
資料來源：李濟川（2010）。
首先，我國生物質發電項目的大量設備需要進口。因此，初期即需要大筆的資金投入，由於先進技術的保護，有些從國外進口的機器設備並不是行業最先進的。同時，由於沒有真正掌握後期相關設備的維護方式以及沒有自己的維修渠道，從而導致生物質發電設備購買難，且維護費用高的狀況。而且，在我國國家電網並不提供上網的電路鋪設工作。因此，生物質發電上網的輸變電線路尤其是邊緣的輸電項目均是發電公司自己建設的，運營中線路出現問題也需要發電公司花錢請電網企業維修。而火力發電項目則是電網企業建設和維護輸變電線路。這些成本對於本來就利潤不高的生物質發電行業來說也是不小的負擔，再加上火力發電的競爭優勢，生物質發電的項目投資更顯得沒有吸引力。
（3） 工藝技術問題
目前，我國生物質能發電的主要障礙是生物質能原料供應不足和技術落後。中國的生物質能技術遠遠落後於技術和設備的進口國。由於缺乏生物質材料供應而造成的拖延使這種情況更加嚴重。這兩個問題共同阻礙了中國生物質能產業的發展。
我國的生物質發電項目相對於國外開始的時間較晚，因此在發展過程中對於技術工藝的沉澱不足，從而導致當前我國的生物質發電產業還存在著一定程度的工藝技術缺陷。不僅僅在生物質發電機上的生物質能轉化率遠遠低於國外先進水平，而且在實際的作業過程中，由於沒有經驗的積累，作業效率低下。正是由於生物質發電項目的自身用電率過高造成生物質發電項目的實際效率不高，減排效用並不能達到目標水平，從而導致生物質發電的優勢並不能有效發揮。如：裝機容量為30MW的國能單縣生物質發電項目是我國首個建成投產的生物質發電項目，項目總投資為3.4億元，單位投資約為11000元\/kW。同等規模的項目單位裝機容量投資約為10000元\/kW。而傳統形式的發電項目單位投資成本中，火電約為4000元\/kW，水電約為5000元\/kW。同傳統電力項目相比，生物質發電的單位投資高出了1倍左右。
（4） 財稅融資問題
根據《中華人民共和國可再生能源法》第26條規定:“國家對列入可再生能源產業發展指導目錄的項目給予稅收優惠。”但是，就目前我國的生物質發電項目現實情況而言，大多數的生物質發電項目享受不到任何稅收優惠。這是由於可再生能源法頒布之後，中國尚未頒布任何有關可再生能源稅收優惠的實施細則或條例。因此，地方政府部門，無論是省級還是市級，都沒有實施當地生物質發電項目的具體措施。此外，按照《財政部國家稅務總局關於部分資源綜合利用及其他產品增值稅政策問題的通知》(2001年12月1日財稅[2001]198號)（後簡稱《通知》）的規定，對於我國資源綜合利用項目增值稅，實行即征即退政策，如利用城市生活垃圾和工業廢物發電。雖然生物質發電主要是基於使用農村農業廢棄物發電，這與城市固體廢物發電非常相似。但是，由於《通知》缺乏對生物質發電的優惠規定，稅務機關無法對使用農村農業廢棄物的生物質發電項目給予優惠待遇。此外，由於生物質發電企業的大部分原材料來自農民或個體運輸商，他們無法獲得增值稅發票，企業也無法獲得增值稅抵扣。這變相加劇了企業的繳稅負擔。實際增值稅率已經高於傳統能源發電企業。我國的稅收政策不僅不傾向於生物質發電項目，而是收取比化石能源發電更多的稅收，這違背了國家大力發展可再生能源產業政策的初衷。
根據《中華人民共和國可再生能源法》第25條規定:“金融機構可以對列入國家可再生能源產業發展指導目錄、符合信貸條件的可再生能源開發利用項目提供有財政貼息的優惠貸款。”然而，現實中我國的大多數生物質發電項目目前未享受到任何貸款利息優惠。這是因為，按照本條規定，允許新能源項目的融資貸款有兩個條件：一是開展的項目需要納入國家可再生能源產業發展指導目錄；第二，可再生能源項目正在進行中。與此同時，2005年國家發展和改革委員會發布了《可再生能源產業發展指導目錄》，符合可再生能源產業指導目錄和允許貸款的相應條件就可以獲得貸款。從理論上講，隻要滿足上述兩個條件的可再生能源項目，金融機構就應該給予金融貼息貸款。但到目前為止，國內省級或地方政府尚未針對可再生能源項目的貸款特許權采取具體措施。這也致使國家所頒布的財政貼息貸款政策變成了包括生物質發電企業的“鏡中花，水中月”。
生物質發電項目的融資渠道相對於風力發電行業、太陽能發電行業也較為匱乏。主要原因是清潔發展機製（CDM）無法有效打開可再生能源項目的主要融資渠道。國內CDM項目主要用於較為成熟的項目，具體來說主要是用於風電行業，這是因為其交易量需要根據項目的實際發電量來確定。對項目進行檢測，相比於風力發電項目，生物質發電的具體操作要複雜得多，這就意味著要有很多監測點，即生物質發電項目的融資相比於風力發電項目需要投入更多的監測成本，自然一下使得生物質發電項目的融資渠道變窄了很多。
（5） 相關政策缺失
近年來，由於經濟增長所造成的環境汙染問題日益凸顯。新能源與傳統能源的替代關係成了社會各界關注的熱點問題。為了減少環境汙染、降低碳排放，實現可持續、綠色的發展，各國政府還出台了促進新能源，加速能源轉型，促進經濟轉型和發展的政策。作為一種重要的新能源，中國近期也引入了生物質能相關政策的提案。但是，由於中國相對較晚引入生物質能相關配套政策，因此導致目前我國生物質發電產業的相關配套優惠政策以及監督政策很少，仍然處於進一步完善的狀態。2007年，中國政府第一個專門針對生物質能產業的發展規劃由農業部編製而成，即《農業生物質能產業發展規劃（2007—2015年）》。直到2012年，特別針對的生物質能發展規劃（《生物質能發展“十二五”規劃》）才出台。《生物質能發展“十三五”規劃》於2016年出台。在財政和稅收政策方麵，中國主要采用增值稅優惠待遇，企業享受所得稅減免，財稅支持和投資信貸政策支持，如《國家稅務總局關於生物柴油征收消費稅問題的批複》《中華人民共和國企業所得稅法實施條例》等。在補貼政策方麵，中國主要采用專項資金進行開發，生物質能產品補貼和生物質原料補貼，如《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》《關於完善農林生物質發電價格政策的通知》等。
就目前的國內法律法規而言，除相關行業或經濟領域外，還提到了生物質能源產業政策，如2005年發布的《中華人民共和國可再生能源法》和2008年發布的《中華人民共和國循環經濟促進法》。但我國至今還沒有形成專門針對生物質能產業發展的法律法規，如《中華人民共和國可再生能源法》規定，農林剩餘物生物質發電應該盡快享受財政稅收等優惠政策，但是相關的具體政策仍未全部出台。同時，我國示範項目從立項、建設、發電上網，到驗收，沒有專門的管理監督政策。現有的國家生物質發電示範項目運營狀況也是時好時壞，總體虧損。在此之前的國家863環保示範項目、江蘇興化中科生物質能發電項目早已關閉。這些示範項目缺乏有效監督。更有甚者，個別項目平時停運，當有人前去參觀時，才開動機器。
（6） 上網電價與補貼問題
由於近年來國內電力行業效率整體下降，以及煤炭和石油成本上升，近年來中國的煤電價格也有所上漲。相比之下，近年來生物質發電的價格沒有太多波動。目前，國內生物質發電價格仍按照《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》（發改價格（2006）7號）的規定執行。生物質發電電價的標準：基本淨電價 0.386 元\/千瓦時（2005年當地脫硫單位基準含稅電價）+可再生能源價格補貼0.25元\/千瓦時+可再生能源網絡連接費0.01元\/千瓦時=0.646 元\/千瓦時（蘇價工[2007]115號）。繳納稅後，實際電價為0.552元\/千瓦時，實際補貼為0.22元\/千瓦時。麵對成本上升，生物質發電項目產生的實際利潤不斷受到壓縮，項目盈利空間越來越小。此外，生物質發電項目目前使用的補貼仍然是根據2015年電價基準確定的，即每千瓦時電費補貼0.25元，並且在2016年到2018年的三年期間沒有變化。麵對生物質發電項目電價未發生任何變動，而成本隨著物價、人力資源成本的上漲不斷攀升的情況下，仍然采用不變的補貼政策，明顯會給生物質發電的整個行業帶來嚴重的經濟損失。
3.3.2我國生物質發電項目現存問題溯源
在我國，生物質發電的成本遠高於傳統火電和水電的發電成本。根據圖3.4，我們將生物質發電成本相對於國外領先水平較高的原因分為以下兩點：
首先，從企業的角度講，問題的根源主要在於項目選址的不合理和技術選擇的決策不科學；其次，從政府角度來說，存在的主要問題就是政策研究和製定體係不完善。
（1） 項目選址不合理
如表3.3所示，我國生物質發電項目存在布點過密的現象，致使出現資源獲取困難、盈利空間縮小、資源價格快速上漲等許多問題。國能單縣生物質發電廠的周邊有4家同類電廠，宿遷方圓100公裏內共有宿遷凱迪、中節能、國信泗陽、沭陽光大、嘉豪泗洪共5家秸稈發電廠。揚州市至少有7家非發電企業需要大量的秸稈資源，其中儀征市鼎盛炭業有限公司年秸稈需求量就達到15萬噸。由於企業在項目選址過程中未考慮其他項目的情況，導致原料價格上漲，從而形成了原料供應不足、收集半徑擴大、原料存儲需求高和項目產能利用率較低等一係列問題。
與此同時，一些項目在選址時未考慮其社會認可度，導致在建設過程中出現一些事先無法預料的社會問題，從而提高了項目的建設成本。部分地區農民出售秸稈的積極性不高，也會降低原料的供應能力，提高原料價格，從而使得原料成本過高。
（2） 技術選擇決策不科學
由於生物質發電項目在技術選擇中所做的決策不科學，所選技術需要的設備成本過高，從而增加了建設成本。並且生物質發電技術在我國的準備也不夠充分，在生物質發電項目準備階段，我國的研究主要集中於小型生物質氣化發電技術，對於大型的生物質直燃發電技術的研發較少。而生物質發電項目在中國快速發展的過程中，所采用的技術大多是20MW以上的生物質
秸稈直燃發電技術或者與煤混燃發電技術，一般采用的項目規模有15MW、20MW、24MW和30MW。同時，由於所選技術不成熟、可靠性低、停機檢修頻繁，使得項目的運營維護成本增加，還造成了項目的產能利用率降低。由於所選生物質發電技術所需要的配套設備較多並且配套設備的能耗較高，從而使得項目的自身用電率較高，降低了項目實際發電的效率。與此同時，由於所選技術在某一地區的社會認可度低，會增加項目在建設過程中受到的阻礙，從而提高項目的建設成本。
（3） 政策體係不完善
生物質發電項目相關政策從製定到執行都存在著一定的問題，主要包括政策製定過程不科學、政策缺失、政策執行不到位、後續具體實施細則出台的速度緩慢。生物質發電相關政策在製定過程中不能做到廣泛接受社會專業人士的意見和建議，一些政策過於粗糙，並且沒有可行性強的配套政策的支持，因而使得政策的效力大打折扣。在對生物質能的扶植政策執行的過程中，高效而又職責明確的可再生能源主管機構是實現生物質能發電項目度過艱難初期的重要支持力量。根據《中華人民共和國可再生能源法》第5條第3款明確規定“縣級以上地方人民政府管理能源工作的部門負責本行政區域內可再生能源開發利用的管理工作”，但是我國很多地區的體製改革相比於中央，往往相對滯後，根據《中華人民共和國可再生能源法》第7、8條明確要求國務院會同省、自治區、直轄市人民政府確定各行政區域可再生能源開發利用中長期目標，並依據中長期目標編製本行政區域的可再生能源開發利用規劃，國家在2008年3月也出台了《可再生能源“十一五”規劃》，對主要的可再生能源開發利用項目在“十一五”期間的發展做了詳細規劃。但是省級及以下的能源主管部門卻沒有出台針對本地區的具體規劃或者未向社會公開該規劃。這導致了雖然國家已經出台了相關的政策，可是當地的政府並沒有相關的規劃以及法令出台，更沒有相關的部門來負責落實，致使當地的生物質發電項目並沒有很好地享受到國家對生物質發電項目的財政優惠政策。例如，江蘇省就有發展改革委員會與經濟貿易委員會兩個機構對能源具有管理職權。生物質發電項目審批及運營過程中涉及眾多的審批部門，並且沒有固定的審批期限，很大程度上就是由於沒有一個統一的可再生能源主管機構。由於監管體係不完善，同時沒有專門的部門進行協調，使得政策的執行不到位，這些均嚴重影響了我國生物質發電項目的實際效益。
3.3.3我國生物質發電項目發展的對策建議
通過以上分析，了解我國的生物質發電產業問題後，除去由於自然客觀因素所導致的資源分布不均勻、供需關係不匹配等不可抗力因素外，我們可以著重考慮另外3個方麵以解決生物質發電企業的高成本問題。
（1） 加強對生物質發電項目的規劃
政府和企業都要加強生物質發電項目的規劃工作。
① 全麵地評估發電績效
一般電廠的秸稈消耗量約20萬噸\/年，若按365天\/年，即平均需求550噸\/天。從田間地頭到臨時收購點隻能用小三或四輪，運秸稈1.5噸\/車（往返路程平均10km，7L\/100km），需367車次\/天；從臨時收購點到電廠的卡車可運5噸\/車，需110車次\/天（往返路程平均100km，25L\/100km）；秸稈運輸所需柴油超過100萬L\/年。秸稈粉碎、包裝和轉運以及廠內生產等特殊設備和操作也需要大量的能源消耗。如果將秸稈大規模轉化為電力，將不可避免地加劇農村能源的非理性現象（李曉明，2008）。不僅如此，針對關於生物質發電的綜合效益存在的問題，還引發了一場激烈的辯論（李曉明，2010；朱萬斌，2010；石元春，2010；倪維鬥，2010）。
事實上，對發電效率的綜合評估應包括國家的財政補貼和稅收激勵，生產過程中的能源消耗和碳排放及其生產效益，社會和環境對農民收入的影響，農村能源結構和關稅補貼。
② 認真總結經驗和教訓
自第一批國家級示範建成，生物質發電項目建設大規模地湧現，但並網發電以來各項目損失嚴重，卻從無經驗和教訓的總結。示範項目從立項、建設、發電上網，到驗收，沒有專門的管理方法。針對示範項目遇到的問題，未及時采取有效措施（李誌軍，2008）。
針對此觀點，應該借鑒國外的一些做法。美國在1979年開始進行區域生物質能源開發的試驗，1991年才提出了生物質發電計劃；在《生物質中長期綱要計劃（2010.11版）》中不僅提出了未來生物質發電的績效目標，而且提出了要實現目標的特殊技術路線，還將開啟先進的10MW（2015年）、20MW（2016年）規模發電的試驗，並驗證GHG減排效果。加拿大在2007年就已限製大規模秸稈發電項目，而多倫多、不列顛哥倫比亞等省轉而支持10MW以下規模項目。
③ 重新論證發展目標
對於農林廢棄物的發電，如果“十一五”目標沒有完成，那麼是否可以完成裝機容量為8000兆瓦的“十二五”目標是值得懷疑的。這一目標意味著在“十二五”期間，如果每個發電廠的裝機容量為24~30兆瓦，新增容量約為 5500 兆瓦，或增加183至230個新發電廠（“十一五”期間約90個發電廠正在運行）。在原材料價格每年增長和行業整體虧損的情況下，有多少公司敢於投資生物質發電項目？建議重新審視生物質發電“十二五”發展規劃，減少其戰略目標的具體任務。
（2） 強化政策研究和落實
① 強化政策研究
現有的生物質發電政策存在一些問題，比如，2008年9月，環保部等三個部門《關於進一步加強生物質發電項目環境影響評價管理工作的通知》要求裝機規模不低於12MW，而國家發展改革委員會於2010年8月在《關於生物質發電項目建設管理的通知》則要求不能高於30MW；按照《增值稅暫行條例實施細則》，秸稈收購的增值稅抵免無法操作：如果是中間商送到收購站，企業則不僅不能享受13%的抵扣，且需另外填寫或取得小規模納稅人發票，原料成本增加4%；在《國家先進汙染治理技術示範名錄》的2007年“名錄”中，補貼的是“中溫中壓鍋爐的秸稈發電技術”，而“高溫高壓”才是高效燃燒的國際主流技術（李誌軍，2008）；新能源電價的補貼製度亟須完善。目前，我國以及開始實施對新能源電力進行並網的補貼定價政策，同時還起草了對於新能源強製比率以及電力綠證的相關措施來促進新能源企業的發展。根據幼稚企業保護理論，一項新興產業前期需要得到更多的支持與幫助。因此，政府可根據生物質發電產業的實際情況，對生物質能發電確立合理的補貼額度，幫助企業渡過初始期從而實現生物質能發電產業的可持續發展。同時，在製定政策時，政府應該充分論證和征求意見，厘清政策作用的範圍和時間，考慮不同政策之間的銜接關係，認真評估政策的可能後果。
② 嚴格地執行相關規定
2006年1月，國家發展和改革委員會在《可再生能源發電管理條例》中要求項目建設應“合理布局”，發電企業要“認真做好設計準備工作，土地利用，水資源，環境保護等”。從實際的角度來看，有更多的重複建設和強製實施的項目，並且有增長的趨勢。江蘇鹽城還計劃在未來五年內在每個縣建立一座秸稈發電廠（劉華東，2010），山東也有這樣的計劃（孫秀紅，2010）。由於國家麵臨“巨大”壓力，一些小火電廠已經轉變為直燃或混燒發電（李攻，2010）。例如，涿鹿華達生物熱電項目的裝機容量為2×25MW（常世榮，2009），粵電湛江生物質發電項目的裝機容量為4×50MW（梁盛和肖子力，2010）。2012年3月，廣東省發展和改革委員會批準了2×30MW韶關生物質發電項目。
全球第三大也是國內最大的江蘇興化中科生物質發電項目（5MW）在不到一年的時間內倒閉了（杭春燕，2007），這一教訓應該引起我們的高度重視。因此，我們要嚴格執行現有政策：從企業角度，要切實、認真做好原料資源的調研工作，充分估計其供應困難和價格變化，科學論證項目可行性，按照《秸稈發電廠設計規範》建設項目；從政府角度，應嚴格審批項目，限製裝機規模。
(3) 大力提高農民銷售原料的積極性
① 完全禁止燃燒稻草
由於秸稈的使用多樣化以及全國各地秸稈的綜合利用，相關公司對秸稈原料的“搶劫”變得更加激烈。據估計，中國每年直接秸稈焚燒量約為2.54億噸，燃燒秸稈每年二氧化碳排放量達3.55~38,100噸，二氧化硫355萬噸，顆粒物254萬噸。據估計，秸稈焚燒產生的顆粒物（PM）占該國顆粒物排放總量的11.5％。秸稈焚燒已成為中國大氣汙染源不可忽視的因素之一（周德群，2010）。禁止在露天焚燒秸稈，既減少了環境汙染，又明顯增加了秸稈的供應。
完全禁止燃燒秸稈是可行的。從2009年5月27日至7月8日國家有關部門監測的27天，江蘇省未發現秸稈焚燒17天。秸稈禁令的最佳實現地區是宿遷（0點），其次是鎮江（10點）和淮安（36點）。
許多地方政府為禁止燃燒秸稈投入了大量的人力和資金，但仍需要長期投資，不能掉以輕心。我們將繼續利用各種宣傳媒體宣傳秸稈露天焚燒造成的汙染，對田地的危害，對人民生活的不利影響，以提高農民禁止秸稈焚燒的意識（周德群，2010）。
當然，秸稈禁令還必須考慮到農民的利益，僅靠懲罰措施是行不通的。由於秸稈焚燒的秸稈灰有利於耕地的鬆散，鉀含量增加，病蟲害減少。這樣，一畝土地的成本減少了二十或三十美元。
② 加強與農民和經紀人的合作
電廠采購模式是影響農民銷售秸稈等原材料的熱情的關鍵因素。目前，存在諸如“運送到廠”“上門收購”“幫助收割”“預先買斷”等模式，但各種模式利弊共存。
生物質發電的特點是“小型發電廠和大型燃料”。生物質發電廠每年需要一定數量的經紀人來完成大量的秸稈采購任務。經紀人還與其他需要擴大秸稈規模的公司合作，這意味著每個地區需要燃料的公司不僅僅是生物質發電廠。隨著對秸稈的需求持續增長，經紀人的隊伍繼續增長。一些經紀人否認欺淩農民的行為（秸稈定量較低，購買時質量評級較低），欺騙公司（混合秸稈水、粘土、石頭和其他雜質）。這不僅會挫傷農民出售原料的積極性，還會影響原料的充分燃燒甚至損壞設備。
企業應選擇適當的物料采集模式，通過正常交易、設備提供、參股、持股等方式加強與經紀人的合作，並通過合同和供應商管理實踐加強對經紀人的激勵，以確保電廠材料供應。此外，有條件的企業還可以利用荒地種植能源植物，逐步改善秸稈來源單一的狀況。
③ 加大生物質發電項目的宣傳力度
根據《中華人民共和國可再生能源法》第12條第2款，國務院教育行政部門應將可再生能源知識和技術納入普通教育和職業教育課程。有關教育單位和新聞媒體應充分整合可再生能源的種類、形式、經濟和環境效益的基本知識，培養公眾環保意識，使公眾了解和自覺支持可再生能源的開發和利用，從而積極推動新能源產業的發展向前進。通過生物質發電項目的原則設置，可以產生經濟效益，以及給當地居民帶來的環境效益，使生物質發電項目成為當地社會和文化所接受並得到當地人民認可的民生項目。
④ 擴大投資補貼
作為一個新興產業，生物質發電產業離不開政府在發展初期的強大資金支持。沒有政府的財政支持，完全依靠企業或分散的民間資本來發展這樣一個清潔、環保、高成本的產業，必然會挫傷投資者的積極性，導致行業萎縮。目前，生物質發電企業不享受稅收和貸款優惠，反映出國家對可再生能源開發利用的資金支持明顯不足。此外，除參與國外CDM項目外，生物質發電項目目前幾乎沒有其他融資方式，單一融資渠道也限製了行業的發展。
然而，同屬可再生能源，生物質發電相比受資本市場熱捧的風電、光伏發電等產業，仍有些落寞。這與生物質能兼具技術密集型和勞動密集型等特點密切相關。生物質發電為實現規模經濟，一般初始投資較大(通常3億元起)，需要一定融資能力;而投產後燃料收集、運輸及儲運等成本，也需占用大量流動資金，且有一定波動性;再加上相對較高的運維成本，生物質發電普遍投資回報率較低。疏通資金關的關鍵就在於廣開渠道“引水入田”，努力形成以政府為引導、企業投入為主體、金融為支撐和社會融資相結合的投資新體係。人類對能源利用的演變過程與應用成本密切相關，與傳統能源利用方式相比，新能源應用的前期投入還相當之高，需要進一步加大政府扶持力度，不斷降低企業開發新能源項目的總成本。如何破解“降成本”問題的關鍵是需要將生物質直燃發電帶來的環境效益考慮進來，生物質能開發利用會產生兩種效益：環境效益和經濟效益。應將產生環境效益的利用成本從總成本中剔除，由政府承擔，通過政策補貼等方式返還給農民或企業，實現環境收益由全體民眾共享;另一部分真正產生燃料經濟價值的成本由企業承擔，同時由企業享受經濟收益。應充分發揮社會資本的作用，充分用好綠色信貸、綠色直接融資等投融資工具，鼓勵各類金融資金和社會資本向有前景的優質生物質直燃發電項目進行投資，促進生物質直燃發電實現規模化和產業化運營。作為企業本身，也不能坐享其成，不能光靠等機會、要補貼、要扶持，患上政策依賴症，有條件的企業應主動探索，通過新三板、IPO、發債等方式解決資金問題。同時，還要進一步總結生物質經濟的模式及特點，不斷完善生物質產業發展的商業模式和技術路線，實時引入政府購買服務、BOT、PPP等多種生物質產業發展的商業模式。而建立碳排放交易市場，形成科學的碳交易價格機製，也有助於減輕生物質發電企業的經營壓力。
⑤ 加強技術創新管理
1） 整合科研資源
技術是生產力，創新是企業發展的動力之源。從國際上看，生物質發電已經作為一項成熟技術得到大力推廣應用。與歐美等農業發達國家相比，我國生物質能技術的研發能力總體還比較落後，正處於發展階段。目前，國內生物質發電的技術設備有待升級，多數還依賴進口，影響了整個產業的發展。同時，從整體上來說，中國生物質發電技術力量比較薄弱，企業或機構的研究規模和投入的資源也都相對較小，一些研究成果的作用也比較小。在資助的科研項目中，有一些重複現象，這種重複包括同類基金與不同類基金之間的項目。比如，科技型中小企業技術創新基金立項項目中，流化床和鍋爐有19項、燃料輸送有5項、打捆機有2項
資料來源：根據www.innofund.gov.cn統計。；從2007年到2011年的120個發明專利和實用型專利中，有42個屬於進料係統，8個與破碎機有關，4個與鍋爐有關
資料來源：根據http:\/\/www.sipo.gov.cn\/zljs\/統計。。應該進一步加大科研投入，鼓勵研究機構、企業整合現有技術資源聯合攻關。
當前，我國燃燒生物質主要用來發電，而國外通過餘熱回收實現熱電聯產，取得了較好的經濟效益。一般熱電聯產的熱效率可達75%以上，比起單純生物質燃燒發電30%～50%的熱效率要高不少。挖掘我國生物質發電潛力的必經之路，就是要通過技術創新，提升生物質發電技術水平，提高發電效率，尤其應當鼓勵生物質熱電聯產技術發展。而當前我國針對生物質直燃發電的引導政策，主要集中在發電側的激勵，缺乏對生物質供熱的鼓勵政策，使得生物質直燃發電產業的資源、經濟、生態和社會等綜合效益未能充分顯現。如果實現生物質熱電聯產，則能源轉化效率將比生物質直燃發電提升近一倍。因此，應鼓勵生物質熱電聯產應用，力爭在現有生物質直燃發電項目的基礎上，采取就近利用原則，向有供熱需求的城鎮居民住宅、工業生產企業以及公共建築等區域提供生活生產用能，實現能源高效清潔化利用。
因此，我國需要盡快成立生物質發電項目的國家級研發中心。目前，這類的研發中心分為兩大類：一類是由國家科技部主管的“國家工程技術研究中心”（141個）
資料來源：http:\/\/www.cnerc.gov.cn\/aboutus\/development.aspx。；另一類是由國家發改委主管的“國家工程研究中心”（127個）。成立這些“中心”的目的是加強相關產業的技術創新和推廣應用，但這些中心沒有涵蓋生物質發電的研發。
2） 加強對示範項目的管理
2012年上半年國家發改委批準20個生物質發電項目。到2015年，四川省計劃在農林作物豐富地區規劃布局27座，總裝機容量為820MW的秸稈發電項目。這表明，生物質發電項目新一輪的大規模建設即將啟動。
從現有的國家生物質發電示範項目來看，山東單縣生物質發電項目（1×25MW）、河北晉州生物質發電項目（1×25MW）、江蘇如東生物質發電項目（1×25MW），這些項目運營狀況時好時壞，總體虧損。在此之前的國家863環保示範項目，江蘇興化中科生物質能發電項目早已關閉。根據前述，這些示範項目缺乏管理。示範項目不能起到好的示範作用。
⑥ 結合地理特征培育新增長點
我國生物質資源相當豐富，而結合各地區的地理特征培育新的生物質發電項目是實現生物質資源的重要保障。其中我國的廣東等華南地區地處亞熱帶，光照與水分相當充足，有利於植物生長。每年生成的包括腐敗凋謝、植物與農作物廢棄物、林業采伐和加工的殘餘副產品等可利用的生物質資源量達7000餘萬噸，按10%～15%的利用率，每年能實現利用的量也有1000萬噸左右，按照30%的能源轉化率計算，可實現替代標煤300萬噸左右。華南地區生不僅僅物質資源非常豐富，而且在華南地區開展生物質直燃發電具有較好的支撐條件。從需求側來看，華南地區社會經濟發展迅速，用能用電消耗持續剛性增長。2016年一季度，南方電網經營區域內的華南五省全社會用電量高達2097億千瓦時，同比增長3.7%，較全國用電量增速高出0.5個百分點。即便是在經濟下行壓力增大的2015年，廣東全省的能源消費總量也達到了30145.49萬噸標準煤，同比增長1.9%。華南地區全社會的用電、用能及用熱需求仍將保持剛性增長，在非水可再生能源15%發電配額的約束目標下，將極大激發生物質直燃發電的需求空間。此外，秉持綠色發展理念、服務華南地區電力輸送的南方電網，一直嚴格貫徹落實國家可再生能源並網相關政策，積極做出各項並網工程，可以為規劃範圍內的各類可再生能源發電全額收購和全額上網提供強有力保障。考慮到生物質資源分布具有地域性、分散性和資源儲量的有限性等特征，在華南地區發展生物質直燃發電，需根據生物質的固有屬性對其進行適度化、集中化、規模化的開發利用，做到布局要合理，管理要有效，發展要有序。
第四章生物質發電產業布局現狀分析
第四章生物質發電產業布局現狀分析
生物質發電產業的布局是指生物質發電產業根據原材料的分布來配置生物質發電產業，即可用於生物質發電行業的各個部門和生產項目的動態組合和布局（陳娟和王雅鵬，2013）。物質資源的空間布局可以直接決定相同數量的物質資源可以產生的使用價值量，還可以確定能夠在多大程度上滿足人們日益增長的物質和文化需求。空間布局合理，會使用少量的物質資源來滿足人們的物質需求，資源利用效率高；相反，資源的利用效率相對較低。
物質資源的合理空間分布不僅受資源的自然分布、生態環境的影響，還受到不同地區經濟社會發展條件的影響（如經濟發展水平、運輸條件、經濟地點、勞務就業、綜合生產能力），它通常包括從區域到站點的多個不同級別的選擇。由於各行業的增長規律不同，影響它們的主要因素也大不相同（陳娟，2012）。一方麵，生物質發電產業主要受自然資源和土地資源等自然因素的影響；另一方麵，它也受到一個地區的經濟活力、資本和技術方麵的影響。因此，有必要考慮將生物質發電廠址放置在自然資源和土地資源豐富的地區，並且還要考慮當地的交通運輸能力、經濟水平和其他社會生產力水平。本文在分析影響我國生物質發電產業空間布局的因素的基礎上，闡述了生物質發電產業空間布局的意義、原則和區域分布，並進一步細化影響因素，從微觀層麵確定生物質發電企業最優選的位置。
4.1生物質發電產業合理布局的意義
首先，有利於合理配置資源，提高資源利用效率。農村能源的開發利用涉及很多方麵，在同一地區不同項目之間的統一規劃有利於提高資源利用效率，避免資源浪費。農村生物質發電產業的合理布局有利於準確把握資源狀況和區域發展目標，減少對其他產業布局的衝擊和影響。合理分配資源將最有效地集中利用當地農業自然資源和社會經濟資源。
第二，有利於解決原料供應問題。一直以來，中國生物質發電產業的發展主要受限於原料供應短缺、生物質資源收集困難、原料資源薄弱。原材料供應在很大程度上決定了生物質能源產業的發展規模。通過產業發展的規劃和布局，一方麵可以適應當地條件，培育優勢，避免弱點，優先發展原材料充足的企業和地區；另一方麵，可以適度控製規模並確保生物質發電工業的發展。“不與糧爭地，不與人爭糧”在此前提下，應用綜合利用技術，提高原料供應和支持。
第三，它可以有效避免原料競爭公司競爭原料造成的成本上升。農村生物質除了用作能源開發和利用的原料外，還有其他替代用途。因此，當作物秸稈的能源化生產和飼料生產企業的生產之間的原料競爭沒有得到充分考慮時，盲目投資生物質發電的生產經營必然會提高原材料價格，導致各類企業的原材料成本增加，這對於一直飽受非議的生物質能源行業，更是在無形之中增加了成本壓力。即使是資源利用，如果沒有計劃，也可能存在行業內原材料的競爭。例如，生物質發電和生物質固態成型燃料企業可以使用稻草作為原料，資源之爭不可避免，稻草的成本進一步上升，企業都很難盈利。
4.2生物質發電產業布局的基本原則
4.2.1生物質發電產業發展以不影響國家糧食安全為前提條件
根據中國的實際情況，中國生物質發電產業的發展應堅持“不與人爭糧”和“不與地爭糧”的原則。以非糧食作物為原料的生物質能源開發是在確保國家糧食和貿易安全的基礎上進行的。此外，能源工廠的發展和資源基礎的建立應以邊際土地利用為基礎，不能占用糧食和棉花等戰略物資的生產用地；不與國家生態環境建設發生衝突，充分利用荒地、鹽堿地、冬季休閑地等不適宜種植糧食或未充分利用的土地資源；避免能源作物和糧食或棉花作物競爭土地；在促進當地農業發展的同時，鼓勵企業投資建立海外原料基地。
4.2.2產業發展應考慮社會、經濟和生態效益相統一
首先，生物質能的開發和利用是在緩解能源缺口的背景下提出的。因此，在布局中，首先要考慮工業發展的生態效益，並確保生物質發電產生的溫室氣體排放遠低於生物質被用作他用所產生的溫室氣體排放。同時，有必要確保生物質發電中消耗的能量遠遠少於用於其他目的所消耗的生物質能量。其次，產業發展需要企業的推動，持續的利潤是企業生存和發展的保證。因此，還需要充分考慮生物質發電企業的經濟效益和區域發展的經濟效益。此外，生物質能源開發利用過程中存在諸多環節，發展主體和受益體存在很大的不對稱性和不確定性，需要盡最大可能解決農村剩餘勞動力就業問題，增強當地農村經濟發展，促進農業經濟循環以及平衡其他一係列有待解決的社會問題。因此，從中國的實際情況出發，應優先發展和利用生物質能源產業，以幫助改善農村能源使用。生物質能源產業的發展有助於生態環境保護，它需要係統全麵地平衡社會、經濟和生態各方麵的利益，這樣才能真正成為一個節能環保的清潔能源產業。
4.2.3生物質發電產業布局與農業、工業、交通等其他產業布局相結合
在規劃時，要充分考慮其他行業的整體規劃和布局，生物質發電廠應盡可能靠近原料基地布置。使工業生產企業靠近原材料，一方麵可以減少原材料在儲運過程中的浪費；另一方麵，縮短生物質能源產品和副產品的運輸距離和儲存空間可以大大節省能源和成本，並提高生物質發電的價格優勢。
4.2.4因地製宜，根據生產導向選擇最優生產區位
應優先選擇具有更大資源稟賦優勢的地區。生物質能源本身是環保和可再生的，但生產過程往往需要消耗一定量的能源和水資源，產生的廢物也會汙染環境。甚至從使用者的角度，增加使用生物質能源數量也不一定意味著減少溫室氣體排放。每種生物質能源的溫室氣體減排的能力取決於作物種植方式及其轉化為燃料的方式。為了保護我們已經變得非常脆弱的生態環境，地方政府在開發生物質能源的同時不能忽視對當地環境的影響，要係統、全周期地進行環境影響示範、評估、監測和預警，選擇最佳的生產配置地點。將生物質生產過程與區域布局相匹配，以確保生物質能源和環境的協調和可持續發展。
發展大型集中式生物質發電廠，在商業計劃中應首先考慮建立一個可靠的供應鏈，以保持恒定和可靠的原料供應(EFB，外殼和纖維)，以及有效的能源轉換過程。因此，大型集中式生物質發電廠的選址問題就顯得極為重要，它是後期原料供應以及原料價格是否穩定的基本保障。同時，一個精心規劃的生物質供應鏈能夠限製資本的風險。其次，在我國發展大型集中式生物質發電廠還要考慮接通國家的電力供應，後期的接通線路的維護也要納入生物質電廠考慮的範圍。
4.3中國生物質發電產業區域分布
4.3.1中國生物質發電產業布局的主導方向
為了減少發電和供熱過程中對傳統煤炭能源的過度依賴，緩解相關的環境和健康問題，中國實施了一係列的監管政策。其中,我國的第一部有關於可再生能源的法令即是2005年頒布的《中華人民共和國可再生能源法》，其直接的目的是促進可再生能源的利用，以減少煤炭消耗和二氧化碳的排放。《中華人民共和國可再生能源法》中特別強調考慮可與之共同燃燒的纖維素生物質的生產以及消費過程中的發電用煤,以求切實做到節能減排的效果。2012年，中國又發布了《可再生能源發展“十二五”規劃》報告。該報告確定了到2015年實現非化石燃料占一次能源消費11%、2020年達到15%的目標，再次強調了利用纖維素生物質發電是實現此項目標的重要途徑。
纖維素生物質有農業來源，例如作物殘基和多年生能源草，以及森林來源，例如森林殘基和木質生物質。農作物秸稈主要包括玉米秸稈、麥秸和稻稈。鑒於作物殘留物是作物生產的副產品，收集作物殘留物不會與糧食作物爭奪土地。因此，作物殘留物的纖維素生物質生產對糧食價格產生負麵影響的可能性很小。雖然不同的生物質原料的環保性能相差很大，但與煤相比，生物質原料對傳統化石燃料的替代具有更大的環境效益潛力。同時,中國還是玉米、小麥和大米的主要生產國。2010年，中國生產了全球20%的玉米和小麥，以及26%的大米。因此，中國具有生產大量農作物秸稈的潛力，如果這些農作物秸稈得到合理利用，中國對煤炭作為主要能源的依賴有望減少。
生物質資源非常龐大，具有很大的發展潛力，隨著國民經濟的發展，這些潛力將在國家環境保護政策的指導下逐步釋放（張興然和徐相波，2011）。越來越多的生物質材料將為生物質發電產業提供原料，為生物質發電提供遼闊的發展空間。生物質資源相對於化石燃料如煤、石油和天然氣來說，分布較分散。根據生物質資源的這一特征，在生物質資源相對集中的地區，根據資源量選擇適當類型的生物質發電技術，建立相應規模的生物質發電廠，同時將產生的電力直接供應給附近的電力單元或集成到電網中，可以很大程度上節約能源，實現經濟社會的可持續發展。該分布式電力係統技術投資小，貼近終端用戶，可直接供電不受電網影響，操作方便可靠。
生物質能源是一種清潔能源，有助於國家環境發展和二氧化碳減排（王希，2010）。利用生物質發電技術，將生物質轉化為電能，可以滿足農村地區的電力需求，節約資源，改善農民生活環境，提高農民生活水平。利用生物質能燃燒或氣化發電不僅解決了廢物對環境的汙染問題，而且解決了生產企業自身的電力用能問題。因此，生物質發電已成為生物質能源工業應用的重要方麵。《可再生能源發展“十三五”規劃》和《可再生能源中長期發展規劃》提出：到2020年，生物質發電總裝機容量將達到1500萬千瓦，其中農林生物質發電裝機容量將達到700萬千瓦，沼氣發電量將達到50萬千瓦（劉誌彬，2015）。
生物質能源技術主要包括生物質成型燃料、生物質燃氣、生物質發電、生物液體燃料和生物製氫生產技術（廖曉東，2015）。目前，世界上生物質能利用方法技術相對成熟，大規模開發利用主要包括生物質發電、生物液體燃料、沼氣和生物質成型燃料。中國生物質能資源豐富，發展潛力巨大。目前，中國可轉化為能源可利用的生物資源潛力約為5億噸標準煤。隨著造林麵積的不斷擴大，中國生物質資源轉化為能源的潛力可達10億噸標準煤，占中國總能耗的28％。目前，我國生物質能技術的研發總體上與國際水平保持一致，在生物質發電、生物質氣化和燃燒利用技術、垃圾發電等領域處於領先地位。但是，也存在生物質能源產業結構發展不均衡、生物質成型燃料缺乏核心技術、燃料乙醇關鍵技術需要進一步突破等問題。
4.3.2中國生物質發電產業重點發展領域
本章根據中國主要農林生物質資源的可收集量，選擇具有代表性的農林生物質資源，評估其發電潛力，並在資源限製下確定中國生物質發電產業的區域布局。我國生物質能源原料分布明顯不均勻，主要分布於西南、中部和東南區域，如圖4.1所示。其中，生物質原料分布最多的為廣西、山西和陝西三個省。生物質資源包括農業、林業生產和生活過程中產生的所有生物質的量，生物質能源原料主要指能源作物、廚餘垃圾、畜禽糞便和農業廢棄物四種原料。
圖4.1中國太陽能、風能、水能、生物質能資源分布
不像其他新能源產業，生物質發電分布區域大，生物質的產量也根據氣候和土壤會有一些變化，因此生物質能源的潛力和當地的經濟發展水平對於區域生物質能源的發展規劃至關重要。以福建省為例，福建擁有的農業和森林資源潛力巨大，然而，生物能源的生產使用對於投資者、當地政府、生產者來說都是複雜的空間布局問題。當地政府和生物質能源生產者都需要一個切合實際的方法來實現空間布局的最優選擇。
生物質能源一般包含水稻、小麥、玉米、豆類、薯類、油料作物（包括花生和芝麻）、棉花、纖維作物、糖類作物（包括甘蔗和甜菜）。Jiang等（2012）根據農作物產量、作物殘餘物和作物總重量的比值（CRI）估算從2000年到2009年我國秸稈每年的潛力。每年作物的產量、對應的殘餘物和作物總重量的比值如表4.1所示。2009年作物殘餘物約806900萬噸，過去十年間平均每年產生716000萬噸農作物殘餘物，其中三種主要的農作物玉米、小麥和水稻分別占40.6%，24.2%和15.7%。根據秸稈的產量和秸稈的可收獲率，Jiang等（2012）再次估算了秸稈可供生物質能源產業利用的量在2009年為505500萬噸，過去十年年平均可利用量為451300萬噸。
表4.12009年各類農作物潛力估算
農作物產量（百萬噸）CRI作物殘餘物（百萬噸）%
水稻195.11.0195.124.2
小麥115.11.0126.615.7
玉米163.72.0327.440.6
豆類19.31.730.04.1
薯類30.01.030.03.7
油料作物31.52.063.17.8
棉花6.43.019.12.4
纖維作物0.41.70.60.1
糖類作物121.70.112.21.5
總量530.8\/806.9\/
作物殘餘物主要集中在黃淮海地區和東北平原兩大糧食主產區。黃淮海地區作物殘餘物主要分布在豫北東部、山東西部和河北省中部地帶。黃淮海地區是我國糧食主產區，主要生物質為小麥秸稈和玉米秸稈。距離淮海地區較近的安徽和江蘇北部地區秸稈產量也相對較高，主要作物殘餘物為冬小麥、玉米和水稻秸稈。東北平原單位麵積作物殘餘物密度較高的地區位於遼寧北部至黑龍江省南部的地帶，主要為玉米秸稈和水稻秸稈。四川、湖北兩省農作物殘餘物資源豐富，單位麵積作物殘餘物密度較上述提到的地區低。
目前，作物殘留物轉化為能源可以通過燃燒技術（包括直接燃燒和混合燃燒）和非燃燒的技術（包括熱化學和生物化學），通過不同技術轉化成能源的效率也有所差異。根據秸稈淨產量和能源轉化效率，不同類型農作物的生物質能熱值會有差異（Sha等，2010； Li， 2006），我國全部生物質能源的潛力在2009年可達253700萬噸標準煤（7.4艾焦），這相當於我國全部能源消耗的 8.3%（見表4.2）。根據《中長期可再生能源發展規劃》，到2020年，生物質能將占能源消費總量的4.0%左右。現如今，我國生物質能資源主要由作物殘渣、森林殘渣、草地生物量等組成，而在不久的將來，作物殘餘物將在能源供應中發揮越來越重要的作用。
表4.22009年各類作物殘餘物估算
農作物作物殘餘物（百萬噸）轉化率等量標準煤（百萬噸）能源潛力（艾焦）
水稻103.80.42944.51.303
小麥75.60.50037.81.106
玉米223.00.529117.93.452
豆類20.50.54311.10.326
薯類19.20.4869.30.274
油料作物41.10.52921.70.636
棉花13.30.5437.20.211
纖維作物0.40.5210.20.006
糖類作物8.70.4413.80.112
總量505.5\/253.77.426
根據對九大農作物剩餘物和林業“三剩物”資源發電潛力的評估，河南、黑龍江和山東省的淨剩餘資源發電潛力超過1000兆瓦，占剩餘資源總發電潛力的26.79％。新疆、河北、吉林、四川、安徽、江蘇、湖北、湖南和內蒙古的淨剩餘資源發電潛力為500~1000兆瓦，占淨剩餘資源總發電潛力的45.78%（劉誌彬，2015）。
4.4生物質發電產業發展現狀
在中國，生物質發電技術研究始於1987年。1998年，1MW穀殼氣化發電示範項目建成投產；1999年，1MW木屑氣化發電示範項目建成投產；2000年，6MW秸稈氣化發電示範項目投入運行，為我國更好地利用生物質能奠定了良好的基礎（米泉齡等，2010）。為了促進生物質發電技術的發展，2003年以來，國家已經批準了遼寧錦州、山東撣縣、江蘇如東和湖南嶽陽的一批秸稈發電示範項目。截至2005年底，中國已開發了1800多萬戶沼氣池，並建成約1500個大型畜禽養殖場沼氣項目和工業有機廢水沼氣項目，沼氣年利用量達到約80億立方米，全國生物質發電總裝機容量約為200萬千瓦，其中蔗渣發電量約170萬千瓦，廢物發電量約為20萬千瓦，其餘為稻殼等農林廢棄物的氣化發電和沼氣發電。
生物質能源是僅次於煤、石油和天然氣的第四大能源，在世界能源係統中發揮著重要作用。生物質能源是唯一以化學能形式儲存在生物質中的可再生能源，是將化石能源替換為氣態、液態和固態燃料以及其他化學材料或產品的資源。生物質能源主要來自三個方麵：第一，農業資源，包括農作物、收獲作物時的殘餘秸稈和農業加工業的廢物；第二是林業資源，包括森林增長和林業生產過程提供的能源資源、木材采伐和加工中的廢物以及林業副產品廢物；第三是城市廚餘垃圾和工業有機垃圾。中國每年有8000萬噸林業殘餘物、30億噸畜禽糞便、1.5億噸生活及其他有機廢物和超過10億噸的農產品加工廢物。
4.4.1秸稈發電發展現狀
2014年，中國的秸稈資源量約為9億噸。
約10%的秸杆資源用作
秸稈還田、飼料利用、工業原料利用，約40%的量用於能源利用（包括農村能源）。秸稈能源利用方式除了農村生活能源利用之外，還主要包括秸稈固化、秸稈炭化、秸稈氣化、秸稈發電、秸稈液化和秸稈沼氣。最合適的工業化方法是秸稈發電、秸稈液化和秸稈沼氣。秸稈發電是一種基於農作物秸稈的發電方式，包括秸稈直燃發電和秸稈氣化發電。首先，秸稈直燃發電是指將秸稈原料直接在鍋爐中
燃燒
產生高壓蒸汽，由汽輪機的渦輪膨脹驅動，進而驅動發電機發電。目前，秸稈直燃發電技術有兩種主要類型：水冷振動爐排燃燒發電技術及流化床燃燒發電技術。其次，秸稈氣化發電首先在沒有氧氣的情況下將生物質材料轉化為氣態燃料（氫氣、一氧化碳、甲烷），然後通過風機抽出轉化的可燃氣體，在冷卻、除塵和除去焦油和雜質後，將其供給內燃機或小型燃氣輪機，繼而帶動發電機發電。
自2004年以來，中國已批準了200多個秸稈直燃發電示範項目。截至2012年底，我國生物質發電累計並網容量為5819兆瓦，其中直燃發電技術型項目累計並網容量為3264兆瓦，占55％。垃圾焚燒發電技術型項目的累計並網容量為2427兆瓦，占全國累計並網容量的41.71%；沼氣發電技術型項目的並網容量為206兆瓦，占全國累計並網容量的3.54%。《可再生能源“十二五”規劃》明確規定，2015年中國的生物質發電能力將達到13吉瓦，其中，農林生物質發電量為8吉瓦，沼氣發電量為2吉瓦，垃圾焚燒發電量為3吉瓦。
中國目前的生物質發電廠建設和運營一般采用第二代技術。第一代生物質發電廠的規模通常為2×12MW。與第一代技術相比，第二代發電機組一般采用高壓和超高壓技術（1×30MW），能耗顯著降低，發電熱效率顯著提高，鍋爐熱效率一般為85%~90%。發電熱效率可達30.4%，年平均發電標準煤耗約為404克\/千瓦時。從目前生物質發電廠的運營情況來看，主要的問題是原材料供應不足，在100公裏範圍內部署多家生物質發電廠項目不時見諸報端。另外，一些生物質發電廠購買經濟半徑超過30公裏的原材料，造成購置成本較高。
秸稈能源利用產業發展是一個跨越不同行業和不同學科的係統工程。我們必須考慮各區域經濟效益、社會效益和生態效益，切合當地條件，分階段選擇技術上成熟的秸稈能源化利用模式。
充足的燃料供應是生物質發電廠正常運行的關鍵因素。目前秸稈發電經濟效益不佳的原因：一是電廠布局不合理。在相同的生物質運輸供應半徑內，有多家生物質發電廠或其他生物質能源加工企業，導致這些企業之間對生物質原料的惡性競爭，增加了運營成本。二是燃料輸送半徑過大，生物質原料采集半徑超過30公裏。第三，燃料采購組織措施不合理，導致購置成本過高。實踐證明，生物質發電廠發電技術可靠，生物質原料供應有保障以及儲運價格的穩定是保證生物質發電廠經濟效益的關鍵。
目前，中國的生物質能源發展呈現出蓬勃的發展態勢，其中農作物秸稈發電最具代表性、戰略性和可持續性，秸稈的利用成為產生生物質能量的有效途徑。秸稈是一種清潔、無汙染的可再生能源，秸稈發電是秸稈優化利用最重要的形式之一，呈現出快速增長的趨勢。目前，秸稈發電大致可分為以下幾種方式。
（1） 中小型發電廠
目前，有兩種主要類型的生物質發電技術：首先，鍋爐直接燃燒生物質燃料，例如秸稈，燃燒產生的熱量來加熱鍋爐中的水，使水蒸發氣化，並促進蒸汽渦輪發電機組發電。除了使用秸稈代替煤炭之外，這種技術類似於傳統的燃煤發電。
另一種類型是氣化發電技術，其由氣化爐和燃氣內燃發電機提供動力。生物質氣化爐將秸稈轉化為可燃氣體，氣體分離淨化後在鍋爐等中燃燒，以驅動發電機輸出電能。
（2） 分散式的小型發電機組
由於中小型電廠建設存在的問題，分布式小型發電機組逐漸受到人們的關注，特別是在中國廣大的農村地區。下文重點介紹與秸稈發電密切相關的斯特林發電機和新型熱聲發電機，這為生物質發電機的小型化提供了可能。
斯特林機又稱熱風機，是一種高效率、低噪音、低汙染、多能量適應性的閉式回熱循環發動機。由於世界石油資源日益短缺，對環境保護的要求越來越強烈，各國都非常注重斯特林機的研製。日本製定了“月光計劃”，以開發新的節能技術，並在六年內投資100億日元用來開發通用熱氣發動機。
斯特林機適用於多種燃料。從優質的石油和天然氣，到低質量的廢熱，甚至可燃垃圾，都可以用作斯特林機的驅動熱源。
熱聲發電機基於熱聲效應工作，是一種新型的能量轉換機械。熱聲發生器的突出優點是高可靠性和對自然環境的優異環保性能。它的高可靠性來自係統中沒有活動部件或非常少的活動部件；其環保特征源於其工作介質是常見的惰性氣體，對大氣臭氧層沒有損害，沒有溫室效應，並且沒有可燃性。與斯特林機器類似，熱聲發電機也采用外部燃燒加熱的方式。熱聲驅動的發電機裝置通過設計合理的燃燒裝置，燃燒秸稈來驅動熱聲發電機發電。
在新能源的開發利用中，秸稈發電具有重要意義，對全麵建設小康社會節能減排方麵具有深遠的影響。隨著煤、石油和天然氣等化石能源的逐漸枯竭，尋找新的能源已成為當務之急。秸稈作為綠色可再生能源，其作用將越來越突出，不僅有益於環境保護，而且支持了國家的能源戰略。
4.4.2垃圾發電發展現狀
中國的垃圾焚燒發電始於20世紀90年代末，僅開發了20年。然而，隨著城市化進程和中國城市人口的增加，城市生活垃圾對環境的壓力越來越大，垃圾無害化處理技術越來越受到關注，並開始迅速發展。與傳統的垃圾填埋或堆肥方法相比，垃圾焚燒具有處理速度快、土地利用量大、資源綜合利用的優點，隨著垃圾焚燒技術的不斷完善，垃圾焚燒已逐漸成為中國東南沿海經濟發達地區的主要處理方法。
特別是2002年以來，國家和有關部門先後出台並實施了一係列相關的改革政策措施，如市政公用事業的開放政策、特許經營政策、投資體製改革政策、鼓勵非公有製經濟政策等，來加快市政公用行業的改革開放和市場經濟的發展。作為傳統的市政公用事業，廢物處理領域也改變了政府的單一投融資渠道，走向了投資主體多元化和融資渠道多元化的發展道路。如圖4.2所示，截至2013年底，
圖4.22009—2014年中國垃圾發電裝機容量
中國的垃圾焚燒發電裝機容量達到340.03萬千瓦時，比2012年增加35%。2014年，中國的垃圾焚燒發電裝機容量為430.8萬千瓦時，比2013年增長26.69%。
自21世紀初以來，隨著環境問題日益嚴重，節能環保已成為各國的發展主題，廢物處理也迎來了產業發展的機遇。世界垃圾年增長率為8.42%，而中國垃圾年增長率超過10%。世界每年生產4.9億噸垃圾，僅中國每年就生產近1.5億噸城市垃圾。中國城市固體廢物累計庫存達到70億噸，三分之二的城市被垃圾包圍。如圖4.3所示，預計2020年和2022年中國城市垃圾
發電行業產值規模將達到270.2億元和336.8億元
。在人多地少的中國，在能源緊缺和快速城市化的現實背景下，廢物轉化為能源的選擇無疑是符合國情的最明智的選擇。
圖4.32013—2022年垃圾發電行業產值規模預測
4.4.3沼氣發電發展現狀
沼氣發電技術是在工業、農業和城市生活中使用大量有機廢物（如牲畜糞便、酒糟液、城市廢物和汙水），經過厭氧發酵過程產生沼氣，驅動沼氣發電機組發電，充分利用發電機組的餘熱，實現沼氣生產的綜合技術。該技術不僅提供清潔能源，還解決了沼氣工程中的環境問題，消耗大量廢物，減少溫室氣體排放。這是一個典型的資源回收項目，具有良好的經濟和環境效益，在農村地區具有很大的推廣潛力。
雖然中國的沼氣發電已初具規模，但沼氣發電利用率極低，改善空間巨大。歐洲和美國沼氣工程產生的沼氣基本上用於發電或淨化而不是天然氣；在中國，工業企業將沼氣用於鍋爐燃料，農場沼氣用於養殖、食堂烹飪燃料，90%的沼氣未得到有效利用。垃圾填埋場還大規模處理沼氣，垃圾填埋氣回收率不到20%。
假設沼氣60%用於發電，2014年生產約144億立方米的沼氣可產生150億千瓦時的電力，其對應裝機容量為200萬千瓦，規模可達現有的4倍。估算2020年沼氣資源為915億立方米，不包括300億立方米的自用沼氣，可用於沼氣發電的天然氣量達到615億立方米，它將產生922.5~1230億千瓦時的電力（每立方米沼氣產生1.5~2千瓦時），裝機容量可達1537.5~2050萬千瓦，它可以達到現有沼氣裝機容量的15倍。
目前，在中國如果要實現工業化，沼氣生產的原料主要來自四個方麵：工業有機廢水、牲畜和家禽養殖場、生活垃圾填埋場的垃圾填埋和城市汙水汙泥。上述四類沼氣發電市場在中國還處於起步階段，市場空間仍然很大。具體而言，由於畜禽養殖和工業廢水項目規模較小或大部分經營實體為原有業主，運行市場規模較小。城市汙水沼氣主要用於汙水處理廠的自用電力供應。垃圾填埋場氣田規模較大，在中國擁有一定規模的第三方運營商，發展前景良好。
4.4.4生物質發電的發展前景
隨著農林業的發展，特別是中國計劃研究和開發各種快速增長的能源作物和能源植物，生物質能資源的種類和產量將越來越大。
雖然生物質發電已經成為國家鼓勵和支持的行業，但由於缺乏統一的規劃和管理，生物質發電仍然麵臨諸如燃料供應不足和發電成本難以控製的問題，生物質發電的推廣受到了影響。為促進生物質發電的健康發展，國家發展和改革委員會於2010年8月發布了《國家發展和改革委員會關於生物質發電項目建設管理的通知》，針對生物質發電規劃選址、建設規模和審批管理等多方麵提出了具體要求，在一定程度上，避免了重複建設和獲取生物質燃料的競爭，保證了政策的健康有序發展。
未來10年將是世界各國大力發展生物質能的關鍵時期，為了在一定範圍內減少或替代化石燃料的使用，從2010年到2030年，生物質發電技術將完全市場化，並在平等的基礎上與傳統能源競爭。因此，生物質能源的比例將大大增加，並將成為主要的能源之一；與此同時，生物質液體燃料的生產也將成熟，一些技術將進入商業應用階段。
到2050年，生物質發電和液體燃料將比傳統能源更具競爭力，包括環境和經濟優勢，生物質能將優於化石能源，並將占主導地位，其使用和占用主要取決於我國各地區生物質的可利用情況。我國是一個農業大國，生物質能資源豐富，發展潛力巨大。隨著退耕還林和薪炭林的種植，預計到2020年，生物質能資源將達到9~10億噸標準煤，因此，生物質發電是我國能源結構調整的重要內容之一。在這方麵，國家也給予了極大的認可和支持，《可再生能源中長期發展規劃》還將生物質能作為四大重點發展能源之一，並製定了到2020年實現3000萬千瓦生物質發電能力的發展目標。此外，國家設立資金支持工業服務係統的建設，如設備製造、技術研發和可再生能源的測試和認證。
第五章我國生物質發電產業空間布局的影響因素
第五章我國生物質發電產業空間
布局的影響因素
傳統燃燒發電的主要燃料包含煤、石油和天然氣，它們都屬於不可再生能源。相比之下，生物質是由植物或微生物經過光合作用或新陳代謝所產生的能源，是可再生的，相對於煤、石油和天然氣而言它們的儲量更加豐富。在過去三十年來，伴隨著中國的經濟增長，電力行業也經曆了飛速發展。煤作為發電的主要燃料，供應短缺的壓力越來越大，價格也在不斷攀升。而生物質能的使用會減慢化石燃料的過度開采，緩解煤、石油和天然氣等傳統能源的供應壓力。此外，它還可以改善能源組成，提高可再生能源比重。根據《中長期可再生能源規劃》，我國提出了提高可再生能源比重的目標，到2020年中國可再生能源發電能力將達到3億千瓦，占全國總裝機容量的30%。可見，生物質能源在未來將扮演更加重要的角色。然而，由於欠缺科學的研究，一些因素也嚴重地影響了生物質發電產業的發展。其中，我國生物質發電產業的空間布局選擇問題便給生物質發電企業以及相關的政府部門帶來了巨大的艱難與挑戰。為了厘清我國的生物質發電產業空間布局的影響因素，在本章我們首先對生物質的發電係統進行全麵的介紹，然後對其影響因素進行識別，最後對各因素的影響機理以及相互之間的關係進行剖析。
5.1生物質發電係統
5.1.1發電係統的邊界及構成
（1） 係統邊界界定
確認邊界常用係統——環境二分法，即把係統本身能加以控製、改變、提高其生產效率和利用效率的社會、經濟和自然條件，作為係統內部因素；把獨立於係統之外，但對係統的現狀和工作成果發生直接或間接作用的經濟、社會、自然條件，作為係統的環境因素。這兩類因素之間，即是係統邊界。
根據以上定義方法，我們首先可以確定秸稈發電係統的生產末端邊界，即為電能入網環節，而對於係統的生產首端邊界，則存在一些爭議。
不同電廠的原料來源方式不同，大多數電廠采用從農民手中收購秸稈的方式，而部分電廠則購置土地租借給農民種植植物，從而獲得足夠的生產原料。第一種方式的係統邊界顯然是秸稈田間收集環節，從而將秸稈的種植作為係統的環境條件；而第二種方式係統的邊界則可推至秸稈的種植環節。
故而係統的邊界成為一個可變動條件，即可通過相應的策略選擇變換係統邊界。在此，我們可將其定義為策略邊界進行分析。
（2） 發電係統劃分
根據秸稈發電係統內各個活動的關聯性分析，秸稈發電係統可分為秸稈收集與預處理子係統、秸稈運輸與存儲子係統、秸稈燃燒與電力生產子係統、廢棄物處理子係統（見圖5.1）。
圖5.1秸稈發電子係統劃分
秸稈收集與預處理子係統主要涉及秸稈原料的田間收集和預處理過程，涉及的活動包括秸稈收購商田間收購秸稈、秸稈由田間運輸到臨時收購點、秸稈原料的壓縮成型等。涉及的主要設備主要為農用運輸機械及秸稈打包機，可能需要消耗化石能源並產生二氧化碳排放的設備為農用運輸機械，例如農用拖拉機等。
秸稈運輸與存儲子係統主要涉及秸稈原料由臨時收購點運輸到秸稈電廠和秸稈原料在電廠中存儲與加工處理的過程，涉及的活動主要包括秸稈原料的運輸、存儲和加工等活動。秸稈原料的運輸主要利用較大型的運輸設備（例如20噸卡車）進行，秸稈的存儲包括原料的入庫、維護及出庫等活動，需要叉車、鏟車、抓鬥起重機等作業設備。
秸稈燃燒與電力生產子係統主要為秸稈原料在鍋爐中燃燒，產生的過熱水蒸氣帶動汽輪機和發電機組運轉發電的過程。該子係統主要涉及的活動包括秸稈燃料破碎、輸送至鍋爐中燃燒、發電等。需要的設備包括秸稈破碎機、輸料機、鍋爐、汽輪機和發電機等。秸稈燃燒與電力生產子係統流程示意圖如圖5.2所示。
1—料倉；2—鍋爐；3—汽輪機；4—發電機；5—汽包；6—爐排；7—過熱器；8—省煤器；9—煙氣冷卻器；10—空氣預熱器；11—除塵器；12—引風機；13—煙囪；14—凝汽器；15—循環水泵；16—凝結水泵；17—低壓加熱器；18—除氧器；19—給水泵；20—高壓加熱器；21—送風機；22—給料機；23—灰鬥
圖5.2秸稈直燃發電係統示意圖
料倉內的生物質秸稈經過破碎機進行破碎處理後，由輸料機將料倉內的秸稈原料碎屑輸送到焚燒鍋爐裏進行高溫燃燒，利用秸稈燃燒產生的高溫加熱產生水蒸氣，水蒸氣再推動汽輪機組進行運轉，汽輪機組的運轉再帶動發電機組進行發電，從而完成秸稈燃料的生物質能轉變為電能的生產過程。
廢棄物處理子係統是對秸稈在鍋爐中燃燒產生的廢棄物進行處理的過程，主要涉及的活動包括鍋爐排渣、廢水排放和燃燒產生的煙塵排放等。涉及的機械設備主要為輸灰機。
5.1.2發電係統的輸入、輸出
生物質發電係統的輸入主要包括：生物質資源（秸稈）、人力、資金、化石能源、電力、土地等，係統的輸出主要為電力以及排放物（灰渣、二氧化碳、二氧化硫等）。其中生物質秸稈資源是係統的主要輸入資源，其他輸入資源都是為生物質資源的輸入起輔助作用的。係統的目標產物即為電力。
（1） 係統中生物質秸稈流通路徑
在生物質收集和儲運的階段，秸稈在農作物收割的過程中產生後，首先由分布在電場四周的代理商從田間收集起來做簡要處理，後由電廠負責將各代理商處收集的秸稈分批運輸到電廠做壓縮、破碎、分選等預處理，再將處理之後的秸稈放到儲料倉庫中，儲料倉庫中要存放可以保證電廠運營一定時間的秸稈。
在正式利用秸稈發電階段，由於秸稈具有不同的差異性以及電廠所選擇的發電技術不同，按照技術要求將秸稈進行分類處理，以不同方式將秸稈放入燃燒鍋爐中進行燃燒，利用燃燒得到的熱能轉化為蒸汽帶動汽輪發電機組進行發電，從而完成發電過程。
最後，燃燒得到的廢棄物有灰渣和煙氣，生物質發電產生的灰渣中有較少的一部分可以作為農業肥料生產的原料，因此將這一部分灰料分類出來輸送到化肥生產廠家處，其餘的灰渣排入灰堆中，煙氣則在相關的處理達標以後，通過煙囪直接進入大氣層。至此，秸稈發電的整個工藝流程得到實現。
本書將生物質發電係統分為四個子係統，按照該子係統的劃分，上述秸稈的流通路徑中所涉及的相關活動分屬如圖5.3所示。
圖5.3係統秸稈流通路徑圖
（2） 係統中能量流通及碳循環分析
根據圖5.1中的係統劃分結構，生物質秸稈發電係統與環境間的能量流通和二氧化碳排放路徑如圖5.4所示，環境向係統輸入的能源主要包括太陽能、石油能源和電能三種。秸稈發電能量最初來源為太陽能，在植物生長過程中太陽能轉化為生物質能保存在果實和秸稈中，並且從外界吸收二氧化碳。秸稈收集主要收集生物質秸稈中的生物質能以供利用。在秸稈收集與預處理子係統、秸稈存儲與運輸子係統和電力生產子係統中，由於使用大量的交通運輸工具、秸稈處理機械和電力生產設備等，需要利用大量的石油能源和電力能源。
圖5.4係統能量流通和碳流通路徑圖
在秸稈種植階段，由於植物的光合作用，二氧化碳由環境流向係統內部，碳被固定在生物質秸稈內部。在生物質秸稈收集與預處理階段，由於燃料的處理和運輸都需要化石能源的支持，化石能源的消耗會產生二氧化碳排放，在生物質秸稈燃燒發電的過程中，固定在秸稈內部的碳燃燒產生一部分二氧化碳和一部分一氧化碳排放到空氣中。上述各個階段中的碳的輸入和輸出構成了一條循環流通的路徑，即為生物質發電係統的碳循環流通路徑。
假設從環境中流向係統的太陽能為Es，輸入到秸稈收集與預處理子係統的石油與電能總量為E1，輸入到秸稈運輸與存儲子係統的石油與電能總量為E2，輸入到電力生產子係統的石油與電能總量為E3，係統產生的電能總量為Eo，則係統能量流通滿足式（5.1）。
Es>Eo式（5.1）
式（5.1）說明生物質秸稈發電項目電力生產的能量來源主要來自生物質秸稈生長過程中吸收的太陽能。而生物質秸稈在收集儲運過程中消耗的能源屬於輔助耗能，可以通過生物質發電空間布局和物流規劃實現這部分能耗的最小化。
若按照碳流通回路進行計算，假設生物質種植階段，環境中被農作物吸收的碳總量為CEi1，秸稈收集與預處理子係統中通過石油和電能輸入到係統中的碳總量為CEi2，該子係統中所涉及的活動向環境中排放的碳總量為CEo1，秸稈運輸與存儲子係統中輸入的碳總量為CEi3，排放到環境中的碳總量為CEo2，電力生產子係統中輸入的碳總量為CEi4，排放到環境中的碳總量為CEo3，則係統碳流通滿足式（5.2）
CEi1+CEi2+CEi3+CEi4>CEo1+CEo2+CEo3式（5.2）
由於秸稈和石油燃燒的不完全性，因此輸入的碳不能完全排放到環境中，因此式（5.2）中輸入的碳總量應大於排放到環境中的碳的總量。係統的碳排放總量主要來自石油和電能的消耗，因此也能通過選址和物流規劃實現優化。
5.1.3發電係統的生產過程
秸稈發電的主要工藝流程如圖5.5所示，生物質發電的主要活動包括生物質秸稈的收集、秸稈的預處理、生物質秸稈的儲存和運輸、原料在電廠內的搬運、生物質秸稈的焚燒發電、汽輪機運轉、廢棄物處理包括煙氣的處理和排放、灰渣的處理和排放。根據生物質秸稈發電係統的劃分，生物質原料收集到預處理兩個過程屬於原料收集與預處理子係統範圍，原料運輸至存儲料倉的過程屬於生物質原料運輸與存儲子係統，秸稈原料從料倉開始，經由吊車運輸至生物質鍋爐焚燒，再將蒸汽導入汽輪機發電係統的過程屬於電力生產子係統，煙氣處理後氣體通過煙囪排入大氣中以及灰渣的處理屬於廢棄物處理子係統。
圖5.5秸稈發電主要工藝流程圖
5.1.4生物質發電項目建設運營所需設備設施
從生物質發電的全生命周期角度來看，項目的建設運營需要的設備種類包括收割類、運輸類、加工和搬運類、傳送類、發電類。由於無論是否發電，秸稈收割總是必需的工作，因此收割類設備並不能作為秸稈發電項目生命周期內所涉及的設備類型。生物質發電項目全生命周期內所涉及的具體設備如下。
（1） 運輸設備
運輸設備包括拖拉機和卡車，其參數和價格見表5.1。
表5.1運輸工具參數和價格
類型功率
（kW）價格
（元）載重量
（噸）速度
（km\/h）油耗使用壽命
（年）d
拖拉機a≥18.88000~1800001.5~2.0≤30c≤245g\/kW·h≥4
卡車b90~12085000~1200005~8≤10035L\/100km≥10
資料來源：a http:\/\/www.moa.gov.cn\/sjzz\/nongji\/xiangmu\/201006\/P020100606583421989226.xls;
b http:\/\/www.360che.com\/;
c http:\/\/www.deere.com\/zh_CN\/JDCI\/homepage\/default.html;
d 《中華人民共和國企業所得稅法實施條例（2007）》。
（2） 秸稈加工、搬運設備
秸稈加工和搬運設備，其能耗參數和產能如下。
① 切碎機
切碎機主要用於將收集的長秸稈切碎為小段或者顆粒狀。切碎機的配套動力一般約為18.5kW，其生產能力為2.5~3.5t\/h，切碎後的秸稈長度規格有12、18、25、35mm等數種。
② 打包機
打包機主要用於秸稈的壓縮成型，通過氣壓動力、液壓動力等動力形式，將鬆散的秸稈原料壓縮成為長方體型秸稈包。秸稈打包機的配套動力約為18.5kW，壓縮成型的秸稈包包型尺寸為（900~1500）mm×1200mm×（1300~1500）mm，包重為400~450kg\/包，打包機的生產能力參數為8~10包\/小時。
③ 裝載機（抓鬥機、鏟車、抓草機）
裝載機是在秸稈收購中心或秸稈電廠倉庫現場用於抓取、運輸秸稈原料的機械。現有的裝載機包括抓鬥機、鏟車和抓草機等。裝載機的起升重量約為12000kg，其額定的裝載容積為0.4~0.6m3，機械的舉升高度需要達到 3.2~3.8m，作業平均油耗約為8.2kg\/h，作業幅度（移動距離）為3~10m，機械的平均作業效率為19~25t\/h（草、木、廢紙等）。
④ 叉車
叉車主要用於秸稈壓縮包的裝載和運輸作業，根據對現有的叉車的調研，所使用的叉車類型主要包括固定式叉車和伸縮式叉車兩種。其中固定式叉車額定起重量為1~3t，估算作業平均能耗為8~10kW·h。伸縮式叉車額定起重量為1~3t，最大起升高度為3~6m，柴油消耗率約為215g\/kW·h。
（3） 秸稈傳送設備
生物質秸稈在電力生產過程中所涉及的秸稈傳輸設備主要為輸送帶和輸送鏈、輸料機、破碎機三種。秸稈通過傳送設備送入秸稈焚燒鍋爐的主要流通路徑為：
儲料倉輸送鏈→分配輸送鏈→分配小車→稱重輸料機→密封輸料機→緩衝輸料機→定量輸料機→定量給料機→螺旋破碎機→螺旋給料機→水冷套→爐膛。
（4） 發電設備
生物質發電係統發電設備主要包括鍋爐島設備、汽輪機、發電機和其他配套設備。
① 鍋爐島設備
我國目前所采用的生物質焚燒鍋爐島技術主要是丹麥的BWE技術，以該技術為例，生物質發電項目所涉及的鍋爐島設備參數如表5.2所示。
表5.2鍋爐島設備參數
參數名稱參數值
爐底排渣型式水冷振動爐排\/循環流化床鍋爐
參數等級中溫中壓高溫高壓
鍋爐額定蒸發量（t\/h）75110~130
鍋爐最大蒸發量（t\/h）75~80120~130
額定過熱蒸汽壓力（MPa）3.82~5.39.2~9.8
過熱蒸汽溫度（℃）450~490540
給水溫度（℃）150210~220
鍋爐排煙溫度（℃）137~150130~140
空預器出風溫度（℃）110~160190
鍋爐設計熱效率（％）86~9290~92
鍋爐滿負荷燃料消耗量（t\/h）15~20.522.2
鍋爐設計灰量（t\/h）0.6~22~4
鍋爐設計渣量（t\/h）0.5~21~2
除塵器型式布袋式布袋式
除塵器設計效率（%）99.5~99.999.60以上
引風機功率（kW）350~500220~800
送風機功率（kW）200~400130~800
② 汽輪機
生物質發電項目所采用的汽輪機組主要為抽（壓）凝汽式汽輪機，其設備參數如表5.3所示。
表5.3汽輪機設備參數
參數名稱參數值
型式中溫中壓凝汽式高溫高壓凝汽式
額定電功率（MW）12~1525
最大功率（MW）13~1830
額定進汽量（t\/h）58~100120
額定進汽壓力（MPa）3.43~58.83
額定進汽溫度（℃）435~4705.35
排汽壓力（KPa）4.5~6.50.0118
設計額定抽汽量（供熱）（t\/h）20~50\/
額定抽汽壓力（供熱）（MPa）0.81~0.98\/
給水泵出力（t\/h）80~130
設計汽耗kg\/（kW·h）4~6.5
設計熱耗kJ\/（kW·h）8600~12000
③ 發電機
生物質發電廠所使用的發電機功率25000~30000kW，其電壓約為 10.5kV，發電機的功率因素約為0.8，設備額定轉速約為3000rpm。
④ 電動給水泵
生物質電廠電動給水泵的參數如下：給水泵出力為90~130t\/h，設計汽耗為4~6.5kg\/kW·h，設計熱耗為8600~12000kJ\/kW·h。
⑤ 電力上網輸配電設備
根據我國電廠建設要求，我國所建設的發電廠需要配備相應的輸配電設備。目前我國電廠主要采用2回110kV線路送電設備。這些設備的使用環境需滿足一定的條件。其裝置種類為戶外式，所處的環境溫度要保持為 -30~40℃，設備工作的海拔高度應小於1000米（高於1000米，溫升需修正），環境的相對濕度小於90%（25℃），其安裝場所應為沒有腐蝕性氣體、無明顯汙垢等的地區。
電力上網輸配電設備的主要技術參數包括：設備的額定容量為6300~120000kVA，高壓端電壓為110~121kV，高壓分接範圍為±2×2.5%，低壓端電壓為6.3~11kV，電路中的空載電流占比為0.3%~0.8%，設備的短路抗阻為10.5%~14%，空載損耗為10~85kW，負載損耗為35~400kW。
⑥ 其他相關設備
除上述主要電力生產設備外，秸稈發電電廠還需配備一定的環境保護設備，包括汙水處理設備、廢氣處理設備、噪聲消除設備等。
⑦ 給水設施
常規25MW發電機組所需要的給水係統一般配備2台容量各為最大給水量100%的定速給水泵，一台運行，一台備用。給水流量的調節可通過電動調節閥來實現，給水操作台可以采用兩路並聯管道，一路為主管線DN125，配備100％流量的電動調節閥，供發電機組在30%~100%負荷下調節用；一路為支路DN50，配備30％流量的電動調節閥，用於滿足鍋爐容量在0~30%負荷下的調節需要。
⑧ 冷卻塔
由於生物質秸稈燃料燃燒產生的高溫，生物質發電係統必須配備冷卻塔來對相關設備進行冷卻，從而保證電力生產的安全性，並延長設備使用壽命。冷卻塔是用水作為循環冷卻劑，從一係統中吸收熱量排放至大氣中，以降低水溫的裝置；它利用水與空氣流動接觸後進行冷熱交換從而產生蒸汽，蒸汽揮發帶走熱量實現蒸發散熱、對流傳熱和輻射傳熱等，基於上述原理散去工業上或製冷空調中產生的餘熱從而降低水溫，以保證係統的正常運行，裝置一般為桶狀，故名為冷卻塔。
⑨ 辦公和附屬設施
生物質發電係統還需配備相關的辦公、消防和其他附屬設施來保證電廠生產的安全和有序進行。
5.2影響因素識別
秸稈發電項目的實際經濟效益和環境效益均與項目的選址具有較大的相關性。根據齊天宇等（2011）對於不同省份秸稈發電項目內部收益率的計算可知，不同省份秸稈發電項目內部收益率具有較大差異，即在相同的秸稈發電價格水平之下，不同區域間秸稈發電項目實際經濟收益有所不同。
本節的因素識別以全生命周期理論為指導，從技術、經濟、環境和社會等角度綜合考慮，通過對生物質發電的全過程分析，找出對項目的實際運營效益具有重要作用的影響因素。
5.2.1技術因素對生物質發電的影響
根據第三章的分析，生物質發電項目所選的技術類型對項目的實際運營效果具有十分重要的作用。而技術的選擇對生物質發電項目的選址同樣也有著重大的影響。在秸稈發電空間布局的影響因素中，技術因素主要影響秸稈原料的需求量從而影響到項目區位的選擇。秸稈發電項目原料需求量受項目裝機規模、秸稈發電技術類型和發電效率三個因素影響。
秸稈發電技術可根據秸稈利用方式的不同分為秸稈氣化發電技術、秸稈與煤混燃發電技術和秸稈直燃發電技術三種，其中秸稈氣化發電技術係統最為複雜，而且尚屬於工業示範階段。因此本書主要考慮秸稈直燃發電技術和秸稈與煤混燃發電技術中由於秸稈焚燒的比例的不同而帶來的技術上的區別。
秸稈發電項目燃料需求總量可通過式（5.3）計算獲得。
D=M·AHμ式（5.3）
其中，D為項目年燃料需求總量（kJ）；
M為項目裝機容量（MW）；
AH為項目年滿負荷運行小時數（h）；
μ為項目發電效率。
根據D可知秸稈發電項目年熱量需求，再根據項目發電技術類型（主要為秸稈直燃、秸稈與煤混燃兩種）確定項目年秸稈需求量。若項目采用秸稈直燃發電技術，則D除以秸稈熱值即可得到項目年秸稈原料需求總量；若項目采用秸稈與煤混燃發電技術，則D乘以秸稈混燃比例再除以秸稈熱值可得到項目年秸稈需求總量。生物質秸稈直燃發電技術與混燃發電技術相比，係統全生命周期內對環境的影響較小，其碳排放總量也較小；但是係統的發電成本高於混燃發電係統，尤其是原料成本。
生物質秸杆直燃發電係統
的原料成本遠高於混燃發電係統，並且直燃發電係統的經濟效益也低於混燃發電係統。從熱效率角度進行比較，生物質直燃發電技術的熱轉化效力較低於混燃發電技術。生物質直燃發電技術較為適用裝機容量較大的發電項目，而混燃發電技術不僅能用於大型的發電項目，還能用於小鍋爐的技術改造項目，其應用的範圍更加廣泛。
通過上述分析可知，秸稈發電空間布局主要受到包括項目裝機容量、項目發電技術類型和發電效率三個技術因素的影響。項目區位選擇過程中，不僅需要考慮項目所選區位秸稈供應量與項目年秸稈需求總量之間的平衡，為了給項目的建設和運營提供一個較為穩定的環境，還要考慮不同技術在不同區域間的接受程度的差異。
5.2.2經濟因素對生物質發電的影響
秸稈發電項目的經濟效益最優是項目建設運營的主要目標。在這一目標驅動下，秸稈發電空間布局需要考慮經濟因素的影響，這些因素包括秸稈發電項目建設成本、運營和維護成本、稅收、政策優惠等。從生命周期理論出發，生物質發電項目的生命周期包括建設和運營兩個階段，其成本也可以分為建設成本和運營成本。
項目建設成本主要包括設備購置、安裝和調試成本、土地成本和勞動力成本三個部分，其中設備購置、安裝和調試成本隻與項目所選擇的具體發電技術和項目規模相關。項目土地成本和勞動力成本與項目所在區位的經濟水平具有一定的關聯性。趙琳（2012）指出對於同一新建項目而言，由於我國區域間經濟發展不平衡，不同區域間的土地成本和勞動力成本具有較大的差異。項目建設成本的大小對生物質發電項目的投資回收期和項目的投資收益率這兩個指標都有著較大的影響。因此，在生物質發電空間布局選擇過程中，必須充分考慮不同區域間建設成本的差異，保證空間布局選擇的結果在項目的建設成本這一項是優化了的。
項目運營和維護成本包括項目燃料成本、設備維護保養費用、勞動力成本和管理費用四個部分，其中項目燃料成本和勞動力成本要素對空間布局具有較強的影響。秸稈發電項目所在區位秸稈資源分布密度越大，秸稈收購價格越低，項目原料成本越低，同時秸稈收集過程中越能體現出集約化的優勢，從而產生的碳排放越低。項目所在區位勞動力成本水平越低，項目的成本越低，其經濟效益越好。因此，在秸稈發電空間布局選擇過程中，需要考慮項目燃料成本和勞動力成本這兩個經濟要素對空間布局選擇的約束和影響。尤其是燃料成本，不同區域間生物質秸稈燃料的購買成本和運輸成本都存在著較大的差異性，對生物質發電項目的選址結果具有十分重要的影響。
由於我國不同項目享受的生物質發電政策主體框架由部委製定，不同區域內的生物質發電項目所享受的主要政策優惠沒有顯著地差異。稅收和政策優惠在全國範圍內對秸稈發電的激勵方式大體一致，但由於具體的實施政策由各個省市政府自己製定，因此不同區域間生物質發電項目所享受的實際優惠額度因地區的不同而有所不同。並且不同區域對秸稈原料的供應保障力度也有所不同。部分地區通過頒布嚴格的秸稈禁燒政策，為秸稈原料的供應提供了較好的保障，同時能在一定程度上降低秸稈原料的收購價格。而部分地區為了保護傳統的秸稈利用產業或者推廣秸稈還田的利用方式，可能會出台一部分產業的促進措施，從而使得秸稈燃料的價格因政策的刺激而提升，增加生物質發電項目的實際運營成本。因此，不同區域對秸稈發電廠的政策激勵水平不同也是在空間布局選擇過程中需要考慮的重要經濟因素之一。
5.2.3社會因素對生物質發電的影響
生物質發電空間布局還受到一些社會因素的影響，包括公眾接受度、電力需求、公路密集度、原料市場競爭情況、社會效益等。
公眾的接受度是公眾對生物質發電項目在自己所在區域建設運營的認可程度。秸稈電廠在選址過程中需要考慮到由於不同區域民眾對電廠的認可和接受的程度不同，會給項目的建設帶來較大的差異。對秸稈發電項目抵觸較大的區域，項目的建設和運營過程中可能會遭遇較大的阻礙，而對秸稈發電項目接受度較高的地區，項目的發展會較為順利，甚至能降低項目燃料收集的成本，從而帶來額外的經濟效益。目前我國部分地區已經存在由於地區民眾的強烈反對而導致相關項目不能按時建設完工的現象。
電力需求是指某個特定區域內年生產生活所需要的電力資源總量。它是影響秸稈發電選址的重要社會因素之一。電力需求較大的區域，項目的市場也較大，從而有利於提高秸稈發電項目的經濟效益。與此同時，電力需求大的區域民眾對秸稈發電項目的認可度也較高，有利於項目的建設。在考慮區域電力需求的過程中，不僅要考慮區域現實的電力需求總額，還要考慮發展的情況，即考慮區域電力需求的增長情況和增長潛力。
公路密集度是指區域內公裏路網覆蓋的密集程度。該因素對區域內秸稈原料的收集和運輸具有重要的影響。區域公路密度越高，農村公路等級越高，所使用的秸稈收集運輸的機械設備越大，從而單位秸稈的收集成本和碳排放量越低；公路覆蓋麵積越大，生物質秸稈運輸的時間越少，單位重量的秸稈收集和運輸的費用也越低。公路密集度的增加有利於降低項目的燃料成本。
原料市場競爭情況對秸稈電廠的燃料收集具有較大影響。區域已建秸稈發電項目越多，生物質秸稈競爭越大，從而引起秸稈的購買價格上升，同時項目實際秸稈需求得不到有效滿足，會導致秸稈發電項目產能利用率下降。宿遷市三家秸稈發電廠的同時運營就給各個電廠的經濟效益帶來巨大的影響，電廠間通過采用“價格戰”的方式增加秸稈供應量，使得秸稈的收購價格不斷提高，從而導致所有電廠都麵臨虧損的困境。
5.2.4環境因素對生物質發電的影響
環境因素主要指生物質發電項目建設運營過程因為與係統外部環境進行交互作用而產生的對環境的影響，主要包括碳排放、二氧化硫排放、氮氧化物排放和粉塵及其他空氣汙染物排放等。本書著重考慮二氧化碳排放對生物質發電空間布局選擇的影響，因此對二氧化碳因素的分析獨立在後文中進行。
區域二氧化硫排放量是區域生產和生活所產生的二氧化硫排放總量，它是測定區域環境質量的重要指標之一。二氧化硫是有毒的氣體，也是造成酸雨的原因之一。然而生物質秸稈中硫含量很低（稻草中幾乎不含硫，小麥秸稈中含硫量約為0.19%，大麥秸稈中含硫約為0.17%），因此在生物質秸稈焚燒發電過程中所產生的二氧化硫量很少。區域二氧化硫排放壓力對生物質發電項目區位選擇隻有很小的影響。
在生物質秸稈破碎處理和運輸的過程中，會產生一定量的粉塵和其他空氣汙染物排放。然而這些排放大多發生在生產作業現場，能夠通過采取一定的措施有效減少其影響，並且生物質發電過程中產生的粉塵和其他空氣汙染物排放量也很小，對區域環境的影響也較小。因此，在生物質發電項目區位選擇過程中，項目產生的粉塵及其他空氣汙染物排放對項目的實際運營效果影響可以忽略不計，並且由於不同區域的生物質發電項目在電力生產過程中所產生的這些排放並不存在顯著差異，其對項目的實際選址決策結果沒有影響。
5.2.5碳排放因素對生物質發電的影響
新時期，許多國家對汙染物排放提出了新的要求。中國政府製定的《“十二五”綜合交通運輸體係規劃》，要求交通行業以節能低碳發展為重點，打造綠色交通體係，努力做到節能環保。區域碳排放量是區域生產和生活所產生的碳排放總量，在全球變暖和二氧化碳減排的背景下，這一因素反映了區域碳減排的壓力，它可以通過影響區域碳減排政策影響秸稈發電項目的實際效益。區域化石能源消費量越大，碳排放總量越大，空氣汙染越嚴重，區域碳排放壓力越大。為了緩解區域碳排放帶來的環境壓力，我國的不同區域都有著不同的區域碳排放的目標與要求。當地政府對碳減排項目的扶持力度越大，秸稈發電項目能獲得實際激勵政策就越多，包括秸稈燃料的供應保證、秸稈電廠生產的電力的銷售以及相關的稅收優惠政策等。區域碳排放壓力反映了區域對碳減排項目的重視程度，也反映了生物質發電項目在該區域發展的潛力。一般來說，為了降低生物質發電的成本，並滿足政府對物流活動中汙染物排放的日益嚴格的要求，考慮碳排放因素的生物質發電廠選址方案研究、優化選址建模和相應的可持續供應鏈設計迫在眉睫。
從全生命周期的角度對生物質發電項目所產生的碳排放進行核算，其碳排放主要來源於兩個方麵，分別為生物質發電過程中的碳排放與生物質原料在運輸過程中所產生的碳排放。發電過程中的二氧化碳排放量主要由所采用的原料以及發電設備所決定。目前大多數的研究主要集中在成本上，對於考慮二氧化碳排放約束的模型相對較少。在現實中，由於二氧化碳的排放屬於環境外部性因素，企業隻是以企業利潤的最大化為目標，環境因素往往被忽略。然而，隨著環境問題的突出，環保政策的不斷出台，對於發電過程中考慮二氧化碳排放因素的模型構建是未來廣大科研工作者以及生物質發電項目工作者所需考慮的重要因素之一。原料運輸所產生的二氧化碳排放的一個關鍵因素是區域的原料分布密度。根據3.3.1中對生物質發電項目碳減排效益的分析可知，生物質發電項目的碳排放主要發生在原料的收集和運輸階段，因此生物質原料分布密度越大，項目所產生的碳排放總量越小，從而項目的碳減排效益越高。因此，生物質發電項目在區域選址過程中應盡量考慮原料分布密度較大的地區。目前對於生物質發電項目選址的研究本來就比較稀缺，而這些研究基本都集中在利用成本的因素來構建選址模型，對二氧化碳排放的考慮更為稀缺。這也導致，由於我國目前生物質發電項目選址的不科學，造成生物質發電項目本身產生碳排放量過高。因此，在生物質發電項目選址的過程中考慮二氧化碳排放因素的影響，是未來必然的研究方向。
5.3影響因素之間的關係
對於生物質秸稈發電項目經濟效益，其影響因素之間的因果關係如圖 5.6 所示。生物質秸稈發電項目的經濟效益的影響主要包含成本類影響因素和收益類影響因素，其中收益類影響因素包括區域電力需求、項目所采用的發電技術的發電效率、區域的優惠政策和稅收。生物質發電項目所享受的政策優惠和稅收情況還受到區域二氧化碳排放壓力和區域二氧化硫等排放壓力的影響，區域排放壓力越大，對於生物質秸稈發電這種低排放的發電項目的偏好越大，項目所享受的政策優惠也越大，同時項目所負擔的稅收額度也可能越小。
圖5.6生物質發電項目經濟效益影響因素因果關係圖
生物質秸稈發電項目經濟效益的成本類影響因素主要為項目的建設成本和運營和維護成本兩大類。其中項目的建設成本主要受到土地價格、公眾認可度、勞動力成本和項目裝機規模四個因素的影響。生物質發電項目由於需要一定的空間作為秸稈原料的存儲料倉，因此項目占地麵積一般都較大，土地價格對項目建設投資中的土地購置成本具有較大影響；公眾認可度對項目的建設成本沒有直接影響，但具有十分重要的影響，項目的社會認可度越高，項目建設過程越順利，獲得的社會支持越大，項目的建設成本也會較公眾認可度低的區域少；由於生物質發電項目建設過程中需要一定的勞動力資源，因此勞動力成本也是項目建設成本的重要組成部分；項目裝機規模是生物質秸稈發電項目建設成本的決定性因素，生物質秸稈發電項目裝機規模越大，項目初始投資越多。對於一個24MW生物質秸稈發電項目而言，其單位裝機容量投資約為10000元\/MW。
生物質秸稈發電項目的運營維護成本主要包括秸稈原料成本和勞動力成本，其中秸稈原料成本主要受項目裝機容量、秸稈收購價格和運輸費用三個因素的影響。生物質秸稈發電項目裝機容量越大，項目年秸稈需求量越大，秸稈原料的成本越高；秸稈的收購價格主要指秸稈原料的田間收購價格，主要由區域秸稈原料產量和秸稈原料市場競爭情況決定，區域秸稈原料總產量越大，秸稈的價格越低。原料市場競爭變強，會導致秸稈原料的收購價格上升。秸稈原料的收購價格越高，原料成本越高。秸稈原料的運輸費用主要受秸稈收集半徑的影響，秸稈收集半徑則受項目的公眾認可度和區域秸稈產量兩個因素的影響，項目的公眾認可度越高，農戶出售秸稈的積極性越大，秸稈原料的收購半徑越小，秸稈的運輸費用越少。區域秸稈原料產量越大，秸稈分布密度越大，原料的收購半徑越小。秸稈原料的收購半徑越大，其運輸費用越高，到廠價格也越高，即秸稈原料的總成本越高。
第六章我國生物質發電產業空間布局的區位選擇方法
第六章我國生物質發電產業空間
布局的區位選擇方法
生物質發電產業空間布局的區位選擇方法對於中國生物質發電行業意義重大。如第四章所述，在生物質發電產業空間布局的區位選擇中，我們需要考慮多種影響因素，且各因素之間存在相互的聯係與作用。同時，整個生物質發電係統包含發電係統、運輸係統、存儲係統等眾多子係統，各個子係統均包含了區間、隨機等不確定性因素，它們之間也存在著相互影響的關係，這些都導致了係統的多重不確定性。如果我們在優化選址的過程中，忽略係統的不確定性因素，這將會帶來運輸能源耗損、環境汙染的增大，甚至會帶來生物質發電廠不能正常運轉等風險。麵對生物質發電廠選址係統中包含多重不確定性與複雜性，在第四章對影響我國生物質發電產業空間布局的影響因素進行深入研究與分析的基礎上，本章將結合第四章的分析結果，提出並采用PEST分析法對我國生物質發電產業空間布局的區域選擇進行綜合研究。
6.1生物質發電空間布局的區位選擇評價指標設計
6.1.1指標設計的原則
為使構建的指標體係能全麵覆蓋影響電廠選址的各個方麵，本書采用PEST分析法來具體分析生物質電廠區位選擇的影響指標。PEST分析法是從政治（political），經濟（economic），社會（social），技術（technological）四個宏觀方麵分析生物質電廠區位選擇的影響因素。
由於各項指標對於選址的影響程度不同，決策者在進行選址時對各項因素就要有所側重，不能將各項指標等同。權重在數學中是表示因素重要性的相對數值，在這裏就代表各項因素對於選址決策的重要性。
在對生物質發電項目備選區位進行綜合評價時有許多指標可供選擇，評價指標體係的建立不僅要考慮綜合性，評價指標選得越少，其評價結果的片麵性越強。同時還要考慮簡單直觀和可操作性等原則，選擇的評價指標越多，存在重複評價的可能性就越大，評價結果的可靠性就會降低。因此，評價指標不宜過少或者過多，指標體係的構建應建立在一定的原則之下。評價指標體係構建的主要原則包括：
（1） 係統性原則
在碳排放約束條件下對區位進行綜合評價，需要從係統的角度進行分析，考慮能源係統與環境和社會係統的關聯性，不僅要對其技術特征進行評價，還要在碳排放約束機製下，對綜合技術的經濟、環境和社會指標等多方麵進行衡量。不同指標之間要有一定的邏輯關係，各指標不但要從不同的側麵反映出生物質發電技術在技術、經濟、環境和社會各方麵的特征，而且還要反映出能源—經濟—環境—社會係統之間的內在聯係。每一個係統由一組指標構成，各指標之間相互獨立，又彼此聯係，共同構成一個有機統一體。指標體係的構建具有層次性，自上而下，從宏觀到微觀層層深入，形成一個不可分割的評價體係。對生物質發電技術進行綜合評價研究比單指標評價研究能夠得出更加準確和完整的結果。
（2） 一致性原則
評價指標體係應該與決策者的評價目標相一致，還要與評價對象的實際應用背景和相關約束條件相一致。即所選的評價指標能夠代表不同評價對象在某一屬性下的實際特征。對生物質發電技術的綜合評價指標體係的構建，不僅要緊緊圍繞生物質發電項目經濟效益和環境效益最優化的目標來設計，由代表生物質發電技術最優化各組成部分的典型指標構成，多方位、多角度地反映生物質發電技術的優劣，同時還要考慮不同類型生物質發電技術的最優的應用環境以及評價約束條件。
（3） 獨立性原則
在生物質發電項目備選區位評價指標的選擇中，同層次指標間需要具有一定的獨立性，能夠說明不同問題或問題的不同方麵，彼此之間不存在顯著的相互影響或線性關係。隻有在保證了指標間的獨立性基礎上，盡可能多地選擇不同的評價指標，才能更加全麵綜合地得到評價對象的實際評價結果。然而過分追求評價指標的獨立性又有可能導致許多重要的影響因素被排除，會對評價結果的科學性造成嚴重的影響。因此，在選擇評價指標選取時，為了保證評價結果的科學性和完整性，對一些相對獨立性不是很高的指標也要有所保留。
（4） 可度量性原則
評價指標體係構建的目的是方便對生物質發電項目區位適宜度進行係統綜合的評價分析，從而為生物質發電技術的選擇提供科學具體的對策建議。因此，所選的定性或定量指標應具有可度量性，能夠有助於對評價結果進行計算或分析。
（5） 可比較性原則
可比較性原則指所選的評價指標應保證不同的評價對象之間能夠進行比較，例如對於生物質發電技術而言，由於不同規模下不同技術的發電效率不同，相同的發電技術其最優效率也與其規模相關，因此，在考慮不同技術的效率指標進行評價時，需要選擇能夠對不同技術進行比較的相對評價指標。對於不同量綱要求的指標，需要進行指標的無量綱化以便進行比較。
6.1.2現有的生物質發電相關評價指標體係研究
根據評價對象和評價目標的不同，現有的生物質發電相關的評價指標體係可分為以下幾種層次：
（1） 生物質能利用技術層的評價
根據生物質能發電技術原理的不同，有生物質直燃發電技術、生物質與煤混合燃燒發電技術和生物質氣化發電技術。生物質直燃發電技術是指通過直接對生物質燃料的燃燒，利用燃燒產生的熱能，在傳統的熱力發電項目基礎上進行電力的生產。生物質與煤混燃發電技術是針對單純的生物質發電項目熱力效率較低的問題，采用生物質燃料與燃煤混合後進行燃燒的工藝，以彌補生物質燃料單位熱值較低的缺點。生物質氣化發電技術主要是針對生物質直燃發電技術燃燒不充分、熱利用效率低的缺點，通過前期對生物質燃料進行氣化處理，通過燃燒生物質燃料處理後產生的氣體燃料，提高生物質發電技術的燃燒效率。對這三種不同技術間的評價，其主要目的是根據不同類型的生物質發電項目的相關特點和生物質發電項目建設地點的自然環境、燃料供應等的實際情況和現實條件的限製，因地製宜地選擇合適的生物質發電技術，因此評價指標的設計應注重不同技術的相關屬性的區別，所建立的評價指標體係應屬於技術層麵的指標體係。該層麵所涉及的評價指標體係具有一般性，但在對實際項目技術選擇和應用方麵，評價的特殊性不足。
根據生物質發電生產產品的不同，生物質發電技術包括生物質發電技術和生物質熱電聯產技術。對這兩種不同生產工藝技術的評價，其主要目的是分析各個具體生產工藝流程的實際效益。通過對這兩種生產工藝的經濟等效益的分析，參考實際的市場情況以及生產效率的要求，進行生物質發電技術的選擇。
（2） 具體項目技術層的評價
具體項目層的生物質發電技術評價，其主要目標是在實際項目的基礎上，比較項目所采用的技術之間的差異。在項目層麵上的評價指標的設計，主要考慮項目的裝機規模、設備選擇等較為具體的屬性。因此，該層麵所設計的評價指標體係具有一定的特殊性，但對於不同原理的發電技術的比較，其一般性有所缺乏。
生物質發電項目層次的評價主要包括生物質發電項目區位適宜度評價、項目投資效益評價、項目風險評價、項目可靠性分析。區位適宜度評價的主要目的是評價生物質發電項目區位選擇結果的科學性，通過建立區位適宜度評價指標，進行生物質發項目區位的選擇，從而為生物質發電項目的進一步選址分析建立基礎。項目投資效益評價主要是利用技術經濟分析的工具和方法，分析生物質發電項目全生命周期內的現金流情況，選擇傳統的項目投資效益評價的經濟效益指標，從而建立生物質發電項目經濟效益評價指標體係，從而分析生物質發電項目的投資效益結果。生物質發電項目投資效益評價也是項目可行性分析的重要組成部分之一。生物質發電項目風險評價主要基於傳統的金融和項目風險分析理論，考慮生物質發電項目投資的風險性。生物質發電項目風險評價通過分析生物質發電項目風險因素，選擇生物質發電項目投資風險的相關指標，建立項目風險評價的具體評價指標體係，從而評估生物質發電項目投資的金融風險。項目可靠性分析是生物質發電項目可行性評價的一部分，主要評估生物質發電項目在生產運營過程中的可靠性的影響因素，基於傳統的可靠性分析理論，建立生物質發電項目可靠性評估的指標體係和生物質發電項目技術和經濟係統可靠性的具體計算模型。通過計算生物質發電係統的技術經濟等各個部分和環節的相關可靠性，綜合評價項目係統整體的可靠性結果。
現有的生物質發電係統評價研究主要是基於具體的項目環境等進行的，因此其評價指標的選擇與實際項目的關聯度較高，缺乏實際發電係統的一般性的體現，因此其評價結果也具有一定的特殊性，缺乏對不同技術的一般性評價。本書首先對傳統可再生能源係統評價的指標選擇和指標體係的建立進行了整理和分析，在此基礎上，再根據生物質發電項目區位評價的基本要求和實際建設要求，建立針對性的生物質發電項目區位適宜度評價指標體係，從而建立生物質發電項目區位選擇的具體模型。
Wang（2009）總結了能源評價過程中常用的指標體係，並將其主要分成了技術、經濟、環境和社會四個方麵，其中常用的技術指標包括技術效率、初始能源比率、安全性、成熟度和可靠性等二級指標；常用的經濟指標包括投資成本、運行維護成本、電力成本、燃料成本和投資回收期等二級指標；常用的環境指標包括二氧化碳排放量、二氧化硫排放量、噪音、土地使用等二級指標；常用的社會指標包括了社會接受度、社會效益、提供就業數等二級指標。盡管Wang對不同學者在能源評價領域所使用的評價指標進行了詳細了總結，但是並未對如何選取評價指標做深入的研究。本節在相關文獻研究的基礎上，對不同學者所采用的能源評價指標體係進行深入比較分析，並找出不同學者選擇指標的緣由，從而為生物質發電係統評價指標體係的確立提供相應的指導意義。
通過對國內外不同文獻中可再生能源評價的指標選擇進行研究發現，能源評價領域一級指標主要集中在技術、經濟、環境和社會四個方麵，但不同學者在二級指標的選擇上有較大的差異（見表6.1）。
表6.1生物質發電技術評價常用指標
一級
指標二級指標引用文獻a指標認
可度
技術
指標
發電效率Evans和Strezov， 2009；Lee等，2013；Upadhyay等，20120.547
自用電率Georgopoulou等，1998；Voropai和Ivanova， 20020.377
可靠性Diakoulaki和Karangelis， 2007；李梁傑，20100.170
安全性Streimikienea和Balezentis， 2012；Afgan和Carvalho， 20020.208
成熟度Doukas等，2007；Wang等，2008；宋豔萍，20100.212
適用性吳創之等，2008；Huang等，20130.094
裝機容量bHenao等，2012；Lehr等，20080.208
其他Upadhyay等，20120.283
經濟
指標
投資成本Lken和Botterud， 2009；Vera和Langlois， 20070.732
運行維護
成本AlbaredaSambola， 2005；Upadhyay等，20120.464
燃料成本Chatzimouratidis和Pilavachi， 2009；Buchholz等，20090.161
外部成本Owen， 2006；treimikienè和Puinaitè， 2008；Goumas和Lygerou等，2000；Pilavachi等，20060.093
投資回收期Papadopoulos和Karagiannidis， 2008；Gungor和Arikan， 2000；張鐵柱和李曙秋，20130.161
單位發電
成本Begic和Afgan， 2007；Upadhyay等，20120.411
其他Akash等，1999；Upadhyay等，20120.321
環境
指標
碳排放量Moreno和Jesus， 2008；李金穎等，20120.648
二氧化硫
排放量李梁傑，20100.167
氮氧化物
排放量stergaard， 2009；李梁傑，20100.241
噪音Wang等，2008；胡豔英和王述洋，20100.129
資源需求量羅玉和和丁力行，2009；李梁傑，20100.111
其他Haralambopoulos和Polatidis，2003；Afgan等，20000.315
續表
一級
指標二級指標引用文獻a指標認
可度
社會
指標
社會認可度Mamlook等，20010.306
社會效益Tsoutsos等，2009；Kaya和Kahraman， 20100.295
土地使用量Georgopoulou等，1997；Wang等，2009；Fthenakis和Kim，20090.444
提供就業
崗位數量Wei等，2010；Kablan， 2004；李梁傑，20100.528
其他Liposcaka等，2006；李梁傑，20100.333
a. 由於目前專門研究生物質發電技術評價體係的文獻較少，因此本書在參考評價指標的時候將生物質發電項目評價和新能源技術評價相關的文獻都作為引用文獻進行研究；
b. 此處裝機容量是指某項生物質發電技術應用中的最優裝機容量。
1） 一級指標選擇
可再生能源係統是一個社會經濟係統，其技術和項目層次的相關評價問題都屬於社會經濟係統的多屬性評價問題。對於生物質發電係統而言，其最終評價目標是選擇適合特定區域、滿足一定約束條件的相對最優的生物質發電技術類型、項目投資方案和項目實際建設地點。在技術經濟分析理論、可持續發展理論和綜合評價理論等理論基礎之上，現有的生物質發電係統評價指標體係的所選擇的評價指標通常包括技術性指標、經濟性指標、環境性指標和社會性指標四個。
① 係統評價理論
係統評價理論（system evaluation theory）是將評價的對象看成一個係統，係統內部存在著複雜的相互影響關係。對於能源係統的綜合評價而言，就是要考慮能源—經濟—環境—社會係統的關聯性。能源作為經濟發展的基礎，它直接促進了經濟的發展，影響著當地的自然環境，同時也影響著當地居民的社會環境。對於生物質發電技術應用的項目，不僅需要考慮相關投資成本和電力成本，還需要考慮該項目對當地環境及生態係統造成的影響，對當地居民生活造成的影響等。此外，不同的主體（如投資者、政府、民眾）在對投資進行決策時，根據不同的利益訴求會著重考慮不同的方麵。例如：投資者主要關注技術效率和經濟性等方麵，政府則既要考慮該項目對當地經濟的發展產生的影響，也要考慮社會和環境相關因素，而民眾會更多地考慮能源投資對其生活水平和生活環境造成的影響。由此可知，由於能源係統與經濟、環境、社會係統的緊密關係，對能源係統進行綜合評價就需要考慮其經濟性、環境性、社會性及其本身技術性方麵的指標。
② 可持續性發展理論
20世紀80年代之前，國家和地區將經濟發展作為測度自身發展的唯一指標，過分追求國民生產總值和人均國民收入的迅速增長。此後，經濟的迅速增長造成了資源短缺和環境汙染這兩個嚴重的全球性問題，威脅到人類長遠的發展，這也迫使人們對當初的發展觀進行了反思。1992年聯合國環境與發展大會之後，可持續發展作為新的發展模式倍受推崇。英國倫敦大學環境經濟學家D.W. Pearce將可持續發展定義為隨著時間的推移人類福利持續增長。負責環境與可持續發展的世界銀行副行長Serageldin指出，可持續性就是給予子孫後代和我們一樣多的甚至更多的人均財富。因此，在這些可持續發展的概念的基礎上，學者們衡量可持續發展更多的會從經濟、環境和社會等方麵進行綜合考慮，而不僅僅是對經濟方麵進行考慮。新能源開發和利用的最終目的就是為了能滿足可持續發展的需要，因此對新能源電力技術的評價和選擇也需綜合考慮經濟、環境和社會等方麵的因素。
③ 技術經濟評價理論
技術經濟評價最初是指基於項目的生命周期過程中的先進流入和流出情況，對係統所采用技術方案的經濟合理性和有效性進行評價，後來逐漸引入國民經濟評價以及環境評價和社會效益評價。從而形成了目前主流的技術經濟評價理論，即要綜合考慮技術的經濟、環境和社會三方麵的效率。生物質發電技術評價屬於技術經濟評價範圍，因此其評價指標的選擇必須涵蓋技術經濟評價要求的經濟、環境和社會三種效益指標。技術經濟評價的相關評價指標主要包括項目的淨現值、投資收益率、投資回收期等，其具體評價方法包括考慮時間價值的動態技術經濟分析和不考慮時間價值的靜態技術經濟分析兩種。
2） 二級指標選擇
可再生能源係統的評價需要考慮係統在不同區域間建設運營的差異性。對於生物質發電係統的評價必須結合不同地區的實際特點及不同技術的應用背景，否則，評價結果的科學性及評價指標體係的實際應用價值就會打折扣。要避免上述問題，在進行二級評價指標的選擇時，必須要保證在不同發電技術的一般性的基礎上兼顧實際應用的特殊性。
根據第四章中生物質發電項目影響因素分析的結果，結合生物質發電係統評價的一般性要求和各自應用背景情況，本書通過對現有可再生能源係統評價的文獻研究，篩選出了現有評價過程中所采用的具體的二級指標。通過對各個二級指標選擇的頻次的文獻分析，本書還提出了一個指標認可度的概念，即二級指標的引用文獻數量與其所屬一級指標中所有二級指標引用文獻數量的比值。指標認可度表示指標被相關專家學者認可的程度。指標認可度越高，說明該指標被相關學者所接收的程度越大，反之亦然。
生物質發電係統評價的經濟評價一級指標所選的二級指標通常包括投資成本、運行維護成本、燃料成本、外部成本、投資回收期、單位發電成本等，其中投資成本是生物質發電項目初始的投資總額，主要用於生物質發電項目的建築物建設、設備的購置等。運行維護成本包括生物質發電項目在實際運行過程中所涉及的所有成本費用，包括勞動力成本、設備的維修、保養和管理費用等。燃料成本包括生物質發電燃料的收集運輸和存儲過程中涉及的所有成本和費用。生物質發電項目的單位發電成本是項目電力生產總成本與年發電總量的比值，即生產每單位電力（kW·h）所需投入的平均成本。經濟指標下的二級指標中認可度最高的是投資成本，其認可度值達到0.732，說明項目的總投資成本是被考慮最多的經濟評價指標。按各個二級指標的認可度進行排序，則經濟評價指標下的二級指標前四個指標依次為總投資、運行維護成本、單位發電成本和投資回收期。
生物質發電係統評價的環境評價一級指標下的二級指標包括碳排放量、二氧化硫排放量、氮氧化物排放量和噪音等，其中認可度最高的二級指標為碳排放量指標，其認可度達到0.648。而生物質發電項目主要環境汙染物排放即為碳排放，二氧化硫排放、氮氧化物排放和噪音所造成的影響均可忽略不計。
生物質發電係統的社會評價一級指標下的二級指標包括社會認可度、社會效益、土地使用量、提供就業崗位量等。其中認可度最高的二級指標是提供就業崗位數量，其認可度達到0.528，因此，評價生物質發電係統的社會效益，首先要看其能為社會提供的就業崗位的數量，包括生物質秸稈原料收集過程中所提供的相關就業崗位的數量。按照認可度進行排序，社會評價指標下的二級指標認可度排在前三位的指標依次為提供就業崗位數量、土地使用量和社會認可度。
6.1.3指標關聯分析
結合5.2生物質發電項目選址影響因素和6.1.2中現有評價指標情況，針對生物質發電項目區域適宜度評價的具體要求，構建候選指標集合為{原料產量、耕地麵積、項目裝機容量、發電效率、技術適用性、政策優惠、勞動力價格、電力市場需求、區域經濟發展水平、區域電力消耗水平、區域電力增長量、社會認可度、公路密集度、原料市場競爭情況、區域碳排放壓力、原料分布密度}。由於各指標存在相互關聯的影響，且各指標間相互關聯的作用關係對生物質發電項目廠址的選擇會產生重要的影響作用。因此，下文將采用DEMATEL方法對該候選指標集中的各個指標進行關聯分析。首先，對DEMATEL方法做一個簡單的介紹，然後具體針對本來所提出的生物質發電項目選址問題中的候選指標集中的各個指標利用DEMATEL方法進行關聯分析。
（1） DEMATEL方法介紹
在對社會經濟係統問題的研究中，人們發現，單靠社會科學、應用數學、管理科學中的任何一個都不能很好地完成。這是因為社會經濟問題的研究與解決方法涉及多種學科領域，隻有多學科交叉的綜合性方法才是合適的，正是在這一背景下，TN法於1988年在日本產生。TN法是一種從係統診斷、係統優化到係統評價的集成化方法體係。針對存在於特定區域的問題，TN法采用科學方法廣泛收集信息，並通過定量的綜合方法在影響問題的諸多因素中篩選出權重最大的關鍵因素，然後在相應的決策方案中運用適當的方法，科學而有效地提出對策並加以分析、評價與選擇，最終找到解決問題的方法，從而為解決問題提供係統工具。
在TN法中其主要的操作步驟有：第一步，提出問題，收集信息，確定影響因素及可能的對策；第二步，借助圖論等幾何構造分析方法對目標問題加以評價，確定出重要的因素及相應的對策，常用的方法有ISM（解釋結構建模）法、DEMATEL（決策試行與評價實驗室）法等；第三步，使用恰當的支持方法，對決策問題的各對策進行科學的評價，確定出最佳對策。
因此，DEMATEL法也隨著TN法的流行而隨之被開發出來。DEMATEL(decision making trial and evaluation laboratory)法，它的中文含意是決策試行與評價實驗室，是由美國學者於1971年提出來的。它是進行因素分析與識別的一種有效的方法，這種方法充分利用專家的經驗和知識來處理複雜的社會問題，尤其對那些要素關係不確定的係統更為有效。DEMATEL方法主要使用圖論理論，以構造圖的矩陣演算為中心進行。DEMATEL方法的主要操作步驟可概括如下：
① 分析係統各要素之間直接關係的有無以及關係的強弱度。
用數字表示各要素之間的強弱關係，其中，強=3，中=2，弱=1。
② 將有向圖表示成矩陣形式，稱為直接影響矩陣，記為Xd，直接影響陣中的元素即為相應要素之間關係的強弱。
③ 為分析要素之間的間接影響關係，需要求綜合影響矩陣T。首先，我們需要求直接影響矩陣Xd各行元素之和並取最大值。然後，再將直接影響矩陣Xd各元素除以最大值，得到規範化影響矩陣X 。最後根據綜合影響矩陣公式T=X(I－X）－1=(tij)，由直接影響矩陣X求出綜合影響矩陣T。
④ 考察T中元素tij，計算出每個元素的影響度、被影響度以及中心度與原因度。tij表示要素i對要素j所帶來的直接影響及間接影響的程度，或要素j從要素i受到的綜合影響的程度。
影響度：T的每行元素之和稱為該行對應元素對所有其他元素的綜合影響值，稱為影響度。
被影響度：T的每列元素之和為該列對應元素受其他各元素的綜合影響值，稱為被影響度。
中心度：每個元素的影響度與被影響度之和稱為該元素的中心度，它表示了該元素在係統中的位置，所起作用大小。
原因度：影響度與被影響度之差稱為該元素的原因度。原因要素：原因度＞0 表明該元素對其他要素影響大，稱為原因要素。結果要素：原因度＜0表明該元素受其他要素影響大，稱為結果要素。故而便可得出各個要素間的具體相互影響關係。
(2） DEMATEL方法的問題求解
根據上文所闡述的DEMATEL方法介紹，以及6.1.2節內容中所確立的我國生物質發電產業空間布局的影響指標，下麵將具體采用DEMATEL方法，對提出的各個指標進行關聯性分析，如圖6.1所示。
圖6.1指標間相互影響有向圖
圖6.1中箭頭指向表示各個指標間的影響方向，箭頭上的數字表示影響關係的強弱，“3”表示強，“2”表示中，“1”表示弱。各個指標間的直接影響矩陣Xd如表6.2所示。
表6.2評價指標間直接影響矩陣Xd
1234567891011121314151617
100000000300000000
200000000000000000
300000000000000000
400000000000000000
500000003000000000
610000000000000000
720000000000000000
830000000000000002
903000000000000000
1003000000200000000
1101000000000000000
1203000000000000000
1300300000020200000
1400300000000030000
1500300000000000000
1600030000000000000
1700030000000000000
根據直接影響矩陣（Xd）、規範化直接影響矩陣（G）的計算公式
G=1max1≤i≤n∑nj=1aijXd和綜合影響矩陣（T）的計算公式T=G+G2+…+Gn計算出各個指標的綜合影響矩陣，如表6.3所示。
表6.3候選評價指標間的綜合影響矩陣
1234567891011121314151617
109000000300000000
200000000000000000
300000000000000000
109000000300000000
400000000000000000
598101800032700000006
619000000300000000
7218000000600000000
8327060000900000002
903000000000000000
1009000000200000000