1101000000000000000
1203000000000000000
13024300000420200000
1407212000001260630000
1500300000000000000
1600030000000000000
1700030000000000000
根據指標間的綜合影響矩陣計算各個指標的中心度和原因度，結果如表6.4所示。
表6.4候選評價指標原因度和中心度
指標
編號指標名稱原因度中心度指標
編號指標名稱原因度中心度
1原料供應-32710勞動力成本319
2建設運營成本-25625611社會認可度11
3電力市場需求-181812土地價格-511
4碳排放-303013區域經濟發展水平3238
5耕地麵積14414414區域總電力消費量111111
6公路密集度131315區域電力消費增長33
7原料市場競爭情況262616區域碳排放壓力33
8原料產量445017原料分布密度-511
9原料價格-6369
根據表6.4可知，原因度為負的指標包括原料供應、建設運營成本、電力市場需求、碳排放、原料價格、土地價格和原料分布密度。原因度為負表明該指標可能受其他幾個指標影響或可通過其他幾個指標解釋，體現在評價指標體係中處於高一級指標層。而根據圖6.1可知，原料價格和土地價格均對建設運營成本有直接影響，因此可以作為建設運營成本的“原因”指標，原料分布密度可以作為碳排放的“原因”指標。根據上述分析，從而將所有候選指標分為兩個評價指標層級。
6.2生物質直燃發電項目區位選擇指標體係
6.2.1生物質發電項目區位評價指標體係構建
根據生物質直燃發電項目區位選擇的目標要求及項目自身的技術特點，在指標關聯分析基礎上，提取生物質秸稈原料供應、電力市場需求、建設運營成本和碳排放四個指標作為二級指標，選擇它們各自的“原因”指標作為三級指標，構建生物質發電項目區位選擇評價指標體係如圖6.2所示。
圖6.2生物質發電項目區位評價指標體係
（1） 生物質秸杆原料供應
生物質原料供應情況決定了生物質發電項目的實際產出和生產效率，原料供應越充足，項目的實際產出和生產效率越高。而生物質原料的供應主要取決於區域生物質秸稈產量、公路密集度、原料市場競爭度和耕地麵積四個指標。賀仁飛（2013）估算了包括農林廢棄物、畜禽糞便等在內的我國生物質能資源量，還對其時空演變格局以及分布規律進行了分析。
區域生物質秸稈產量指區域內部每年產生的農作物秸稈的總量，其中部分被農戶作為家庭用能消耗掉，部分被露天丟棄或焚燒，還有一部分作為商用材料，用作編織草繩原料、作為菌菇培養基等。能夠作為發電燃料的生物質秸稈量約占秸稈年產量的不到30%。區域秸稈產量充分反映了區域生物質發電秸稈原料的供應潛力。
生物質秸稈總產量可通過各類農作物產品產量乘以其對應的穀草比後求和得到，具體計算公式如式（6.1）所示
Qs=∑iQiγi式（6.1）
其中,Qs為生物質秸稈總產量；
Qi為第i種農作物總產量；
γi為第i種農作物對應的穀草比。
公路密集度表示區域內公路網的密集程度。它反映了區域內秸稈原料運輸的便利性。區域路網建設越完善，公路密集度越大，秸稈原料在區域內運輸越方便，生物質秸稈原料的供應能力也越強。我國市域範圍內主要公路網由二級公路、三級公路、四級公路等組成。區域公路密集度的大小則主要取決於上述這些公路的密度，可通過統計年鑒中百平方公裏內公路長度（10-2km\/km2）這一指標來計算。
原料市場競爭度指標是指區域內生物質秸稈原料的競爭強度，可通過計算區域內已有的生物質發電項目數量以及其他生物質原料消耗企業的數量或生物質秸稈年商業化利用需求總量來確定。區域內生物質秸稈市場競爭情況對生物質秸稈發電項目的原料供應具有十分重要的影響。區域內秸稈市場競爭越激烈，對秸稈原料的需求量越大，越容易引起生物質電廠的原料供應中斷，造成設備的停機，降低產能利用效率。
耕地麵積是區域內可用於進行農業耕種的土地麵積，耕地麵積主要通過影響區域內秸稈原料的產量來影響原料供應。
（2） 電力市場需求
電力市場需求是影響生物質發電項目區位選擇的重要因素。本書選擇了區域經濟發展水平、區域電力消費總量和區域電力消費增長三個指標作為電力市場需求的三級評價指標。
區域經濟發展水平一定程度上反映了一個區域電力消費情況及其電力需求。根據現有研究，能源是除了勞動力和投資之外的一個重要的生產投入要素。與此同時，區域發展水平越高，居民生活耗能越大，因此電力需求也越大。
區域電力消費總量反映了一個地區實際生產生活過程中所需要的電力的最小值，是現階段生物質發電項目電力產品的市場最小值。電力消費總量主要包括社會的工業用電量和全社會居民用電總量兩個部分。指標的實際大小可通過查詢區域統計年鑒等資料獲得。
區域電力消費增長反映了一個地區實際電力消費的增長情況，是評價地區電力消費增長的重要指標之一。區域電力消費增長率越大，表示區域未來電力消費水平越高，也表明區域未來電力消費總量大的可能性越大。電力消費增長率指標也能通過查閱區域統計年鑒得到。
（3） 建設運營成本
建設運營成本是生物質發電項目經濟效益評價的重要指標，不同區位生物質發電項目的建設運營成本的差異主要在於土地價格、勞動力工資水平和生物質秸稈原料購買價格三個方麵，同時區域內居民對生物質發電項目的認可度對項目的建設運營成本也具有一定的影響。因此選擇上述四個指標作為建設運營成本的三級評價指標。
土地價格指標是影響生物質發電項目建設成本的重要指標。生物質發電項目占地麵積大，需要購置的土地麵積大。不同地區土地價格不同，從而引起生物質發電項目在不同區域建設的土地成本不同。因此在評價生物質發電項目在不同地區的建設運營成本過程中，需要充分考慮區域土地價格指標的影響。
勞動力成本是指生物質發電項目在運營過程中需要為所雇傭的管理人員、技術人員以及一般的臨時作業員所支付的工資和福利等成本。一座裝機規模為24MW的生物質秸稈直燃發電項目所需的總的員工人數約為110人，相比其他類型的新能源發電項目而言，生物質發電項目的運營成本中勞動力成本占較大的比重。
秸稈原料價格是指區域內秸稈原料的田間收購價格，主要受勞動力成本和秸稈供應的影響。它顯示了區域內農戶願意出售秸稈的價格水平。區域秸稈供應越充足，原料價格越低；區域勞動力水平越高，區域內的農戶的秸稈出售願望越低，需要為秸稈原料支付更高的價格才能刺激農戶去收集和出售秸稈。而秸稈原料成本占生物質秸稈發電項目發電總成本的60%以上。因此，區域秸稈原料的價格對生物質發電項目的成本具有十分重大的影響。
社會認可度是區域內居民對生物質發電項目的接受程度，社會認可度低，生物質發電項目建設運營過程中則會遇到一些阻礙，從而增加一些額外成本。社會認可度越高，生物質發電項目在區域內建設運營越順利，也表明農戶出售秸稈的意願越大，同時項目的一些管理成本越低。
（4） 碳排放
生物質發電項目一直以其減排效力而著稱，曹國良等（2007）實驗測得農田秸稈露天焚燒的排放因子中CO2排放因子為1400~1800g\/kg，而秸稈露天焚燒的排放量對全國總排放量的影響非常明顯。秸稈集中焚燒發電後可極大地提高其碳排放強度。然而，秸稈原料收集儲運的過程中需要消耗大量化石能源，從而會產生二氧化碳排放，A.Kumar（2014）運用生命周期技術分析了農林生物質電廠全生命周期過程中的能源消耗和排放問題。區位的選擇對秸稈原料的收集儲運具有極大的影響，因此在區位評價的過程中需要進一步考慮碳排放因素的影響。本書主要選擇了區域碳排放強度和秸稈分布密度兩個指標作為碳排放的三級評價指標。
區域碳排放強度反映了區域碳減排壓力，根據可持續發展理論的要求，區域碳排放強度越大，區域對清潔能源項目的偏好程度越高，項目可能享受的政策優惠額度越大。
秸稈分布密度反映了生物質發電項目秸稈原料收集過程中產生的碳排放量。在一定程度上反映了項目在不同地區間建設運營過程中碳排放總量的差異。
6.2.2指標權重確定
根據上述生物質發電項目區位選擇評價指標的選擇，本書建立了如圖 6.3 所示的生物質發電項目區位評價指標權重體係。
圖6.3生物質發電項目區位評價指標權重體係
圖6.3中，Wi表示第i個一級指標（Bi）對應的權重，wi表示指標第i個二級指標（Ci）對應的權重。其滿足下述關係：
W1+W2+W3+W4=1（6.2）
w1+w2+w3+w4+w5+w6+w7+w8+w9+w10+w11+w12+w13=1（6.3）
評價指標權重的確定方法包括均權法、離差權法、最優權法、專家打分法等。均權法認為每個評價指標均有相等的重要性，即不同指標的權重相同。離差權法則以每一項指標實際樣本觀測值的標準差作為其權重。
主觀上來講，評價指標權重是評價主體偏好的體現。當項目評價主體是投資者時，經濟效益指標的權重會大於其他幾個指標的權重，這體現了投資者對經濟效益的偏好和追求；若評價主體是政府部門或社會群體，則更偏好生物質發電技術的環境效益和社會效益，所以這兩項指標的權重會較大。客觀地說，評價指標權重是評價對象各屬性綜合水平的體現。因此，評價指標的權重的確定對於生物質發電技術的綜合評價結果有著重大的影響。
生物質發電項目區位評價指標權重具有一定的壓力—響應形式下的動態性特征。不同項目由於其承擔的經濟和環境壓力不同，其對不同指標的偏好也不相同，若項目的建設主要以經濟效益為目的，則其對原料供應、電力市場需求和建設運營成本三個指標的偏好程度越大，對碳排放指標的偏好要求較低；若項目的建設不僅以經濟發展為目的，還注重項目的實際減排效果，則碳排放指標的權重應當不低於其他三個指標的權重。綜上所述，生物質發電項目區位選擇過程中，各個評價指標的權重具有不確定性。T.J. Stewart分析了如何將多指標決策方法與情景分析技術相結合來分析決策過程中存在的不確定性問題。一般而言，評價指標越重要，權重越大，而考慮到生物質發電評價過程中的複雜性，應用情景分析法可以對生物質發電不同權重情景下評價結果的差異進行對比分析。
為了具體分析碳排放指標偏好不同帶來的生物質發電項目區位選擇結果的差異，本書設定了3個不同情景，每個情景下經濟效益類指標權重與環境效益類指標權重分配比重不同，繼而比較了不同水平的碳排放指標權重下生物質發電項目區位選擇結果的差異。本書設定了如表6.5所示的3種情景。
表6.5評價指標權重設定方案
二級指標B1B2B3B4
情景10.30.30.30.1
情景20.250.250.250.25
情景30.20.20.20.4
在情景1中，假設區域經濟發展水平一般，環境壓力在三種情境中最小，區域發展以經濟發展為唯一目標。在此情景中，經濟效益指標是區域決策者進行項目評價的最主要目標，其碳排放指標在決策過程中隻占很少的地位。因此設定在該情景中經濟效益指標權重之和占90%，碳排放指標隻占10%。由於經濟效益指標的各個二級指標和對應的三級指標的權重分配不是本書討論的重點內容，因此采用等權分配的原則進行分配。
在情景2中，假設區域經濟發展處於中遊水平。區域發展仍將以經濟發展為重心，但考慮到可持續發展等因素的影響，對於碳排放的重視程度需要提高。在此情景中，區域發展決策者在考慮經濟效益和碳排放兩個要素的影響時，仍然將經濟效益作為項目評價和選擇的一個關鍵因素，但同時也加大對項目碳排放因素的重視程度。因此設定在該情景中經濟效益指標權重之和占75%，碳排放指標占25%。
在情景3中，區域經濟發展處於最高的水平。區域對相關產業和項目具有足夠的吸引力，但區域碳排放壓力較大，在項目選擇的過程中需要從戰略發展的角度，以可持續發展為目標，進一步加大環境要素即碳排放的影響。在此情景中，區域發展決策者已經將碳排放要素作為項目評價和選擇的關鍵性要素。因此設定在該情景中經濟效益指標權重之和占60%，碳排放指標權重占40%，碳排放指標成為影響項目區位選擇的重要影響因素。
6.3評價方法
生物質秸稈發電項目區域適宜度評價具體過程包括：選擇評價指標、建立區位因素選擇集、數據采集、數據標準化和比較分析。區位因素選擇集為選擇生物質發電項目區位選擇評價具體指標，再通過具體的數據采集（文獻調查、隸屬度函數、實地調研等）得到各個候選方案對應的各個指標值，再對這些指標值進行無量綱化處理。基於多屬性決策的方法，得到可以直接進行比較分析的標準值後通過加權和的方法得到各候選方案的綜合得分，通過綜合得分的比較得到項目區位選擇的最優結果。
6.3.1區位因素選擇集
因素集就是關於評價對象的各項影響因素的集合，即上一節整理的指標集合。通常用U來表示：
U={u1,u2,…,un}。其中，ui（i=1,2,…,n）代表各項指標，這些指標通常具有模糊性，對於可以量化處理的指標，我們可以用隸屬度為1來描述它。區位選擇過程中所采用的因素集中的元素可以是精確的或者模糊的。但因素集本身是非模糊的，其元素與集合的關係要麼是 ui∈U，要麼是uiU，因此，因素集本身是一個康托集合。
在本書中，生物質發電項目區位選擇的因素集為{生物質秸稈產量，公路密集度，原料市場競爭度，電力消費總量，電力消費增長率，土地價格，勞動力成本，原料強度，碳排放強度，原料分布密度}。集合中的因素分別屬於生物質發電項目區位評價的生物質原料供應、電力市場需求、建設運營成本和碳排放四個二級指標。
6.3.2多屬性分析
由多個相互聯係、相互依存的評價指標，按照一定層次結構組合而成，具有特定評價功能的有機整體，稱為多屬性決策的指標體係。多屬性決策分析主要用於研究多目標、多方案、多指標之間的比較問題。該問題的特點主要是：各指標間具有不可公度性，指標之間沒有統一量綱，難以用同一標準進行評價；同時，指標之間可能存在一定的矛盾性，某一方案提高了這個指標，卻可能損害另一指標。上述問題即為多屬性決策方法研究的問題。目前對該問題所采用的研究方法主要有：加權和法、加權積法、Topsis法等。這些方法都是通過對各個方案的多個屬性（即指標）的分析，得到每個方案的實際結果。在本書中，生物質秸稈發電項目的區位選擇需要考慮因素集中多個指標的影響。與此同時，還要考慮到項目區位選擇過程中的不確定性問題。通過對各個方案多指標分析的結果進行處理後得到方案的綜合得分情況，對指標進行處理的方法通常用加權求和法。對於項目選址過程中的不確定問題，本書引用了Theodor J. Stewart等（2013）所建的綜合情景分析與多屬性決策分析技術的模型，假設了三種情景下各個指標的權重值，從而對各個方案進行對比分析得到項目最終的區位選擇結果。
6.3.3數據采集及其處理
（1） 數據采集
數據采集方法包括實驗記錄、文獻資料整理、實地調研、問卷調查等。根據圖6.1中所設計的評價指標要求，本書所需要的數據包括生物質發電技術的實際運行參數、經濟效果以及環境效果，針對這些數據要求，本書采用的數據采集方法包括文獻資料整理、實地調研以及問卷調查和隸屬度函數法等。其中隸屬度函數法概念如下：
隸屬度函數用於映射指標集關於模糊集的隸屬度，在使用模糊綜合評價法對選址方案進行評價時必須要先確定隸屬度函數。隸屬度函數不是一個特定函數，其確立需要通過大量實驗，因此也具有一定的主觀性。
本書采用模糊統計的方法建立相應的隸屬度函數。模糊統計法類似於概率統計，即將統計中的各對象特征的相對頻數視為各點的隸屬度，然後根據統計結果求出隸屬度函數。
該方法基本思想是假設一個可變集合Ai屬於論域U，即AiU（i=1,2,…,N）。其中，i表示第i次試驗，Ai是第i次試驗確定的集合，N是試驗的次數，且所有的Ai都對應於同一個模糊集A。那麼，確定元素v0對A的隸屬頻率就是試驗中v0∈Ai的次數與總的試驗次數的比值，公式如下：
v0對A的隸屬頻率=v0∈Ai的次數\/試驗總次數N
隨著N的增大，隸屬頻率也會趨向穩定，當N足夠大時，這個穩定值就可以代表v0對A的隸屬度。
此外，確定隸屬度函數的方法還有典型函數法、例證法、三分法、增量法、多相模糊統計法和二元對比排序法等。
對於一些理論研究相對比較成熟的評價指標值，本書主要采用文獻資料調查法，通過對現有研究結果的整理，采集相關數值。對於資源條件類的評價指標，本書也主要采用文獻資料調查的方法，通過對相關統計資料的整理，獲得對實際區域的資源條件數據。
（2） 數據處理
評價指標的標準化也可稱為規範化。由於評價指標體係中各指標均有不同的量綱，給綜合評價帶來了諸多困難，因此有必要將不同量綱的指標通過適當變換，轉化為無量綱的標準化指標，這一過程即為評價指標的標準化。其一是為了解決指標之間不可公度的問題，其二是為了解決不同屬性數值上相差懸殊的問題。
對於定性指標，由於其本身隻能做定性的描述，因此其指標的標準化主要是指將其指標問題性質劃分為不同的類別，分別賦予不同的數量值，常用的級別劃分法有5分製和10分製兩種。本書根據評價指標的實際需求，采用5分製方法對生物質發電技術成熟度指標進行賦值。在對整個評價指標體係進行數據處理時，可用標杆法，選擇每一項最優結果組成的評價結果作為最優標杆，以最優標杆的每一項指標值對應為1，從而計算不同的發電技術在每一項的不同得分情況，最後根據評價指標的權重計算得出每項發電技術的綜合評價得分，從而進行生物質發電技術的評價和選擇。
評價指標按照其實際意義和內涵，通常可分為效益型、成本型和區間型三類，對這三類指標的標準化，其要求不同，因此所采用的方法也不同。對於效益型指標，由於效益比較時效益越大其結果越好。因此，對於效益型指標，其指標無量綱化可采用式（6.4）進行。
uij=uijmaxj ui·式（6.4）
其中，
uij為無量綱化後的第j個評價對象的第i個指標值；
uij為初始的第j個對象的第i個指標值；
maxj ui·為所有評價對象的第i個指標值構成的集合中的最大值。
對於成本型指標，在成本比較時，其成本越小結果越好，因此其無量綱化處理可采用式（6.5）進行。
uij=maxj ui·+minj ui·－uijmaxj ui·式（6.5）
其中，minj ui·為所有評價對象的第i個指標值構成的集合中的最小值。
本書主要涉及的生物質發電項目指標為效益型指標和成本型指標兩種，生物質原料供應、電力市場需求和建設運營成本均可視為經濟效益類指標，而碳排放指標為環境效益類指標。所采用的指標的無量綱化方法也如式（6.4）和式（6.5）所示。利用這兩種標準化方法能夠避免指標值出現0的情況。
6.3.4可行性分析
可行性分析是指在對生物質發電項目進行模型的選址後結合現實的情況特征，對選址是否可行進行評判以及修改的過程。其中包含：自然條件分析、技術條件分析、政策條件分析以及環境評價四個方麵，具體內容如下文所示。
（1） 自然條件分析
利用上述方法在對生物質發電項目進行選址時，可能最優的選址地點在湖泊、山脈、自然保護區等不可建設工廠的地區。由於自然、地理因素等條件，最優地址無法建設生物質電廠，此時應根據具體的情況，適當考慮周邊地區是否適合建設生物質電廠，或者進一步分析其原料供應、經濟成本等因素另選其他廠址。
（2） 技術條件分析
不同的生物質發電廠具有不同的技術條件，尤其是其發電設備的采購與維護情況存在不同。在大多數設備不能自我進行維護且對設備的參數不是特別熟悉的情況下，如果根據上述的選址模型進行定址的區域距離維護基站比較遠，可能需要對一些設備進行運輸後才能維護，應當在考慮技術條件後，對所選廠址適當的進行調整。
（3） 政策條件分析
政策條件分析是指選址不能與國家或者地方的法令、條例相衝突。例如：
① 依據國家發改委發布的《關於生物質發電項目建設管理的通知》，原則上每個縣或100公裏半徑範圍內不得重複布置生物質發電廠。因此如果使用模型求解的選址方案違反了這一原則，那麼就需要放棄該方案重新決策。
② 選址結果不符合政府對該地區建設用地的規劃，此時也應變更電廠的選址決策。如江蘇省如東25MW秸稈發電項目廠址原擬議選擇在馬塘鎮馬豐村規劃建設用地內。在隨後開展的項目征地工作過程中，因國家對江蘇省的新增建設用地批準實行凍結，若按原推薦的馬北村廠址進行建設用地報批，很難獲得批準。鑒於以上各方麵原因，項目的選址最終變更為現在的掘港鎮境內的原鳴星建材有限責任公司場區內。
（4） 環境評價
生物質發電項目在運營過程中也會產生一定的汙染，主要包括廢氣、廢水、廢渣和噪聲。這些汙染對於當地環境和居民也有很大影響。因此，我們需要根據不同的生物質發電項目規模所造成的環境影響程度，來對周邊的居民區的距離進行考察，消除對居民的生活與健康帶來的負麵影響。下麵將具體從廢氣、廢水、廢渣和噪聲四個方麵對生物質發電項目的環境影響進行評價。
① 廢氣
根據相關參數的統計，生物質發電過程中1台130t\/h鍋爐燃用秸稈，額定蒸發量時，燃料量約為21.88t\/h，吸風機出口過剩空氣係數為1.5時，期所產生的SO2排放為39.38kg\/h，幹煙氣排放總量為129437Nm3\/h，采用除塵器後煙塵排放量為1.303kg\/h，排放濃度滿足國家排放標準，但電廠居民能直觀感受到該汙染。
② 廢水
生物質電廠產生的廢水主要有三種：化學酸堿水、生活汙水和循環水排汙水。三種汙水的處理方式各不相同，化學酸堿水需要經過中和池中和其酸性或堿性，生活汙水需要經過地埋式設備等去除其細菌等汙染，循環水排汙水則需要通過加藥處理清除其懸浮物等。在汙染防治措施完善的情況下，這一汙染對居民影響不大。
③ 灰渣
1台130t\/h鍋爐的小時灰渣量為0.8673t，日灰渣量為19.0806t，年灰渣量為4770.15t，灰渣對於農田有一定的增肥作用，因此灰渣可以銷售給農戶。在電廠貯灰倉設計合理的情況下，灰渣一般對電廠附近居民影響不大。
④ 噪音
生物質電廠產生的噪聲主要源於各種轉動機械和鍋爐排汽等，鍋爐排汽噪聲值約為130dB(A)，送、吸風機噪聲值約為90dB(A)，汽輪發電機組噪聲值為90～100dB(A)，給水泵噪聲值為80～100dB(A)。噪音可以通過隔音罩、消音器等設施減弱，但無法消除。因此該汙染對居民的影響很大。
綜上所述，生物質電廠定址時主要會給居民帶來噪音與廢氣的汙染，所以應避免將生物質發電的廠址選擇在居民居住區或靠近居民區以及學校、醫院等的地點。雖然，靠近居民區從經濟上來說能夠給企業帶來利潤，但是，從項目的可持續性運營以及社會責任角度企業應避免此種情況的出現。
第七章我國生物質發電產業空間布局的定址模型
第七章我國生物質發電產業空間
布局的定址模型
本章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，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。
7.1幾個影響因素的進一步分析
7.1.1裝機規模與原料需求量
生物質發電項目裝機規模決定了生物質發電項目年生產能力。一個 24MW 生物質發電項目在滿負荷運行狀態下，若每年運行時長為6000h，則項目年生產電力為24×6000MWh。根據能量守恒定律，項目需要消耗的生物質秸稈原料總熱量也要達到24×6000MWh以上，具體轉換如式（7.1）所示。
D=M·AHμq×3.6×103式（7.1）
其中，
D為項目年生物質秸稈原料需求量（噸）；
M為項目裝機規模（MW）；
AH為生物質發電項目年滿負荷運行小時數（h）；
μ為生物質發電項目熱轉化效率（%）；
q為生物質秸稈熱值（J\/kg）。
根據式（7.1）可知，生物質發電項目原料需求量由項目裝機規模、項目年滿負荷運行小時數、項目能量轉化效率以及生物質秸稈原料的熱值四個參數決定。由於生物質發電項目年滿負荷運行小時數同時又與項目實際生物質秸稈原料供應情況有關，項目年秸稈供應量越大，原料供應越穩定，則項目年滿負荷運行小時數越多，項目秸稈需求也越高。因此，生物質發電項目年滿負荷運行小時數即項目產能利用率與生物質原料供應量是一種雙向影響關係，其中最主要的因果關係為：生物質原料供應是否穩定為生物質發電項目產能利用率大小的主要原因。μ為生物質發電項目能量轉化效率，主要與項目所采用的具體發電技術相關，其大小主要受設備及技術的先進性的影響，生物質發電項目所采用的發電技術和設備水平越高，項目的能量轉換效率也越高。q為生物質秸稈熱值，其具體大小由區域生物質秸稈的理化特性所決定，但不同區域間的變化對項目選址的結果影響也較小。綜上所述，生物質發電項目年生物質秸稈原料需求總量主要由項目的裝機規模決定。生物質發電項目發電過程中的單位秸稈需求量為1.2~2kg\/kW·h。一個24MW的生物質發電項目年運行6000小時條件下，秸稈需求總量約為23萬噸。
7.1.2原料需求量與收購半徑
生物質發電項目定址過程中，除了要考慮生物質發電項目原料需求量的影響外，還要考慮項目秸稈收購半徑的影響。在特定區域範圍內，生物質秸稈收購半徑與原料需求量和秸稈的分布特點相關。同時還與區域內農業用地的分布和區域交通情況相關。假設生物質秸稈原料在區域內按照圓形特征均勻分布（見圖7.1)，則生物質秸稈收購半徑與項目原料需求量之間的關係如式（7.2）所示。
D=ρπr2式（7.2）
其中,
ρ為生物質秸稈區域分布密度（kg\/km2）；
r為生物質秸稈收購半徑（km）。
根據式（7.2）可知，理論上來講，在秸稈原料圓形分布的假設下，秸稈分布密度與以收購半徑為半徑的圓形的麵積的乘積即為項目的秸稈原料需求量。在實際計算過程中，不僅要考慮生物質秸稈的實際分布特征，還要考慮秸稈收購半徑的直線距離與實際運輸距離之間的關係。通過秸稈收購半徑的大小，分析秸稈原料收集運輸過程中的能耗問題。
圖7.1秸稈收集模式簡圖
7.1.3收購半徑與運輸能耗
生物質秸稈在運輸過程中會產生一定的化石能源消耗，該能源消耗與秸稈原料的收集半徑相關，也與所使用的運輸工具相關。
生物質秸稈收購半徑越大，單位秸稈的運輸能耗也越大。秸稈運輸能耗與收購半徑之間的關係可通過式（7.3）表示。
Et=ωτr式（7.3）
其中，
Et為單位質量秸稈收集過程中化石能源消耗（kg\/t）；
ω為單位質量秸稈運輸單位距離的化石能源消耗（kg\/（t·km））；
τ為曲折因子，反映實際運輸路線距離與直線距離之間的偏差。
由式（7.3）可知，單位質量生物質秸稈原料運輸能耗為秸稈運輸距離和單位質量秸稈單位距離內運輸能耗的乘積，而秸稈運輸距離為秸稈的收購半徑與區域內的曲折因子的乘積。因此，在區域曲折因子一定的條件下，生物質秸稈原料的運輸能耗與其收購半徑呈線性相關關係，其相關係數為區域曲折因子與單位質量秸稈原料在單位距離內運輸能耗的乘積。
7.2模型構造
7.2.1基本模型構建
為了同時考慮生物質發電項目選址的經濟效益和環境效益的優化問題，本書采用線性規劃的方法建立了一個多目標線性規劃模型。以生物質發電項目成本最低和碳排放量最少為目標，所建立的線性規劃模型基於Kocoloski等（2011）所建立的混合線性規劃（MIP）模型，同時引入碳排放目標作為生物質發電項目選址的優化目標之一。在原模型中，項目的運營成本（包括生物質和乙醇的運輸成本、設施的投資和運營成本）是主要的規劃目標，設備設施的規模是主要的約束條件。在本書中，生物質發電項目的規劃選址主要集中在區域範圍內。通過將一個大的區位劃分為幾個主要區域，而一個小的區域代表一個主要的秸稈原料供應單位，從而將生物質發電項目的定址問題轉化為一個運輸規劃問題。
圖7.2生物質發電項目選址模型
如圖7.2所示，某生物質發電項目有三個候選廠址，該地區農作物生產主要集中在五個區域內，每個區域均為項目發電的原料收集中心，生物質原料的收集和運輸主要包括原料在各個區域內的收集，該收集範圍主要集中在 10km 範圍內，采用小型農業運輸機械進行運輸，區域間采用點對點運輸方式，主要設備為20~25t卡車。
假設
yj=0，
1，（j=1,2,3…），yj=0時，項目未建設於j處；yj=1時，項目建設在j處。xij（i=1,2,3…，j=1,2,3…）表示從原料供應區域i運往候選點j處的生物質原料量，若yj=0，則x·j=0。
本書的規劃目標主要包括經濟效益最優和碳排放量最少兩個部分。
目標1：生物質發電項目的經濟效益最優
由於在某一確定區位內，生物質發電項目年發電量及上網電價為確定值，因此，生物質發電項目效益的最優即為項目生產成本的最低。
Mohammad（2014）對生物質氣化發電項目經濟評價過程中提出生物質發電項目成本主要包括項目初始投入、項目運營維護成本（主要包括原料成本、勞動力成本和能源成本三個部分）。Wright等（2014）用項目的建設運營成本和燃料成本減去獲得的經濟扶持和供熱收益作為發電的總成本，建立了生物質發電項目平均發電成本的計算模型。生物質發電成本中約60%為生物質燃料成本，包括燃料的購買成本和儲運成本。陳麗歡等（2012）采用作業成本法，以秸稈電廠下屬的秸稈收購中心為作業中心，對江蘇、河南、河北等多個地區不同秸稈原料的物流成本進行了分析，計算得出水稻秸稈、小麥秸稈、玉米秸稈、棉花秸稈物流總成本分別為226、228、217和192元\/噸。
Rogers和Brammer（2009）在分析生物質氣化發電成本時，提出在生物質原料收購現場建立原料預處理點，將生物質原料進行氣化處理後再集中運送到電廠發電。作者以每單位熱力的生物質原料的運送成本為中介建立了電廠原料運送成本的計算模型。
根據Ruiz等（2013）研究，生物質發電原料從臨時收購點運送到電廠的成本中75%為卡車的成本。卡車的成本包括卡車購買成本、運行和維護成本、燃料成本、司機工資等，與此同時，影響生物質原料運輸成本的兩個主要因素是運輸的距離和運輸的時間，其中運輸距離主要影響其能源消耗，而運輸的時長則對運輸的成本具有關鍵的影響。
對於生物質發電項目全生命周期下的成本構成進行分析，首先要對目前生物質秸稈燃料收集的模式進行分析，目前秸稈收集的主要模式如下：
分散的農戶→秸稈經紀人（電廠培養）→收購站\/點（電廠負責建設和管理）→電廠倉庫
該模式實際情形為，由電廠投資建設t個秸稈收購站。同時每個收購站下轄多個有固定場所的秸稈收購點，由電廠培養秸稈經紀人負責收購秸稈後集中送到秸稈收購點進行打包壓縮再集中送往電廠周圍的秸稈收購站，每個收購站每天負責收集的秸稈量為d=D\/365t。每個收購站負責承擔10~13個經紀人所收集的秸稈燃料的數量。
（1） 秸稈經紀人成本
由於我國實行的農業生產製度為聯產承包責任製，農田被分割為分散的小塊，且田間道路比較狹窄，不能通過大型的運輸設備且我國農作物秸稈的分布比較分散。因此經紀人在進行秸稈的田間收集和運輸過程中所使用的運輸工具一般為農用拖拉機，每輛拖拉機每次最多能夠裝載秸稈總量約為1噸，設秸稈分散裝車過程中的運輸油耗為qf，每次運輸的半徑為r1（含散戶田間收集行駛距離，r1≤10km），經紀人收集秸稈所使用的拖拉機的油耗（即每次運輸秸稈油耗）約為2qfr1。拖拉機所使用的燃料為柴油，設其價格為pd，單位秸稈經紀人收集和運輸（一級運輸）所產生的柴油成本cd1=2pdqfr1，假設車輛的維護費（ctd)用為運輸費用的15%，即ctd=15%cd1。
經紀人田間收集秸稈的價格為ps1，每個收購站收購秸稈的價格為ps2，經紀人的利潤率為10%，則秸稈的一級收購成本為：cc1=ps1+cd1+ctd。經紀人出售秸稈給收購站的價格為：ps2=(1+10%)cc1。
（2） 收購站運輸成本
經紀人將秸稈集中送往收購站，收購站對秸稈進行破碎和打包等處理。收購站收購秸稈價格為
ps2，經紀人收集秸稈的價格為ps1。從圖7.1可知，秸稈由收購站運至電廠的平均距離為r2=r\/2，秸稈經打包後可采用5噸車輛進行集中運輸，運輸的能耗成本為
cd2=2pdqer2；其中，經打包後的秸稈運輸能耗為qe。單位秸稈由收購站運輸至電廠的成本（二級運輸成本）的計算公式為cc2=cd15。
（3） 電力生產成本
電力生產成本即電廠進行電力生產消耗的成本費用，包括電廠固定投資、人力成本、設備成本、財務、管理及其他成本費用和原料收集成本，主要涉及的計算項目包括：
① 人力成本。電廠一線工人數（包括收購站工人）N，平均工資為S，則人力成本為ce=12NS；
② 設備能耗成本。
電廠秸稈進料係統如圖7.3所示。
圖7.3電廠秸稈進料係統模式圖
涉及設備包括叉車、抓鬥機、破碎機、夾包機、起重機、分包平台、刮板式皮帶輸送機和螺旋給料機，其中非電能消耗的機械為叉車、抓鬥機、起重機。
設備運行所需要的能耗參數如表7.1所示。
表7.1電廠秸稈處理設備秸稈能耗參數表
作業單元作業設備作業效率（t\/h）單位能耗（L\/h）秸稈處理能耗（L\/年）
破碎切碎機35.655.65*D\/3
轉運秸稈專用機3015.3715.37*D\/30
裝車秸稈專用機3014.8614.86*D\/30
其中電力消耗計入電廠自耗電量，則電廠運營期間設備主要能源消耗費用為：
cf=pd×(5.65×D\/3+15.37×D\/30+14.86×D\/30)
③ 財務費用。企業從銀行貸款，10年期以上的銀行年利息是6.12%，從投產以後的10年內按本息等額還清債務。每年還本付息為：
Ci=［I(60%－30%)(1+2×6.12%)+I×40%×(1+6.12%)］×
［6.12%×(1+6.12%)10］\/(1+6.12)10－1］
④ 管理費用及其他。生物質發電項目的管理費用及其他占項目生產總成本的10%。
⑤ 固定資產折舊。按照設備折舊年限為15年，餘額為5%，計算得固定資產折舊值為資產總額的6.4%。
綜上所述，電廠運營總成本計算公式彙總後如表7.2所示。
表7.2生物質秸稈發電廠運營成本計算公式彙總
項目計算式
原料成本CF
秸稈收集
總成本pd×(qf+qe)×R\/2
+1.1×［ps1+1.5pd×(qf+qe)×r1］
電廠設備
能耗成本pd×(5.65×D\/3+15.37×D\/30+14.86×D\/30)
人力成本Ce12NS
財務費用Ci［I(60%－30%)(1+2×6.12%)+I×40%×(1+6.12%)］
×［6.12%×(1+6.12%)10］\/(1+6.12)10－1］
固定資產折舊Cde6.4%I
管理費用及其他CO&M10%TC
總成本TCCF+Ce+Ci+Cde+CO&M
根據表7.2對秸稈電廠生產成本的計算，考慮到電廠的初始投資成本和享受的政策優惠因素，對生物質發電成本計算公式進行簡化後，可得生物質發電項目總成本為：
TC=Cinvestment+CO&M+CF+Ci+Cde+Ce－Rincentive式（7.4）
式（7.4）中TC表示生物質發電項目總成本；Cinvestment表示項目初始投資成本；CO&M為項目運營維護成本；CF為原料成本；Rincentive為項目所享受的政策優惠。在一個確定的區位範圍內，上述四個參數中Cinvestment、CO&M、Rincentive、Cde、Ce、Ci在各個小的區域之間差異較小。CF主要包括原料的購買價格、原料加工成本和原料運輸成本三個部分，而原料的購買價格與加工成本與項目的所選區位的經濟環境和技術條件等相關，與項目具體建設位置的選擇關係較少。因此，在選址決策過程中，生物質發電項目成本最低的目標即為其運輸成本最低。
生物質發電項目原料運輸成本包括原料在區域內運輸成本和區域間運輸成本兩個部分。原料在區域內運輸過程中，其主要成本計算公式如式（7.5）所示。
Ct,i=λ∑jxij式（7.5）
其中，λ為原料在區域內收集的成本係數（元\/噸）。生物質原料在區域間運輸成本可通過式（7.6）計算獲得。
Ct,ij=αij×xij式（7.6）
其中，αij為從i區域運輸一單位重量的生物質原料到電廠的費用（元\/噸）。目標1用公式表示如式（7.7）所示。
Objective 1：minz1=∑i∑jλxij+∑i∑jαijxij式（7.7）
目標2：生物質發電項目的碳排放量最少
生物質發電項目以其低排放甚至是零排放而著稱，在實際運營過程中，生物質原料的運輸、預處理和加工都會產生一定量的化石能源消耗，從而產生一定的二氧化碳排放。曹國良等（2007）實驗測得農田秸稈露天焚燒的排放因子中CO2排放因子為1400~1800g\/kg，而秸稈露天焚燒的排放量對全國總排放量的影響非常明顯。何珍等（2008）利用簡化的全生命周期模型，將秸稈發電分為生物質種植生長、生物質收集運輸和生物質轉化利用三個階段，通過分析各階段活動與係統外部環境的聯係計算係統的碳排放量。研究指出，25MW秸稈直燃發電過程中碳排放為：稻秸377.1kg\/t、玉米秸395.8kg\/t、麥秸389.9kg\/t，秸稈運輸過程中燃燒柴油的碳排放為：稻秸0.1435kgC\/（t·km）、玉米秸0.1270kgC\/（t·km）、麥秸0.3403kgC\/（t·km）。
100kg水稻秸稈在直燃發電過程中向環境釋放CO2 164.24kg，其中秸稈運輸過程中每10km消耗柴油0.07L，排放包括1.7g CO和0.03kg CO2，秸稈直燃發電過程中的CO2排放為136.77kg（馮超和馬曉茜，2008）。李穎和李靜（2012）采用CDM方法學的ACM0006計算方法進行了研究，並針對實際案例對生物質發電項目的碳排放總量進行了核算。Thakur等（2014）在對林業生物質發電項目全生命周期內碳排放進行了分析，並列舉了項目所設計的相關設備的能耗情況。
生物質發電項目全生命周期過程中的碳排放主要來自化石能源的消耗所產生的排放，化石能源的消耗主要發生在生物質原料的運輸過程中，主要消耗為設備的消耗，包括運輸設備和部分原料處理設備，其計算公式如式（7.8）所示。
TE=Ep+Et式（7.8）
其中，
Ep為原料處理過程消耗的化石能源，主要與項目年所需的生物質資源總量及生物質原料的特性相關；
Et為原料運輸過程中消耗的化石能源，主要與生物質原料運輸距離相關。
根據生物質原料運輸過程中的化石能源消耗與相應種類的化石能源的碳排放係數即能求得生物質原料運輸過程中產生的碳排放總量。因此，目標2如式（7.9）所示。
Objective2：minz1=∑i∑jηxij+∑i∑jβijxij式（7.9）
其中，
η為生物質原料區域內收集過程中的碳排放係數；
βij為生物質原料在區域間運輸過程中的碳排放係數。
模型所需滿足的約束條件包括：
（1） 各個區域運送的生物質原料總量與項目年生產所需的原料總量一致，如式（7.10）所示。
∑ixij=D×yj式（7.10）
其中，D為生物質發電項目年生物質原料需求量，與項目建設規模相關。若電廠年收集的秸稈燃料總量超過了電廠年實際所需的燃料總量，則超出的部分秸稈燃料並不能有效地進行電力生產，從而造成成本的浪費和多餘的碳排放，因此，各個區域運送至電廠的秸稈燃料的總量應與項目年電力生產所需要的燃料總量一致。
（2） 各個區域所輸出的生物質原料總量不得高於區域生物質原料實際可獲得量，如式（7.11）所示。
∑jxij≤Qci式（7.11）
其中，Qci為區域i內生物質原料可獲得量，可用區域生物質原料總產量乘以區域生物質能源化利用率獲得。由於生物質秸稈還能用在其他行業，如作為菌菇的培養基、草繩製作的原材料、造紙，因此生物質秸稈的實際可獲得量遠小於其理論產量。根據Zhang等（2013）研究，目前江蘇省生物質秸稈實際可獲得量約是秸稈產量的3%。因此，在考慮生物質發電項目實際定址時，還必須要考慮各個區域秸稈原料的實際可獲得量約束。
（3） 項目隻能在三個候選位置選擇一個作為實際的建設位置且必須選擇一個，如7.12所示。
∑jyj=1式（7.12）
7.2.2成本偏好下的模型
在經濟欠發達地區，區域發展以經濟發展為重，但同時也要考慮到環境效益的影響。對於地區政府而言，經濟發展壓力比碳排放量控製壓力更大。在項目的評價和審核過程中，必須首先關注項目的經濟效益，其次才是項目的碳排放情況。因此在生物質發電項目定址的過程中，成本目標是項目規劃的主要目標，而碳排放目標是項目規劃的次要目標。利用權重分配的方法來表示，則在成本偏好條件下，生物質發電項目選址規劃目標以成本最優目標為主。因此，成本優化目標的權重大於碳排放最低目標，建立規劃模型如式（7.13）所示。
minw=φz1+(1－φ)z2
z1=∑i∑jλxij+∑i∑jαijxij
z2=∑i∑jηxij+∑i∑jβijxij
∑ixij=D×yi
∑jxij≤Qci
∑jyj=1
φ>0.5式（7.13）
在式（7.13）中，φ表示成本最優目標在生物質發電項目定址模型中所占的比重，並且φ>0.5，表示模型以成本優化目標為主要目標，φ越大，成本優化偏好越大。
7.2.3碳排放偏好下的模型
對於經濟發展到一定水平或碳排放壓力較大的區域，區域發展首先以環境保護和可持續發展為重，而不能單純以經濟發展為核心。對於地區政府而言，則必須加大對項目的碳排放量的控製。在對新規劃項目的評價和審核過程中，需要加大對環境評估的重視程度。項目規劃的碳排放最優的目標不能作為項目的最主要的規劃目標，而碳排放最少目標的影響應大於成本優化目標的影響。利用權重分配的方法來表示，則在碳排放偏好條件下，生物質發電項目選址規劃目標以碳排放總量最少目標為主。因此，成本優化目標的權重小於碳排放最低目標，從而建立相應的生物質發電項目定址規劃模型如式（7.14）所示。
minw=φz1+(1－φ)z2
z1=∑i∑jλxij+∑i∑jαijxij
z2=∑i∑jηxij+∑i∑jβijxij
∑ixij=D×yi
∑jxij≤Qci
∑jyj=1
φ<0.5式（7.14）
在式（7.14）中，φ表示成本最優目標在生物質發電項目定址模型中所占的比重，並且0<φ<0.5，表示模型以碳排放優化目標為主要目標，φ越小，碳排放優化偏好越大。
7.3生物質秸稈發電項目定址的現實條件約束
生物質發電項目在候選廠址的篩選過程中必須要滿足一定的現實約束條件。包括項目的場地不能占用農田、廠址需要靠近水源、廠址所在地需要有道路連接到區域主要幹道上等。具體條件包括：
（1） 滿足城市整體規劃、環境衛生專業規劃以及國家現行有關標準的規定，與周圍環境相協調。
首先，依據國家發改委發布的《關於生物質發電項目建設管理的通知》，原則上每個縣或100公裏半徑範圍內不得重複布置生物質發電廠。因此如果使用模型求解的選址方案違反了這一原則，那麼就需要放棄該方案重新決策。其次，如果選址結果不符合政府對該地區建設用地的規劃，此時也應變更電廠的選址決策。如江蘇省如東25MW秸稈發電項目廠址原擬議選擇在馬塘鎮馬豐村規劃建設用地內。在隨後開展的項目征地工作過程中，由於受江蘇省“鐵本”事件的影響，國家對江蘇省的新增建設用地批準實行凍結，若按原推薦的馬北村廠址進行建設用地報批，很難獲得批準。鑒於以上各方麵原因，項目的選址最終變更為現在的掘港鎮境內的原鳴星建材有限責任公司場區內。
（2） 市政設施較為齊全，充分利用已有的市政基礎設施，減少工程投資費用。
以運輸設施為例，生物質電廠運輸包括外部運輸和內部運輸兩個部分。外部運輸為原材料的運入、灰渣的運出；內部運輸為生產車間和綜合倉庫之間的倒運。一個30MW電廠每年運入燃料量約為27.9×104t，年運出灰渣量約為0.6×104t。廠外運輸可以采用汽車運輸和水路運輸相結合的方式；廠內運輸采用叉車和裝載機完成。此外，電廠購進的設備也可以由鐵路運輸的方式運輸到電廠附近，然後由公路運輸。因此，比較分析各項定製方案時應著重考慮電廠所在位置的公路建設情況，適當考慮鐵路等其他運輸設施。
（3） 選擇在生態資源、地麵水係、機場、文化遺址、風景區等敏感目標少的區域。
由於生物質秸稈發電項目會有一定量的煙塵、廢水和噪音產生，因此在上述這些敏感目標多的區域建設生物質秸稈發電項目容易引起社會的強烈反感，從而阻礙項目的建設和運營。
（4） 有足夠的用地麵積，動遷少，盡可能少占或不占耕地，征地費用低。
由於秸稈等生物質原料低密度的特性，其存儲需要占用大量用地。一個30MW的生物質發電項目一般需要8公頃的土地建設鍋爐房、燃料庫等建築設施。電廠申請土地建設廠房時產生購買土地的費用，還有補償當前土地使用者損失的費用。如果建廠地址中有少量居民，電廠需要支付其拆遷費用；如果該地區當前有大量耕地，電廠除支付農民遷移費用外，還要向政府支付比一般建設用地更高的費用。
（5） 有可靠的電力供應，盡量靠近並網變電所，以減少接入係統投資和建設用地。
（6） 水源充足，選址應靠近河流等自然水源。
按照1台25MW抽汽凝汽式供熱機組和1台130t\/h鍋爐設計，采用帶自然通風冷卻塔的閉式循環供水係統的一個生物質發電項目需要消耗大量水。夏季最大補給水量為160.76m3\/h，冬季補給水量為130.86m3\/h，按年運行6000h計算，全年補給水量為88.981×104m3。其中最大小時生活用水量為7.9m3，日用水量為20.16m3，應由當地自來水公司供水；化學水處理、鍋爐補給水及循環水補充水，取自附近地表水。因此，附近有無地表水保證可靠供應的水源也是對比定址方案的一項指標。
（7） 工程地質較好，無地下文物和可開采的礦藏，地質上能滿足發電廠廠房設施對地基的要求，在考慮一般抗震措施後可避免地震的影響。
我國將建設用地
（建造物所在地的土層）
分為四類，生物質電廠在定址時需要考慮所在地的土層特征，達到Ⅲ類場地土的場地才適合建設電廠。此外，場地是否利於建築物抗震和地下水文特征對混凝土有無腐蝕對定址決策也很重要。粉土和砂土在地震烈度高於8度時就會發生液化，呈酸性或堿性的地下水都可能對混凝土造成腐蝕。
（8） 廠址不在低凹位置，以免受洪水災害。
第八章我國生物質發電產業空間布局的案例分析
第八章我國生物質發電產業空間
布局的案例分析
確定中國生物質發電產業發展的區域布局，可以使產業總體規劃更趨於合理，並能夠給相關部門審批生物質發電項目提供指導。但對於計劃將要建設生物質電廠的市縣，具體地址的選擇成為產業發展的重要問題，因為不同的地址直接關係到生物質發電項目的建設投資成本、電廠建成後的運營成本以及生物質燃料的可獲得數量。生物質發電項目建設投資成本在同一市縣範圍內差距不大，不同生物質電廠的利潤高低主要取決於其發電運營成本。本章選取具有顯著代表性的秸稈直燃發電項目，分析其發電成本的構成和具體案例的選擇。
8.1問題背景
江蘇省是中國經濟大省，同時也是能源消耗大省，然而江蘇省能源生產占全國能源生產總量的比重極少。據計算，江蘇省2001—2008年規模以上工業企業煤炭和原油產量占全國的比重不斷下降，到2008年，分別為0.89%和0.97%。與此同時，江蘇省每年的電力缺口也在300億千瓦時左右。綜上所述，江蘇省每年存在著較大的電力需求缺口，並且其化石能源供應也遠不能滿足相應的能源消耗需求，江蘇省目前急需尋找適合在江蘇省發展的新型可持續性能源生產和供應途徑。
江蘇省生物質秸稈資源產量豐富。2013年，江蘇省耕地麵積總量約為 1.6 億畝，全省糧食總產量約為1349億千克，年生物質秸稈總產量約為3.5億噸。這些生物質秸稈資源可作為江蘇省重要的能源資源進行開發利用。其中生物質秸稈發電技術是最佳的利用形式之一。
生物質秸稈發電是一種較為穩定同時能夠實現較大規模生產的發電技術。秸稈發電不僅能解決因秸稈就地焚燒造成的浪費與汙染問題，而且能促進經濟發展，增加就業機會，解決一定就業壓力，增加農民的收入。近幾年，江蘇省製定了相關的中長期發展規劃，鼓勵各種所有製經濟主體參與到秸稈發電的開發利用中去，推動技術的進步，市場的建立和發展，對秸稈發電起到了極大的促進作用，同時也相繼出台了一係列相關的法律、法規和政策發展低碳經濟，以此能改善能源結構，增加能源供應，保護環境，實現生態、經濟、社會的可持續發展。
2006年江蘇省秸稈直燃發電產業開始起步，同年5月份中節能宿遷秸稈發電項目開始啟動，2007年投產8台機組（含燒煤爐改摻燒秸稈項目），合計容量124MW。2008年投產5台機組，合計容量79MW。截至2013年，江蘇省已有13家秸稈發電企業，累計裝機規模為380MW。年秸稈需求總量達到300萬噸左右。
為了促進生物質秸稈發電項目在江蘇省內的發展。江蘇省政府和各級地方政府相繼出台了一係列激勵和保障政策。包括《江蘇省發展循環經濟專項資金暫行管理辦法》《江蘇省“十一五”生物產業發展規劃綱要》和《江蘇省資源綜合利用認定實施細則》等，此外，自2006年以來，江蘇各市、縣政府在禁止焚燒農作物秸稈方麵進行了具體的研究並下發了配套文件，在禁止焚燒農作物秸稈、支持秸稈發電項目上給予積極的支持。
我國農作物秸稈長期以來沒有得到充分有效的利用，隨著各個地區農民生活水平的提高，農村家庭能源消費結構的變化，導致秸稈大量剩餘，其中相當一部分被丟棄或露天焚燒，不僅造成資源的極大浪費，還嚴重汙染了環境，對人民群眾的生產和生活造成了嚴重的影響。秸稈的禁燒和綜合利用，可以從根本上解決因秸稈露天焚燒或亂堆亂放、腐爛變質而帶來的環境汙染，提高空氣質量，保護生態環境；可以實現秸稈轉化升值，延長生物質秸稈的產業鏈，並且增加農民收入，對實現環境保護、社會效益、經濟效益的高度統一具有極其重要的現實意義。
以項目所在地為例，各地下發的文件發文號如下：
淮安楚州——《關於農作物秸稈嚴禁焚燒實施全量收集發電的工作意見》（楚政發[2006]193號）；
鹽城射陽——《關於嚴禁焚燒農作物秸稈實施全量收集發電工作的意見》（射政發[2007]12號）；
南通如東——《關於切實做好秸稈禁燒和綜合利用工作的通知》（東政發[2007]31號）；
宿遷市——《關於秸稈禁燒與綜合利用的實施意見》（宿政發[2008]55號）；
連雲港東海——《關於做好全縣農作物秸稈禁燒與綜合利用工作的通知》（東委發[2008]47號）；
淮安洪澤——《關於嚴禁露天焚燒秸稈的通告》（洪政發[2008]64號）；
揚州寶應——《關於做好夏季秸稈禁燒和綜合利用工作的通知》（寶政發[2008]55號）；
上述政策措施為生物質秸稈發電項目的燃料供應提供了保證，為江蘇省秸稈發電項目的發展提供了一個良好的政策環境。綜上所述，江蘇省是一個能源需求大省，而江蘇省的能源供應與它的能源需求不能實現均衡。同時，江蘇省具有豐富的生物質秸稈資源，可通過秸稈的能源化利用提高江蘇省全省的能源供應能力，這也為生物質發電項目在江蘇省的發展提供了契機。
假設某發電企業打算在江蘇省內投資建設一個生物質秸稈發電項目，項目裝機規模為25MW。根據江蘇省秸稈資源的種類和特性，預計項目年秸稈原料需求總量約為27萬噸。本書將以此為案例，分析項目的規劃選址過程。為了表現本書所構建的生物質發電項目選址模型與已有模型之間的差異性，本書選擇了趙琳（2012）所構建的生物質發電選址模型和Kocoloski等（2011）所建的模型來與本書的模型進行比較。
8.2數據來源
8.2.1項目區位選擇
江蘇省按照蘇南、蘇中和蘇北的結構劃分，其秸稈產量最高的三個市分別為A、B、C，本書選取這三個城市作為區位選擇的三個候選方案。在上述評價指標體係的基礎上，通過數據搜集，得到這三個行政市的相關指標因素的具體數值如表8.1所示。從秸稈資源的產量上看，A市產量遠低於另外兩個區位，但從秸稈的分布密度來看，C市秸稈分布密度最小，收集難度較高。公路密度反映了三市的秸稈收集運輸的便利程度，公路密度越大，秸稈資源收集運輸越方便。秸稈資源可利用率反映了地區秸稈資源市場競爭情況，地區秸稈資源競爭越激烈，該地區秸稈資源的可利用率越低，反之亦然。由於生物質秸稈發電項目在秸稈收集和發電的過程中主要涉及的人力資源種類大多數為農業職工，因此本書用農業職工的平均工資水平來表示地區勞動力成本水平。地區萬元GDP能耗反映了一個地區的能耗壓力，而目前江蘇省能源消費仍然以化石能源消費為主，因此該指標也能反映地區的碳排放壓力，區域萬元GDP能耗越大，其萬元GDP碳排放量也越大，對應的地區碳排放壓力越大。年用電量和年用電量增長率兩個指標反映了三市電力需求情況，這兩個指標值越大，地區電力需求越大，並且電力需求的增長潛力也越大。利用5分製量表對三市的社會認可度指標進行打分。
表8.1A、B、C三市生物質發電項目區位選擇相關數據
編號數據指標名稱A市B市C市
5耕地麵積（萬畝）493.357001254.07
6公路密度（公裏\/百平方公裏）168.12223.9111
7秸稈資源可利用率（%）0.330.450.44
8秸稈產量（萬噸）150470680
9秸稈初始收購價格（元\/噸）300295280
10農業職工平均年薪（元）328242535227114
11社會認可度377
12工業用地價格（萬元\/畝）1615.314
13區域年GDP總量（億元）828651183522
14年用電量（億kW·h）424.96301.79225.31
15年用電增長率（%）8.1310.4317.55
16萬元產值能耗（噸標煤）0.7260.50470.518
17秸稈分布密度（噸\/畝）0.620.670.55
數據來源：張欽.2010.江蘇省秸稈發電的現狀及對策分析；
江蘇省能源研究會.2009.江蘇省農作物秸稈發電不同技術路線案例研究與後評估；
南京市統計快報2013；南通市統計快報2013；鹽城市統計快報2013；
江蘇省統計年鑒2013；南京市統計年鑒2013；鹽城市統計年鑒2013。
利用式（6.4）和式（6.5）數據無量綱化方法對表8.1中數據進行處理。以秸稈產量指標為例，其為效益型指標，指標得分越大方案越優，因此指標數據的無量綱化處理采用公式
u8j=u8jmaxju8·，其中maxju8·為680（萬噸）。因此
u81=u81maxju8·=0.221，u82=0.691，u83=1。土地成本為成本型指標，指標的無量綱化處理基於公式u12j=maxju12·+minju12·－u12jmaxju12·，計算可知u121=0.875，u122=0.918，u123=1。表8.2為對案例所獲得數據進行標準化後的結果彙總。
表8.2候選區位評價指標標準化得分
二級指標三級指標A市B市C市
生物質秸稈原料供應
秸稈產量0.2210.6911
耕地麵積0.390.5581
公路密集度0.7510.50
原料市場競爭度0.73310.978
電力市場需求
區域經濟發展水平10.6180.425
電力消費總量10.710.53
電力消費增長率0.460.591
建設運營成本
土地成本0.8750.9181
勞動力成本0.77210.946
原料價格0.930.951
社會認可度0.42911
碳排放
碳排放壓力10.6950.713
原料分布密度0.9310.82
根據表8.2中數據，僅以原料供應或建設運營成本為單一指標分析，生物質發電項目最佳區位選擇在C市；僅以電力市場需求和碳排放指標進行分析，生物質發電項目最佳區位在A市。與C市相比，A市對清潔能源發電項目建設需求更高，但是A市的原料供應和成本並不適合項目的建設和運營；項目在A市能帶來的社會效益比在C市高。結合本書所采用的情景分析方法，在第五章所設定的三種決策情景之下，計算可得各個地區的綜合評價結果（見表8.3）。
表8.3不同情景下候選區域綜合評價結果
A市B市C市
情景10.7250.8103250.82895
情景20.7650.8165210.818542
情景30.8050.8227170.808133
在情景1中，三市評價結果差異明顯，C市優於B市，且B市優於A市，項目區位選擇最優結果為C市，次優結果為B市，最差為A市。以經濟效益為出發點，項目區位選擇應最先考慮C市，其次為B市，而A市不宜作為項目建設地點。在情景2中，B，C兩個區域的綜合評價結果明顯優於A市，但B市和C市之間的差異並不明顯，即在考慮碳排放情況下，B和C均為項目建設最優區位。在情景3中，B市明顯優於C市，最次為A市。在綜合考慮碳排放效益和經濟效益基礎上，項目區位選擇最優考慮B市，其次是C市，A市勉強可以作為項目候選區位。C市因其資源豐富、土地成本和勞動力成本均較低，且市場需求增長較快成為項目最經濟候選區位。考慮碳排放因素的影響時，B市逐漸取代C市成為最佳區位選擇，主要是因為其原料分布密度較高，在原料收集過程中消耗的化石能源較少，從而在秸稈收集過程中產生的碳排放較少，並且B市秸稈資源量較充足、相關成本並不高，項目具有一定的經濟效益；與此同時，A市因為其迫切的碳減排需求也逐漸成為項目可能的候選區位。
利用趙琳（2012）所構建的生物質發電項目區域適宜度評價模型，A、B、C三個區域的指標得分情況如表8.3所示。
表8.4對比模型區域適宜度評價指標結果彙總
二級指標三級指標A市B市C市
秸稈原料供應
耕地總麵積0.290.561
秸稈產量0.220.691
公路密集度0.7510.50
秸稈發電比例0.73310.978
電力市場需求
地區生產總值10.630.43
地區用電量10.710.53
用電量增長率0.460.591
建設運營成本
土地成本0.8750.9151
勞動力成本0.7710.94
機會成本111
秸稈密集度0.9310.82
碳排放
空氣質量10.6950.713
焚燒習慣0.60.81
在對比指標體係中，焚燒習慣主要使用區域內火點的數量來進行分析，由於不同區域政策力度的不同，因此火點數量也不能完全有效地反映一個區域燃燒習慣引起的碳排放情況。上述指標體係在指標的選擇和指標間的關聯性分析中均存在需要改進的地方。
根據趙琳（2012）所給出的指標權重值，計算得A、B、C三個地點的最終得分分別為0.6731、
0.813、0.7762，項目最終選擇在B處建廠。與本書所建模型計算結果相比，該模型所選指標需要改進，同時，該模型並沒有考慮生物質發電項目評價指標權重分配過程中的不確定性問題，不能反映在不同需求情況下的項目選址結果。
8.2.2項目定址決策
經過區位選擇分析，采用情景3所對應的區位選擇結果。某電力集團計劃在B市（南通市）投資建設一個25MW生物質秸稈直燃發電項目，項目年秸稈需求量約為27萬噸。B市下轄崇川區、港閘區、通州、海安、如東、啟東、如皋和海門八個地區，全市麵積約為8544平方千米。B市年生物質秸稈產量約為470萬噸，各個區域農作物生產情況如表8.5所示，如東、如皋和海安分別為農作物秸稈產量最多的前三個區域。為了有效節省生物質原料區域間運輸的成本，同時考慮到生物質發電項目選址的實際條件約束，在此三個區域中分別選定一個生物質發電項目的候選地址y1、y2、y3。三個區域生物質原料總產量約為322.4萬噸。根據Zhang等（2013），到2012年，生物質原料的能源化利用率有望達到26%。考慮到相關競爭因素，本書假設實際的生物質原料能源化利用率約為10%，則此三個區域生物質發電原料可獲得量預計能達到32萬噸，其中如東約為12.9萬噸，如皋約為10.2萬噸，海安約為9萬噸。
表8.5B市部分區域農作物種植麵積及產量
區域
名稱糧食作物種植
麵積（千公頃）糧食作物產量
（萬噸）棉花種植麵積
（千公頃）棉花產量
（噸）生物質秸稈產量
（萬噸）
市轄區92.259.536.78753584.6
海安79.1964.430.1417190.4
如皋110.5372.810.21200102.2
如東131.8790.812.5517281129.8
海門40.9717.8311.431285926.8
啟東70.8524.0914.731634936.2
合計525.61329.4945.8454395470
考慮到不同區位之間並沒有嚴格的物理阻擋，因此生物質秸稈發電項目在秸稈原料收集過程中有可能會實現跨區位的秸稈收集。由於所選的候選點所在區域中有兩個區域鄰近其他市域，因此可能會從其他市域範圍內的子區域進行秸稈的收集和運輸。本書選取距離三個候選點較近的兩個相關區域作為原料供應區域，包括鄰近海安的東台市和緊靠如皋的泰興市，其中泰興市糧食產量70.37萬噸，東台市95.08萬噸，由於泰興和東台市在自然環境上和所選的三個候選點相似，因此其農作物對應的穀草比也相同。泰興和東台兩個區域的秸稈產量分別為98萬噸和133萬噸。
假設生物質原料在區域內收集所采用的運輸設備主要為10t以下的卡車，在區域間運輸的設備主要為20~25t卡車。則在區域內收集過程中，原料的收集成本約為1~1.5元\/（t·km）；在區域間運輸過程中，原料的運輸成本為1元\/（t·km）。在區域內收集過程中，化石能源的消耗量約為0.15~0.18L\/（t·km），對應的碳排放量約為0.2~0.24kgC\/（t·km）（Zhang等，2013；何珍等，2008）；生物質原料在區域間運輸過程中，化石能源消耗量約為0.02L\/（t·km），對應的碳排放量約為0.03kgC\/（t·km）（Rentizelas等，2009）。對表8.5中數據進行彙總，得到案例模型構建所包含的參數如表8.6所示。
表8.6各供應區域至各個候選點的相關參數
候選點y1候選點y2候選點y3
運輸
距離
（km）成本
參數
（元\/t）碳排放
參數
（kgC\/t）運輸
距離
（km）成本
參數
（元\/t）碳排放
參數
（kgC\/t）運輸
距離
（km）成本
參數
（元\/t）碳排放
參數
（kgC\/t）
東台35351.0580802.41001003
海安00045451.3575752.25
如皋45451.3500055551.65
如東75752.2555551.65000
泰興55551.6540401.290902.7
市轄區85852.5550501.520200.6
海門1111113.3375752.2550501.5
注：成本參數和碳排放係數包括在區域內收集部分和在區域間運輸部分。
根據上述分析構建案例模型（式8.1）。
minw=0.5z1+0.5z2
z1=15∑i∑jxij+∑i∑jαijxij
z2=2.4∑i∑jxij+∑i∑jβijxij
∑ixij=27×yi
∑jxij≤Qci
∑jyj=1（式8.1）
其中，α=
3580100
04575
45055
75550
554090
855020
1117550，
β=1.052.43
01.352.25
1.3501.65
2.251.650
1.651.22.7
2.551.50.6
3.332.251.5，
Qc=［13390.4102.2129.89884.626.8］T。
根據所建立的規劃模型計算求得最終結果如表8.7所示，其中項目運輸總成本最優約為873.5萬元，生物質秸稈到廠價格最優約為200元\/t；總的碳排放量最少約為788.55t。項目最優的建設地點為
y3，即在如東境內所選的位置進行生物質發電項目的建設。
表8.7各原料供應區域供應至各個候選點的生物質資源量（單位：萬噸）
候選點y1=0候選點y2=0候選點y3=1
東台000
海安000
如皋003.1
如東0012.9
泰興000
市轄區008.4
海門002.6
為了比較本書所建立的定址模型與傳統模型的區別，本書選擇了Kocoloski等（2011）所建的優化定址模型對案例進行分析從而與本書的模型結果比較。根據前者所建的模型，項目的定址決策主要考慮經濟效益的影響，根據該模型在本案例中的計算結果，項目最終建設點也是在候選點3處。該結果表明了本書結果與傳統結果之間存在一定的一致性，即本書所建立的模型具有準確性。而Kocoloski等（2011）的模型並未考慮生物質發電項目全生命周期碳排放量的影響，本書由於對項目全生命周期內的碳排放總量的計算並未完全細化，其計算方法還能進行更加深入的研究。在建立了科學的生物質發電項目全生命周期碳計量方法的基礎上，本書所采用的考慮了項目全生命周期內碳排放量影響的生物質發電項目定址模型具有更加科學合理的優點。
根據計算結果可知，如東是生物質原料產量最豐富的地區，也是項目最終選擇的建設地點。說明生物質原料在區域內收集的成本及碳排放量對總成本的影響明顯大於區域間運輸造成的影響。同時也說明了生物質發電是資源導向型技術，項目的選址應充分考慮資源供應的條件進行。
8.3結論與討論
8.3.1結論
通過表8.3和8.7中的項目區位選擇和定址分析，在考慮了碳排放因素的條件下，該25MW生物質發電項目最佳的區位選擇是南通市，而最佳的定址點為如東縣。如東縣是南通市內生物質資源產量最大的縣，進一步說明生物質發電項目是資源導向型發電項目，項目的實際定址結果更趨向於資源產量較大的區域。通過與傳統選址模型結果的比較，本書所構建的模型在案例分析和實際的應用過程中計算結果比較準確，並且考慮的因素更加全麵。針對所構建的生物質秸稈發電項目區位選擇和定址模型的特點，本書還給出了項目區位選擇結果對碳排放指標權重的敏感性分析和項目定址對秸稈價格的敏感性分析。通過總結這兩個影響因素對項目選址決策的影響程度，進一步論證了在生物質發電項目選址研究過程中考慮碳排放因素的重要性。
8.3.2敏感性分析
上述模型計算結果表明了生物質發電項目最優的區位選擇和定址地點。為了找出各個影響因素對模型計算結果的影響程度，本書根據案例計算的結果給出了相關指標的敏感性分析。
（1） 碳排放指標權重敏感性分析
在生物質發電項目區位選擇過程中，各個指標權重的分配對項目區位選擇的結果具有十分重要的影響。本書通過設計指標權重的變化來研究其對項目區位選擇結果的影響，指標權重的敏感性分析如表8.8所示。
表8.8生物質發電項目區位選擇結果對碳排放指標權重敏感性分析
碳排放指標權重0.10.20.30.40.5
區位選擇結果排序C>B>AB>C>A
根據表8.8可知，由於生物質發電項目在C處所獲得的碳排放效益低於在A處和在B處所獲得的碳排放效益。因此，當項目區位選擇隻考慮經濟效益時，項目最佳區位選擇是在C處；當碳排放指標的權重大於0.3時，項目最佳區位選擇是在B處，但由於在C處項目具有較好的經濟效益，因此C處較優於A處。
（2） 項目定址結果對秸稈價格的敏感性分析
不同區域秸稈價格的不同對生物質發電項目定址模型的計算結果具有較大的影響，本書在計算過程中，為了簡化模型的計算條件，提出了區域間生物質秸稈價格無差異的假設。而在實際的過程中，由於市轄區的經濟水平要遠高於其他區域，因此市轄區內的秸稈價格應高於其他地區，否則無法帶動當地農戶出售秸稈的積極性。為了考量市轄區秸稈價格對生物質發電項目在所選區位內定址結果的影響，本書做了如表8.9所示的敏感性分析。
表8.9生物質秸稈發電項目定址對市轄區秸稈價格的敏感性分析
市轄區與其他縣區秸
稈價格差（元\/t）101520252630
定址結果候選點3候選點1
由表8.9可知，當市轄區秸稈價格與其他縣區秸稈價格的差額不超過25元\/t時，項目定址的最優結果為候選點3；當市轄區價格與其他縣區價格差額超過26元\/t時，項目定址的最優結果為候選點1。
根據秸杆價格的敏感性分析結論，
候選點3從市轄區購進的生物質秸稈燃料的成本上升，從而影響了項目定址在候選點3處時的經濟效益，從而影響了項目最終定址的結果。
第九章生物質發電產業支持政策
第九章生物質發電產業支持政策
9.1中國生物質發電政策的演變
9.1.1建國初期的生物質能利用政策（1949—1978年）
建國初期的生物質利用政策並非鼓勵生物質能源發電，而是以改善農村能源利用為目的提出的，主要鼓勵農村居民應用沼氣能源，並著力在秸稈氣化等基礎生物質能源的利用方麵進行支持。20世紀60年代，農村的能源獲取問題便受到了政府部門的高度關注，沼氣、小水電和地方煤礦的利用成為政策重點支持對象。1965年黨中央、國務院發布了《關於解決農村燒柴問題的指示》，並在20世紀60年代末到70年代初掀起了發展沼氣建設熱潮，全國共建設約600餘萬戶。
1975年初國家紀委、農林部、中科院聯合召開全國沼氣利用推廣經驗交流會，沼氣能源在農村得到了較為廣泛的推廣和利用。1977年農林部籌備成立了沼氣辦公室並於20世紀70年代末期又一次掀起了發展沼氣熱潮，部分省份在短短幾年時間累計建設700多萬戶，但很短時間內多數沼氣池就停止使用，未能持久運行，1983年底全國沼氣利用存量僅為400餘萬戶（《全國農村沼氣服務體係建設方案（試行）》）。
由於建國初期，中國能源開發及利用能力較弱，科技水平製約著中國有效開發和利用相關自然資源。同時，受到當時優先保障工業發展和城市需要，農村能源政策主要圍繞農村實體的資源稟賦進行設計，因此農村地區的政策選擇長期引導相關消費依靠可再生的薪柴、秸稈等。1979年農村能源調查顯示，農村的生活、生產用能主要靠薪柴和秸稈，全國有40%的農戶全年缺燒3個月以上（朱四海，2007）。
9.1.2能源需求增長下的生物質能利用政策（1979—1999年）
隨著改革開放的逐步深入，中國能源需求急速增長，中國政府非常重視能源產業的發展。在生物質能源利用政策方麵，開始由“改善農村能源”向“開發生物質能源”轉變。1979年3月，國家科委新能源專業組生物質能分組於杭州召開了第一次工作座談會。1979年9月，國務院批轉《關於當前農村沼氣建設中幾個問題的報告》並指出沼氣是一種可更新的生物能源，具有可分散生產並就地使用及成本低等優點，是擴大農村能源，解決大量農戶能源獲取與利用的一項重大舉措。
隨著能源消費的快速增長，“六五”計劃第一次開始提出要大力抓好能源節約，也由此激發了政府和科技人員對生物質氣化技術的重視。在此基礎上，“七五”和“八五”期間，以“一池三改”為內容的戶用沼氣工程和大中型沼氣能源工程在農村得到了大力推廣，這一舉措對於解決農村的生活用能，取代農村傳統的柴煤灶產生了較大作用。至1985年底，生物質能小型氣化發電技術是國家“七五”重點攻關項目；1MW生物質能循環流化床氣化發電係統是國家“九五”重點攻關項目；大型生物質能氣化發電產業化關鍵技術被列為國家科技部“十五”重點攻關項目，其中生物質能氣化發電優化係統及其示範工程是863計劃的重大課題。
從1993年起，中國由石油淨出口國轉變為淨進口國。隨著可持續發展理念在中國的不斷實踐與發展，可再生能源發展逐步成為能源政策的基礎，並力圖建立以可再生能源為基礎的可持續發展能源係統。
由此中國能源政策開始推進能源供給的多樣化。中國生物質發電政策的支持目標也由研究開發為主轉向實際生產應用為主。早在“八五”計劃期間，生物燃油資源與轉換技術便已經開始研究與開發，主要包括采用傳統技術用糧食和油料作物生產醇類和油類產品，但隻限於食品與輕工產業。
在“九五”規劃期間，原國家計委公布並實施把製取燃料作為交通能源產業建設的重要部署。從“九五”計劃開始，連續在三個五年規劃中，生物質能源的開發和利用均被列入重點發展的名單，納入中國能源發展戰略。
在政策支持下，生物質氣化技術、生物質燃料壓縮成型技術、生物質熱裂解液化技術、甜高粱莖稈製取乙醇技術、利用植物油生產柴油技術、纖維素廢棄物製取乙醇技術等科技研發取得了階段性成果，一些研究成果已經進入試點階段，少數成果進入示範推廣階段。不難發現，這一時期生物質能源政策開始大力加強生物能源利用技術的開發，並且能源重心開始轉向可再生能源。由於能源需求的不斷增長，傳統化石能源的大量消耗和供給不充分使中國的能源安全受到威脅，最初為了解決農村能源供給問題的生物質能由於其可持續性受到政府部門高度重視，生物質能源成為彌補石油短缺相關資源的重要組成部分。在此階段，生物質能的開發和利用存在明顯的過渡性，其政策目標不再局限於為農村提供有效的能源供給，而是逐漸成為國家能源係統建設的重要組成部分，技術創新能力在此階段得到了較好的培養，同時成果轉化也同樣受到了政府部門的高度關注。1979—1999年中國主要生物質利用主要政策如圖9.1所示。
9.1.3全球氣候變化下的生物質能支持政策（2000—至今）
為了應對由於溫室氣體排放(主要是CO2)所導致的全球氣候變暖問題，在1997年12月的《聯合國氣候變化框架公約》締約方第三次會議上，通過了旨在抑製發達國家碳排放的《京都議定書》，議定書於2005年2月16日開始生效。各國在麵對全球環境汙染、氣候變化的壓力下，紛紛簽訂了《京都議定書》，從而開啟了國際社會共同應對氣候變化的聯合行動。中國，在麵對能源需求不斷增長和全球氣候變化的雙重背景下，也義不容辭地加入到了節能減排的任務中去。從21世紀開始，中國可再生能源開始得到大力的推廣，中國生物質利用政策也發生了重大的轉變。
Leemans等人的研究表明，生物質能在生產和利用過程中同傳統的化石能源，如石油、天然氣、煤炭相比，可以有效減少二氧化碳的淨排放量。並且，生物質能的原料可來自農、林、工業殘餘物，不僅可以減少殘餘物本身由於處理不當而帶來的汙染，還能夠變廢為寶替代傳統能源，減輕傳統能源的供應壓力，減少碳排量。因此，擴大生物質能的利用，成為發展可再生能源的重要路徑（Gough和Upham，2011）。生物燃料乙醇的試點，開啟了中國生物質能產業
年份與政策名稱生物質利用政策內容
1979年四部委《關於當前農村沼氣
建設中幾個問題的報告》---將沼氣建設納入各級計劃
1980年中共中央、國務院《關於大
力開展植樹造林的指示》---在燒柴困難的地區，大辦沼氣和積極
發展薪炭林
1982年“六五”計劃---能源開發及節能技術
1983年中央1號文件---沼氣、薪柴林能源開發帶有緊迫性，
必須抓緊
1983年計委《關於加快農村改灶節
柴工作的報告》---解決農村能源問題必須開發與節約並重
1983年中共中央、國務院《關於深
入紮實地開展綠化運動的指示》---把發展薪炭林作為燃料困難地區植樹
造林的首要任務
1984年農牧漁業部《關於進一步發
展沼氣的報告》---發展沼氣是解決農村能源，充分利用
農業資源，減輕環境汙染的一項重要措施
1986年“七五”計劃---積極推廣省柴、節煤爐灶，穩步發展
農戶用沼氣池，大力營造薪炭林
1986年國務院《國家能源技術政策
要點》---農村能源正式列入國家技術政策
1986年國務院《節約能源管理暫行
條例》---積極推廣省柴節煤灶
1990年國務院《關於積極發展環境
保護產業的若幹意見》---沼氣、太陽能成為環保產業
1994年國務院《中國21世紀議程》---新能源和可再生能源是未來能源係統的
基礎
1994年經貿委《關於加強資源節約
綜合利用工作的意見》---示範生物質能開發利用技術，研究製定
生物質能發電並網政策
1995年四部委《1996—2010年新能
源和可再生能源發展綱要》---增大可再生能源在能源結構中的比例
1996年《國民經濟和社會發展“九五”
計劃和2010年遠景目標綱要》---因地製宜，大力發展生物質能
1997年計委《新能源基本建設項目
管理的暫行規定》---鼓勵新能源及其技術的開發應用
1999年計委、科技部《關於進一步
支持可再生能源發展有關問題的
通知》---在安排財政性資金建設項目和國家科技
政關項目時，積極支持可再生能源發電
項目
圖9.11979—1999年中國生物質利用主要政策
的發展。隨後，一係列發展生物質能源的法律法規和政策也接踵而至。
2005年，隨著《中華人民共和國可再生能源法》的頒布實施和“十一五”期間能源發展戰略的製定，中國生物質能源的開發和利用也隨之進入了新時期。在隨後的幾年間，中國政府相繼發布《關於發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》（2006）、《國家林業局關於做好林業生物質能源工作的通知》（2007）、《環境保護部、國家發展和改革委員會、國家能源局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》（2008）、《國家發展改革委關於完善農林生物質發電價格政策的通知》（2010）等重要政策性文件，對生物質能源的開發和利用進行了規範和指引。此外，政策製定逐漸向產業發展的細節滲透，對於企業層麵項目的批複與複函也逐漸增多。
至此，生物質能源發電政策開始增多，自2006年以來，有多部規劃均提到生物質發電的發展戰略要求或目標。“十二五”期間，還頒布了生物質能的專項發展和科技規劃。2006年1月，國家發改委在《可再生能源發電有關管理規定》提出，如果需要國家政策和資金支持的發電項目向國家發改委申報。關於生物質發電企業所得稅的優惠政策如圖9.2所示。
圖9.2關於生物質發電企業所得稅的優惠政策
2010年以來，生物質能源發電上升到國家能源戰略規劃，“十二五”期間，中國政府發布《國家能源局關於印發生物質能發展“十二五”規劃的通知》，其中指出開發利用生物質能，是發展循環經濟的重要內容，是促進農村發展和農民增收的重要措施，是培育和發展戰略性新興產業的重要任務。而在“十三五”階段，中國政府將生物質能定義為重要的可再生能源。開發利用生物質能，是能源生產和消費革命的重要內容，是改善環境質量、發展循環經濟的重要任務。中國生物質發電發展的戰略目標如表9.1所示。不難看出，生物質能的開發和利用已經不再局限於改善農村能源的獲取與使用，已經發展成中國能源係統的重要組成部分，政策的支持也從零散的提及逐漸演變成係統化的體係支持（見圖9.3）。
表9.1中國生物質發電發展的戰略目標
規劃名稱戰略目標
可再生能源中長期發展規劃到2010年，生物質發電總裝機容量550萬kW，其中農林生物質發電（包括蔗渣發電）總裝機容量400萬kW
到2020年，生物質發電總裝機容量3000萬kW，其中農林生物質發電（包括蔗渣發電）總裝機容量2400萬kW
可再生能源發展“十一五”規劃生物質發電總裝機容量550萬kW，其中：農業生物質發電300萬kW；林業生物質發電100萬kW；沼氣工程發電100萬kW；垃圾發電50萬kW
生物產業發展“十一五”規劃開展農林廢棄物和速生能源植物直燃，以及氣化發電示範工程，建立年處理10萬噸級以上生物質的氣化固化示範發電廠
可再生能源發展“十二五”規劃生物質發電裝機容量1300萬kW，年發電量780億kW·h，其中：農林生物質發電利用規模800萬kW，沼氣發電200萬kW，垃圾發電300萬kW
生物質能源科技發展“十二五”重點專項規劃研製高效燃燒、新型低焦油氣化發電設備；研究鍋爐防腐、混燃計量檢測、熱解與氣化多聯產係統技術；建立直燃和混燃發電示範、氣化發電與熱電聯供係統
全國能源林建設規劃（2011—2020）到2020年，培育2億畝高產優質能源林基地，滿足每年600多萬噸生物柴油和裝機容量1500多萬kW的發電原料需求
全國林業生物質能源發展規劃（2011—2020）到2020年，能源林麵積達到2000萬公頃，每年轉化的林業生物質能可替代2025萬噸標煤的化石能源，占可再生能源的比例達到3%
“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃到2015年，生物質能發電裝機達到1300萬kW
到2020年，生物質能發電裝機達到3000萬kW
“十二五”節能環保產業發展規劃研發滲濾液處理技術與裝備，示範推廣大型焚燒發電及煙氣淨化係統、中小型焚燒爐高效處理技術、大型填埋場沼氣回收及發電技術和裝備，大力推廣生活垃圾預處理技術裝備
年份與政策名稱生物質利用政策內容
2001年“十五”規劃---發展沼氣、節能灶等新能源和新型節能
技術
2003年農業部《農村沼氣建設國債
項目管理辦法》---農戶沼氣建設中央投資補助標準
2005年《中華人民共和國
可再生能源法》---鼓勵清潔、高效地開發利用生物燃料，
鼓勵發展能源作物
2006年“十一五”規劃---加快發展生物質能，支持發展秸稈、垃圾
焚燒和垃圾填埋發電，建設一批秸稈和
林木質電站，擴大生物質固體成型燃料、
燃料乙醇和生物柴油生產能力
2006年發改委《可再生能源發電價
格和費用分攤管理試行辦法》---生物質發電項目上網電價實行政府
定價，由國務院價格主管部門
分地區製定標杆電價
2007年發改委《生物產業發展
“十一五”規劃》---加快培育我國生物能源產業
2007年國務院《可再生能源中長期
發展規劃》---重點發展生物質發電、沼氣、生物質固體
成型燃料和生物液體燃料
2008年環境保護部、國家發展和改
革委員會、國家能源局《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》---建設生物質發電項目應充分結合
當地特點和優勢，合理規劃和布局，
防止盲目布點
2010年國家發展改革委《關於完善
農林生物質發電價格政策的通知》---對農林生物質發電項目實行標杆上網
電價政策。
2012年國家能源局關於印發《生物
質能發展“十二五”規劃》的通知---加強生物質能綜合利用，提高生物質能
利用效率，更好地發揮資源、經濟、社會
和生態綜合效益，促進生物質能產業健
康發展
2013年國家林業局關於印發《全國
林業生物質能源發展規劃
（2011—2020年）》的通知---培育壯大一批實力較強的企業，建成一
批產業化示範基地，建成能源林1678萬
公頃
2014年國家發展和改革委員會辦
公廳《關於加強和規範生物質發電
項目管理有關要求的通知》---為加強和規範生物質發電項目管理，促
進生物質發電可持續健康發展
2016年國家能源局關於印發《生物
質能發展“十三五”規劃》
的通知---推進生物質能分布式開發利用，擴大市
場規模，完善產業體係，加快生物質能
專業化多元化產業化發展步伐
圖9.32000—至今年中國生物質能源支持主要政策
9.1.4中國生物質發電支持政策的演變特征
（1） 政策目標從解決農村能源消費問題到完善國家能源係統部署
最初的生物質能源支持政策主要是以解決中國農村能源短缺問題為目標，便於農村居民就近取材，圍繞農村實體的資源稟賦進行設計和支持（Yozui等，1984）。這一目標主要源於中國建國初期能源供給能力有限，並且在工業化過程中資源有所傾斜，而生物質能源的獲取又可以依托於農村所處的地理區域就地取材，因此初期的生物質能源政策主要著眼於解決農村的能源獲取問題。
但隨著中國整體能源消費的激增，生物質能源不再局限於解決農村的能源問題，中國能源政策開始推進能源供給的多樣化，生物質利用政策的更是積極鼓勵實際生產應用（見圖9.4）。隨著環境問題的日益凸顯，生物質能源在新形勢下得到了更為廣泛的關注，而在政策支持層麵，“十二五”期間指出開發利用生物質能，是發展循環經濟的重要內容，是促進農村發展和農民增收的重要措施，是培育和發展戰略性新興產業的重要任務，“十三五”期間，中國政府更賦予生物質能源更高的使命，
圖9.4政策目標的演進特征
將開發利用生物質能，作為能源生產和消費革命的重要內容，是改善環境質量、發展循環經濟的重要任務。總體而言，生物質能的研發與利用在國家層麵得到了廣泛的認可，其正逐步成為中國能源供給的重要組成部分。
（2） 從零散的政策提及到全方位的政策支持
最初的生物質能源支持政策非常有限，僅僅出現於政府部門關於農村能源綜合利用的建議或規劃中。並且支持力度也十分微弱，在這一過程中，生物質能源的發展基本上是微觀層麵的積極參與，而政府部門則主要扮演觀察者和監督人的角色，並未成為產業發展的重要參與者。
但由於生物質能源是一種可更新的生物能源，具有可分散生產並就地使用及成本低等優點，同時又是擴大農村能源，解決大量農戶能源獲取與利用的可靠路徑（Klass，1998；KellyYong，2007）。因此，在能源消費激增與供給能力有限的背景下，生物質能源的支持政策顯著增加，國家層麵的戰略部署多次提及生物質能源的重要地位，並且在多個五年計劃中對其高度評價並做出發展規劃（見圖9.5）。
隨著能源環境問題的日益突出，生物質能源作為可再生能源受到中國政府的高度關注，資金支持也在近幾年以補貼或稅收返還等形式惠及用戶及生產企業，不僅如此，在“十二五”之後，生物質能源便不再局限於農村能源的主要來源，
圖9.5零散政策到全方位的政策支持
而成為中國能源係統的重要組成部分，支持政策也更演變為對價格、成本、項目審核、項目運營、科技研發等多角度、多層麵、全方位的政策體係。
9.2典型生物質能利用大國的政策及其特征
9.2.1美國生物質能源發電政策及其特征
美國的生物質發電產業的迅猛發展主要得益於：聯邦政府、州政府的政策，以及國家立法，構建了良好的社會發展軟環境。
早在20世紀七十年代，美國為修訂能源部區域生物質能源計劃，就建立了第一個實習區域。隨後，又不斷地開發新的綠色電力項目。美國能源部為了增強國家能源安全，提高生物質的效能轉換率，改善環境，促進工農業進步，創造就業機會，減少生物質的發電成本，早在1991年便提出了生物質發電計劃。
為了擺脫對國外能源依賴，能夠獨立地依靠本國能源進行國家建設，保證本國能源的安全，美國提高了對綠色能源技術的重視程度，加大了對該技術的人力、物力和財力投入。在2006年，美國總統的布什首次提出了“先進能源計劃”作為國情谘文的內容（Shaffer等，2006）。而如今，生物質能發電已經成為美國社會中工業生產用電的重要選擇。美國在生物質產業的稅收政策上也給予其極大的優惠：對生物質發電的企業，給予減免1.8￠\/kW·h的稅收優惠，此外，聯邦政府還對位於偏遠農村地區的生物質發電給予1.5￠\/kW·h的減免政策。
一係列相關政策、法規的出台，讓美國生物質能源發電產業的健康發展得到了充分的保障（Mccormick，2008）。如2000年的《生物質研究開發法案》，2002年的《農田安全和農村地區發展法案》，都對美國生物質產業的發展起到了極大的促進作用。2000年所頒布的法案目的在於使美國農業部與能源部相互協作，共同設立一個相關的研發平台。通過為生物質能研發活動提供統一的評判標準，來保證生物質計劃的順利進行。該法案不僅僅催生了兩個有關生物質能的國家層麵的機構：生物質項目管理辦公室和生物質技術谘詢委員會，還以法律的手段保證了生物質能的研發得到財政、金融等方麵的支持。而2002年的法案也就是布什簽署的新農業法，鼓勵通過政府采購、資金直接投入和對可再生能源項目貸款等方式支持生物質能發電企業的發展，並鼓勵農民適用新能源，完善相關教育計劃。
2002年12月美國政府公布了生物質計劃的實施方案的技術路線圖。2005年8月由總統正式簽署了《國家能源政策法案》，該法案是對《生物質研究開發法案》和《能源稅法案》的修訂。其中主要包含了關於生物質產業的稅收優惠、對生物能產品生產和消費補貼、技術研發支持及貸款擔保，以及配額限定聯邦政府購買（配額製）等一係列強製性舉措等諸多促進措施。
《能源自主和安全法案》在2007年12月出台，在2002年12月份的法案基礎上做出了更為嚴格的規定。同時，在美國不僅僅是聯邦政府，還有很大一部分地區的政府也開始通過稅收優惠政策、貸款優惠政策等財政手段來促進生物質能產品的研發、生產與使用。根據相關部門統計，已有十四個州建立了可再生能源效益基金，十八個州和華盛頓特區在電力供應上實行可再生能源配額製。
目前，美國已有36個州政府通過《可再生能源配比標準》，顧名思義，該標準指在電力產業輸送的電能中，必須有相應比例的可再生能源電能（Hess等，2016）。同時，隨著新能源產業的不斷發展，此標準逐年遞增。而對於每個州新能源電力強製比例標準的製定，是根據每個州的經濟發展水平、能源供應的多元性和環境因素來綜合決定。其特征主要表現在兩個方麵：
（1） 通過積極的財稅政策，促進生物質產業的發展。財稅政策主要包括政府財政補貼與政府風險共擔機製。直接的財政補貼可以直接增加生物質企業的利潤。其中，奧巴馬政府在2011年就推出5.1億美元的財政補貼計劃。而風險共擔機製通過為生物質能源企業的貸款提供擔保，解決了生物質企業的資金需求（Rickerson和Grace，2007）。在財政刺激政策的刺激下，大量的傳統能源企業以及新興的新能源企業都紛紛進入生物質能源領域。
（2） 提高生物質原料的供應保障。美國聯邦政府於2008年頒布了《農場法案》，並且提出了《生物質作物援助計劃》（BCAP）。為了使得生物質原料能夠充分供應，該法案提出了對上遊企業或農場主直接進行補貼，從而促進生物質產業的穩定發展。因此，在美國農業部下屬的農場服務局向從事符合規定的有關生物質原料收獲、儲藏和運輸的業務，提供高達45$\/kt的財政補貼。
9.2.2丹麥生物質能源發電政策及其特征
丹麥是生物質發電產業的傳統強國。也正是生物質產業的大力發展造就了丹麥的綠色傳奇神話。早在1976年，丹麥政府便開展了由能源署直接主管的可再生能源研發資助計劃。該計劃列明了所有的特定補貼的新能源項目，生物質發電項目即是特定補貼可再生能源項目中重要的扶持部分。從而使得生物質發電項目吸引了大量的投資者，促進了專業人員對生物質發電技術進行深入的研發。其中，超臨界技術就誕生於此次計劃之中。在步入21世紀之後，丹麥為了進一步鞏固其可再生能源的優異競爭力，不僅進一步地從國家角度頒布支持新能源發展的法規和政策，同時還加強了對生物質能發電等可再生能源研發項目的投入幅度。
2005年6月丹麥政府公布了從宏觀角度對國家未來能源戰略規劃做的長期部署《2025能源戰略》。從國家層麵宏觀的角度對未來二十年能源結構的調整和電力設施的跟進配套製定了全麵的政策措施。這凝結了國家全體的共聚力，推動了丹麥所迫切需要的革命性變化，而這樣的政策力度也是全球罕有的。2006年，丹麥能源研究谘詢委員會進一步發布了《丹麥能源技術開發、研究和展示戰略》，明確了能源技術研發是國家特別重要的發展方向，並提出鼓勵民間企業與研究機構開展多種形式的合作。
丹麥能源協會、丹麥戰略研究理事會對生物質發電項目提供大量的援助，同時，丹麥能源署也發布《能源研究項目計劃》，通過撥款的方式直接為能源研究提供高達數千萬克朗的資金支持。
丹麥政府立法保障生物質發電上網和電價補貼。丹麥通過立法的方式促進社會節約能源，提高用能效率，並取得了很好的效果。如在20世紀七十年代末頒布的《供熱法案》和《供電法案》、八十年代末頒布的《住房節能法案》和《可再生能源利用法案》，更主要的是，在世紀交接之時頒布的《能源節約法》，該方案提出二十五年內能耗水平不變的目標，並在以下三個方麵構建節能用能維度：一、減少建築業和工業能源消耗；二、推廣節能家電在生活中的廣泛使用；三、提升公民節能意識（來堯靜，2010）。
2008年丹麥頒布了《可再生能源促進法》，建立了財產損害賠償製度，參股機製，綠色機製和擔保機製，成立了丹麥國家電網公司管理辦公室，該辦公室規定電網公司強製性地接入生物質發電係統，並優先調度生物質發電，政府保證其最低上網價格，並要求每個發電運營商都有一定比例的生物質發電量。為了幫助生物質發電公司擺脫上網電力成本高於行業平均水平的現狀，丹麥實施了固定電價係統，對生物質發電企業提供
4.1歐分\/度的上網電價，並給予10年的保證期
（Kwon和stergaard，2013）。丹麥的可再生能源項目可獲得高達30％的初始投資補貼；與此同時，對於生物質發電設備製造業，政府也相應地給予設備價格補貼。
此外，丹麥自1993年以來對工業二氧化碳排放征稅，以補貼節能技術和可再生能源的研究。對於科學機構或個人在新能源領域轉讓其成果的收入，丹麥免征營業稅或所得稅，其特征主要表現在如下兩個方麵：
（1） 立法上對生物質發電上網及電價補貼上給予保障，如《供電法案》和《供熱法案》，以及《可再生能源利用法案》和《住房節能法案》等法案的製定和修正均從法律層麵保障生物能源發電產業的順利發展。
（2） 政府在財政收入方麵給予生物質發電企業優惠待遇，確保整個產業從投資運營到市場終端的健康發展。
9.2.3德國生物質能源發電政策及其特征
德國是一個生物質發電曆史悠久的國家，近年來，德國生物質發電產業的發展速度非常之快。以生物質直燃發電中三種主要的燃燒發電方法為例，德國2005年沼氣、固體生物質和液體生物質、沼氣發電企業的發電量翻了一番，總功率從年初的420MW躍升至790MW。
德國固體生物質熱電設備的功率也從2004年的475兆瓦增加到2005年的690兆瓦，增長率為45.26%。液體生物質發電也是德國生物質發電領域重要一部分，過去十年間投產了約100個液體生物質能源電站。據估計，到2020年，生物質發電將占德國總電力供應的十分之一，到2050年預計將達到五分之一（Knig，2011）。
由於遠離海洋的地理位置，德國先天缺乏石油資源，必須依賴進口原油。德國從國家戰略的角度製定了能源發展計劃，為生物質能源的發展提供了增長空間。德國生物質能源的法律法規經過多年的修訂和完善，現已形成了比較完善的法律支持體係。
在法律保障方麵，德國也是世界生物質能源法律的先驅，德國一直秉持法律支持是促進新能源發展的根本保障的理念，自20世紀80年代開始建立並逐漸完善促進生物質發電的法律，至今德國從生物質能源的利用和技術研發，到資金支持等都形成完整的方案體係（Rsch等，2010）。1991年的《電力供應法》規定，通過複興與開發銀行向投資生物質能源的企業提供相當於設備投資成本四分之三的優惠貸款，這是德國生物質發電的重要裏程碑。2000年的《可再生能源法》是德國自身能源可持續發展的重大突破，也為未來可再生能源立法的發展指明了方向。該法律明確了目的和範圍，並為生物質發電行業的資金提供了更全麵的支持法規。它不僅為生物質發電提供法律保護，還提出通過價格政策保證投資者獲得合理的回報。也就是說，根據各生物質發電項目的實際成本，建立生物質發電的固定電價，讓電力公司也有資格參與支付費用的確定。這成為電力部門取消官方控製的一項重大革新措施（Lauber等，2006）。
2004年頒布的《可再生能源法優先權》是在《可再生能源法》的基礎上進行的修訂和補充，該法案補充了生物質發電的補貼措施。該法律的另一個主要貢獻是進一步鼓勵公司嚐試新技術用於生物質發電。例如，如果發電廠使用能源植物作為原材料，除了上網電價的基本補償外，還可以獲得額外的補貼；又如，讓全國分擔電網運營商購買生物質電力的成本，以各種方式降低新能源勘探道路上社會生產參與者的成本，為可持續能源的發展鋪平道路。
除法律保障外，各種長期有效的補貼和優惠形式也是德國生物質發電政策環境的一個主要特征。例如，為了促進生物質發電項目的融資，德國聯邦政府於1999年製定了市場激勵計劃，為生產或采購新型生物質發電設備的公司提供長達20年的補貼；除了采購新設備外，使用生物材料和技術創新發電的公司也可以獲得政府補貼。為了鼓勵多采用能源植物發電，德國政府以每千瓦電力2～6歐分的水平補貼使用能源植物作為原材料的企業，德國每年對能源電廠公司的補貼就達一百萬歐元。就稅收而言，德國政府征收的生態稅每年都有一部分投入在促進生物質發電產業的發展上。與此同時，德國生物質發電技術的研究和開發得到了德國政府的長期資金支持，其特征主要表現在如下兩個方麵：
（1） 通過立法促進社會資本向生物質能源產業流動，形成社會資金的良性循環，如頒布《關於農業領域的生物動力燃料資助規定》和《關於再生能源使用的資助規定》以及《複興信貸銀行降低二氧化碳排放量的投資規劃》和《關於農業投資的促進方案》等法案。
（2） 長期有效的補貼和優惠以確保物質發電項目的資金來源及技術進步，如在《可再生能源法》的基礎上的修訂和補充形成的《優先利用可再生能源法》製定了生物質發電補貼措施，並且鼓勵技術創新和實現市場化應用。
9.2.4中外生物質能源政策差異性分析
（1） 法律法規方麵的比較
從立法時間來看，中國對生物質能源的法律規定一直落後於發達國家，中國於1997年通過了《中華人民共和國節約能源法》，該法旨在促進節約能源，但不涉及具體促進生物質能發展的相關規定；在美國，1970年頒布了《清潔空氣法》來促進生物質能發電。從內容上看，雖然中國頒布了《中華人民共和國節約能源法》《中華人民共和國可再生能源法》《中華人民共和國循環經濟促進法》等法律，然而，這些法律主要針對所有可再生能源的共性，真正針對生物質能源產業的法律規定較少，而且法規隻給出了發展方向缺乏明確的實施細則。國外主要通過法律約束的形式強製規劃生物質能源的發展目標，比如加拿大的《環境保護法案C33》規定：2010年和2012年，汽油和柴油中可再生能源的混合比分別達到5%和2%（Sorda等，2010）。
（2） 財稅政策方麵的比較
自2001年以來，中國對生物質能源稅收的支持主要體現在生物質發電公司的稅收減免和投資信貸上。就退稅和減稅而言，美國於1978年通過了減少消費稅的法案，並於2005年提出為能源公司減稅146億元。通過強製性法律規定澄清稅收減免，以確保稅收激勵措施的實施。值得一提的是，發達國家已經引入了“碳稅”概念，以減少對可再生能源的征稅，增加對化石能源的征稅。例如，意大利通過提高對化石燃料能源項目的碳稅征收稅率，降低對生物質能項目的碳稅征收稅率來促進生物質能源項目的發展。
（3） 補貼政策方麵的比較
中國的補貼主要包括發展專項資金、電價補貼和生物質材料補貼。2006年，中國的專項資金由中央預算安排；美國在2011年啟動了5.1億美元的特別補貼，用於發展第二代生物質能源產業。電價補貼主要是政府設定基準電價和補貼生物質發電。考慮到生物質能源對糧食安全的負外部性，中國自2013年以來逐步減少對生物質能生物質的補貼，生物質原料生產補貼主要集中在對非糧食原料的補貼。除了電價補貼和生物質資料補貼外，國外補貼更加注重生物質能源企業的發展，為企業提供貸款擔保和投資補貼。例如，美國通過政府風險分擔機製為生物質能企業項目提供貸款擔保，而意大利和芬蘭則為生物質利用項目提供30%～40%的投資成本補貼，以降低生產者成本。
9.3國際生物質能支持政策對中國的啟示
9.3.1中國生物質發電支持政策的實施及其效果
（1） 財稅補貼
① 財政補貼
根據2006年至2010年9月生物質發電上網電價補貼表數據，可知並網裝機容量每年發電量約為3097.49kW·h\/kW（見表9.2）。另外，地方政府還給予生物質發電項目作為招商引資項目的一些稅收優惠或財政補貼，比如地價出讓土地。
表9.2生物質發電上網電價、接網工程等補貼情況統計（2006—2010年9月）
時間
補貼內容20062007.1—
2007.92007.10—
2008.62008.7—
2008.122009.1—
2009.62009.7—
2009.122010.1—
2010.9
電價補貼
並網裝機容量（MW）168309.5696.21963.211208.811661.9122134.58
上網電量（萬kW·h）20863.6275015.3180424.2177545.3286700356984661184.5
電價補貼（萬元）4948.6423743.456867.8737996.3060255.5774659.69160995.5
單位上網電量補貼
（元\/kW·h）0.240.320.320.210.210.210.24
單位裝機容量補貼
（萬元\/MW）29.4776.7281.6839.4549.8544.9275.42
接網工程補貼
裝機容量（MW）0166538.54589.58868.881268.521619.83
接網補貼（萬元）0325.011161.841095.441898.952474.525036.73
單位裝機容量補貼
（萬元\/MW）01.962.161.862.191.953.11
資料來源：根據國家發改委的“可再生能源電價附加配額交易方案”等相關文件整理。
② 稅收優惠
以一個裝機容量25MW、投資2.5億元的秸稈直燃電廠或混燃廠（農林殘留物所占原料比重不低於80%）為例，假設其年上網電量1.4億kW·h、電價0.75元\/kW·h，那麼年產值是1.069億元，銷項稅為1.069億元×17%=1816.88 萬元；若按進項稅額抵扣銷項稅額，假設購置生物質發電設施的支出約占總投資的85%，即2.125億元，其設備進項稅是2.125億元×17%=3612.5 萬元，如果10年內抵扣完，則每年增值稅抵扣361.25萬元；此外，電廠每年采購秸稈耗資3756.5萬元，秸稈進項稅稅率為13%，進項稅額為 3756.5 萬元×13%=488.345萬元。因此，每年該電廠應繳納增值稅為 1816.88-361.25-488.35=967.275萬元，按照財政部國家稅務總局《關於調整完善資源綜合利用產品及勞務增值稅政策的通知》，電廠享受增值稅即征即退100%的政策，因此電廠每年享受增值稅優惠約967.275萬元。
同樣以該25MW秸稈直燃項目為例，征收企業所得稅收入部分為1.069億元×90%=9621萬元，同時，該電廠年總成本5744萬元，還貸資金為 1083.3 萬元，此外，盡管國家沒有明確規定生物質發電企業的所得稅稅率，但據《國外商投資企業和外國企業所得稅法實施細則》第七十三條第一款第一項第3目規定，生物質發電企業可以申請以減按15%的稅率繳納企業所得稅，該發電企業應繳納所得稅額為（9621-5744-1083.3）×15%=419.055萬元。
（2）科技投入
從2006年以來，國家支持生物質發電科研經費至少有1.8億元，其中：973項目6454萬元，國家自然科學基金項目2609萬元，中小企業創新基金項目6510萬元（見表9.3），國家科技支撐計劃項目1713萬元。另外，國家火炬計劃立項項目、國家重點新產品計劃立項項目和國家重大科技成果轉化項目都有資助。
表9.3國家資助生物質發電科研項目的統計
年度
973計劃國家自然科學基金中小企業創新基金
項目數金額（萬元）項目數金額（萬元）項目數金額（萬元）
200641254150
20071149551245260
200849411505
2009131588547231145
20108269.5251835
2011121073201295
20121180112376.5221320
合計364545326091106510
（3） 裝機容量
截至2010年底，中國已審批的生物質發電項目裝機容量已達到了550萬kW，而已並網發電的生物質發電企業裝機規模隻有213.46萬kW，遠未達到550萬kW的目標，而根據《可再生能源發展“十二五”規劃》，2010年中國各類生物質發電裝機達到550萬kW。這是因為其中有一批項目核準後未動工或者項目建成後未能並網。例如，江蘇省利森秸稈發電有限公司於2006年8月經政府核準，而直至2010年底尚未動工。
（4） 設備製造企業
生物質發電設備包括鍋爐、汽輪機、進料係統、打包機、破碎機，其中汽輪機技術已經很成熟。
① 鍋爐
中國主要生物質鍋爐包括爐排爐和循環流化床鍋爐兩種類型，爐排爐生物質燃燒技術主要是在丹麥BWE基礎上進行改進，基本沿用其水冷振動爐排技術，較早的垃圾鍋爐焚燒技術來自加拿大。循環流化床鍋爐主要采用國內自主研發技術，其中，中國節能（宿遷）秸稈直燃發電項目鍋爐是中國第一個具有自主知識產權的生物質流化床鍋爐（CFB）。
在全國A級鍋爐製造企業中，有28家能夠生產生物質燃料鍋爐，秸稈類鍋爐的最大出力130t\/h，其餘垃圾類的鍋爐的最大出力440t\/h。華西能源工業股份有限公司、南通鍋爐廠、無錫華光鍋爐廠、杭州鍋爐廠等企業占有國內較大的生物質鍋爐市場份額，部分產品還銷往國外。
② 上料係統
上料係統包括取料機、輸料機、配料機、給料機（張民和袁潔，2009）。從國外進口的上料係統大多來自丹麥、英國，它們並不適合中國企業多種原料的實際情況，需要改造才能運行。由於缺少經驗，即使是國內產的上料係統，也常常是一邊生產一邊改進。專門生產上料係統的企業不是很多，主要有江蘇朝陽液壓機械集團、浙江中科興環能設備有限公司。
③ 破碎與打包設備
中國秸稈收獲機械的研發起步晚，大約在2000年從德國CLAAS公司、美國CNH公司、美國JOHNDEERE公司引入小方捆打捆機開始，陸續研發了小圓捆打捆機以及二次壓縮機等產品。破碎技術根據原料種類不同而變化，玉米、稻草、麥稈等秸稈類多采用鍘草機設備；木質類原料多采用削片機處理。秸稈破碎、打包技術在中國已經比較成熟，可以滿足生物質電廠生產需求，隻是密度控製方麵有待改善，因為密度過大會導致鍋爐結焦。中國破碎和打包設備製造企業的數量較少，企業規模偏小。
（5） 專利和技術
由於生物質發電技術涉及很多領域，限於篇幅，隻以生物質發電最主要的設備——鍋爐為例來說明在中國申請的技術專情況，按照申請日（2006—2011年）總結（見圖9.6）。
《國際專利分類表》（IPC）是目前唯一國際通用的專利文獻分類和檢索工具，IPC分類號能夠準確和細致地反映各個技術領域。在生物質燃燒鍋爐領域的IPC分類號（不是所有的該分類號下的專利都與生物質發電相關）主要包括以下幾種。
F23G5\/00：專門適用於焚燒廢物或低品位燃料的方法或設備，例如焚化爐；
F23G5\/02：包括預處理的焚化爐；
F23G5\/027：熱解或氣化；
F23G5\/033：粉碎或壓碎；
F23G5\/04：幹燥；
F23G7\/20：處理田間或花園廢物的。
圖9.62006—2012年在中國申請的專利數量
數據來源：中國知識產權網（CNIPR）數據庫，2012年數據是1～8月的申請量
總體來說，在中國申請的生物質燃燒鍋爐技術專利數量呈逐年增加的趨勢，而且排名前十名的申請人或機構都是中國的，但是其總體數量仍然不多，且大部分都是關於垃圾焚化爐的專利。
9.3.2中國生物質發電支持政策的不足
（1） 政策的價格調節效果微弱
目前生物質還不是真正的商品，沒有穩定的價格體係，不確定因素較多，價格波動也大。以江蘇地區為例，2008年，泰興麥秸稈收割時收購價為220～240元\/噸，往後每個月的收購價格都在提高，當年12月到次年5月收購價格提高到每噸340元；淮安生物質發電公司2007—2009年秸稈到廠價格分別是：190、250（稻秸稈）和280（麥秸稈）、310元\/噸（張欽和周德群，2010）；2011年，江蘇無錫地區的秸稈收購價格高達450~480元\/噸。其他地方的價格也是逐年增長，比如四川雙流地區秸稈到廠價格從2003年的100元\/噸漲到2011年的380元\/噸。
秸稈到廠價格為338.55元\/噸中，運輸成本約占12.8%（Zhang等2012）。在有些地方，運輸成本所占到廠價格的比重更高，大約是22.3%。當燃料收集半徑由30km擴大到50km時，秸稈發電廠年利潤率下降20%~30%（劉鋼和黃明皎，2011）。許多電廠收集半徑遠超過50km，如國信如東秸稈直燃發電項目平均收購半徑為100km，最大收購半徑為200km，收集範圍遍及江蘇、山東、安徽、浙江等省；國能射陽秸稈直燃發電項目亦是如此。
（2） 政策激勵難以調動消費者積極性
為了確保生物質能源產業的穩步發展，中國政府出台了一係列法律法規、補貼政策和稅收優惠政策，良好的宏觀政策環境逐漸形成，但在促進消費群體的成長方麵的政策明顯不足。
生物質能源發展政策導向弱化了需求側的刺激，而以供給為主，沒有培育起能源消費結構調整的市場支撐力量和穩定的市場需求，導致生物質能消費市場空間狹小和拓展速度慢。而中國缺乏專門扶持消費生物質能源的政策，造成生物質能的供給缺乏激勵機製。生物質能產業發展麵臨著諸多不確定性，如供給的不穩定性、需求的不確定性、價格不確定性、技術不確定性、產量不確定等，該產業屬於高風險產業，而可以有效克服市場風險的激勵政策效果並不明顯（邢熙等，2009）。