張岳琦，廖翠萍，謝鵬程，吳佳歡,5，趙黛青

廣東省生物質發(fā)電應用的影響因素分析*

張岳琦1,2,3,4，廖翠萍1,2,3，謝鵬程1,2，吳佳歡1,2,3,5，趙黛青1,2,3?

（1. 中國科學院廣州能源研究所，廣州 510640；2. 中國科學院可再生能源重點實驗室，廣州 510640；3. 廣東省新能源和可再生能源研究開發(fā)與應用重點實驗室，廣州 510640；4. 中國科學院大學，北京 100049；5. 深圳市燃氣集團股份有限公司，廣東 深圳 518049）

中國農林生物質發(fā)電裝機已超過“十三五”規(guī)劃的目標，但華南地區(qū)如廣東省的生物質發(fā)電裝機只占全國的3.2%，發(fā)展相對落后，生物質發(fā)電利用存在區(qū)域發(fā)展不平衡的問題。本文采用德爾菲法、多標準技術篩選模型及生物質發(fā)電項目財務分析模型，以廣東省為例，分析其生物質發(fā)電應用的主要影響因素并提出建議。分析結果表明，廣東省生物質總資源量為3 300萬t，發(fā)電潛力為1 196億kW?h，而其中的經濟潛力為174億kW?h，全省生物質發(fā)電實際利用量僅占經濟潛力的17.6%，生物質發(fā)電利用仍有巨大的發(fā)展空間。大規(guī)模的生物質發(fā)電項目的原料需求量大，收集半徑過大，原料價格及收集與運輸成本過高，導致發(fā)電成本超過0.8元/(kW?h)，大于0.75元/(kW?h)的生物質標桿電價，致使項目折現(xiàn)投資回收期超過30年，內部收益率不足1%，項目財務負擔過重，嚴重制約了生物質發(fā)電利用的發(fā)展；研究引入企業(yè)所得稅收優(yōu)惠以及原料處理費補貼，發(fā)現(xiàn)項目財務主要指標均得到顯著改善。建議開發(fā)前期對周邊原料市場進行調研考察，將原料種類多樣化并根據(jù)氣候和物流特點制定詳細的原料收集規(guī)劃，新建生物質電廠應控制裝機規(guī)模在30 MW以內，使得原料收集范圍在300 km以內，以控制原料收集與運輸成本；完善稅收優(yōu)惠政策，政策應涵蓋更多的生物質原料種類，使電廠能享受相應優(yōu)惠；建立原料處理費補貼機制，以原料中生物質廢物垃圾比例為指標發(fā)放補貼，實現(xiàn)外部環(huán)境成本內部化，提高環(huán)保效益，促進廣東省生物質能利用的發(fā)展。

生物質發(fā)電；技術篩選；財務分析模型；政策補貼情景分析

0 引 言

能源和環(huán)境問題是世界各國社會經濟發(fā)展過程中面臨的重要問題。中國是世界第一大能源消費國，一次能源消耗結構以煤為主，煤煙型污染已經成為中國大氣污染的最主要來源，對經濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的威脅和破壞。生物質發(fā)電屬于清潔的可再生能源，能夠產生較高的綜合利用效益，大力發(fā)展生物質發(fā)電等可再生能源，對中國能源的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義，是保障我國能源安全、優(yōu)化能源結構和緩解環(huán)境污染的必然選擇。

近年來，我國政府一直積極推動生物質能的開發(fā)利用，《2020中國生物質發(fā)電產業(yè)發(fā)展報告》的數(shù)據(jù)顯示，截至2019年底，我國已投產生物質發(fā)電項目并網(wǎng)裝機容量2 254萬kW，其中，農林生物質發(fā)電累計裝機容量973萬kW，裝機容量排名前5的省份分別是山東?。?8.2%）、安徽?。?3.1%）、黑龍江?。?0.5%）、湖北省（6.4%）、江蘇?。?.2%），合計占全國累計裝機容量的54.3%。廣東省生物質發(fā)電裝機為31萬kW，占比僅為3.2%?？梢钥闯?，我國農林生物質發(fā)電裝機主要集中在長江及以北地區(qū)，華南地區(qū)尤其是廣東省的生物質發(fā)電裝機，相對其他省份較為落后，探究制約該地區(qū)生物質能發(fā)展的因素具有重要的現(xiàn)實意義。

國內外學者[1-14]在資源潛力、產業(yè)發(fā)展、發(fā)電技術、發(fā)電成本效益以及相關政策等主要方面都有大量的研究。而對區(qū)域內生物質發(fā)電項目可行性分析、實際運營成本等方面的研究還較少，項目財務評價指標體系和評價方法方面的研究還不夠深入?；诖耍疚囊匀A南地區(qū)的廣東省為例，圍繞生物質發(fā)電應用的主要影響因素，對資源潛力、技術潛力和經濟潛力以及財務的盈利性進行分析比較，并對廣東省生物質發(fā)電應用提出建議。

1 廣東省生物質能利用潛力分析

1.1 分析范圍

本文對農業(yè)剩余物、林木生物質和城市固體廢棄物等幾類生物質原料依據(jù)下列三種級別的資源潛力進行評估：

（1）資源潛力是指每個地區(qū)每種原料的生物質能含量，是根據(jù)農業(yè)、林業(yè)和廢棄物管理的生產數(shù)據(jù)，農業(yè)和林業(yè)每單位生產所產生的廢棄物殘余量的生物質系數(shù)，固體廢棄物中有機物質比例的估量來進行估算的。如果確定了原料的其他當前（基準情景）用途，則需要從資源潛力估算中減去這些量。

（2）技術潛力是指每種原料和技術結合所產生的能源量，其數(shù)值由上述資源潛力數(shù)值及不同原料和技術類型的生物質能轉換系數(shù)（每噸生物質的能量單位）估算。

（3）經濟潛力是指與其他基準能源（如煤電）相比在經濟上可行的生物質資源量，是根據(jù)上述技術潛力、每種生物質原料的收集成本數(shù)據(jù)以及與每種技術相關的非燃料成本估算得出。若估算的成本低于化石能源的平準化度電成本（levelized cost of electricity, LCOE），則認為該種原料/技術組合在發(fā)電方面具有經濟競爭力，在經濟上可行且具有經濟開發(fā)潛力。

1.2 資源潛力和技術潛力分析

1.2.1 數(shù)據(jù)來源和分析方法

（1）在生物質資源潛力分析方面，研究主要考慮了農業(yè)剩余物、林業(yè)剩余物和城市固體廢棄物這三大類共15種生物質原料，具體原料種類見表1。

研究采用2017年廣東省農村統(tǒng)計年鑒中的區(qū)縣級農林產業(yè)數(shù)據(jù)、城市樹木和綠地數(shù)據(jù)[15]、廣東省2017年統(tǒng)計年鑒中的固體廢棄物和污水生產數(shù)據(jù)以及各區(qū)縣人口數(shù)據(jù)[16]。省級廢棄物數(shù)據(jù)根據(jù)人口多少分配到各區(qū)，市級城市森林和綠地數(shù)據(jù)根據(jù)城市面積估算分配給各區(qū)。城市面積是根據(jù)地理信息系統(tǒng)（geographic information system, GIS）分析中提供的土地利用/土地覆蓋（land use and land cover, LULC）數(shù)據(jù)得出?；谵r村統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)，對廣東省生物質潛力的分析能精確到區(qū)縣級，使得資源潛力的空間分布特征更為直觀明顯。

表1 廣東省生物質資源、技術及經濟潛力（與燃煤電價相比）

注：經濟潛力分析得出的LCOE與330元/(MW?h)和396元/(MW?h)的煤電成本相比較，生物質原料按50 km的運輸距離計算；所考慮的發(fā)電技術及裝機規(guī)模根據(jù)調研報告收集的數(shù)據(jù)來確定。

使用上述提到的產業(yè)數(shù)據(jù)以及各類生物質資源系數(shù)[2,17-21]計算每個區(qū)域的生物質資源潛力估計值。所得的資源潛力數(shù)值通過減去已知用于其他用途（如動物飼料、堆肥、干燥機燃料和建筑材料等）的生物質總量進行調整。

根據(jù)研究文獻[22-23]中的熱值和產沼氣潛力，估算可用生物質資源潛力。按噸計的資源潛力來估算生物質原料直接燃燒產生的熱量：

其中：b為生物質能，TJ；r為資源潛力，t；b為凈熱值，MJ/kg。

由生物質轉化的沼氣通過燃燒產生的熱能潛力是根據(jù)按噸計算的資源潛力、沼氣發(fā)電潛力和原料中揮發(fā)性固體的百分比來估算。

按上述方法計算廣東省每種生物質原料的資源潛力值，得到的數(shù)據(jù)如表1所示。

（2）在生物質技術潛力分析方面，本文主要考慮生物質發(fā)電利用模式，分別選擇生物質直燃鍋爐、生物質直燃發(fā)電、沼氣直燃鍋爐和沼氣發(fā)電四種典型的生物質利用技術來估算其技術潛力。

結合資源潛力和主要生物質發(fā)電技術的轉換效率及熱值[2,24-26]，估算每種生物質原料在區(qū)縣一級的技術潛力，其中，生物質直燃鍋爐和沼氣直燃鍋爐技術的潛力通過鍋爐效率計算，發(fā)電技術則通過技術熱值計算得出。結果如表1所示。

1.2.2 評估結果

計算結果表明，廣東省生物質資源總量超過3 300萬t，其發(fā)電潛力為1 196億kW?h。如果生物質原料全部轉化成沼氣，資源潛力將超過1 222萬t標煤。生物質原料來源數(shù)量最大的前四種分別是城市固體垃圾中的有機物958萬t、秸稈749萬t、污水污泥597萬t和木材加工剩余物462萬t。廣東省生物質產熱量的總技術潛力約為1 240萬t標煤，生物質發(fā)電技術潛力為383億kW?h，沼氣產熱量為350萬t標煤，沼氣發(fā)電潛力為70億kW?h。

1.3 生物質發(fā)電經濟潛力分析

1.3.1 分析方法和數(shù)據(jù)來源

在得出生物質發(fā)電資源和技術潛力后，對經濟潛力的評估能進一步確定具有經濟可行性的技術應用。判斷一個生物質發(fā)電項目是否具有經濟可行性的重要指標是估算其平準化度電成本。平準化度電成本由原料成本、結合技術應用的其他非原料成本和參數(shù)計算得出，并將其與煤電度電成本進行比較，以判斷每種原料在區(qū)縣級上是否具有經濟潛力。

相關原料成本數(shù)據(jù)通過市場調研、生物質發(fā)電企業(yè)走訪和文獻報告[27-28]等方式獲得，其中原料裝載和卸載成本為20元/t，運輸成本為1.29元/(t?km)，沼氣技術的成本中包括發(fā)酵過程成本0.24元/(kW?h)。其他非原料成本包括各類技術在不同裝機容量下的初始投資成本、融資成本、運維成本、技術熱值、技術壽命周期、貸款利率和期限。

按照原料總量和技術潛力來計算廣東省生物質發(fā)電總經濟潛力，以年發(fā)電量兆瓦時表示，得到的數(shù)據(jù)如表1所示。

1.3.2 經濟潛力評估結果

計算結果如下。

（1）三種類型的生物質發(fā)電技術的度電成本均低于燃煤發(fā)電成本0.1 ~ 0.2元/(kW?h)，比火力發(fā)電顯示出了成本優(yōu)勢，即生物質直燃發(fā)電技術（6 MW和25 MW）、生物質氣化發(fā)電技術（1 ~ 5 MW）和生物質混燃發(fā)電技術（10 ~ 40 MW）。而三種沼氣發(fā)電技術的平準化度電成本在1 000 ~ 3 000元/MW之間，與火力發(fā)電相比，其在生物質原料上無成本優(yōu)勢，因此該技術的經濟潛力不足。

（2）運輸成本對最后的平準化度電成本影響較大。運輸成本受運輸里程（即原料收集范圍）影響，在經濟潛力分析中，研究設定的收集范圍為50 km，而據(jù)調研，在電廠實際運營中，生物質原料收集范圍達300 km以上。在輸入該數(shù)值后，農業(yè)類生物質原料的經濟潛力在不同技術類型下至少減少了57%，而林業(yè)生物質和城市固廢在所有發(fā)電技術下均沒有經濟潛力。因此，生物質發(fā)電項目應當在規(guī)劃設計時考慮控制原料收集范圍，否則將嚴重影響項目運營的財務情況和可持續(xù)性。

（3）谷殼、秸稈和甘蔗作物殘渣在表1所示的三種技術類型中均具有經濟潛力，需對三種技術類型進行評價篩選，以確定生物質發(fā)電中最具效益和發(fā)展?jié)摿Φ募夹g應用。

2 生物質技術多標準篩選調查問卷

為了篩選出廣東省內最有發(fā)展前景的生物質發(fā)電技術，研究采用德爾菲法開發(fā)了生物質技術應用多標準評估（multi-criteria assessment, MCA）篩選調查問卷，向27位來自學術界、政府機構和生物質發(fā)電產業(yè)的生物質專家和從業(yè)人員發(fā)放了調查問卷。將上文的潛力評估數(shù)據(jù)與各類生物質發(fā)電技術的成本、技術和財務數(shù)據(jù)作為背景信息提供給專家。專家結合自身相關專業(yè)知識和從業(yè)經驗，對圖1所示的四種技術種類的10個篩選指標進行評分，對每項指標上給出高、中、低和不確定四種看法，四種看法分別記為3、2、1、0分。匯總問卷結果，計算每種技術或應用模式的總得分情況如圖1所示。

由圖1可以看出，生物質直燃發(fā)電技術和生物質混燃發(fā)電技術在得分上相差無幾，表明專家認為這兩種技術在經濟可行性上都適合在廣東省應用。

圖1 多標準評估調查問卷結果

在產業(yè)調研中發(fā)現(xiàn)，生物質混燃發(fā)電技術只需改裝現(xiàn)有燃煤電廠的火力發(fā)電設備，與其他需要完全新建電廠的發(fā)電技術相比，其初始投資成本最低，但在廣東省煤電機組關停、減量替代等環(huán)保政策背景下，該技術在廣東省應用的潛力十分有限。因此，生物質直燃發(fā)電技術是在廣東省生物質發(fā)電中最具效益和發(fā)展?jié)摿Φ募夹g應用。結合技術篩選結果和表1中的計算結果，當前廣東省生物質發(fā)電技術的經濟潛力為174億kW?h。

綜合上述分析，雖然廣東省生物質資源潛力能達到2019年全省全社會用電量的17.8%，但其技術潛力只有資源潛力的32.1%，而經濟潛力（50 km收集范圍）則只有16.3%。全省生物質發(fā)電經濟潛力如果全部達到，以生物質電廠年發(fā)電時數(shù)7 500 h換算，全省生物質發(fā)電裝機容量能達到2 331 MW。然而，目前廣東省農林生物質發(fā)電總裝機只有410 MW（含規(guī)劃建設項目100 MW），僅利用了17.6%的經濟潛力。

通過以上分析，廣東省生物質能利用潛力大、生物質直燃發(fā)電技術在廣東省生物質發(fā)電應用中最具經濟可行性。以下從生物質發(fā)電項目財務層面進行分析，以進一步探究造成廣東省生物質發(fā)電開發(fā)進展緩慢的影響因素。

3 廣東省生物質發(fā)電項目財務分析

在對生物質電廠調研中，了解到生物質發(fā)電項目占地面積龐大，電廠的初始投資成本多年來一直維持在8 000 ~ 9 500元/kW，投資規(guī)模達數(shù)億元。廣東省生物質發(fā)電項目為省內大型能源企業(yè)投資建設（南方電網(wǎng)、韶能集團、粵電集團等），但其投資本金比例只在20% ~ 30%之間，超過七成的投資額仍需通過融資方式實現(xiàn)。若項目的經濟可行性和財務表現(xiàn)缺乏足夠吸引力，融資渠道將十分有限，不利于項目推進開發(fā)。

3.1 分析方法和參數(shù)設定

為分析和找出影響發(fā)電項目財務指標的關鍵變量，研究開發(fā)了生物質發(fā)電項目財務分析模型，結合電廠調研和專家走訪收集到的項目數(shù)據(jù)，分別對100 MW和30 MW兩種裝機規(guī)模的生物質電廠的財務表現(xiàn)相關指標進行分析計算，以探究生物質發(fā)電應用在項目層面的經濟可行性和財務表現(xiàn)特點。

模型中的項目財務評估的相關指標包括投資回報周期、折現(xiàn)還本、項目折現(xiàn)凈現(xiàn)金流（net cash flow, NCF）、內部收益率（internal rate of return, IRR）、投資回報率（return of interest, ROI）或風險調整的投資回報率、成本效益和平準化度電成本。

模型中的主要參數(shù)為項目投資成本、原料消耗量、年發(fā)電小時數(shù)、電廠自用電比例、原料采購成本、固定運維成本、原料運輸、加工、儲運、損耗總成本、投融資比例和貸款周期、生物質發(fā)電標桿電價、自用電價值、企業(yè)所得稅和增值稅、折現(xiàn)率、利率和通貨膨脹率。由于系統(tǒng)裝機規(guī)模的不同，某些參數(shù)如年發(fā)電時數(shù)、投資成本、原料采購價格等將有所不同。

根據(jù)對湛江生物質發(fā)電廠和陽山生物質發(fā)電廠的調研，對這些參數(shù)分別進行了設定。將參數(shù)輸入財務分析工具后項目財務指標如表2所示。

表2中綠色部分表示超過了投資方對指標的預期要求，紅色部分表示該指標未能達到投資方的期望值。平準化度電成本的期望值是小于或等于廣東省煤電成本，內部收益率應大于資本成本即利率。項目投資回收期的預期數(shù)值為十年。效益成本比以是否超過1.0（即收益超出成本）來判斷是否符合投資方預期。實施成本的凈現(xiàn)值表明了項目的總成本，包括初始本金投入、融資以及運營和維護成本。

從表2可見，100 MW生物質發(fā)電項目的凈現(xiàn)金流能達到3 216萬元（預期目標是大于零）。但內部收益率僅0.2%，低于最低期望值，即資本成本（8.2%）。投資回報率達到14%，高于投資者對項目的預期值（9.0%）。需要注意的是，參數(shù)設定中100 MW項目的年發(fā)電時數(shù)來自湛江生物質電廠自2011年投產以來所達到的最大發(fā)電時數(shù)。由于物流和成本的影響，100 MW生物質電廠的發(fā)電時數(shù)難以保持穩(wěn)定在7 500 h，因此該計算為最樂觀估計。

30 MW生物質電廠的凈現(xiàn)金流為5 017萬。內部收益率僅為0.8%，投資回報率達到18%，其關鍵指標除凈現(xiàn)金流外均稍好于湛江電廠。而電廠投資回收期（payback period, PBP）和折現(xiàn)投資回收期（discount payback period, DPBP）分別是23.7年和39.1年，均遠長于預期回收年數(shù)。

除關鍵的財務指標外，兩種項目所計算出的LCOE為廣東省煤電成本的兩倍以上，且均略高于生物質發(fā)電補貼電價[0.75元/(kW?h)]，電廠將陷入發(fā)電越多虧損越多的困境。生物質發(fā)電距離實現(xiàn)平價上網(wǎng)的目標仍較遠。

表2 廣東省生物質直燃發(fā)電廠財務分析關鍵指標

注：MARR為最低可接受回報（minimum acceptable rate of return）。

3.2 政策補貼情景分析

在對生物質電廠的調研中，電廠運營方認為將各類林木加工物殘余、廢棄家具等作為原料用來發(fā)電，起到了和垃圾焚燒廠類似的廢物利用等環(huán)保作用。但我國《資源綜合利用企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄》并沒有涵蓋生物質電廠所有可利用資源品種[29]，如湛江生物質電廠原料中桉樹類生物質占68%、橡膠樹類生物質占12%、其他廢木料占10%，陽山生物質電廠原料中林業(yè)廢棄物占80%，均無法完全享受企業(yè)所得稅優(yōu)惠政策，造成地方執(zhí)法部門普遍“生搬硬套”該政策目錄，導致行業(yè)存在極大的政策違規(guī)風險。根據(jù)調研數(shù)據(jù)，本研究引入所得稅優(yōu)惠，即只計算90%的企業(yè)所得稅，并導入財務分析模型。在輸入財務分析工具后項目財務指標如表2所示。

在所得稅優(yōu)惠政策情景下，項目的平準化度電成本能降低0.02元/(kW?h)，其他主要財務指標也得到了較大提升。其中折現(xiàn)回報周期縮短了6年，折現(xiàn)凈現(xiàn)金流實現(xiàn)翻倍。

研究還發(fā)現(xiàn)，垃圾焚燒發(fā)電廠的垃圾處理費補貼對電廠的盈利能力有很大幫助。北方省份如安徽省也有類似的生物質補貼發(fā)放，農戶與電廠共可獲得100元/t左右的補貼，使得當?shù)厣镔|原料物價穩(wěn)定在100元/t左右；湖南省則在電價上給予一定補貼。研究借鑒其他地區(qū)的補貼力度，將原料補貼設定為60元/t，在輸入財務分析工具后，30 MW項目財務指標如表2所示。

在60元/t的處理費補貼情景下，項目財務指標在內部收益率、回報率、成本效益比上均有提高，折現(xiàn)凈現(xiàn)金流大幅提高至2.25億元，投資回報周期縮短至16.4年，項目財務情況得到顯著改善。

3.3 結果分析

通過比較廣東省兩種裝機規(guī)模的生物質發(fā)電廠的財務表現(xiàn)指標，可以發(fā)現(xiàn)：

（1）即便在原料供應最充足的情景下，生物質電廠仍需超過30年才能實現(xiàn)回本，且內部收益率僅有1.5%，多個財務指標遠達不到投資方的預期，且項目投資規(guī)模龐大，投資強度高，使得企業(yè)對規(guī)劃開發(fā)生物質發(fā)電項目的意愿不足，難以形成足夠的盈利性動力。

（2）對于30 MW生物質發(fā)電項目而言，若原料采購成本超過300元/t，則其凈現(xiàn)金流和內部收益率將為負值，項目財務表現(xiàn)將受到嚴重影響，面臨嚴重虧損。據(jù)產業(yè)調研數(shù)據(jù)，目前廣東省生物質電廠均存在原料收集范圍過大（300 km以上），原料價格不穩(wěn)定導致項目成本難以控制，項目長期處于虧損狀態(tài)的問題，制約了廣東省生物質發(fā)電應用的發(fā)展。

（3）生物質發(fā)電項目的裝機容量不宜太大，否則將導致原料需求量擴大，使得收集運輸成本攀高，度電成本升高。

根據(jù)周邊省份統(tǒng)計，湖南省內已有生物質發(fā)電裝機312 MW，并有超過十個項目在建，而廣西壯族自治區(qū)有150 MW的生物質發(fā)電裝機，還有400 MW的項目在建。在可預見的未來，生物質原料的需求量會大增，相鄰省份的電廠增加將加劇生物質原料收集的競爭，華南地區(qū)的生物質原料成本可能會繼續(xù)攀高。

4 結論和建議

從生物質資源潛力、技術應用篩選、項目財務表現(xiàn)等方面，以華南地區(qū)的廣東省為例，分析了生物質發(fā)電應用的主要影響因素，結果如下：

（1）廣東省仍有大量的生物質發(fā)電潛力還未開發(fā)利用。通過生物質資源潛力評估，廣東省生物質資源總量超過3300萬t，其發(fā)電潛力為1 196億kW?h，為2019年全省全社會用電量的17.8%。通過對四種生物質利用技術的研究，得出廣東省生物質發(fā)電總技術潛力為383億kW?h。而經濟性潛力則通過德爾菲法對四種生物質發(fā)電技術應用的多標準篩選評估來確定。研究發(fā)現(xiàn)，廣東省生物質發(fā)電經濟潛力只有資源潛力的16.3%。且目前省內農林生物質發(fā)電總裝機（包括在建）為410 MW，僅有17.6%的經濟潛力得到利用。

（2）生物質發(fā)電項目的裝機容量不宜太大。兩種裝機規(guī)模的生物質發(fā)電項目的財務模型分析結果表明，30 MW生物質電廠的財務指標略好于100 MW項目。但兩個項目的主要財務指標大多未達預期值。項目裝機容量過大將使得原料需求增加，最終導致度電成本過高，項目財務負擔加重，企業(yè)將長期高負債經營，無法形成真正的財務良性循環(huán)。

（3）原料收集范圍過大，致使采購成本過高，嚴重影響項目收益。當原料采購成本超過300元/t時，項目凈現(xiàn)金流和內部收益率將為負值，項目財務表現(xiàn)將受到嚴重影響，面臨嚴重虧損。而產業(yè)調研數(shù)據(jù)也反映出目前廣東省生物質電廠存在的收集范圍過大（300 km以上），原料價格不穩(wěn)定等問題，導致項目長期處于虧損狀態(tài)，嚴重制約廣東省生物質發(fā)電應用的發(fā)展。

（4）生物質原料處理費補貼和企業(yè)所得稅優(yōu)惠政策能改善電廠財務表現(xiàn)。對生物質原料處理費補貼政策和企業(yè)所得稅優(yōu)惠政策進行了財務模型分析，兩項政策均能提高項目的內部收益率、投資回報率和折現(xiàn)凈現(xiàn)金流，縮短投資回報周期。

基于研究結果，對廣東省生物質發(fā)電技術的發(fā)展建議如下：

①科學布局和控制建設規(guī)模。廣東省生物質電廠發(fā)展應優(yōu)先考慮粵東地區(qū)，以避免受到北部和西部相鄰省份的生物質電廠原料競爭；規(guī)劃建設的每期裝機規(guī)模應設置在30 MW左右，以減輕項目財務負擔。

②做好原料成本控制和收集規(guī)劃。在項目前期規(guī)劃中，應開展全面細致的原料價格咨詢和評估，了解并控制總體原料價格水平，采用多種原料種類和收集來源，以減少總體生物質原料成本，平均成本應控制在300元/t以內；原料最大收集范圍控制在200 ~ 300 km以內，減輕電廠收集工作負擔和成本，改善項目財務運營情況。

③加大政策扶持力度。完善稅收優(yōu)惠政策，將農林生物質發(fā)電行業(yè)收集利用的農林廢棄物品種全部納入企業(yè)所得稅目錄，幫助企業(yè)降低生產成本。建立生物質原料處理費補貼機制。各類林木加工物殘余、廢棄家具和木類建材等是生物質電廠的重要原料來源，以原料中生物質廢物垃圾比例為指標發(fā)放處理費補貼能促使電廠收集更多的此類原料，實現(xiàn)廢物循環(huán)利用并將外部環(huán)境成本內部化，減少城市垃圾堆積和環(huán)境污染。安徽省的類似補貼政策實踐也表明，該政策可以穩(wěn)定當?shù)厣镔|原料物價，避免原料因季節(jié)氣候和需求而大幅波動。該機制能大幅改善生物質電廠長期高負債運營的現(xiàn)狀，促進廣東省生物質能的開發(fā)應用。

[1] 趙曉姝. 林業(yè)生物質能源的發(fā)展前景和利用對策[J]. 綠色科技, 2017(10): 160-161. DOI: 10.16663/j.cnki.lskj. 2017.10.062.

[2] 畢于運, 高春雨, 王亞靜, 等. 中國秸稈資源數(shù)量估算[J]. 農業(yè)工程學報, 2009, 25(12): 211-217. DOI: 10.3969/ j.issn.1002-6819.2009.12.037.

[3] 劉志彬. 中國生物質發(fā)電潛力評估與產業(yè)發(fā)展研究[D]. 北京: 中國農業(yè)科學院, 2015: 3-8.

[4] ZHAO X G, WANG J Y, LIU X M, et al. Focus on situation and policies for biomass power generation in China[J]. Renewable and sustainable energy reviews, 2012, 16(6): 3722-3729. DOI: 10.1016/j.rser.2012.03.020.

[5] LIU J C, WANG S J, WEI Q S, et al. Present situation, problems and solutions of China’s biomass power generation industry[J]. Energy policy, 2014, 70: 144-151. DOI: 10.1016/j.enpol.2014.03.028.

[6] ZHANG Q, ZHOU D Q, FANG X M, et al. Analysis on the policies of biomass power generation in China[J]. Renewable and sustainable energy reviews, 2014, 32: 926-935. DOI: 10.1016/j.rser.2014.01.049.

[7] 張晶晶. 關于農林生物質直燃發(fā)電項目的現(xiàn)狀、問題及建議[J]. 廣東化工, 2014, 41(15): 137-138. DOI: 10.3969/j.issn.1007-1865.2014.15.067.

[8] 張錦. 生物質發(fā)電產業(yè)現(xiàn)狀分析及完善策略研究[J]. 科技風, 2015(7): 202. DOI: 10.3969/j.issn.1671-7341. 2015.13.183.

[9] 呂游, 蔣大龍, 趙文杰, 等. 生物質直燃發(fā)電技術與燃燒分析研究[J]. 電站系統(tǒng)工程, 2011, 27(4): 4-7. DOI: 10.3969/j.issn.1005-006X.2011.04.002.

[10] LENIS Y A, AGUDELO A F, PéREZ J F. Analysis of statistical repeatability of a fixed bed downdraft biomass gasification facility[J]. Applied thermal engineering, 2013,51(1/2): 1006-1016. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2012. 09.046.

[11] 冀佳蓉, 王運軍. 國外生物質發(fā)電技術研究進展[J]. 山西科技, 2014, 29(3): 59-61.

[12] DELIVAND M K, BARZ M, GHEEWALA S H. Logistics cost analysis of rice straw for biomass power generation in Thailand[J]. Energy, 2011, 36(3): 1435-1441. DOI: 10.1016/j.energy.2011.01.026.

[13] 魏延軍, 秦德帥, 常永平. 30MW生物質直燃發(fā)電項目及其效益分析[J]. 節(jié)能技術, 2012, 30(3): 278-281. DOI: 10.3969/j.issn.1002-6339.2012.03.021.

[14] 魏巧云, 趙冬梅. 多種類生物質發(fā)電燃料物流成本研究[J]. 山西財經大學學報, 2013, 35(S2): 30-31. DOI: 10.13781/j.cnki.1007-9556.2013.s2.011.

[15] 廣東農村統(tǒng)計年鑒編輯委員會. 廣東農村統(tǒng)計年鑒-2017 [M]. 北京: 中國統(tǒng)計出版社, 2017.

[16] 廣東統(tǒng)計年鑒編輯委員會. 廣東統(tǒng)計年鑒-2017[M/OL].北京: 中國統(tǒng)計出版社, 2017[2017-11-02]. http://stats.gd.gov.cn/gdtjnj/content/post_1424896.html.

[17] 蔡飛, 張?zhí)m, 張彩虹. 我國林木生物質能源資源潛力與可利用性探析[J]. 北京林業(yè)大學學報(社會科學版), 2012, 11(4): 103-107. DOI: 10.13931/j.cnki.bjfuss.2012.04.009.

[18] DIOMY S. Z, CHARLIE B. Biomass utilization of timber harvest residues[EB/OL]. 2019 [2019-05-16]. https://climate-woodlands.extension.org/biomass-utilization-of-timber-harvest-residues/.

[19] ZHANG CX, ZHANG L M, XIE G D. Forest biomass energy resources in China: quantity and distribution[J]. Forests, 2015, 6(11): 3970-3984. DOI: 10.3390/f6113970.

[20] FENG L Y, LUO J Y, CHEN Y G. Dilemma of sewage sludge treatment and disposal in China[J]. Environmental science & technology, 2015, 49(8): 4781-4782. DOI: 10.1021/acs.est.5b01455.

[21] 張海龍, 李祥平, 齊劍英, 等. 華南某市生活垃圾組成特征分析[J]. 環(huán)境科學, 2015, 36(1): 325-332. DOI: 10.13227/j.hjkx.2015.01.043.

[22] CARSTEN G et al. Converting biomass to energy[EB/OL]. 2017 [2017-06-16].

https://www.ifc.org/wps/wcm/connect/fb976e15-abb8-4ecf-8bf3-8551315dee42/BioMass_report_06+2017.pdf?MOD=AJPERES&CVID=lPHGOaN.

[23] JINGURA R M, KAMUSOKO R. Methods for determination of biomethane potential of feedstocks: a review[J]. Biofuel research journal, 2017, 4(2): 573-586. DOI: 10.18331/BRJ2017.4.2.3.

[24] 蒲小東, 鄧良偉, 尹勇, 等. 大中型沼氣工程不同加熱方式的經濟效益分析[J]. 農業(yè)工程學報, 2010, 26(7): 281-284. DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2010.07.049.

[25] 李書境, 隋樹和. 中國沼氣發(fā)電技術發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望[EB/OL]. 2018. [2018-11-02]. http://huanbao.bjx.com.cn/news/20160317/717049.shtml.

[26] 黃劍光. 淺談生物質氣化在發(fā)電技術應用[J]. 應用能源技術, 2009(4): 25-29. DOI: 10.3969/j.issn.1009-3230. 2009.04.009.

[27] 張毓琳. 全國首個生物質氣化耦合發(fā)電項目混合氣化試驗成功[EB/OL]. 2018. [2018-07-18]. http://www.china-nengyuan.com/news/126541.html.

[28] 劉志彬. 中國生物質發(fā)電潛力評估與產業(yè)發(fā)展硏究[D]. 北京: 中國農業(yè)科學院, 2015.

[29] 姚金楠. 生物質發(fā)電稅收政策待完善[EB/OL]. 2018 [2018-04-19]. https://www.cenews.com.cn/company/201804/t20180419_871998.html?from=singlemessage.

Influence Factors Analysis of Biomass Power Generation Application in Guangdong Province

ZHANG Yue-qi1,2,3,4, LIAO Cui-ping1,2,3, XIE Peng-cheng1,2, WU Jia-huan1,2,3,5, ZHAO Dai-qing1,2,3

(1. Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China; 2. CAS Key Laboratory of Renewable Energy, Guangzhou 510640, China; 3. Guangdong Provincial Key Laboratory of New and Renewable Energy Research and Development, Guangzhou 510640, China; 4. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 5. Shenzhen Gas Corporation Ltd., Shenzhen 518049, Guangdong, China)

The installed capacity of biomass power plant in China has surpassed the target in the 13th Five-year Plan of Biomass Energy Development. However, only 3.2% of the capacity was installed in Guangdong province of south China region. The biomass development in Guangdong is relatively backward, and there is a problem of uneven regional development in the utilization of biomass power. In this paper, a multi-criteria technology screening model with Delphi method as well as a project level financial analysis model were used to analyze the major factors that influence the application of biomass power generation in Guangdong, and some suggestions were proposed. The result showed that, the total biomass resource in Guangdong was 33 million tons, the power generation potential was 119.6 TW?h, and the economic potential was 17.4 TW?h. Only 17.6% of the economic potential was used for power generation, the biomass potential was still abundant in Guangdong. The large biomass feedstock demand and the large feedstock collection radius caused an excessive feedstock price and transportation cost, which resulted in a high levelized cost of electricity (LCOE) of the project: over 0.8 RMB/(kW?h), higher than the feed-in-tariff of biomass power. The discounted payback period exceeds 30 years, the internal rate of return was less than 1%, resulted in a poor financial performance of the project, which severely limited the development of biomass energy; the income tax preferential policy and feedstock treatment subsidy can significantly improve the project’s financial performance. In the early stage of the project, the surrounding feedstock market should be investigated and analyzed, the types of feedstock should be diversified, and a detailed feedstock collection plan should be formulated according to the local climate and logistics characteristics. The installed capacity of newly-built biomass power plant should be controlled within 30 MW so that the collection radius can be within 300 km for collection and transportation cost control; improve income tax preferential policies, which should cover more types of biomass feedstock so that power plants can enjoy the policy; establish a biomass feedstock treatment fee subsidy mechanism by providing subsidy based on the proportion of biomass waste in feedstock. It can achieve internalization of external environmental costs, improve environmental benefits and promote the development of biomass energy utilization in Guangdong Province.

biomass power; technology screening; financial analysis model; policy subsidy scenario analysis

2095-560X（2020）06-0524-09

TK6

A

10.3969/j.issn.2095-560X.2020.06.010

張岳琦（1992-），男，博士研究生，主要從事可再生能源戰(zhàn)略規(guī)劃和相關政策方面的研究。

趙黛青（1958-），女，研究員，博士生導師，主要從事能源戰(zhàn)略與低碳發(fā)展研究。

2020-07-21

2020-09-02

洛克菲勒兄弟基金會項目（y906011001）

趙黛青，E-mail：zhaodq@ms.giec.ac.cn