現(xiàn)階段,，中國(guó)農(nóng)村居民生活用能仍以秸稈,、薪柴等傳統(tǒng)生物質(zhì)能為主,，農(nóng)村居民商品能源消費(fèi)水平低,，存在著用能結(jié)構(gòu)不合理,，用能方式粗放，利用效率低等問題[1-6],。同時(shí),，中國(guó)農(nóng)村生物質(zhì)能資源豐富，開發(fā)利用前景廣闊,。開發(fā)利用生物質(zhì)能,，不僅可以讓廣大的農(nóng)村居民使用上清潔能源，改善農(nóng)民生活條件,；而且還將有力緩解中國(guó)能源緊張局面,，保障國(guó)家能源安全，減少溫室氣體排放,。
由于生物質(zhì)能資源種類較多,，利用技術(shù)也各不相同，如何在農(nóng)村地區(qū)選擇技術(shù)可行,、經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù),，是一項(xiàng)重要課題。在生物質(zhì)能利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方面,，國(guó)內(nèi)也開展了相關(guān)的研究,。王德元等[9]基于層次分析法，定性分析評(píng)價(jià)了生物質(zhì)能技術(shù),，但缺乏定量評(píng)價(jià),。樊京春等[10]利用財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)的方法，綜合分析了5種生物質(zhì)能技術(shù),，但由于應(yīng)用場(chǎng)所的不同,，實(shí)際上不同技術(shù)缺乏可比性,。
本文擬對(duì)現(xiàn)有農(nóng)村生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換利用技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定各類農(nóng)村生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換利用技術(shù)的適用范圍,，提出了戶用用能成本的概念,，定量比較不同技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，以便在農(nóng)村地區(qū)更好地選擇生物質(zhì)能利用技術(shù),，促進(jìn)生物質(zhì)能利用技術(shù)在農(nóng)村的開發(fā)利用,。
1技術(shù)評(píng)價(jià)
目前，中國(guó)生物質(zhì)能資源主要來(lái)源于農(nóng)作物秸稈,、畜禽糞便,、林業(yè)生物質(zhì)資源和能源作物等，轉(zhuǎn)化利用技術(shù)主要包括直接燃燒,、熱化學(xué)法,、生化法、化學(xué)法和物理化學(xué)法等,，可轉(zhuǎn)化為二次能源,，分別為熱量或電力、固體成型燃料,、液體燃料（生物燃料乙醇,、生物柴油和生物原油等）和氣體燃料（沼氣、生物質(zhì)燃?xì)夂蜌錃獾龋?，用于生活用能,、運(yùn)輸及發(fā)電等，如表1所示,。其中,，可為農(nóng)村居民提供生活用能的技術(shù)包括農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)、養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程,、固體成型燃料技術(shù),、秸稈沼氣技術(shù)、秸稈氣化集中供氣技術(shù),。本文將重點(diǎn)對(duì)上述幾種技術(shù)進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),。
表1生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)一覽
各類農(nóng)村生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的技術(shù)綜合評(píng)價(jià)見表2。整體上看,，目前中國(guó)生物質(zhì)能開發(fā)利用仍處在發(fā)展的初始階段,，不同種類技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化水平并不平衡。農(nóng)村戶用沼氣,、養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程等技術(shù)已經(jīng)比較成熟,，通過政府提供補(bǔ)貼等經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,；固體成型燃料技術(shù),、秸稈沼氣等技術(shù)正處于試點(diǎn)示范階段,，或正進(jìn)入商業(yè)化早期發(fā)展階段，在最近幾年將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,；秸稈熱解氣化技術(shù)還存在諸如技術(shù)及成本等問題,，影響了推廣應(yīng)用。
表2生物質(zhì)能技術(shù)
綜合評(píng)價(jià)
從發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)前景來(lái)看,，農(nóng)村戶用沼氣、固體成型燃料等技術(shù)可為農(nóng)村居民提供優(yōu)質(zhì)的生活用能,，替代傳統(tǒng)的低效燃燒方式,，未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮螅瑧?yīng)根據(jù)全國(guó)各地的資源稟賦,、生活習(xí)慣,、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，技術(shù)成熟程度和經(jīng)濟(jì)性,，因地制宜分階段,、分步驟發(fā)展；而秸稈熱解氣化技術(shù)存在缺欠,，發(fā)展前景不明晰,；養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程作為畜禽糞便治理的有效手段，其環(huán)境效益高于能源效益,，未來(lái)需求量較大,。
2經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
2.1評(píng)價(jià)方法學(xué)
經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)主要是評(píng)價(jià)方案的微觀經(jīng)濟(jì)效果（技術(shù)開發(fā)部門、生產(chǎn)單位和用戶）和宏觀經(jīng)濟(jì)效果（地區(qū),、國(guó)家和社會(huì)）,，評(píng)價(jià)時(shí)要考慮成本、盈利,、投資回收期,、生命周期等指標(biāo)，項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法主要包括內(nèi)部收益率,、凈現(xiàn)值,、投資回收期等。
根據(jù)用戶的不同,，可以將農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù)分為戶用和規(guī)?；瘍煞N技術(shù)類型。戶用技術(shù)（如農(nóng)村戶用沼氣）由農(nóng)戶自行收集原料,，生產(chǎn)能源并用于家庭生活用能,，通常僅為一戶提供生活用能。規(guī)?；夹g(shù),，由生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能源產(chǎn)品,，然后通過配送系統(tǒng)送至農(nóng)戶使用，可為一定數(shù)量的農(nóng)戶提供生活用能,。規(guī)?；夹g(shù)具有較長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈，包括原料收集,、運(yùn)輸和貯存,，產(chǎn)品的生產(chǎn)和配送，以及終端用戶利用等全過程,，見圖1,。由于這兩種技術(shù)類型沒有統(tǒng)一的邊界，一個(gè)在用戶端,，一個(gè)在生產(chǎn)端,，難以統(tǒng)一評(píng)價(jià)。即使是同一類技術(shù),，如規(guī)?；夹g(shù)，由于終端產(chǎn)品類型（分為固體,、氣體等）較多,，每種終端產(chǎn)品的熱值、生產(chǎn)效率和終端用能效率各也不相同,，評(píng)價(jià)起來(lái)較為困難,。傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法并不適合于農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù)。
通過分析,，可以發(fā)現(xiàn)農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù),，其最終目的均是為農(nóng)村居民提供生活用能，這是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),。因此,，本文提出了戶均用能成本（CLE），即農(nóng)戶年生活用能的平均成本,。對(duì)于某種特定的技術(shù)而言,，如果農(nóng)戶為獲取相同的能源而花費(fèi)較高的成本，則該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性較差,。反之亦然,。因此，可以將以戶均用能成本作為農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo),。由于不同技術(shù)的用途不同,，如農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)可用于炊事、照明；固體成型燃料技術(shù)可用于炊事,、采暖,；為了便于比較，本文僅分析炊事用途,。
圖1經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的邊界
戶均用能成本應(yīng)包括生產(chǎn)廠家的總投資,、運(yùn)行和維護(hù)成本、原料成本及副產(chǎn)品收益等,。其中,，總投資是建廠時(shí)一次性投入，其效益則在整個(gè)生命周期中發(fā)揮作用,。因不同的農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù)具有不同的生命周期,，有必要將總投資分解到整個(gè)生命周期中去。因此,，農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù)的戶均用能成本等于建廠的年總投資、運(yùn)行和維修成本,、原料成本和副產(chǎn)品等,，除以用能農(nóng)戶的數(shù)量，即
CLE=（總投資×CRF+運(yùn)行及維修成本+原料成本–副產(chǎn)品成本）/用能農(nóng)戶的數(shù)量
式中,，CRF為投資回收系數(shù),，由下式計(jì)算
式中，i為內(nèi)部收益,；t為投資的生命周期,，a。
本文將以戶均用能成本作為農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo),，評(píng)價(jià)范圍包括原料的收貯運(yùn),、生產(chǎn)、配送及終端用戶使用等全過程,。為了方便分析,，本文同時(shí)選取柴爐、煤爐,、液化石油氣爐等在農(nóng)村應(yīng)用的技術(shù)作為參照,。
2.2有關(guān)假定和數(shù)據(jù)說(shuō)明
為了便于比較，本文對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了假定,，見表3,。原料成本與生物質(zhì)種類、產(chǎn)量,、區(qū)域,、氣候、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平及收獲、采集,、打包,、加工、儲(chǔ)存和運(yùn)輸生物質(zhì)原料整個(gè)體系等因素有關(guān),。各類農(nóng)村生活用能技術(shù)數(shù)據(jù)匯總見表4,。農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù)項(xiàng)目的總投資、原料成本,、人工成本等與建設(shè)地點(diǎn)有關(guān),，本文選取了中國(guó)典型地區(qū)的成本進(jìn)行計(jì)算。
表3假定的數(shù)據(jù)
表4農(nóng)村生活用能技術(shù)數(shù)據(jù)匯總表
2.3結(jié)果與討論
2.3.1戶均用能成本
通過計(jì)算,，不同種類的農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù)的戶均用能成本見圖2,。根據(jù)戶均用能成本的范圍，可以將農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù)分為三類：
圖2不同種類的農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù)的成本構(gòu)成
1）低成本技術(shù),。包括柴灶,、煤爐、農(nóng)村戶用沼氣和固體成型燃料技術(shù),，其成本介于200元至400元之間,。如果不考慮環(huán)境等方面的效益，柴爐的戶均用能成本最低,，為205元/戶,，因?yàn)檩^少的投入，柴爐成為了大多數(shù)農(nóng)戶的第一選擇,。其次是農(nóng)村戶用沼氣技術(shù),，為242元/戶，原因在于農(nóng)村戶用沼氣的原料是免費(fèi)的,，而且可以獲得沼渣,、沼液等副產(chǎn)品，部分補(bǔ)償了支出,。如果進(jìn)一步考慮政府的補(bǔ)貼（每個(gè)沼氣池約1000元）,，農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)對(duì)農(nóng)戶吸引力將會(huì)進(jìn)一步增加。煤爐的成本為273元/戶,，略高于農(nóng)村戶用沼氣技術(shù),，低于其他所有生物質(zhì)能技術(shù)。在經(jīng)濟(jì)條件較為困難的情況,，如果缺乏政府補(bǔ)貼等激勵(lì)政策,，農(nóng)戶將缺乏使用生物質(zhì)能的主動(dòng)性和積極性，而選擇柴爐,、煤爐,。在所有農(nóng)村生物質(zhì)能技術(shù)中,，固體成型燃料技術(shù)僅次于農(nóng)村戶用沼氣，其戶均用能成本為363元/戶,，其原料來(lái)源廣泛,，最具吸引力。2）中成本技術(shù),。包括養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程和戶用秸稈沼氣技術(shù),，成本介于500～600元之間。養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程需要建設(shè)輸送管網(wǎng)等附屬設(shè)施,，其成本較高,，但考慮到有副產(chǎn)品的收益，一定程度上給予了補(bǔ)償,。同樣,，戶用秸稈沼氣技術(shù)的成本高于固體成型燃料，原因也在于投資較高,。
3）高成本技術(shù),。包括液化石油氣、熱解氣化集中供氣,，成本在900元以上,。熱解氣化集中供氣的成本最高，也是因?yàn)樾枰ㄔO(shè)貯氣柜和輸送管網(wǎng),，總投資非常高。液化石油氣的成本僅次于熱解氣化集中供氣,，約971元/戶,，適用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村居民使用。
2.3.2敏感性分析
由于中國(guó)幅員遼闊,，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展并不平衡,，資源稟賦和生活方式也各不相同，這種差異對(duì)生物質(zhì)利用方式產(chǎn)生了一定的影響,。此外,，不同區(qū)域的農(nóng)村生物質(zhì)能技術(shù)總投資、運(yùn)行成本和原料成本也有一定的差異,，這將對(duì)結(jié)果造成一定的影響,。本文選取了原料成本、總投資和運(yùn)行成本,，進(jìn)行了敏感性分析,，結(jié)果見圖3。
圖3敏感性分析
對(duì)原料成本較為敏感的技術(shù)依次為液化石油氣灶,、柴灶和煤爐,。當(dāng)原料成本變動(dòng)±20%時(shí)，液化石油氣灶、柴灶和煤爐的戶均用能成本分別變動(dòng)19.3%,、17.4%和17.0%,。這從圖3成本構(gòu)成也可以看出，液化石油氣灶,、柴灶和煤爐的戶均用能成本主要由原料成本構(gòu)成,，購(gòu)置爐具的費(fèi)用較低?？偼顿Y的變動(dòng)對(duì)農(nóng)村戶用沼氣影響最大,，當(dāng)總投資變動(dòng)±20%時(shí)，戶均用能成本變動(dòng)±79%,。其次為養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程,，當(dāng)總投資變動(dòng)±20%時(shí)，戶均用能成本變動(dòng)±32.6%,。其次為養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程,，為±23.4%。對(duì)運(yùn)行成本較為敏感的技術(shù)為養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程,，其次為固體成型燃料,。通過敏感性分析，發(fā)現(xiàn)總投資,、運(yùn)行成本和原料成本的變化對(duì)本文的結(jié)論不會(huì)造成實(shí)質(zhì)性的影響,。
3結(jié)論
1）中國(guó)農(nóng)村居民提供生活用能的農(nóng)村生活能源技術(shù)包括農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)、養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程,、固體成型燃料技術(shù),、秸稈沼氣技術(shù)、秸稈氣化集中供氣技術(shù),。其中,，農(nóng)村戶用沼氣、養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程等技術(shù)已經(jīng)比較成熟,，通過政府提供補(bǔ)貼等經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策,，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；固體成型燃料,、秸稈沼氣等技術(shù)正處于試點(diǎn)示范階段或正進(jìn)入商業(yè)化早期發(fā)展階段,，將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；秸稈熱解氣化技術(shù)還存在諸如技術(shù)及成本等問題,，影響了其推廣應(yīng)用,。
2）農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性最好，其次為固體成型燃料,。但是,，隨著居住條件的改善,，人畜混居的局面不可能長(zhǎng)期維持，農(nóng)村戶用沼氣的原料來(lái)源將是一個(gè)問題,。因此,，固體成型燃料技術(shù)將有望成為繼農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)的當(dāng)然選擇。而秸稈沼氣可以填補(bǔ)由于畜禽糞便短缺而帶來(lái)的空白,。農(nóng)村戶用沼氣,、固體成型燃料等技術(shù)未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮螅瑢⑹俏磥?lái)發(fā)展的重點(diǎn),。（生物谷Bioon.com）
