基于溫室氣體減排的新型農村生物質能供應鏈構建

■范 敏

在全球積極開發可再生能源、應對氣候變暖的形勢下，發展生物質能替代化石能源，已成為我國控制溫室氣體排放的重要途徑之一。生物質能占世界一次能源消耗的14%，僅排在煤、油、氣之后。我國是農業大國，生物質資源豐富，每年可以利用的生物質能總量估算約相當于4.6億噸標準煤，理應為溫室氣體減排做出積極貢獻。目前我國城市的生物質能利用由于其資源的高度集中和終端的有效利用發展迅猛，但是農村生物質能持續發展的動力不足，市場化程度不高，供應鏈還沒有完全形成，實際溫室氣體減排效果有限。受原料收集難、有效供給不足、政策不完善等因素制約，其發展規模和水平遠遠低于太陽能、風能的利用，只有構建符合自身特征的供應鏈，才能真正發揮農村生物質能的溫室氣體減排作用。因此，本文旨在通過歸納總結農村生物質能供應鏈的主要特征，分析其存在的問題，對如何圍繞減少溫室氣體排放構建新型農村生物質能供應鏈作一些探討。

一、農村生物質能供應鏈的內涵和特征

(一)農村生物質能供應鏈的內涵

農村生物質能具有可再生性、清潔、低碳等特點。從技術角度闡述，是指利用農村可再生或循環的有機物質，包括農林廢棄物、畜禽糞便以及能源植物為原料，通過加工轉換，進行固體、液體和氣體燃料生產和使用的能源產品(見圖1)。從供應鏈角度闡述，本文將農村生物質能定義為:以農村生物質資源為原料生產能源、實現溫室氣體減排的整體功能網鏈結構，即圍繞生物質能源生產核心節點，通過對信息流、資金流、物流的控制，從農村生物質資源開始，制成生物質燃料，直接使用或二次能源轉換，最后由銷售網絡把產品提供給消費者使用的一個網鏈結構。從縱向看，該鏈條連接生物質能的產前(原材料收集)、產中(能源生產及其轉換)、產后(產品供應使用)等各個生產環節;從橫向看，連接農林其他產業。農村生物質供應鏈的運作實現了資源再生、能源替代和環境保護的功能，產生的績效一方面是經濟效益，另一方面是社會效益即溫室氣體減排量。

生物質能溫室氣體減排量計算主要由以下兩方面組成:一是替代化石能源，如取代燃煤，減少二氧化碳的排放;二是廢棄物管理的效果，通過收集并利用農業廢棄物產生的甲烷，避免甲烷直接排放。因此本文認為從溫室氣體減排角度評價農村生物質能源供應鏈績效一方面是廢棄物的處理量，另一方面是生物質能源產量。

圖1 農村生物質能供應鏈圖

農村生物質能供應鏈的節點主要有政府、生物質能生產企業、農戶和能源公司(供電公司、油氣站)等。其中農戶主要參與提供生物質能原料、使用生物質能源;生產企業主要參與生產、儲存或使用生物質能源;油、電和氣等能源公司相當于銷售商，通過買賣生物質能產品獲取合理利潤。政府在農村生物質能發展供應鏈中承擔調控者的角色，主要是積極推動溫室氣體減排，給生物質能發展提供良好的市場環境。如:制定相應的政策措施，引導農戶積極參與提供生物質能原料，吸引社會資金投入，促進生物質能企業生產，鼓勵能源公司積極參與，形成完整的農村生物質能減排供應鏈。

(二)農村生物質能供應鏈的特征

農村生物質能供應鏈是一種基于能源消費產品的動態供應鏈，除了與一般供應鏈具有相似的一面，還具有區域性、不確定性、交叉性、技術多樣性等特點。

1.區域性。農村生物質能供應鏈定位于農村，有別于城市所產生的生物質能。原料來自廣大農村，核心生產節點設在農村，通常以項目廠址為中心，利用周邊一定半徑范圍區域內的資源，因此具有強烈的區域特征。

2.不確定性。首先，原材料供應不確定。生物質能原料由于和農林業生產息息相關，具有季節特性，原料品種、回收時間和數量具有不確定性，常常面臨自然風險、市場風險、政策風險，波動較為頻繁;原材料的替代用途較多，導致供應波動大;原材料重量和密度較低，易受潮、腐爛，運輸和儲存困難，物流成本高，導致供應受到制約。其次，生產運營不確定。農村生物質能生產企業由于地處農村，受到資金、人才和環境多方面制約，管理水平較低，導致運營極不穩定。

3.交叉性。體現在節點企業如畜禽養殖企業或農戶既可以是原料提供方，也可以是能源生產方，還可以是能源終端使用方，這相應增加了供應鏈協調的難度。

4.技術多樣性。由于生物質能開發利用技術的多樣性，導致了產品和利用方式的多樣性。生物質能利用技術有生物質轉化為電力、氣體燃料、液體燃料、固型燃料等技術路線完全不同的形式，產品用途可以直接用于生產生活，也可以加工轉換進行供熱發電或替代天然氣等。技術路線的不同，導致產品標準、技術規定、設計規范、市場準入條件、激勵政策等都有所不同。

二、我國農村生物質能供應鏈發展現狀與問題

(一)發展現狀

近些年來我國政府高度重視生物質能開發，制定了一系列政策法規，積極推動我國農村生物質能的發展，農村生物質能利用技術體系和產業體系初步建立，農村生物質能供應鏈逐步形成。

1.沼氣供應鏈日趨完善。農村沼氣利用是我國發展歷史最長、最為成熟的農村生物質能供應鏈。以厭氧消化為核心技術、以廢棄物資源化利用為目的各類沼氣工程已成為處理、利用禽畜糞便、農作物秸稈最為有效的手段之一。在政府的高度重視下，經過三十多年的發展，沼氣行業已形成了完善的工作體系，目前我國農村戶用沼氣保有量超過4000萬戶，畜禽養殖場沼氣工程超過5萬處，年產沼氣超過130億立方米，逐漸形成了具有各自地域特色的沼氣綜合利用模式，如北方“日光溫室-養殖-沼氣和蔬菜-花卉”有機結合的“四位一體”生態溫室模式，南方“養殖-沼氣-種植”有機結合的“三位一體”能源生態模式等。沼氣發電規模穩步增長，2013年沼氣發電項目并網容量達到20萬千瓦。

2.生物質發電供應鏈快速發展。2006年國能集團單縣生物質發電工程為中國第一個生物質直燃發電之后，我國生物質發電發展迅速，裝機規模每年30%以上增長，2013年農林生物質直燃發電項目并網容量420萬千瓦，生物質發電裝機達到850萬千瓦。

3.固體成型燃料和生物液體燃料供應鏈前景廣闊。固體成型燃料市場比較大，可以替代燃煤推廣應用，如供熱鍋爐、農村居民生活能源等，同時生產技術相對簡單、綜合效益明顯，因此發展前景廣闊。目前我國生物質成型燃料產量已經超過300萬噸，規劃目標2015年達到1000萬噸。非糧生物液體燃料已開始初步商業化，原料來源于廢棄的動植物油，或含油量高的油料植物，如麻風樹、黃連木和油菜等，目前產量超過50萬噸。

(二)存在的主要問題

雖然我國農村生物質能發展取得了一定的成效，但也存在許多問題，以至于我國“十一五”期間生物質能發展目標未能實現，“十二五”規劃的2015年生物質能年利用量超過5000萬噸標準煤目標能否實現目前還不確定。總體來看，我國農村生物質能發展還僅僅處于起步的階段，存在的以下問題，嚴重制約了農村生物質能的可持續發展。

1.供應鏈穩定性不夠。供應鏈較高的不確定性導致穩定性差，這已經成為制約生物質能實現減排的重要瓶頸。一是原料缺乏保障。農村生物質能發展必須以充分穩定的原料供應為前提，而目前原料的單一性造成供應鏈穩定性差。又如沼氣的主要原料是畜禽糞便，資源量受養殖業市場影響較大。二是運作不穩定。生物質能的各個生產階段都是可以人為干預的，由于供應鏈各節點(如企業和農戶)沒有建立起穩定的戰略伙伴關系，也沒有形成很好的協調機制，從系統的角度來看，整個供應鏈的效率較低。

2.市場有效供給不足。生物質能市場需求非常旺盛，要將巨大的市場潛力轉變為持續穩定的市場供給，實現生物質能對傳統能源的現實替代，卻絕非易事。目前全社會對生物質能的認識還不夠，由于生物質能產業的規模偏小，投資成本高，經濟性差，回報率無法達到投資者的要求，導致市場有效供給不足。如大中型沼氣工程投資大，運行成本高，生產的沼氣及其電力無法依靠自身能力進入常規的能源市場，僅僅依靠政府買單無法讓企業盈利，也就無法吸引社會資本的進入。

3.開發利用水平較低。國內生物質能開發利用水平目前總體較低，利用效率一般都不高，各種技術的發展很不平衡。少數生物質能利用技術已經比較成熟，具有一定的經濟競爭力，初步實現了規模化應用，如沼氣技術;一些生物質能利用技術已開始進入商業化，目前仍處在依靠國家補貼政策生存的早期發展階段，如生物質發電、生物質成型燃料、以非糧類農作物為原料的生物柴油等;還有許多新興生物質能技術如以纖維素生物質為原料生產生物液體燃料等正處于研發示范階段，可望在不遠的將來逐步實現工業化應用。

4.供應鏈績效不高。農村沼氣供應鏈一直是以養殖污染物達標排放為目標構建的，而不是以能源生產為導向，絕大部分情況下只是就地低值利用，無法成為商品，導致經濟效益差，溫室氣體減排量低。如果能夠實現農村沼氣的高值利用，供應鏈進一步向下游延伸，則農民、消費者以及鏈上的其他成員都將進一步獲利。生物質發電、生物質燃氣供應鏈由于缺乏能源公司的積極參與配合，供應鏈結構不完整使得減排績效不高。而在瑞典等國，沼氣經凈化、提純，品質提高到天然氣的水平，用于替代柴油和汽油驅動汽車，或直接并入天然氣管網;在德國等國，沼氣用于大功率熱電聯產。這兩類利用，均大幅提高了溫室氣體減排量。

5.配套政策不完善。我國政府極為重視生物質能的發展，出臺了一系列政策，取得了一定的成效。但現有政策缺少完整性和有效性，生物質能始終存在成本高的“不經濟”問題，使得供應鏈并沒有高效運行，農村生物質能的可持續發展無法得到保障。如:政策導向以緩解農村及邊遠地區的能源以及環境問題為目標。現有資金補貼大多來自政府支持，主要是建設資金補貼，少有終端產品補貼，對原料收集、儲運等沒有經濟政策支持等;缺乏配套政策引導使用來自市場的資金，如清潔發展機制基金、碳交易等。

三、新型農村生物質能供應鏈的構建

針對農村生物質能供應鏈存在的上述問題，筆者認為:為實現溫室氣體減排目標，構建新型農村生物質能供應鏈勢在必行。本文根據農村生物質能源終端消費方式不同分為分散式生物質能供應鏈和集約式生物質能供應鏈兩種，其中分散式生物質能供應鏈直接提供能源給分散的消費者(廣大農戶)，而集約式生物質能供應鏈一般不直接提供能源產品給消費者，而是通過能源公司(供電公司、天然氣公司等)銷售給消費者。

(一)分散式生物質能供應鏈

分散式生物質能供應鏈是以村、鎮為基本單位，建設農村生物質站，將本村鎮產生的生活垃圾、人畜糞便和秸稈等廢棄物集中處理用來生產生物質能，通過管道輸往各家各戶使用，就像城鎮天然氣一樣清潔和方便(見圖2)。除了少數偏遠地區適合戶用沼氣外，本文認為隨著城鎮化的推進，傳統戶用沼氣模式都應該走集中化、規模化道路才能提高沼氣供應鏈減排效率，該模式以村鎮級生物質能源集中供應站為主，并加強了生物質能源服務網點建設，同時把清潔發展機制與碳交易也納入到供應鏈環節，可以大大提高廢棄物處理量，產生更多的生物質能，從而帶來更大的碳減排效益。

分散式生物質能供應鏈既能催生農村新型的農業產業，又能吸納社會資金，解決農村就業等問題。資金可以通過溫室氣體減排獲得來自清潔發展機制(CDM)基金或者即將建立的全國碳市場的資金支持。農民與供應站項目業主簽訂CDM 項目合作協議，明確減排量轉讓收入分配比例，項目業主負責項目實施，當地農村能源辦負責資金申報和發放。項目減排量轉讓收入分配要求在項目業主和農民之間合理分配。

圖2 分散式生物質能供應鏈

(二)集約式生物質能供應鏈

圖3 集約式生物質能供應鏈

集約式生物質能供應鏈是以大型養殖場或大型農場等龍頭企業以核心節點，以原料基地和物流中心為上游供應方，以能源公司為下游產品銷售方構建的供應鏈(見圖3)。該模式一是通過增加原料基地和第三方物流，實現原料多元化和供應保障，增加了供應鏈的穩定性，同時使產能規模不受到企業自身原料的限制;二是通過增加能源公司節點，使得生物質能源可以直接用于大規模的發電以及用于大規模的轉換成提純壓縮以后替代天然氣用于交通、城市能源，提高生物質能源附加值使得生物質能源工程經濟效益大幅度提高，也避免了農村缺少生物質能用戶需求帶來的問題。該模式通過規模化和生物質能的高效利用有效提高了廢棄物處理量和能源供應量，從而實現最大限度的減排。

該模式可以通過參與CDM 出售其減排額度，獲得發達國家的資金支持，或是國內自愿減排以及碳市場提供的資金，進而大大提高供應鏈整體效益，吸引更多企業或社會資金投入，從而實現農村生物質能由政府推動變為市場吸引，實現農村溫室氣體減排。

四、構建新型農村生物質能供應鏈的政策建議

新型農村生物質能供應鏈的構建離不開政府的鼓勵和支持，相對于生物質能發展較快的國家，我國的相關政策還不夠健全和完善，這也嚴重制約農村生物質能的進一步發展。目前我國支持農村生物質能發展的政策導向主要是緩解農村及邊遠地區的能源以及環境問題，而發達國家支持生物質能發展的政策導向是解決能源短缺和全球變暖的問題，因此建議政府必須轉變觀念，從以下幾方面完善相關政策。

(一)建立政府倒逼機制和市場引導機制

建議政府應將政府倒逼機制和市場引導機制有機結合起來，一方面將生物質能指標列入節能減排和溫室氣體排放地方考核體系，采用法規和行政手段(如強制使用、強制收購和配額等)來強制推行，并允許各省市根據自身資源稟賦制定相應的發展政策，不搞“一刀切”;另一方面，加大政府投入，擴大宣傳，積極培育和引導市場，提高農村對生物質能的認可和接受程度，逐漸形成“政府推動、企業主導與農戶參與”相結合的發展格局。

(二)創新農村生物質能補貼政策

目前國家對農村生物質能項目如沼氣等資金補貼基本以工程建設補貼(即前端補貼)為主，導致建設方只注重工程投資，不關注供應鏈績效，甚至多余的沼氣排空，增加甲烷的排放。建議創新激勵機制和政策體系，探討按照CDM 運作模式采用溫室氣體減排量為標準依據進行補貼，輔助以工程建設補貼與生物質能用量或發電量產品為導向的補貼(后端補貼)相結合，并對合理利用和達標排放的實行排污費減免的配套政策。

(三)出臺相應的措施保障原料的可持續供應

生物質原料的可持續供應是保障其健康發展的基礎。為保障供應鏈正常運行，政府應在政策層面做好各種生物質資源基地建設的規劃，制定政策鼓勵和支持基地建設，并針對不同地域、不同的原料供應、回收及利用模式制定相應的政策補助。同時，要鼓勵支持農村物流體系建設，以解決生物質能原料運輸問題。

(四)建立碳市場支持農村生物質能項目

碳市場作為一種市場機制將會有效提高農村生物質能項目的經濟社會效益，農村生物質能作為甲烷回收類碳減排項目進入碳市場交易將有廣闊的發展前景，有益于發揮農村生物質能在溫室氣體減排中的積極作用。雖然目前CDM 由于政治、金融危機等因素遇到障礙，但是國內碳市場已經初顯雛形。一方面國內自愿碳市場日漸興起，參與自愿購買碳減排量的人越來越多，自愿碳市場也將逐漸成長和完善。另一方面，強制性碳市場指日可待。目前全國首批七個碳交易試點省市北京、上海、天津、深圳、重慶、廣東和湖北等省市已經全部展開碳交易活動，伴隨著國家將溫室氣體減排目標分解到各省，減排力度將加大，未來國內碳交易市場將為生物質能溫室氣體減排交易提供廣闊的發展空間。

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