丹麥農村新能源建設及其對我國的啟示

張 慧，陶小馬

（同濟大學經濟與管理學院，上海200092）

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丹麥農村新能源建設及其對我國的啟示

張 慧，陶小馬

（同濟大學經濟與管理學院，上海200092）

摘 要：通過實地調研，詳細分析了丹麥農村典型農戶實施可再生能源改造的經濟效益與環境效益，以及其農村新能源建設的特點與經驗。在此基礎上，針對我國農村新能源建設的現狀及困境，從改進制度政策組織設計、加強技術開發以及提高農民素質三方面提出了若干建議。

關鍵詞：丹麥；農村；新能源；秸稈利用

丹麥是世界上能源利用效率最高的國家之一，在過去近20年中，丹麥GDP翻了一番，不僅能源消耗沒有增加，污染排放反而大幅度下降。例如，通過多年努力，丹麥已經掌握了許多與減排溫室氣體相關的可再生能源技術，使每千瓦時發電量排放的二氧化碳由1990年的940 g減少到現在的510 g，二氧化碳的排放總量相應地從6 000多萬t減少到5 100萬t［1］。目前，丹麥正積極響應歐盟的節能減排號召，明確提出到2020年，能源構成中風能占50％，生物質能和其他可再生能源占35％，并在2050年徹底擺脫化石能源。

作為農業強國，丹麥農村的新能源建設也一直走在世界前列。2014年，筆者加入世界有機農場機會組織（World-Wide Opportunities on Organic Farms），實地考察丹麥農村新能源建設情況，感受頗多。調研發現，丹麥農村在促進可再生能源使用方面已經相當成熟，多數農民已放棄使用高污染、高成本的傳統能源，轉而使用新能源。其中很多做法和經驗值得我國學習和借鑒。

1 丹麥農村新能源建設案例

Doestrup農場（圖1）是一家十分普通但又十分典型的丹麥家庭農場。該農場位于丹麥西北部，瀕臨北海，總占地面積50 000 m2，房屋面積215 m2。由于丹麥為典型寒冷地區，采暖期較長，為當年9月至次年5月，因此生活用能——主要包括采暖與熱水——在農場總能耗中占有主要地位，其供給方式也由此成為新能源建設的主要對象和主要內容。

過去，采暖主要依靠燃燒煤油，為此每年大約要消耗煤油4 500 m3，熱水生產則靠電熱水器。近幾年，在政府的大力倡導和鼓勵下，農場先后安裝了秸稈煤爐（秸稈煤：是通過機械壓縮等手段將廢棄的植物、生物質壓制成高密度的燃料塊，使體積縮小到原來的20％以下，這樣不僅可以提高燃燒性能，還降低了運輸費用。壓制后的秸稈煤可替代傳統煤，用作鍋爐供暖燃料，對環境造成的污染明顯減少。）和12 m2的太陽能光伏板，使用可再生能源來解決采暖和熱水的供應，并由此獲得了良好的經濟效益和環境效益。筆者對該項目的效果進行了仔細計算，其結果如下。

圖1　Doestrup農場一覽Fig．1 The Doestrup farm

1．1經濟效益分析

在市場經濟體制下，經濟因素是推動新能源發展的最大動力，也是影響其大力推廣的關鍵因素。表1詳細列出了改造前后兩種供能方式的能耗數據和成本數據。需要說明的是：①使用可再生能源供暖前后，室內溫度大致無變化，均維持在25℃左右，即體感舒適度不變；②太陽能熱水器的主要使用時間為每年5月—9月，約150 d，按平均每天節省6 kWh電計算，共可節省用電900 kWh。③農場購買及安裝太陽能裝置共計費用68 000 Dkr（丹麥克朗，1 Dkr＝1" 1501 RMB），丹麥政府提供1/3的財稅補貼。④除供暖及熱水器使用新能源外，家中其余用電仍采取向國網購電方式，電力單價為2" 14 Dkr/kWh。

表1　農場使用新能源與傳統能源數據梳理Table 1 New energy usage and traditional energy usage of the farm

根據以上數據，采用財務凈現值和投資回收期作為考察經濟性的主要判據。

（1）財務凈現值

凈現值計算公式為：

式中：t—建筑節能改造達標后的使用年數，最大不得超過節能改造產品使用壽命。由于該類產品壽命一般不低于10年，因此取t＝10；(CI-CO )t—節能改造第t年的凈現金流量；CI—節能改造后產生的直接或間接收益，該農場每年產生固定收益，因此計算1—10年的收益；CO—節能改造所需的全部投資，本案例中所有投資在第0年投入，其余各年CO＝0；ic—折現率，丹麥的通貨膨脹率不高，但為了穩妥起見，此處取折現率為10％；Pe—其他收益，本案例中其他收益為0。

根據表1數據，計算財務凈現值。

①新增節能改造投資

新增節能改造投資＝秸稈煤爐購置費＋太陽能光伏板購置費－政府補貼費。

②秸稈銷售收益

該農場除部分秸稈用作飼料、還田外，剩余秸稈由農業合同商負責定期收取，秸稈價格由雙方商議確定。該農場年均產生秸稈15 t，2/3用作飼料、還田，秸稈價格為0" 75 Dkr/kg。

③每年節能收益

節能收益＝傳統用能費用－可再生能源用能費用＋秸稈銷售收益；

傳統用能方式費用＝煤油成本＋管道維修保養費＋熱水器使用電費＝4 500×10" 5×0" 8＋1 000＋900×2" 14＝40 726 Dkr；

可再生能源使用費＝秸稈煤成本＋秸稈煤運輸成本＋設備維修保養費＋設備運行用電成本＝1" 8× 9 000＋1 000＋200＋1" 4×273×2" 14＝18 217" 9Dkr。

CI＝40 726－18 217" 9＋3 750＝26 258" 1Dkr

④財務凈現值

取項目壽命為10年，折現率為10％，Pe＝0，計算財務凈現值。

（2）動態投資回收期

根據項目初期投資105 333 Dkr，每年投資收益26 258" 1 Dkr，按年利率10％計算各年凈現金流及累計凈現金流量，得出其動態投資回收期僅為5" 4年。

由上述分析可知，農場進行節能改造經濟效益顯著。

1．2 環境效益分析

對于節能減排項目，除了應進行經濟性分析外，環境效益分析也是一項重要內容。參照相關文獻［2］，此處采用“單位面積的二氧化碳減排量”作為環境效益的評估依據。該項目中，使用傳統煤油供暖，相當于5 297" 04 kg標準煤（煤油折標準煤系數為1" 4714）；采用新能源后，秸稈總量為9 000 kg，相當于3 848" 7 kg標準煤（秸稈折標準煤系數0" 4276）；太陽能熱水器的使用節電900 kWh，相當于節省100 kg標煤燃燒所發出的熱量（電折標準煤系數為1" 229 t/萬kWh）。標準煤的碳排放系數為2" 4567 t CO2/tce。因此，

改造前CO2排放量＝2" 4567×（5 297" 04＋100）＝13 258" 9 kg CO2；

改造后CO2排放量＝3 848" 7×2" 4567＝9 455" 1 kg CO2；

CO2減排量＝13 258" 9－9 455" 1＝3 803" 8 kg CO2。

農場房屋面積215 m2，因此單位面積年二氧化碳減排量為：

3 803" 8÷215＝17" 7 kg CO2/m2·a

顯然，該農場使用可再生能源供暖、供熱不但具有良好的經濟性，同時節能減排效果顯著。正因為如此，所以在生態環境保護意識很強的丹麥，這些適用的節能減排技術受到社會大眾的普遍歡迎。類似的家庭農場在丹麥全國比比皆是，為整個國家的節能減排做出了積極的貢獻。

2 重視秸稈利用——丹麥農村新能源建設的重要特點

由上述案例分析可知，在丹麥農村新能源建設中，秸稈利用即生物質能技術發揮了重要作用。這也是丹麥農村新能源建設中的一個重要特點。目前丹麥對秸稈利用技術的開發處于世界領先地位。丹麥在新能源領域中不僅擁有世界最先進的風力發電技術，而且擁有先進的生物質能利用與管理技術。如何處理農作物秸稈，在很多國家都是個難題。以我國為例，每年秸稈產量近7億t，由于儲運及利用體系不完善，導致秸稈商品化水平低下，農民田間焚燒屢禁不止，不僅浪費了大量資源，而且由此產生大量的溫室氣體和霧霾等多種污染物，嚴重破壞環境。

在丹麥，自上世紀80年代起，政府就開始限制農戶田間焚燒秸稈，并把這些秸稈提供給120個地區供熱鍋爐和10萬個家庭小型供熱裝置作為燃料。1993年，丹麥政府通過了《生物質協議》（Biomass Agreement），提出大力開發利用秸稈等生物質作為熱力、電力的生產能源，并在首都哥本哈根以南的阿維多建成了世界上最早使用秸稈發電的電廠。該發電廠被譽為全球效率最高、最環保的熱電聯供電廠之一［3］。丹麥政府還規定，國家中央電廠每年需采購140萬t生物質能源作為發電燃料，其中秸稈占生物質的比例不低于70％（即至少100萬t）。在政府政策的有效引導下，近20年來，丹麥能源生產中可再生能源、生物質能以及秸稈利用的數量都有了大幅增長，具體數字如圖2所示。從中可以看出，截至2012年，生物質能源占可再生能源的比重超過了60％，其中秸稈占生物質能源的比重則達到了20％。若以重量計，近幾年每年用于電力、熱力生產①1980年至今，丹麥在運行的供熱廠共有55個，容量在500 kW到12 MW不等。資料來源：Torben Sk?tt，Straw To Energy：Status，Technologies and Innovation in Denmark 2011，Agro Business Park A/S，Niels Pedersens Allé 2，8830 Tjele，2011，p" 20"的秸稈量已超過140萬t（圖3），占秸稈總量的35％以上，生產的能源約占可再生能源的15％，總能源的2％—3％。

圖2　1990—2012年丹麥能源生產中可再生能源、生物質能與秸稈利用Fig．2 Renewable energy，biomass energy and straw utilization in the Danish energy production during 1990—2012

圖3　1975—2011年丹麥用于能源生產的秸稈使用情況Fig．3 Straw use of energy production in Denmark during 1975—2011

此外，除了用于能源生產，秸稈還被用于動物飼料、床上用品等物品的生產。各項加總，近幾年丹麥的秸稈利用率都超過了60％，如圖4所示，從而為可持續發展做出了重要貢獻。

數據來源：Danish Energy Agency，Energistatistik 2013，Copenhagen，2014"圖4　1997—2011年丹麥秸稈利用情況Fig．4 Straw utilization in Denmark during 1997—2011

3 丹麥農村新能源建設的主要經驗

丹麥農村新能源建設值得借鑒的經驗很多，歸納起來主要有政策環境、技術應用、管理方式與農民環保意識四個方面。

3" 1 在政策環境上，丹麥政府非常重視根據農村的特點制定一系列鼓勵發展新能源的法律法規。例如，與城市相比，農村最顯著的特點就是地廣人稀。為此，丹麥政府十分鼓勵發展分布式能源，既專門為發展分布式能源制定了一系列行之有效的法律、政策和稅制，又先后對《供熱法》《電力供應法》和《全國天然氣供應法》的相關內容進行了修訂，從而不僅在法律上明確了保護和支持分布式能源發展的立場，而且給予分布式能源項目一定的財政補貼［4］。目前，丹麥相當多的風電、生物質發電和熱電聯產都是以分布式供能方式開發建設的。顯而易見，這種方式十分適合滿足農村——尤其是邊遠農村的供能需求。因為該方式不僅使小型、分散、有效、清潔的可再生能源資源得到了廣泛和充分的利用，而且使發展可再生能源與農村經濟發展聯系了起來，既增加了該地區人民的收入，還可以有效降低供能成本。

3" 2 在技術應用上，丹麥政府多年來一直堅持積極推進研發各種與農村有關的可再生能源技術，不斷提高設備效率，降低生產成本。資料顯示，早在1976年，丹麥政府就開始啟動可再生能源研發工程，共投入6千萬丹麥克朗（折合人民幣約6 900萬元）的研發資金，并集中專業人才組建了強大的研發隊伍［5］。例如，丹麥BWE公司在全球率先研發秸稈生物燃燒發電技術，迄今在這一領域仍是世界最高水平的保持者。此外，從2003年起，丹麥DONG能源公司開始致力于研究秸稈制乙醇技術，進一步提高秸稈利用效率［6］。毫無疑問，正是這種追求技術進步的精神，使得丹麥在生物質能與風能利用等農村可再生能源利用技術領域始終保持世界領先地位，并有能力逐步向全球市場進軍。

3" 3 在管理方式上，丹麥政府努力創造條件，鼓勵參與農村新能源開發的當事各方按照市場機制建立配套的生產體系，使其能夠按照產業化的方式與要求進行運作并獲取成功。例如，丹麥秸稈利用之所以如此高效，很大程度上就得益于完善的回收機制。前已述及，目前丹麥農村每年有上百萬噸秸稈由大型供熱廠與發電廠負責回收。然而，由于秸稈密度低、占地大，而電廠受場地限制，一般只能儲備一周用量。為了解決這個問題，丹麥人想出了兩種辦法。其一，大部分地區農民和電廠直接簽訂合同，由農民負責收集、整理和存儲秸稈，電廠則會按合同約定時間，每年定期上門回收；其二，少部分地區則由農民將秸稈出售給農業合作社，由其負責將秸稈打捆及運往發電廠，價格由雙方商議確定。這些秸稈運輸到電廠后，再由電廠員工使用專業設備，測定秸稈重量和秸稈中的含水量，確定支付給農民或農業合作社的秸稈回收價格。可以說，正是有了這樣一套完整的市場化秸稈交易體系，才保證了秸稈發電、供熱規模的不斷擴大。

3" 4 農民的環保意識對節能減排工作的推進也起著重要作用。丹麥農民的環保意識很強，而且深入人心。在丹麥所有社會團體中，群眾自發組成的支持環保的環保黨派人數最多，平均每7個丹麥家庭中就有一個是丹麥環保組織的成員，保護環境已成為每個公民的自覺行動。前面介紹的Doestrup農場的農場主就是當地環保組織成員，他們會定期參加各種環保活動，如去幼兒園為小朋友講解環保常識等等。在丹麥，環保是大家最愛談論的話題之一。丹麥人民普遍為他們能成為全球節能減排的先驅而感到驕傲。毋庸置疑，正是這種強大的民意基礎，使得丹麥農村的新能源建設得以順利開展。

4 丹麥農村新能源建設對我國的啟示

近年來，我國也開始重視推進農業和農村的節能減排事業。農業部于2011年發布了《關于進一步加強農業和農村節能減排工作的意見》，指出要在農村地區推廣應用太陽能、風能、微水電等可再生能源和產品，鼓勵農民使用太陽能熱水器，引導農民建設節能型住房，等等。然而，盡管農業部積極推動，但就目前我國農業、農村實際用能情況來看，與丹麥農村新能源建設情況仍有較大差距。鑒于此，參照丹麥經驗，筆者以為近期可以著重從以下幾個方面加強工作。

4．1 深化、細化政策設計與組織設計，幫助農民改變低效用能方式

2011年，有關部門通過對我國25個省、市、自治區和新疆生產建設兵團2" 1萬戶農村居民用能源情況調查，發現農戶以燒薪柴（含秸稈）為主的占47％，燒煤為主的占24" 5％，用電為主的占19％，用天然氣及沼氣為主的占6％，其他占3" 5％［7］。這表明我國農村居民主要靠直接燃燒的方式獲得生活和生產用能。毫無疑問，這種低效的用能方式既造成資源的嚴重浪費，也對環境造成極大污染，必須盡快加以改變。然而，現在的問題是，為什么這種情況雖然已經講了很多年，卻一直很難加以改變呢？以秸稈利用為例。2008年，國務院發布《關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見》，提出到2015年，要力爭基本建立秸稈收集體系，秸稈綜合利用率超過80％，等等。但時至今日，全國多數地方依然存在回收體系不完善、收儲困難、綜合利用成本高等一系列問題［8］。對此，不少研究都指出，之所以會這樣，其中的一個重要原因就在于，盡管國家已經為在農村開展新能源建設出臺了一系列文件，但總體上看，這些文件的主要內容仍停留在一般性的號召和要求上，既缺少各方面的政策配套，也缺少可操作性的實施細則。而從丹麥的經驗可以看出，要想在農村推廣新能源建設，單有政府或社會的良好意愿是遠遠不夠的。也就是說，要想使廣大農民能夠踴躍投身于節能減排活動，最重要的措施還是必須進行一整套完善的制度設計、政策設計和組織設計。這些設計不僅要在技術上使得節能減排行之有效，而且要在經濟上保證所有當事者的利益，從而使得相關活動確實能夠落到實處并切實可行。顯然，這一點對于我們這樣一個幅員廣闊的國家來說更為重要。因為我國各地農村的情況差異很大，因此更需要深入細致的制度設計、政策設計和組織設計。因為只有這樣，才能因地制宜地充分調動起各方面的力量及其節能減排的積極性。

4．2 加大資金投入與國際合作，努力提高技術創新水平和能力

技術進步是農村新能源建設的重要基礎。從我國的情況看，目前適合農村新能源建設的主要技術種類有沼氣、風能、太陽能和生物質能。其中，經過多年努力，沼氣工程及太陽能的開發利用已在我國大部分地區普及開來，并在一定程度上達到國際領先水平。但對于農村可利用再生資源中最重要的生物質能源——如秸稈，我國的開發利用卻起步較晚，迄今與國際水平相比仍有很大差距，且難題很多。為此，我們應一方面加大資金投入，吸引和鼓勵企業積極投入相關技術的研發；另一方面應努力加強國際合作——尤其是與丹麥這些在新能源領域領跑國家的合作，通過引進消化，不斷突破技術難點，盡快形成符合我國國情、具有我國特點的技術體系與技術隊伍②目前我國中小型秸稈氣化發電就主要依賴從丹麥等國進口技術和設備，但由于引進成本較高，且技術特點不完全符合我國情況，因而缺乏市場競爭力。。

4．3 加強教育和宣傳，增進農民的節能環保知識與意識

在我國，除了政策缺失、技術落后，農民節能環保意識的薄弱也是制約農村新能源建設發展的重要因素。我國是農業大國，但農村義務教育發展相對滯后，農村人口文化水平嚴重偏低。第六次全國人口普查數據顯示，我國鄉村人口文盲率達7" 26％，遠高于全國平均水平4" 88％［9］，與發達國家農民受教育程度差距更大。例如，丹麥文盲率幾乎為0。毋庸贅言，農民不了解節能減排的意義所在，缺乏環境保護意識，就很難做到科學合理用能。因此，政府有必要通過多種渠道增加與農村新能源建設有關的教育宣傳經費，一方面提高農村居民的受教育程度，增加農民的相關技術知識；另一方面讓農民了解節能減排的重要性，強化農民的節能環保意識。同時在有條件的情況下，應鼓勵農村成立民間節能環保組織，努力擴大節能減排在農村的影響力和滲透力。

致謝：衷心感謝丹麥農場主人Kristian和Bodil夫婦在資料搜集和文章寫作過程中所給予的幫助。

參 考 文 獻

［1］謝晶仁"丹麥新能源發展現狀及其對我國的啟示［J］"農業工程技術：新能源產業，2014（1）：16-20"

［2］葉祖達，李宏軍，宋凌"中國綠色建筑技術經濟成本效益分析［M］"北京：中國建筑工業出版社，2013：106"

［3］雷達，席來旺，李文政，等"淺析國外秸稈的綜合利用［J］"現代農業裝備，2007（7）：67-68"

［4］閆湘"丹麥的環境保護［J］"生態經濟，2007（10）：151-154"

［5］Danish Ministry of Climate，Energy and Building" Accelerating Green Energy towards 2020［R］" Prinfohhk" dk，2012"

［6］Henning J?rgemsem，Niclas Scott Bentsen" Straw-based bioenergy/biorefinery supply chain［R］" IEA Inter Task Project Meeting，Rotterdam，2013"

［7］尹俊華，李強，王敏，等"開發利用農村新能源發展農村節能減排［J］"安徽農學通報（上半月刊），2011（21）：89-91"

［8］鞠昌華"我國農作物秸稈處理的困境與對策［J］"貴州農業科學，2011（6）：221-224"

［9］國務院第六次全國人口普查辦公室，國家統計局人口和就業統計司"中國2010年人口普查資料［M］"北京：中國統計出版社，2010"

（責任編輯：王曉華）

Danish construction of rural new energy and enlightenment to China

ZHANG Hui，TAO Xiao-ma
（School of Economics＆Management，Tongji University，Shanghai，200092，China）

Abstract：Through field research，the economic benefits and environmental benefits of the typical rural household，and the characteristics and experiences of the new energy construction in rural areas of Denmarkwere analyzed in detail" On this basis，in view of the current situation and difficulties of the construction of new energy in Chinese rural areas，suggestions were put forward from three aspects：mechanism-design improvement，technology-development enhancement and peasants’quality advancement"

Key words：Denmark；Rural area；New energy；Straw utilization

作者簡介：張慧（1990—），女，在讀碩士，研究方向：分布式能源、新能源領域。E-mail：zhhui0225＠sina" com

收稿日期：2015-01-13

文章編號：1000-3924（2016）01-100-06

中圖分類號：S216" 2；S213

文獻標識碼：A