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羅寶華，張彩虹，牛志蕾
(北京林業大學a.理學院，b.經濟管理學院，北京100083)
摘要：沙區生物質發電主要是指利用沙生灌木的平茬撫育剩余物進行發電。其產業發展受到發展規劃、資源稟賦、法規政策、沙區生態治理、生物質能技術等諸多因素的制約。利用解釋結構模型(ISM)分析了該產業影響因素的結構及層級關系。結果表明，資源稟賦和經濟激勵政策是影響沙區生物質發電產業的直接因素，發電成本、生物質能技術、投融資等是中間層因素，認知觀念、發展規劃、沙地生態的治理需求是影響沙區生物質發電的深層次原因。在此基礎上對中國沙區生物質發電產業給出了相關的政策建議。
隨著全球能源形勢的急劇變化，能源安全、糧食安全和環境污染等問題使得開發利用生物質能源成為21世紀人類的當務之急。大力發展生物質能源既能增加能源供應，又有助于減少環境污染，還能促進農村發展，因此被認為是解決全球能源危機最理想的途徑之一。從2006年開始中國生物質發電產業發展迅速，截至2014年底，中國生物質發電裝機容量達到850萬kW、年上網電量達到370億kW·h。
沙區生物質發電是指通過人工栽植和撫育沙生灌木，結合先進的生物質能直燃發電技術，利用每年平茬的沙生灌木條進行生物質發電。和農作物秸稈相比，沙生灌木(如沙柳、檸條、旱柳、花棒、楊柴、沙嵩等)有著獨特的生物學特性：一是每隔3～5年須進行定期平茬，二是具有優異的熱化學性能，三是具有灰熔點高、揮發分高、有害成分低的特點，因此比較適宜進行生物質發電。同時，有數據顯示截至到2009年底中國的沙地面積達到了204.21萬km，占到了國土總面積的21.27％。在可治理沙區通過建立能源林基地和生物質資源培育的機制，利用灌木資源規模發展生物質發電產業，既有利于緩解能源、糧食問題，又有利于在沙區進行生態修復、增加農牧民的收人，是一條十分符合中國國情的林木生物質能源產業發展之路。通過梳理生物質能源發展的研究文獻，發現影響中國生物質能源產業發展緩慢的原因主要呈現如下觀點：
第一，思想觀念方面。有學者認為中國生物質能源發展緩慢的原因是由于國家投入相對不足、對生物質能源的發展潛力認識不夠、發展思路和對策欠清晰；指出影響中國生物質能源發展的因素有觀念、政策、資金、原料、技術、成本、市場、生態環境等。
第二，政策制定方面。有學者提出林木生物質能源開發的各個環節均會受到資源利用規定、土地政策、能源與環
境政策、經濟激勵政策、國際條約等多種政策的影響；通過對內蒙古3戶典型生物質發電企業實地調查，抽取其多項經濟指標數據進行分析研究，找出了制約沙區生物質發電產業發展的瓶頸是部分產業政策不合理以及增值稅和所得稅優惠政策涵蓋面不足。
第三，技術管理方面。有學者指出技術研發費用過高、投資風險大和能源使用價格高等市場障礙是生物質能源發展困難的主要原因；用內容分析法通過對3O篇關于生物質能源產業發展的文獻研究，統計得出影響生物質能源產業發展的影響因素涵蓋技術、研究、原料、產品、政策、企業、產業、市場8個方面。
第四，資源環境方面。有學者認為原料短缺、建設投資成本偏高、缺少有效的產業扶持政策是阻礙生物質能源發展的主要原因；從政府政策、環境、土地、農民收入、市場價格、勞動力等方面進行了生物質能產業發展的影響因素分析。
第五，市場供求方面。有學者從森林資源的社會總供給和總需求的角度提出現代林木生物質資源的供應能力將受到生態、技術和經濟等因素的制約；從產業發展規模、工業體系和產業鏈、生產成本、技術創新、研究開發能力、生物質利用效率等方面進行了研究。
綜上可知，影響和制約中國生物質能源發展的因素涵蓋資源、技術、市場、政策、觀念等方方面面，但是這些影響因素之間是如何相互作用的、它們對生物質能源產業的影響程度如何，以上文獻并未作深入分析。擬利用解釋結構模型方法(Interpretive Structural Modeling，ISM)對影響中國沙生灌木生物質發電產業的因素進行結構、層級分析，探索各影響因素的作用路徑，找出影響其發展的關鍵阻礙因素，以期為沙生灌木生物質發電產業的順利發展提供政策建議與理論支撐。
1材料與方法
1.1研究對象概況
位于內蒙古烏審旗的毛烏素生物質熱電廠是中國首家以沙生灌木平茬枝條為原料的生物質發電廠，一期裝機容量為2×12MW，于2008年底并網調試發電，2009年被國家林業局列為林木生物質能源發展示范項目。毛烏素生物質熱電廠采用的是“農牧戶+能源林基地+電廠”的發展模式，形成了“吸碳(種植沙柳)、減碳(生物質發電)、捕碳(生產螺旋藻)”的“三碳”經濟產業鏈，每年可減排CO25.6萬t、撫育和治理1萬hm 沙化土地、為沙區農牧民提供5000余個就業崗位。
自2009年正式運營以來，共完成沙生灌木能源林基地建設2.4萬hm 、累計發電超過7.1億kW·h、為農牧民增收3.5億元左右、銷售收人達5.3億元。但是，在項目實現了良好的生態效益和社會效益的同時，其經濟效益卻相形見絀。截至2013年，累計虧損達2.2億元，年均虧損0.5億元。究其原因，原料供應不足是主因。毛烏素生物質熱電廠的發電原料以向農牧民收購為主，年收購量只有4～5萬t，不能保證兩臺機組同時發電。同時，原料成本過高、上網電價偏低、相關優惠和扶持政策享受不全、沙地流轉不暢、農牧民參與意愿低也都是造成這種局面的重要原因。
利用或部分利用灌木作為原料的生物質電廠還有內蒙古通遼市奈曼旗、國能赤峰、黑龍江慶安、內蒙古阿爾山等生物質發電廠，也普遍存在著虧損或薄利的現狀。盡管利用沙生灌木進行生物質發電具有諸多效益和廣闊的前景，但是在中國發展緩慢，還沒有達到應有的發展速度和規模。
1.2研究方法
1973年，美國Warfield教授為分析復雜社會經濟問題開發了一種系統分析方法——系統解釋結構模型方法，可利用圖論及離散數學的知識將一個關系凌亂、要素復雜的系統分解成多級遞階結構形式，以揭示該系統的內部結構。由于其較為成熟、完善，被廣泛應用于教育、企業管理、能源等領域。研究步驟為：問題界定一確定影響因素一構造影響因素的鄰接矩陣一計算可達矩陣一分解結構矩陣模型 繪制多級遞階有向圖一分析和給出結論。
1.2.1沙區生物質發電影響因素選取
按思想觀念、政策制定等5個方面選取影響中國沙區生物質發電產業發展的14個因素(表1)。
1.2.2建立鄰接矩陣
通過文獻分析、專家咨詢等確定各影響因素之問的邏輯關系后，建立鄰接矩陣。將鄰接矩陣記為：
1.2.3計算可達矩陣
2結果與分析
2.1矩陣分解結果
2.2遞階結構有向圖
由沙區生物質發電所選14個影響因素的層次分解結果可知其共分為5層，其遞階結構有向圖如圖3所示。
2.3 ISM模型結果分析
從遞階結構模型(表3、圖3)可以看出，沙區生物質發電產業的影響因素可以分為5層。
第一，所有影響因素通過不同的途徑和方式最終指向經濟激勵政策(S4)和原料供應(S8)兩個因素，這說明原料供應、經濟激勵政策兩個因素是影響沙生灌木生物質發電產業的直接原因，為表層因素。發展生物質能源，原料供應是關鍵。沙生灌木平茬后的可獲得量直接限制生物質發電廠的規模化生產，決定是否可以持續穩定地運行。
同時，由于沙生灌木生物質直燃發電產業尚處于產業發展的初級階段，其產業化和商業化程度較低、市場競爭力較弱、經濟效益不佳甚至虧損、缺乏持續發展能力。在此情況下，由財政補貼、稅收優惠、電價補貼、投資鼓勵政策等構成的經濟激勵政策對保障生物質發電產業的生存和持續發展顯得尤為重要。
第二，發電成本(S10)、生物質能技術(S7)、投融資(S14)等是中問層因素。其中生物質發電企業的運營管理、生物質能技術、投融資、沙區農牧民經濟收人是影響沙生灌木生物質發電電力供給的因素，發電成本、上網電價、能源市場機制是影響沙生灌木生物質發電電力需求的重要因素。而生物質發電企業若能綜合利用燃燒過程中產生的副產品和殘渣等廢棄物，發展高附加值的下游產業來延長產業鏈，必能達到補貼生產成本、增進效益的目的。
第三，對生物質能源的正確認知(S1)、科學合理的發展規劃(S2)、沙地生態的治理需求(S9)是影響沙區生物質發電的深層次原因。沙區自然條件惡劣，經濟發展比較落后，在廣袤的沙地上建設沙生灌木能源林，既能防風固沙，促進生態環境建設，也能利用其平茬枝條進行生物質發電，給當地農牧民帶來就業崗位和經濟收入，同時還能為當地經濟建設和居民生活提供新能源、推進能源結構調整和優化。若對在沙區發展生物質能源的認識不到位，就會根本性地影響到能源發展規劃，最終也會影響到沙區的經濟發展和生態治理。
3結論與建議
3.1結論
中國的生物質能源處于一個比較尷尬的發展境地。一方面，生物質能源具有良好的經濟效益、生態效益和社會效益，在可再生能源中可以說最為重要；另一方面，與其他可再生能源相比，其產業化程度和發展規模卻是最差的。影響沙區生物質發電產業發展的因素眾多，既有一些客觀原因，也有主觀認識問題。因此，既要關注直接影響因素，也要查找深層次的原因并對癥下藥解決問題。
3.2建議
第一，思想觀念層面，需加大宣傳力度，提高思想認識，做好發展規劃。社會各界甚至部分政府官員對大力開發沙區生物質發電的重要性認識不足。因此，除了在民眾中應加強宣講外，更為重要的是要從上層統一思想，提高認識。要從國家能源戰略出發，結合各地區的經濟發展、環境狀況，因地制宜制定發展規劃。特別是要開展可利用土地資源和能源作物資源調查評估，分析原料供需總量和區域分布，在此基礎上合理規劃生物質發電企業數量和規模，從源頭上避免惡性競爭。
第二，政策扶持層面，應完善沙區生物質發電產業的政策體系。沙區生物質發電產業還處在產業發展初期，特別需要政府制定具有針對性的支持性政策和措施。沙區生物質發電產業的政策應該涵蓋資源、技術研發、上網電價、投資、融資、稅收、補貼、市場開拓等各方面。如資源稟賦方面，可給予原料林基地建設補貼、建立區域性林權交易市場、加快沙區宜林地經營權流轉改革；在技術研發方面，增加能源林樹種良種選育、豐產栽培和加工利用技術的研發經費、或通過提供貼息貸款鼓勵關鍵技術開發、參照農機購置補貼政策建立沙區灌木平茬機械購置補貼政策；又如在生物質發電的生產和銷售各環節進一步完善稅收優惠政策和加大優惠力度；同農作物秸稈發電企業一樣享受增值稅即征即退政策等等。
第三，資源環境層面，要根本性解決原料來源問題。原料不能持續性供應已成為制約生物質能源產業發展的關鍵因素。中國沙區土地雖然廣袤，但由于很多地區都實行了土地承包經營責任制，而沙區可能出現開發煤田、氣田等機會，部分農牧民因此無心出租沙地。沙地租賃問題成為生物質發電企業建立自己的原料基地的一大困擾。因此，應盡快出臺荒沙地流轉承包經營管理辦法，為生物質發電企業規模利用沙地提供保障。此外，還應加大培育紅柳、沙柳、沙棘等沙生灌木林的力度，充分保障生物質發電廠的原料供應。
3.3不足
采用解釋結構模型理論對影響沙區生物質發電的14個影響因素進行了結構和層級分析，并指出了影響該產業發展的表層原因、中間層和深層次原因，并對中國發展“沙漠來電”給出了一些相關建議。
但由于在影響因素的個數選擇、各影響因素相互的影響關系確定等方面存在難以避免的主觀因素，因此其研究結果還有值得商榷和改進的地方。比如部分影響因素可以找到相關統計數據，若對這些數據進行多元統計分析來確定各影響因素之間的關系，必能增加結論的可信度。 |
