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劉尚余2，趙黛青2，駱志剛2
(1．中國科學技術大學，合肥230026；2．中國科學院廣州能源研究所，廣州510640)
摘要：系統討論了清潔發展機制(CDM)應用于大規模生物質秸稈發電項目中的關鍵問題，從方法學適用、項目的額外性、基準線確定到減排量計算和項目經濟性等方面進行了詳細的分析與討論。最后以我國最早開展的如東25MW秸稈發電項目為例，給出了計算結果并進行了分析，得到了對于該類項目具有現實指導意義的結論，為在我國開展大規模生物質利用項目提供了理論和決策依據。
0背景
清潔發展機制(Clean Development Mechnism－CDM)是《京都議定書》規定的3種溫室氣體減排機制之一，也是唯一的發展中國家參與溫室氣體減排的機制。CDM是一種雙贏機制，通過CDM機制，發達國家提供額外的資金和先進技術設備幫助發展中國家實現可持續發展；同時協助發達國家履行其規定的定量化減排的義務。
生物質能利用項目屬于我國政府鼓勵優先開展的CDM領域，但我國至今還沒有一個生物質發電CDM項目得到聯合國CDM執行理事會的批準。一方面由于開發生物質發電項目本身投資成本高，國內技術還不成熟，無法大規模發展，且在我國開展生物質發電項目起步晚，因而目前實施的該類項目較少；另一方面開發該類CDM項目的方法學比較復雜，特別是最新通過的統一方法學ACM0006比以前的方法學更復雜，規定更嚴格，結合我國的具體國情需要解決的關鍵問題更多。
江蘇如東25MW生物質秸稈焚燒發電項目是我國第一個被國家發改委批準立項的規模化生物質新能源利用示范項目，得到了世界銀行的資助，將為開發農村新的經濟、消除田間焚燒秸稈的煙氣污染起到很好的示范作用。本文以該項目為案例，討論大規模生物質發電項目開發成CDM項目所遇到的關鍵技術問題，并討論解決這些問題的方法。
1方法學適用問題
開發CDM項目首先需要選擇或者開發合適的方法學，就15MW以上的生物質發電項目而言，2005年11月之前的AM0004“避免生物質無控焚燒的生物質發電上網”方法學已被最新的方法學ACM0006“生物質殘渣發電上網統一方法學”替代，按照CDM執行理事會的規定，新的項目必須采用最新方法學的原則，因此本文選擇方法學ACM0006作為江蘇省如東生物質發電示范項目(后文簡稱“項目”)的基準線方法學，項目的基本條件如下：①如果沒有該項目，生物質秸稈將被當地農民露天焚燒，或者被長時間堆放直至腐化，從而導致溫室氣體的排放；②電廠所在地周圍有充足的秸稈資源，能保障電廠每年12個月運行所需的燃料。這些秸稈在當地沒有用來產生任何經濟利益，且分布分散，需要收集后運送到電廠；③該電廠的裝機容量對于整個江蘇省電網而言非常小，不會影響整個電網其他新建項目；④該電廠所在電網長期存在電力供應緊張的局面，而且這種局面隨著江蘇省經濟的快速發展而日益嚴峻。按江蘇省的GDP增加率為10％，電力需求年增加率為5％的比率計算，江蘇省目前每年新增容量還不能滿足電力發展的需求；⑤該項目規模很小(相對于整個華東電網)，因此不會影響整個電網的平均排放因子；⑥電網的平均排放將按電量邊際排放因子以及容量邊際排放因子的組合計算，嚴格按呵再生能源發電上網的整合方法學ACM0002的規定來汁算項目減排量。以上條件滿足ACM0006方法學所必需的前提條件。
2項目額外性分析
判斷一個項目是否合適CDM項目，需要對項目進行額外性分析。大規模生物質焚燒發電項目在我國還缺少成熟的核心技術。如東生物質項目是我國第一個規模化生物質利用示范項目，所采用的關鍵設備(高溫高壓純燒秸稈的發電鍋爐及其配套的切草機和輸送機)國內尚不能生產，需要引進設備、消化技術，同時還要克服與國產設備的配套帶來的性能不穩定的風險，因此項目具有明顯的技術額外性。
該項目將為引進鍋爐設備額外投入6000萬元資金，僅此一項就增加了項目20％的成本。此外，秸稈的收購成本和運輸打包成本約為300￥／t，而煤炭的收購成本400￥／t。考慮到2t秸稈約相當于1t煤的熱值，生物質原料成本高于煤炭因此，生物質發電項目的電站投資和運行成本都高于煤電。項目具有CDM項目所要求的經濟額外性。
迄今為止，我國還沒有法律要求或框架強制采用生物質秸稈來發電；中國電力法(1994)沒有限制使用燃煤發電，相反，目前中國電力近70％仍米自于燃煤發電，中國現行環境法規也不限制選擇何種類型的燃料發電，同時也沒有相關法規限制使用某一特定的技術來發電。盡管中國政府2006年1月已制定并實施《可再生能源法》，并規劃到2020年可再生能源發電達到20％的中長期目標，但馬拉喀什協議(Man'akesh)協議規定2000年以后的政策將不在CDM機制所考慮的政策影響范圍內，所以該項目依然具有CDM項目所要求的政策額外性。
3基準線情景確定
如何確定項目的基準線，將直接關系到項目減排量的計算。發電項目基準線確定需要考慮的因素有兩點：項目本身的活動和當地電網(項目邊界)。對如東生物質項目而言，發電直接輸送至江蘇省電網。盡管江蘇省電網聯接華東電網，但近幾年與華東電網的電力調入／調出量很小(如：2002年調出6％，2003年為0％，2004年調入3％)，雖然隨著經濟的增長加快，江蘇省電力將出現短缺，但江蘇省加大了新電廠的建設，在可預見的將來，江蘇省電網將保持自身負載的基本平衡，所以江蘇省電網可以認為是一個相對獨立的電網，通過計算江蘇省電網的平均排放因子為0．871kg／kWh。同時我們對江蘇省電網的接入電網一華東電網的排放因子進行了計算，其結果為0．869kg／kWh，保守起見，選擇華東電網作為項目的邊界。
項目活動包括利用生物質秸稈作為電廠發電的燃料，開發、設計、施工、融資、建造、運行和管理生物質秸稈發電廠，產生的電力直接輸入江蘇省電網。如果沒有該項目，江蘇省電網將需要建造新的燃煤發電廠或從其他電網購買等量的電。在以上任一情況下，該項目利用的大量秸稈將是露天焚燒或堆放腐化。因為露天焚燒比堆放腐化產生的溫室氣體少，按照方法學要求的保守性原則，我們選擇露天焚燒作為基準線情景。因此項目的基準線排放為：秸稈露天焚燒產生的排放+項目上網電量在華東電網產生的排放。
4減排量的計算方法
生物質秸稈焚燒發電項目的減排量主要通過生物質燃燒替代傳統化石燃料產生的電力所帶來的減排量。項目在年份Y的減排量為由于替代電量所產生的減排量與項目年份Y自身的排放量和項目泄漏之差，同時考慮項目的邊界和生物質自然腐化或露天焚燒的基準線排放，其關系如下：
4.4泄漏
在秸稈產量充足的情況下，大量的秸稈由于沒有采取其他利用方式(如沼氣發電、生物質制氣等)而直接露天焚燒，則項目的泄漏為零。如果由于焚燒發電項目影響到其他秸稈利用項目所需要的秸稈，則必須考慮這部分秸稈所帶來的泄漏。
5計算結果分析
根據以上分析和計算公式，結合如東生物質發電項目可行性分析報告提供的數據，我們得到表1所示結果。
從以上計算結果可以看到，項目的主要溫室氣體減排來自項目的發電量即項目替代燃煤發電所減少的排放，其次是由于秸稈在高溫下焚燒比在常溫下焚燒所釋放的甲烷所帶來的減排量要少。項目自身產生的排放量很少。秸稈露天焚燒和在高溫高壓下焚燒產生的CO2沒有變化，因而在計算項目自身排放量和基準線排放量時產生的CO2沒有考慮。
6經濟性分析
本節分析項目的內部收益率。結合項目的財務數據，我們分別按2、4、6、8、10、12、14和l6$／tCERs收益計算出項目的內部收益率，如圖1所示。
從圖l可知：如果沒有CDM帶來的收益，該項目的投資效益低于常規投資項目的低限8％，僅略高于銀行貸款利率；如果要使項目稅后內部收益率達到8％，CERs的銷售價不能低于4$／t；當CERs的銷售價高于12$／t時，該類秸稈發電項目的經濟效益完全可以和常規發電項目相媲美。由此可見CDM機制對于提高生物質發電的市場競爭力、推動秸稈發電項目的開展具有理論和現實的可行性。此外，我們依據項目投資總成本與減排量的關系計算出該類項目的減排成本為258$／tCERs，遠大于目前歐洲市場的交易價格(15$／tCERs)，因此該類項目的減排成本不可能完全由CDM機制來承擔，CDM機制對大規模生物質項目的開展僅能起到促進和補充的作用。
7結論
通過以上分析與計算，我們可以得到以下結論：
1)大規模生物質發電項目滿足CDM機制規定的所有條件，同時符合我國可持續發展的需求，是我國政府鼓勵優先開展的CDM項目，因而是非常理想的CDM項目；
2)根據新的統一方法學ACM0006的要求，我們不能忽視秸稈在不同狀態下焚燒所排放的甲烷的差別，正是這一差異增加了項目的減排量；
3)大規模生物質發電項目是環境友好型項目，但由于投資成本高，缺乏經濟競爭力，難以普及開展，正是由于CDM機制帶來的經濟競爭力，使該類項目面臨前所未有的發展機遇，掃除了在我國廣大農村地區普遍推廣的障礙，為加速推廣創造了條件。 |
