王羽晶，張冀新

（湖北工業大學太陽能高效利用湖北省協同創新中心，經濟與管理學院，武漢430068）

　　摘要：從生物質電站項目的建設期經濟參數和運營期經濟參數兩個方面，構建生物質電站成本、收益、投資回收期計算模型。依據生物質發電相關經濟參數，建立生物質電站經濟效益計算模型。通過經濟開發區生物質發電建設項目實例計算，對生物質經濟、社會及環境效益進行系統分析，結果表明經濟開發區生物質發電建設項目在技術、經濟方面是可行的。

　　生物質是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體，即一切有生命的可以生長的有機物質通稱為生物質，包括植物、動物和微生物。有代表性的生物質如農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。生物質能是指由光合作用而固定在各種有機體中的太陽能，生物質為生物質能的載體。在各種可再生能源中，生物質是獨特的，不僅能貯存太陽能，還是一種可再生的碳源，可轉化成常規的固態、液態和氣態燃料。用現代高新技術開發利用生物質能，解決人類面臨的經濟增長和環境保護的雙重壓力，對于建立可持續發展的能源系統，促進社會經濟的發展和生態環境的改善具有重大意義[1]。

　　受國際原油價格攀升和供應的不穩定、發展中國家持續增加的能源需求以及常規能源的使用所導致的氣候變化等因素的影響，各國政府又重新對生物質能源的開發和利用產生了興趣[2]。特別是2002年可持續發展世界峰會之后，生物質能的開發利用在全球加快推進[3]。其中生物質能源發電為主要應用形式，而北歐國家以丹麥為首，早已實現和普及了生物質發電的技術。作為一個資源大國，我國生物質能資源相當豐富，理論生物質能資源約有50億噸標準煤，是我國目前總能耗的4倍左右[4-5]。因此為緩解我國資源和環境對社會經濟造成的巨大壓力，建設資源節約型、環境友好型社會，實施可持續發展的重要舉措，我國開始加大生物質發電的開發力度和產業化發展。國家能源局2012年《生物質能發展“十二五”規劃》提出，到2015年，生物質發電裝機容量1300萬千瓦、年發電量約780億千瓦時。國家《可再生能源中長期發展規劃》提出了2020年生物質發電裝機3000萬千瓦的目標。

　　1生物質發電形式

　　生物質發電是指通過特殊方式將生物質中的生物質能轉化為電能的過程。隨著技術不斷發展和生物質利用方式的多樣化，開發出了多種生物質發電形式，其中有燃燒發電、混合發電、氣化發電、沼氣發電等等。其中最主流的三種發電形式是直燃發電、氣化發電和混合燃燒發電。

　　生物質直燃發電是指在特定的生物質蒸汽鍋爐中通人足夠的氧氣使生物質原料氧化燃燒，產生蒸汽，進而驅動蒸汽輪機，帶動發電機發電的過程[6]。國內的直燃發電技術成熟，多家國內科研機構和鍋爐生產廠家研制了具有自主知識產權的流化床鍋爐，但是直接燃燒無法做到生物質能的高效利用，所以直燃發電技術在早期應用廣泛。

　　生物質氣化發電是指生物質原料氣化后，產生可燃氣體，經過除焦凈化后燃燒，推動內燃機或燃氣輪機發電設備進行發電m。我國已建設了20多座生物質氣化發電系統，但是現有技術還待完善，不適合大規模應用，國內正在近一步研究開發合適的規模化設備和技術。

　　生物質混燃發電是指在傳統的燃煤發電鍋爐中將生物質和煤以一定的比例進行混合燃燒發電的過程。生物質與煤混合燃燒方式有兩種：一種是生物質直接與煤混合燃燒，產生蒸汽，帶動蒸汽輪機發電。另一種是將生物質在氣化爐中氣化產生的燃氣與煤混合燃燒，產生蒸汽，帶動蒸汽輪機發電[8]。混合發電的設備只需要在稍加改造的煤炭發電廠鍋爐爐膛上增加輸料和袋式除塵裝置即可。直接在傳統燃煤鍋爐中混燃小于總熱值20%的生物質，我國此項技術上已基本成熟。

　　2生物質電站經濟效益模型

　　隨著“十三五”規劃綱要發布，太陽能、生物質等新能源行業再次形成新的投資熱潮，生物質電站的經濟性評價也就顯得十分重要。依據相關資料文獻的整理收集以及實地電站調研得出相關經濟評價參數，本文將從生物質電站項目的建設期經濟參數和運營期經濟參數兩個方面，構建生物質電站經濟效益計算模型。

　　2.1建設期基本經濟參數計算

　　生物質電站建設期是指在電站可行性報告論證中的建設項目總進度，是指在項目從資金正式投人到項目建成投產止所需要的時間。在建設期中主要包括土建施工、設備采購與安裝、生產準備、設備調試、聯合試運轉、交付使用等階段。由于建設期主要以投人為主，在此階段電站還沒有運營，還未產生相關效益，所以此階段主要需要考慮土建費與設備購買安裝費用兩部分。

　　土建費用預算主要包括項目建筑征地費用、人工成本費用、建設材料費用三類。生物質發電站因發電方式不同，除基礎設備外，各自所需具體設備，如表1所示。

　　2.2運營期基本參數計算

　　運營期是項目的壽命期，即從正式投產到項目報廢的全過程時長。通過資料整理收集，一座生物質發電廠的運營期通常為20年。在運營期間，生物質電廠整個屬于運營狀態，會有投人與產出。通過發電成本、電廠收益和投資回收期三個指標了解生物質電廠的投資費用和生產成本。

　　2.2.1發電成本計算

　　發電廠供電成本主要包括變動成本和固定成本兩部分，變動成本的主要因素是燃料費用。而燃料費用又因為使用的燃料不同而產生相應差異，本文主要以秸稈為主要燃料進行燃料成本計算。燃料成本F如公式（1）所示：

　　2.2.2電廠收益計算

　　稅金附加包括城市維護建設稅、教育費附加，以增值稅稅額為計算基礎，稅率分別為5%、3%。根據相關規定生物質發電享有增值稅實行即征即退100%的政策。所得稅按應納稅額計算，稅率為25%。但根據《中華人民共和國企業所得稅法實施條例》，生物質發電企業享受企業所得稅減免。自項目取得第一筆生產經營收人所屬納稅年度起，第一年至第三年免征企業所得稅，第四年至第六年減半征收企業所得稅。又按國家《財政部、國家稅務總局關于執行資源綜合利用企業所得稅優惠目錄有關問題的通知》（財稅[2008]47號）規定，生物質發電收人在計算應納稅所得額時，減按90%計人當年收人總額。

　　2.2.3投資回收期

　　生物質電站因發電而享有不同補貼，扣除稅率等因素，各年凈收益會有差異，所以靜態投資回收期可根據累計凈現金流量求得，也就是在現金流量表中累計凈現金流量由負值轉向正值之間的年份。其計算公式如（12）所示：

　　3 A縣經濟開發區生物質電站經濟可行性評價

　　A縣全縣耕地面積39.3萬畝，糧食總產量達23萬噸。農作物種植以水稻、小麥和油菜為主，農作物秸稈資源產量豐富。全年產生秸稈總量25.1萬噸，折合標煤11.4萬噸，農作物秸稈可利用量為7.5萬噸，折標煤3.4萬噸。該縣每年農收期農民因秸稈無處堆放與使用而大面積焚燒秸稈，嚴重影響縣內空氣質量，造成資源浪費和環境污染。為充分發揮該縣資源優勢，響應國家綠色清潔能源政策號召，該縣打算建立一座年限為20年的4MW生物質氣化發電站，以補充縣內經濟開發區電力供能不足缺陷。

　　3.1成本計算

　　該縣已建立經濟開發區，發電站征地40畝，土建費1800萬，其中包括征地費675萬元，基建費1125萬元。建立的4MW生物質電站的設備借鑒江蘇省興化市4MW生物質氣化燃氣一蒸汽聯合循環發電示范工程，該聯合循環發電裝置主要由進料機構、燃氣發生裝置、余熱鍋爐（蒸汽發生裝置）、焦油裂解裝置、燃氣凈化裝置、空氣預熱裝置、余熱鍋爐（蒸汽發生裝置）、焦油裂解裝置、燃氣凈化裝置、空氣預熱裝置、燃氣發電機組、蒸汽輪機發電機組、循環冷卻水裝置、水處理裝置、電氣控制裝置及廢水、廢渣處理裝置等組成[10]。設備購買費用為3240萬元，主要設備及其參數如表2所示。

　　該電站單位發電成本為0.31元/kWh，燃料成本為0.15元/kWh。資產年折舊費用為278.9萬元，人工費與其他費用約0.17元/kWh，需繳納所得稅金為0.09元/kWh。該生物質發電站投資回收期為8年。

　　該生物質電站總投資為5785.7萬元，其中土建投資占總投資的31%，設備投資占總投資56%，其它費用占總投資13%。

　　3.2生物質電站經濟性分析

　　經過經濟參數計算可得出該縣建立一座4MW的生物質發電站經濟上完全可行。在電力緊張的地區，如果電價達到138.5元/GJ，即0.5元/kWh，生物質氣化發電項目都有較好的經濟性，特別對于1MW以上的項目，經濟性更好[10]。但同比燃煤發電成本的0.17?0.3元/度略偏高，主要由于秸稈成型燃料成本以及秸稈運輸成本上偏高。加上我國生物質發電尚處于起步階段，關鍵技術仍未成熟，尚處在示范和研究階段[11]，設備以及技術還需要引進，所以設備投資額偏大占去了總投資額的一半以上。

　　該縣的生物質發電廠使用秸稈等生物質燃料，在資源充分利用前提下減少了資源浪費，在社會效益方面不僅減少了該縣的環境污染，同時還增加了該縣農民的收人。如果每噸秸稈按100元/噸，該縣秸稈年可利用量7.5萬噸計算，則每年生物質電廠為該縣提供750萬元的創收，每畝地將增收19元，最終這些利益會回流到農民，帶動當地農業經濟發展。

　　4結論

　　通過對生物質發電技術介紹，對生物質相關經濟參數進行計算，可以看出A縣經濟技術開發區實施生物質發電是可行的，并且具有一定經濟效益。雖然就發電成本來說，生物質發電成本高于燃煤發電成本，但因燃煤發電造成的環境損失比例約為40%，主要動力用煤的單位電量環境成本約為每千瓦時7.5分。生物質本身屬可再生能源，可以有效地減少二氧化碳、二氧化硫等有害氣體排放。而氣化過程一般溫度較低，氮氧化物生成量很少，所以能有效控制氮氧化物排放，具有低污染性和可再生性，所以在環境效益上，生物質能源擁有自身獨特優勢。隨著后期我國生物質發電政策持續完善與改進，生物質技術不斷創新與發展，發電成本會持續降低，經濟效益逐步提升，社會效益更加顯著，可以預見在生物質能源較為豐富的縣域，生物質發電有助于縣域經濟開發區能源結構調整，擁有較好發展前景。

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