基于温室气体减排的新型农村生物质能供应链构建

■范 敏

在全球积极开发可再生能源、应对气候变暖的形势下，发展生物质能替代化石能源，已成为我国控制温室气体排放的重要途径之一。生物质能占世界一次能源消耗的14%，仅排在煤、油、气之后。我国是农业大国，生物质资源丰富，每年可以利用的生物质能总量估算约相当于4.6亿吨标准煤，理应为温室气体减排做出积极贡献。目前我国城市的生物质能利用由于其资源的高度集中和终端的有效利用发展迅猛，但是农村生物质能持续发展的动力不足，市场化程度不高，供应链还没有完全形成，实际温室气体减排效果有限。受原料收集难、有效供给不足、政策不完善等因素制约，其发展规模和水平远远低于太阳能、风能的利用，只有构建符合自身特征的供应链，才能真正发挥农村生物质能的温室气体减排作用。因此，本文旨在通过归纳总结农村生物质能供应链的主要特征，分析其存在的问题，对如何围绕减少温室气体排放构建新型农村生物质能供应链作一些探讨。

一、农村生物质能供应链的内涵和特征

(一)农村生物质能供应链的内涵

农村生物质能具有可再生性、清洁、低碳等特点。从技术角度阐述，是指利用农村可再生或循环的有机物质，包括农林废弃物、畜禽粪便以及能源植物为原料，通过加工转换，进行固体、液体和气体燃料生产和使用的能源产品(见图1)。从供应链角度阐述，本文将农村生物质能定义为:以农村生物质资源为原料生产能源、实现温室气体减排的整体功能网链结构，即围绕生物质能源生产核心节点，通过对信息流、资金流、物流的控制，从农村生物质资源开始，制成生物质燃料，直接使用或二次能源转换，最后由销售网络把产品提供给消费者使用的一个网链结构。从纵向看，该链条连接生物质能的产前(原材料收集)、产中(能源生产及其转换)、产后(产品供应使用)等各个生产环节;从横向看，连接农林其他产业。农村生物质供应链的运作实现了资源再生、能源替代和环境保护的功能，产生的绩效一方面是经济效益，另一方面是社会效益即温室气体减排量。

生物质能温室气体减排量计算主要由以下两方面组成:一是替代化石能源，如取代燃煤，减少二氧化碳的排放;二是废弃物管理的效果，通过收集并利用农业废弃物产生的甲烷，避免甲烷直接排放。因此本文认为从温室气体减排角度评价农村生物质能源供应链绩效一方面是废弃物的处理量，另一方面是生物质能源产量。

图1 农村生物质能供应链图

农村生物质能供应链的节点主要有政府、生物质能生产企业、农户和能源公司(供电公司、油气站)等。其中农户主要参与提供生物质能原料、使用生物质能源;生产企业主要参与生产、储存或使用生物质能源;油、电和气等能源公司相当于销售商，通过买卖生物质能产品获取合理利润。政府在农村生物质能发展供应链中承担调控者的角色，主要是积极推动温室气体减排，给生物质能发展提供良好的市场环境。如:制定相应的政策措施，引导农户积极参与提供生物质能原料，吸引社会资金投入，促进生物质能企业生产，鼓励能源公司积极参与，形成完整的农村生物质能减排供应链。

(二)农村生物质能供应链的特征

农村生物质能供应链是一种基于能源消费产品的动态供应链，除了与一般供应链具有相似的一面，还具有区域性、不确定性、交叉性、技术多样性等特点。

1.区域性。农村生物质能供应链定位于农村，有别于城市所产生的生物质能。原料来自广大农村，核心生产节点设在农村，通常以项目厂址为中心，利用周边一定半径范围区域内的资源，因此具有强烈的区域特征。

2.不确定性。首先，原材料供应不确定。生物质能原料由于和农林业生产息息相关，具有季节特性，原料品种、回收时间和数量具有不确定性，常常面临自然风险、市场风险、政策风险，波动较为频繁;原材料的替代用途较多，导致供应波动大;原材料重量和密度较低，易受潮、腐烂，运输和储存困难，物流成本高，导致供应受到制约。其次，生产运营不确定。农村生物质能生产企业由于地处农村，受到资金、人才和环境多方面制约，管理水平较低，导致运营极不稳定。

3.交叉性。体现在节点企业如畜禽养殖企业或农户既可以是原料提供方，也可以是能源生产方，还可以是能源终端使用方，这相应增加了供应链协调的难度。

4.技术多样性。由于生物质能开发利用技术的多样性，导致了产品和利用方式的多样性。生物质能利用技术有生物质转化为电力、气体燃料、液体燃料、固型燃料等技术路线完全不同的形式，产品用途可以直接用于生产生活，也可以加工转换进行供热发电或替代天然气等。技术路线的不同，导致产品标准、技术规定、设计规范、市场准入条件、激励政策等都有所不同。

二、我国农村生物质能供应链发展现状与问题

(一)发展现状

近些年来我国政府高度重视生物质能开发，制定了一系列政策法规，积极推动我国农村生物质能的发展，农村生物质能利用技术体系和产业体系初步建立，农村生物质能供应链逐步形成。

1.沼气供应链日趋完善。农村沼气利用是我国发展历史最长、最为成熟的农村生物质能供应链。以厌氧消化为核心技术、以废弃物资源化利用为目的各类沼气工程已成为处理、利用禽畜粪便、农作物秸秆最为有效的手段之一。在政府的高度重视下，经过三十多年的发展，沼气行业已形成了完善的工作体系，目前我国农村户用沼气保有量超过4000万户，畜禽养殖场沼气工程超过5万处，年产沼气超过130亿立方米，逐渐形成了具有各自地域特色的沼气综合利用模式，如北方“日光温室-养殖-沼气和蔬菜-花卉”有机结合的“四位一体”生态温室模式，南方“养殖-沼气-种植”有机结合的“三位一体”能源生态模式等。沼气发电规模稳步增长，2013年沼气发电项目并网容量达到20万千瓦。

2.生物质发电供应链快速发展。2006年国能集团单县生物质发电工程为中国第一个生物质直燃发电之后，我国生物质发电发展迅速，装机规模每年30%以上增长，2013年农林生物质直燃发电项目并网容量420万千瓦，生物质发电装机达到850万千瓦。

3.固体成型燃料和生物液体燃料供应链前景广阔。固体成型燃料市场比较大，可以替代燃煤推广应用，如供热锅炉、农村居民生活能源等，同时生产技术相对简单、综合效益明显，因此发展前景广阔。目前我国生物质成型燃料产量已经超过300万吨，规划目标2015年达到1000万吨。非粮生物液体燃料已开始初步商业化，原料来源于废弃的动植物油，或含油量高的油料植物，如麻风树、黄连木和油菜等，目前产量超过50万吨。

(二)存在的主要问题

虽然我国农村生物质能发展取得了一定的成效，但也存在许多问题，以至于我国“十一五”期间生物质能发展目标未能实现，“十二五”规划的2015年生物质能年利用量超过5000万吨标准煤目标能否实现目前还不确定。总体来看，我国农村生物质能发展还仅仅处于起步的阶段，存在的以下问题，严重制约了农村生物质能的可持续发展。

1.供应链稳定性不够。供应链较高的不确定性导致稳定性差，这已经成为制约生物质能实现减排的重要瓶颈。一是原料缺乏保障。农村生物质能发展必须以充分稳定的原料供应为前提，而目前原料的单一性造成供应链稳定性差。又如沼气的主要原料是畜禽粪便，资源量受养殖业市场影响较大。二是运作不稳定。生物质能的各个生产阶段都是可以人为干预的，由于供应链各节点(如企业和农户)没有建立起稳定的战略伙伴关系，也没有形成很好的协调机制，从系统的角度来看，整个供应链的效率较低。

2.市场有效供给不足。生物质能市场需求非常旺盛，要将巨大的市场潜力转变为持续稳定的市场供给，实现生物质能对传统能源的现实替代，却绝非易事。目前全社会对生物质能的认识还不够，由于生物质能产业的规模偏小，投资成本高，经济性差，回报率无法达到投资者的要求，导致市场有效供给不足。如大中型沼气工程投资大，运行成本高，生产的沼气及其电力无法依靠自身能力进入常规的能源市场，仅仅依靠政府买单无法让企业盈利，也就无法吸引社会资本的进入。

3.开发利用水平较低。国内生物质能开发利用水平目前总体较低，利用效率一般都不高，各种技术的发展很不平衡。少数生物质能利用技术已经比较成熟，具有一定的经济竞争力，初步实现了规模化应用，如沼气技术;一些生物质能利用技术已开始进入商业化，目前仍处在依靠国家补贴政策生存的早期发展阶段，如生物质发电、生物质成型燃料、以非粮类农作物为原料的生物柴油等;还有许多新兴生物质能技术如以纤维素生物质为原料生产生物液体燃料等正处于研发示范阶段，可望在不远的将来逐步实现工业化应用。

4.供应链绩效不高。农村沼气供应链一直是以养殖污染物达标排放为目标构建的，而不是以能源生产为导向，绝大部分情况下只是就地低值利用，无法成为商品，导致经济效益差，温室气体减排量低。如果能够实现农村沼气的高值利用，供应链进一步向下游延伸，则农民、消费者以及链上的其他成员都将进一步获利。生物质发电、生物质燃气供应链由于缺乏能源公司的积极参与配合，供应链结构不完整使得减排绩效不高。而在瑞典等国，沼气经净化、提纯，品质提高到天然气的水平，用于替代柴油和汽油驱动汽车，或直接并入天然气管网;在德国等国，沼气用于大功率热电联产。这两类利用，均大幅提高了温室气体减排量。

5.配套政策不完善。我国政府极为重视生物质能的发展，出台了一系列政策，取得了一定的成效。但现有政策缺少完整性和有效性，生物质能始终存在成本高的“不经济”问题，使得供应链并没有高效运行，农村生物质能的可持续发展无法得到保障。如:政策导向以缓解农村及边远地区的能源以及环境问题为目标。现有资金补贴大多来自政府支持，主要是建设资金补贴，少有终端产品补贴，对原料收集、储运等没有经济政策支持等;缺乏配套政策引导使用来自市场的资金，如清洁发展机制基金、碳交易等。

三、新型农村生物质能供应链的构建

针对农村生物质能供应链存在的上述问题，笔者认为:为实现温室气体减排目标，构建新型农村生物质能供应链势在必行。本文根据农村生物质能源终端消费方式不同分为分散式生物质能供应链和集约式生物质能供应链两种，其中分散式生物质能供应链直接提供能源给分散的消费者(广大农户)，而集约式生物质能供应链一般不直接提供能源产品给消费者，而是通过能源公司(供电公司、天然气公司等)销售给消费者。

(一)分散式生物质能供应链

分散式生物质能供应链是以村、镇为基本单位，建设农村生物质站，将本村镇产生的生活垃圾、人畜粪便和秸秆等废弃物集中处理用来生产生物质能，通过管道输往各家各户使用，就像城镇天然气一样清洁和方便(见图2)。除了少数偏远地区适合户用沼气外，本文认为随着城镇化的推进，传统户用沼气模式都应该走集中化、规模化道路才能提高沼气供应链减排效率，该模式以村镇级生物质能源集中供应站为主，并加强了生物质能源服务网点建设，同时把清洁发展机制与碳交易也纳入到供应链环节，可以大大提高废弃物处理量，产生更多的生物质能，从而带来更大的碳减排效益。

分散式生物质能供应链既能催生农村新型的农业产业，又能吸纳社会资金，解决农村就业等问题。资金可以通过温室气体减排获得来自清洁发展机制(CDM)基金或者即将建立的全国碳市场的资金支持。农民与供应站项目业主签订CDM 项目合作协议，明确减排量转让收入分配比例，项目业主负责项目实施，当地农村能源办负责资金申报和发放。项目减排量转让收入分配要求在项目业主和农民之间合理分配。

图2 分散式生物质能供应链

(二)集约式生物质能供应链

图3 集约式生物质能供应链

集约式生物质能供应链是以大型养殖场或大型农场等龙头企业以核心节点，以原料基地和物流中心为上游供应方，以能源公司为下游产品销售方构建的供应链(见图3)。该模式一是通过增加原料基地和第三方物流，实现原料多元化和供应保障，增加了供应链的稳定性，同时使产能规模不受到企业自身原料的限制;二是通过增加能源公司节点，使得生物质能源可以直接用于大规模的发电以及用于大规模的转换成提纯压缩以后替代天然气用于交通、城市能源，提高生物质能源附加值使得生物质能源工程经济效益大幅度提高，也避免了农村缺少生物质能用户需求带来的问题。该模式通过规模化和生物质能的高效利用有效提高了废弃物处理量和能源供应量，从而实现最大限度的减排。

该模式可以通过参与CDM 出售其减排额度，获得发达国家的资金支持，或是国内自愿减排以及碳市场提供的资金，进而大大提高供应链整体效益，吸引更多企业或社会资金投入，从而实现农村生物质能由政府推动变为市场吸引，实现农村温室气体减排。

四、构建新型农村生物质能供应链的政策建议

新型农村生物质能供应链的构建离不开政府的鼓励和支持，相对于生物质能发展较快的国家，我国的相关政策还不够健全和完善，这也严重制约农村生物质能的进一步发展。目前我国支持农村生物质能发展的政策导向主要是缓解农村及边远地区的能源以及环境问题，而发达国家支持生物质能发展的政策导向是解决能源短缺和全球变暖的问题，因此建议政府必须转变观念，从以下几方面完善相关政策。

(一)建立政府倒逼机制和市场引导机制

建议政府应将政府倒逼机制和市场引导机制有机结合起来，一方面将生物质能指标列入节能减排和温室气体排放地方考核体系，采用法规和行政手段(如强制使用、强制收购和配额等)来强制推行，并允许各省市根据自身资源禀赋制定相应的发展政策，不搞“一刀切”;另一方面，加大政府投入，扩大宣传，积极培育和引导市场，提高农村对生物质能的认可和接受程度，逐渐形成“政府推动、企业主导与农户参与”相结合的发展格局。

(二)创新农村生物质能补贴政策

目前国家对农村生物质能项目如沼气等资金补贴基本以工程建设补贴(即前端补贴)为主，导致建设方只注重工程投资，不关注供应链绩效，甚至多余的沼气排空，增加甲烷的排放。建议创新激励机制和政策体系，探讨按照CDM 运作模式采用温室气体减排量为标准依据进行补贴，辅助以工程建设补贴与生物质能用量或发电量产品为导向的补贴(后端补贴)相结合，并对合理利用和达标排放的实行排污费减免的配套政策。

(三)出台相应的措施保障原料的可持续供应

生物质原料的可持续供应是保障其健康发展的基础。为保障供应链正常运行，政府应在政策层面做好各种生物质资源基地建设的规划，制定政策鼓励和支持基地建设，并针对不同地域、不同的原料供应、回收及利用模式制定相应的政策补助。同时，要鼓励支持农村物流体系建设，以解决生物质能原料运输问题。

(四)建立碳市场支持农村生物质能项目

碳市场作为一种市场机制将会有效提高农村生物质能项目的经济社会效益，农村生物质能作为甲烷回收类碳减排项目进入碳市场交易将有广阔的发展前景，有益于发挥农村生物质能在温室气体减排中的积极作用。虽然目前CDM 由于政治、金融危机等因素遇到障碍，但是国内碳市场已经初显雏形。一方面国内自愿碳市场日渐兴起，参与自愿购买碳减排量的人越来越多，自愿碳市场也将逐渐成长和完善。另一方面，强制性碳市场指日可待。目前全国首批七个碳交易试点省市北京、上海、天津、深圳、重庆、广东和湖北等省市已经全部展开碳交易活动，伴随着国家将温室气体减排目标分解到各省，减排力度将加大，未来国内碳交易市场将为生物质能温室气体减排交易提供广阔的发展空间。

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