0、引 言
2003年,中國政府提出了2020年全面建設小康社會的總體目標。全面建設小康社會是以全面建設農村小康社會為基礎的。沒有農民的全面小康就沒有全國人民的全面小康,沒有農業和農村的發展也不可能有整個社會和國民經濟的發展。十六大報告指出:“建設現代農業、發展農村經濟、增加農民收入,是全面建設小康社會的重大任務。”農村能源問題與農村的經濟和社會發展密切相關,是改善農民生活水平、提高農民收入和發展現代化農業的保障,是全面建設小康社會必須面對的問題。
1、中國農村能源的現狀
1.1用能結構不合理,資源浪費嚴重
中國農村秸稈資源非常豐富,長期以來中國農村一直使用薪材和秸稈作為主要生活用能。農業部的數據顯示,目前生物質能仍占農村能源消費量的70%,而且絕大部分是未經處理的直接燃燒,熱利用率僅為10%~15%,資源浪費嚴重,而且造成土壤有機質含量減少,肥力減弱;同時釋放大量污染物危害農民的健康,污染環境;與此同時,為了彌補燃料的不足,過渡砍伐森林,造成森林消失、草地減少、植被破壞、土地沙漠化加重。
1 2 農民生活水平提高,對能源供應提出更高的要求
隨著農村經濟的發展和人民生活水平的提高,農村能源的消費情況發生了變化:農村生活用能仍以秸稈和薪材為主,但對商品能源的消費總量呈增加趨勢,從1980年的15.7%到2002年的42.0%。人均生活用能從1980年的328 kgce提高到2002年的579 kgce,而商品能源由人均52 kgce提高到244 kgce,提高3.7倍。到2020年,農村生活用能需求將達到407.3~602.9M tce,比2000年增長10.1%~62.9%。商品能源的比重將達到260.7~558.6M tce.比2000年增長62.9%~249.1%。
農村用能量的激增,給國家的能源供應系統造成了一定壓力。專家預測中國國內能源的缺口量c3i: 21世紀初期將超過1億t標準煤,2030年約為2 5億t標準煤,到2050年約為4 6億t標準煤。大量的能源進口,造成了巨額資金外流,同時國家的能源安全得不到保障。中國以煤炭為主的能源結構決定了農民將成為煤的主要使用者,使環境問題更加突出:2000年中國酸雨面積占國土面積的30%~40%,居世界第二位,酸雨造成的損失1000億元/a,已達當年國民生產總值的2%以上,富通新能源生產銷售
顆粒機、
木屑顆粒機等生物質燃料成型機械設備,同時我們還大量銷售楊木木屑和玉米秸稈顆粒燃料。
為了解決日益嚴重的環境問題和資源枯竭問題,應對全面小康對農村能源的要求,必須調整和優化能源結構,立足農村實際,因地制宜地開發各種可再生能源,緩解能源短缺,改善生態環境。
在眾多可再生能源技術中,生物質成型燃料技術成熟、原料豐富、易于實現大規模的生產,便于儲存和運輸,具有廣闊的發展前景。
2、生物質成型燃料產業化分析
2.1生物質成型燃料技術和產品性能
生物質成型燃料是將各種分散的、沒有一定形狀的秸稈經干燥、粉碎到一定粒度后,在一定的溫度、濕度和壓力條件下,擠壓成規則的、較大密度的棒狀、塊狀、球狀或顆粒狀的固體燃料。經過幾十年的發展,成型燃料技術已基本成熟,具備產業化的基礎。
河南農業大學研制,委托生產的液壓成型設備生產能力300~400 kg/h,連續生產時間達16 h以上。按300 kg/h,每天生產8h,年生產300 d計算,則年產量達720 t。調查表明:中國農村農戶的分布情況一般是300~450戶/村,耕作面積少于150hm2,秸稈產量約為2000 t,為生物質成型燃料的生產提供了充足的原料來源;農戶成型燃料的消費量為3~4 kg/(d 戶),則農戶年成型燃料的消費量達1. 46 t,每個村子成型燃料的年消費量為438- 657 t,每個村子一條成型燃料生產線即可滿足農戶的用能需求。
成型后的燃料燃燒性能得到極大改善,燃燒效率由秸稈直接燃燒的10%~15%提高到30%~40%; RT-2000A手持式快速紅外測溫儀測得SDBF炊事燃燒爐穩定燃燒時最高溫度967℃,穩定燃燒溫度多集中在600~900℃。
生物質成型燃料的生產,一方面克服了生物質體積大、不易運輸的缺點:另一方面保持了生物質揮發性高、易燃燒、灰分少、燃燒時幾乎不產生SO:、不造成環境污染等優點:加之成型燃料的使用與農民長期以來燃用固體燃料的習慣一致,作為煤的良好替代品,成型燃料在將來農村燃料市場的份額會越來越大。實現生物質成型燃料的產業化,將為優化農村能源結構、建設社會主義新農村開辟新的思路。
2 2 生物質成型燃料的效益分析
1)經濟效益
一套成型燃料生產線(包括粉碎設備、技術培訓)投資15萬元,使用壽命lOa,廠房(包括原料倉庫、成品倉庫、車間)采用租賃方式:
總成本:原料(80元/t)+能耗(67 8元/t)+工人工資(15元/t)+設備折1日、廠房租金(42元/t)+維護管理費(5 6元/t)=210 4元/t;
銷售價格:280元/t;
設備生產率300 kg/h,年工作300 d,每天工作8h,年產量720 t:
年經營成本= 210 4×720=15 15萬元:
年銷售收入= 280×720= 20 16萬元;
年利潤=5 01萬元;
成型燃料項目作為可再生能源項目之一,享受國家免稅政策。如實行兩班工作制,則年利潤達10萬元。(在不同的地區,廠房建設費用、原料的價格、工人工資、產品的銷售價格、生產時間等因當地的經濟發展狀況和資源現狀而異,從而出現不同的結果。)
2)社會效益
資料表明:中國每一百億元人民幣產值的生物質能源工業可提供100多萬個就業崗位[5]。一條成型燃料生產線在生產方面可提供4個就業機會,還可拉動運輸業、設備制造業、維修業等相關產業的發展,為農民增收和社會穩定作出貢獻;同時農戶人均秸桿銷售收入增加80- 100元/a。
3)環境效益
隨著中國石油、天然氣和煤炭大量的消耗和使用,空氣質量狀況每況愈下,嚴重威脅著人們的健康;而生物質成型燃料則屬于清潔、可再生能源,基本實現CO2零排放。采用3012H型自動煙塵測試儀在煙囪出口檢測林格曼黑度小于1級,KM 9106綜合煙氣分析儀檢測不到CO、NO X、SO:等污染物,不會造成大氣污染。
燃煤發電(35%):中國目前發電效率是發電0 42kg/(kW h),1 kg煤發電排放CO:約2 25 kglkg;
燃煤鍋爐供熱(70%):1 kg煤(按平均發熱量5200kcal= 21. 7MJ計算)燃燒效率70%,則提供熱量21.7×0 70=15 19MJ/kg,所以1 kg煤供熱排放CO:為21.7×Q 70×Q 121=1.84 kg/kg;
秸稈簡單燃燒(15%):1 kg秸稈(按3500 kcal=14 6MJ計算)燃燒效率15%,提供熱量為14 6×0 15=2 19M J/kg,所以1 kg秸稈燃燒排放CO2為14 6×Q 15×Q 0459=0 10 kg/kg;
同樣可以算出:1 kg SDBF燃燒(40%)排放CO:為14 6×0 40×Q 0172=Q 10 kg/kg。
It煤燃燒排放的CO:量約為2t,生物質成型燃料燃燒排放的CO:量比煤減少90%,加之秸稈生長過程中吸收了空氣中的CO:,生物質成型燃料燃燒時CO:的凈排放量基本為零,NOx排放量僅為燃煤的1/5,S0:的排放量僅為燃煤的1/10,環境效益顯著。
2 3政府職能
由于常規能源將其對環境、社會效益等造成的負面影響即外部成本轉移給了社會,成本大大低于實際水平,使包括成型燃料在內的可再生能源成本與常規能源相比失去優勢,造成市場狹小、需求不足,發展限于舉步維堅的境地。根據“誰受益、誰補貼”的原則,作為綜合效益最大的受益者一政府,應充分發揮其職能作用,實現外部效益的內部化,加快成型燃料的產業化進程。雖然補貼會給國家財政帶來一定的負擔,但卻凸顯了社會效益和環境效益:且成型燃料處于產業化初期,市場還不成熟,急需政府的扶持。國外經驗表明,政府的支持是可再生能源加速發展的重要途徑。
1)方法
《微觀經濟學》中對于為了提高某種消費品的消費量提出了兩種補貼方法:明補和暗補。明補指的是:政府補貼一定數額給消費者,使得消費者工資收入增加,從而消費量增加。暗補指的是:對于某一種產品,政府每單位產品補貼一定額度給生產者,使得生產者以較低價格將產品賣給消費者,從而增加消費量。這兩種方法的效果見圖1。
M消費者的原有收入,Ⅳ明補后的消費者收入
AB:piX+y=M
p1產品原來的價格,p2暗補后的產品價格
A E:p2x+y=M
x產品消費量,1,其他方面的消費支出
原來的消費水平在F點,經過暗補后的消費水平在G點?梢,經過暗補后,對該產品的消費量增加了,消費者效用值或滿意度增加了,生活水平提高了。經過明補后的消費水平在H點。可見,相對于明補前,對各項物品或勞務的消費量都增加了,消費者滿意度增加,生活水平提高。H點和G點對比,H點的生活水平要高于G點:但若只看對該產品的消費量,則G點大于H點。
綜上所述:明補和暗補都能提高消費者的生活水平。但若側重于提高消費者對某產品的消費數量,暗補效果比明補更好。
2)補貼額度
根據中國農村能源消費情況,以及政府對待可再生能源發展所采取的措施,構造一個簡單的完全信息靜態博弈。博弈的參與者:政府與農戶。農戶的戰略選擇:燃用成型燃料和燃用煤;政府的選擇:補貼和不補貼。假設
1)農戶三口之家年耗煤的支出為295元(365 d×3
塊×Q 27元/元/塊);
2)農戶三口之家年成型燃料支出409元(1.46 tla
×280元/t);
3)政府對成型燃料的補貼為x元/t;
4)不考慮成型燃料專用爐與煤爐的價格。
根據上面的假設,此博弈的支付矩陣如下(表2)。 表2單元格中的第一個數字表示左邊所列出的參
與人(農戶)在該戰略組合下的支付(效用水平),第二個數字表示上邊所列參與人(政府)在該戰略組合下的的支付。很明顯,若政府不予補貼,農戶無疑選擇繼續燃用煤。
如政府對成型燃料的使用選擇予以補貼的話,從表2可以看出:農戶的選擇依賴于不同情況下的支付水平。農戶使用成型燃料的前提條件是:
一 409+ 1.46x>- 295
則x> 78元/t
只有在政府對成型燃料的補貼大于78元/t的前提下,農戶會接受成型燃料而放棄煤。然而在現實生活中,不同農村地區的生活用能中傳統生物質能所占的比例差異顯著,商品能源的份額不盡相同。上述分析是在農民全年使用商品能源基礎上的理想情況,所以實際補貼的額度要大于78元/t。
國家統計局1990- 1999年農村燃料消費支出數據表明:雖然農村燃料消費支出以年均1 3. 0%的速度增加,但燃料支出占人均純收入的比例仍然很。ū3)。
根據表3的數據,利用EXC EL軟件得出農民人均收入)和燃料消費支出(Y)的回歸方程為:Y-0 0102X - Q 1252.R2=Q 9981(回歸效果顯著)。2005年農民人均收入3255元(中華人民共和國國家統計局),則2005年農民人均能源消費支出33. 08元,戶均燃料支出99 23元。根據上述博弈分析,2005年政府對成型燃料用戶的補貼額度應為2 1 2元/t。今后隨著成型燃料產業化進程的推進和市場的成熟、農民生活水平的提高以及農民對成型燃料綜合效益更全面的認識,補貼的數量將由多到少直至取消。
3、結論
中國常規能源的供應已不能滿足經濟快速發展的需要,而作為清潔、可再生能源的生物質成型燃料項目具有顯著的綜合效益,順應國家的能源發展政策,符合中國的國情,發展前景廣闊。但農戶使用免費燃料的習慣根深蒂固,歷年的商品能源支出數額很少,購買成型燃料作為生活用能難度很大,造成需求市場狹小。為了拉動成型燃料的市場需求,政府職能作用的發揮至關重要。因此政府應對成型燃料用戶予以補貼,充分調動農戶使用成型燃料的積極性,擴大成型燃料在能源市場的份額,為成型燃料的產業化創造寬松的發展環境。