农作物秸秆发电经济效益分析

作者：赵贵玉，齐艳玲，吕洋

来源：《农学学报》 2017年第3期

摘要：农作物秸秆发电是规模化利用农作物秸秆资源的一种方式。近十年来中国农作物秸秆发电项目建设快速增加，在能源产出结构中占居一定份额，但至今就农作物秸秆发电项目经济效益问题社会评论褒贬不一。笔者以吉林省例，利用农作物秸秆资源调查与评价技术规范中列示的方法，测算了吉林省可利用农作物秸秆剩余量，并用成本收益分析法对吉林省秸秆发电项目运行的经济效益进行了测算。研究得出：吉林省每年产出超过4300 万t 秸秆，其中可能源化利用的秸秆剩余量达到870 多万t。在当前0.75元/(kW· h)的支持价政策下，秸秆发电项目企业可实现自身盈利，并可带来社会环境效益。

关键词：农作物秸秆；生物发电；经济效益

中图分类号：F323.21 文献标志码：A 论文编号：cjas16090011

0 引言

当今全球共同面对着日益严峻的能源和环境问题，世界各国都把开发利用新能源和可再生能源作为解决能源和环境问题的主要途径。中国提出了到2020 年中国非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右，到2030 年继续提高至30%，单位GDP二氧化碳排放量比2005 年降低40%~45%的目标，将新能源作为战略性新兴产业进行培育发展[1]。随着不断的技术进步及产业化应用，生物质能已成为各国着力发展的方向，其中秸秆发电集经济、生态、社会效益为一身，是生物质能规模化利用的重要形式。

秸秆发电是用农作物秸秆作为燃料的一种发电方式，秸秆发电可分为秸秆气化发电、秸秆直燃发电和混燃发电。汤东明[2]通过对秸秆能源化利用的技术原理、特点、应用现状、存在问题等的分析，认为从技术成熟度和经济效益来看秸秆直燃发电技术是当前大规模利用秸秆资源的理想选择。于春燕等[3]采用模糊数学的原理对生物质秸秆发电效益进行层次分析和综合评价，并从经济、社会和生态效益3 个方面对黑龙江省国能望奎生物发电有限公司秸秆发电效益进行评价，认为生物质秸秆发电不仅经济效益好，还有良好的生态效益。董一真等[4]以25 MW秸秆发电项目为例，分析其投资建设周期、经济效益等分析后认为上网电价在0.60 元/(kW· h)仍可获利，秸秆发电具有良好的产业化前景。乐俊等[5]也以25 MW秸秆发电项目为例进行了财务分析，认为秸秆收购价格的波动直接影响秸秆发电项目财务效益的可行性，当秸秆收购价格高于330.10 元/t 时，项目财务变成不可接受。师戡[6]认为秸秆发电项目具有十分明显的能源效益和良好的外部经济效益，且烟尘、灰渣、CO2和SO2的减排量相当可观，但秸秆发电项目盈利能力不佳，处于亏损或者盈亏平衡状态的边缘，运营情况不容乐观。崔和瑞等[7]从秸秆发电项目推广运行中政府责任的角度分析秸秆发电项目如何提高效益问题，认为由于地方政府政策实施积极性缺失引发秸秆资源在收集运输和储存方面的问题，从而导致了秸秆发电厂运营困难重重，要提高秸秆发电项目需激发地方政府积极性，才能保证秸秆发电顺利推广且得到良好经济效盗。黄少鹏[8]认为秸秆发电企业原料收购成本高、当地上网电价与发电成本倒挂、原料储备成本高等原因导致秸秆发电项目运行面临困难。曹溢等[9]认为当地秸秆原料的可获得性和供应能力直接影响秸秆发电项目企业经济效益，因此秸秆发电项目选址应在秸秆资源充足且可收集范围内宜。

综上可以看出，关于秸秆发电效益的话题自秸秆发电项目建设以来一直是热门话题，对于秸秆发电项目产生的生态效益和社会效益学者们普遍持肯定见解，而对于秸秆发电项目产生的经济效益则持不同观点。那么目前农作物秸秆发电项目实际运行经济效益到底如何呢？笔者将

以吉林省为例，从成本收益角度分析秸秆发电项目经济效益问题。吉林省是中国主要的粮食产区，拥有大量的农作物秸秆资源，秸秆发电形成一定规模，笔者的研究结果对于判断类似吉林省这样的农作物秸秆产区秸秆发电项目是否可实现自我盈利具有一定的参考价值。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

吉林省农作物秸秆发电项目采用的是直燃发电技术，将农作物秸秆作为主要原料，经过燃烧炉焚烧，推动发电机组进行发电。由于农作物秸秆是秸秆发电原料，其产出量及可利用量直接影响农作物秸秆发电项目按计划运行和最终经济效益。数据主要来自于两个途径：一是引自《吉林统计年鉴2015》[10]，数据权威可靠，根据吉林统计年鉴的统计数据测算吉林省农作物秸秆产出量及可收集利用量。二是来自实地调研，通过对吉林省能源局、国能辽源、华能长春等农作物秸秆发电企业的调研，获得吉林省农作物秸秆发电项目建设现状及农作物秸秆发电企业实际运行成本收益情况。

1.2 研究方法

对于农作物秸秆生产量的测算，主要采用了农业行业标准《NYT 1701—2009 农作物秸秆资源调查与评价技术规范》[11]中列示的方法。农作物秸秆资源量是根据农作物品种、耕作方式、收获方法、留茬高度等不同而异。农作物秸秆资源量分为理论资源量、可收集资源量、可利用资源量等几个指标，其中理论资源量可根据农作物产量推算得出，可收集资源量往往根据一个地区的经验做法而得出，可利用资源量是根据当地秸秆资源的用途分类计算一定比例，能够利用到秸秆发电的量[12]。最终要测算出可以作为发电原料的农作物秸秆量的多少。其计算公式如(1)所示。

CR =Σi =1/n (Ci ×Ri) ……………………………… (1)

式(1)中：CR为秸秆资源量；i 为农作物种类，i=1，2，3，，……，n；Ci为第i 种农作物产量；Ri为第i 种农作物草谷比系数。

吉林省粮食生产主要分布在中西部地区，基本实现规范化耕作生产，可将粮食生产比较密集的中部地区的测算数据作为推算农作物秸秆资源量的依据。因此，笔者将采用长春市农委组织专家计算的农作物秸草谷比系数和可收集利用系数测算农作物秸秆总产量。

对于农作物秸秆发电经济效益分析，采用成本收益分析法，以某农作物秸杆发电项目企业

为例，分析农作物秸秆发电项目的总体经济效益分析，同时也分析其单位产品产出的经济效益。

2 结果与分析

2.1 农作物秸秆发电原料产出量

吉林省是中国重要的商品粮基地，玉米生产更是占全国首位，农作物秸秆主要来自于粮食生产。2014年吉林省粮食总产量3532.8 万t，比2005 年的2581.2万t 增长951.6 万t；玉米产量为2733.5 万t，比2005 年的1815 万t 增长了918.5 万t；水稻产量587.6 万t，增长109.6万t；大豆产量逐年递减，2014年大豆产量37.4万t，比2005年的130.2万t减少92.8万t。

近些年吉林省油料产量则有所增加，由2005 年的54.45 万t 增长到2014 年的79.69 万t，增长25.24 万t。油料生产的作物主要有花生、芝麻、向日葵、蓖麻等，但由于这些作物种

植量少，且分散，收集难度较大，不能作为有效的发电原料来考虑。可见，吉林省农作物秸秆主要来自于玉米生产和稻谷生产活动，另有少部分来自于大豆生产，在生物质发电中主要可利用的农作物秸秆品种是玉米秸秆和稻草。

根据农作物秸秆测算公式，测算出的农作物秸秆可收集利用量结果如表1所示。

上表测算结果来看，吉林省2014 年可收集利用的玉米秸秆2930.31 万t、水稻秸秆498.28 万t、大豆秸秆70.98 万t，可收集利用农作物秸秆总量约为3476.5 万t左右。

目前吉林省产出的秸秆利用途径来看，作为农村生活燃料消耗35%左右，五化利用，即肥料化、饲料化、能源化、工业化、基料化利用分别占14%、16%、7%、2%、1%，其余25%秸秆资源被废弃焚烧。因此，每年约有870 万t 剩余农作物秸秆可以作为发电原料加以利用。

2.2 农作物秸秆发电项目经济效益分析

2.2.1 农作物秸秆发电项目建设现状吉林省在2006年国能辽源生物发电项目立项以来，已经在辽源、长春、农安、德惠、长岭、公主岭、梅河口等农作物秸秆聚焦地建立秸秆发电项目（表2），总装机规模约为200MW，年发电量12 亿KW· h，年消耗约137 万t 农作物秸秆及其他农林剩余物。另有6 个在建项目预计在“十三五”期间完成，每个发电项目建设规模均为30MW，总装机容量180 MW，年消耗农作物秸秆90万t。

2.2.2 农作物秸秆发电项目经济效益分析

（1）农作物秸秆发电项目概况。某项目企业于2006 年立项，2007 年建成投产，项目总投资2.97 亿元，其中固定资产投资2.5亿万元。该公司位于工业园内，占地面积12.5 hm2，厂房面积7.3 万m2，主要经营生物质发电，是中国第一批生物发电示范项目，目前还担当着为其他新建国能秸秆发电企业培训员工的任务。

该项目企业采用生物质直燃发电技术，总装机容量为1′30 MW，配一台130 t/h 丹麦BWE公司生物质专用高温高压锅炉，主要使用的生物质燃料为玉米秸秆，也有少部分其他农业剩余物，如玉米芯、稻草、稻壳、木片、花生壳等。该企业年平均消耗生物质能燃料约27 万t，规划发电量约为2 亿kW· h，已经并网发电，除定期停产维修约时间外，基本年平均运行8000 h。

（2）项目收益情况。秸秆发电生产收益来自于3个方面：第一是并网发电销售收入，第二是政策性补贴及税退税收入，第三是供热收益；其中并网发电销售收入约占93%，政策性补贴及退税收入占6.9%，供热收益占0.1%。

根据国家发展改革委《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》（发改价格[2010]1579 号）文件，2010年7月1日起，对农林生物质发电项目统一执行标杆上网电价，每千瓦时0.75元（含税），将各地秸秆上网电价统一，秸秆发电企业有了一定的收益保障。2015年该企业秸秆发电量为19608万kW·h，并网销售17371万kW· h，电力销售收入11124 万元，政策性补贴及退税收入为860万元，供热收益24万元。

（3）项目成本情况。秆发电项目企业成本支出项目包括发电成本、财务费用及主营业务税金及附加，总计11755 万元，其中发电成本占88%，财务费用占11%，主营业务税金及附加占1%。

项目企业发电成本主要包括燃料费、生产性管理费用、工资、折旧费等，2015 年共计10351 万元，其中燃料费支出最多，为7482 万元。该企业主要采取的是通过经纪人收购秸秆

的方法，经纪人收集秸秆后压缩成一定规格的秸秆包装件（大压缩包：2.2 m′0.9 m′1.2 m，约350 kg/包；小压缩包：0.36 m′0.46 m′1.0 m，约25 kg/包），再送到企业。秸秆原料价格根据含水率而异，从2015 年的原料收购价格来看，含水率在30%左右的每吨秸秆的收购价格为300 元，含水率在45-50%左右的每吨秸秆的价格为240 元至260 元不等。此外收进来的秸秆储存与处理还发生41.43 元/t 的二次费用。按消耗秸秆27 万t 来计，当年秸秆收购成本为277 元/t。其次为折旧费用，为1149 万元，最后工资支出517万元。

该项目企业现有职工160人，其中正式员工75人，劳务派遣员工85 人；正式员工主要负责日常管理、技术维护、设备监控等工作，劳务派遣员工主要做原料储存、凉晒、搬运、上料等工作。2015 年该公司支付工资总计832万元。

由于该企业主要以农作物秸秆为原料，且秸秆原料使用量超过国家规定的比例，享受税收优惠政策。2015 年该企业发生主营业务税金及附加81 万元，占总支出的比重约为1%。

（4）项目经济效益情况。根据上述项目收益及成本，该项目实现总收益12008 万元，发生总成本约11755 万元，实现利润约253 万元。如表3 所示，从所消耗秸秆单位成本收益情况来看，年吨秸秆发电量为726 (kW· h)/t，收益444.7元/t，发生成本费用为435元/t，利润9.37元/t，见表4。

可见，以前作为农业废弃物的秸秆，通过秸秆发电这一转化每吨秸秆可获得收益9.37元。如果吉林省将剩余被焚烧掉的870 万t 农作物秸秆都能利用起来，将产生近1 亿元的秸秆发电效益。此外，企业在实现自身收益的同时也产生外部效益。该公司收购27 万t 秸秆，按支付给经纪人的平均价格250 元/t 来算，经纪人和农户可收入6750 万元，具有良好的经济效益，还带动产业发展，增加就业人员。

此外，农作物秸秆发电项目可进行供电供热联产，为周围提供供热服务，获得供热效益24 万元，解决当地供热问题，还产生了碳排放消减效果。

2.2.3 农作物秸秆发电项目获利原因分析

（1）利好政策的影响。当前秸秆发电产生的利润是是国家对可再生能源发电支持政策下的利润。

第一，高于成本的优惠收购电价。从2015 年该项目运行情况来看，秸秆发电每千瓦时发电成本约为0.60 元，而其上网销售电价享受可再生能源优惠电价政策，为0.75 元/(kW· h)，每千瓦时利润0.15 元。如果按燃煤发电上网电价0.39 元/(kW· h)结算，秸秆发电每千瓦时会亏损0.21元，根本谈不上利润。

第二，秸秆发电销售量有保障。国家电网和地方电网接收并收购项目企业生产出的电，保障了项目企业销量。如果像风电、光电等项目出现弃风弃光现象，被拒绝上网销售，秸秆发电企业也因产品无销路而出现亏损。

第三，鼓励型税收政策。国家为了鼓励资源综合利用，促进节能减排，出台了一系列税收优惠政策。根据2008 年国家下发了《财政部、国家税务总局关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知》（财税[2008]156 号）文件，规定秸秆使用量占发电原料比重80%以上（含80%），实行增值税即征即退的政策；根据新的《企业所得税法》，秸秆发电企业所得税按收入10%减计作为计税收入。增值税退税政策及所得税减税政策增加了企业利润。

（2）秸秆收购成本小于盈亏平衡成本。该项目运行吨秸秆发电总成本435 元，吨秸秆发电收益445 元，每吨秸秆发电盈利约10 元，如果农作物秸秆收购平均成本由277 元/t 上涨

到287 元/t，项目企业则无法实现盈利。近些年国家对农作物秸秆综合利用项目鼓励政策力度加大，各地新建项目数量迅速增多，农作物秸秆市场需求量也随之增加，农作物秸秆收购价格呈现上涨趋势。该项目企业所在地区农作物秸秆收购价格由2010 年的100~150 元/t 上涨到目前的240~300 元/t。因此，秸秆收购成本的变化是秸秆发电企业需密切关注的问题。

（3）充足的原料供应。农作物秸秆发电项目建设在秸秆产出量大的粮食主产区，在项目设计上秸秆收集经济半径60~70 km以内可获得充足的原料。另由于该地区一家造纸厂的关闭，使该项目企业比较便利地获得芦苇秸秆，保证企业生产顺利进行，并获得盈利效果。

4 结论

纵观吉林省农作物秸秆发电项目运行情况来看，农作物秸秆发电项目可实现盈利。中国农作物秸秆发电项目比较普遍的是装机容量为30 MW的项目，与被调研项目企业相同容量的发电机组。被调研项目企业在2015 年实现253 万元的利润，消耗的秸秆实现了9.37 元/t 的利润，经济效益良好。因此，中国可在吉林省这样的农作物秸秆产出密度较高的区域适度建设热电联产的秸秆发电项目，既可实现减排目标，还可实现经济效益目标。