中国废弃生物质能源化利用经济效益评价
Evaluation on Economic Benefits of Biowaste Conversion Pathways to Energy in China
DOI: 10.12677/AEPE.2020.82005, PDF,    国家科技经费支持
作者: 张祎旋, 傅童成, 周方圆, 李 蒙, 谢光辉:中国农业大学农学院,北京;国家能源非粮生物质原料研发中心,北京;周圣坤*:国家能源非粮生物质原料研发中心,北京;中国农业大学人文与发展学院,北京
关键词: 畜禽粪便餐饮垃圾污水污泥燃料乙醇生物柴油成型燃料沼气Animal Manure Restaurant Residues Sewage Sludge Ethanol Fuel Biodiesel Pellet Biogas
摘要: 本文主要采集了2010~2018年发表的中国废弃生物质能源化利用经济效益文献数据,分析了10种能源转化途径的成本、收入和利润。其中,6种废弃生物质能源转化途径表现盈利。作物秸秆生产固体成型燃料的成本利润率最高,达46.59%;其次为畜禽粪便生产沼气、秸秆直燃发电以及作物秸秆气化发电,成本利润率分别为41.88%、40.85%和38.89%;第三为林业剩余物生产固体成型燃料,成本利润率为17.84%;最后为废弃油脂制生物柴油略微盈利,成本利润率是6.01%。另外4种途径则亏损,作物秸秆、餐饮垃圾和污水污泥生产沼气亏损最严重,成本利润率分别为−41.50%,−39.63%和−35.90%;作物秸秆生产燃料乙醇亏损较少,成本利润率为−18.17%。综上,建议优化国家配套政策,加强废弃生物质能源化技术研发和创新,促进生物质能源行业健康发展。
Abstract: Based on data from the Chinese literature for 2010~2018 on the economic benefit of bio-waste conversions to energy, the cost, income, and profit for the 10 pathways of bio-waste conversions to energy were analysed. 6 out of the 10 pathways are profitable. The pathway of crop residue conversion to pellet fuel exhibits the highest profit-to-cost ratio (46.59%), followed by the conversions of animal manure digestion for biogas, crop residue direct combustion for electricity and crop residue gasification for electricity, with the ratios of 41.88%, 40.85% and 38.89%, respectively. The ratios for the pathways of pellet fuel production from forestry residue and conversion of waste oil to biodiesel are 17.84% and 6.01%. The other 4 pathways incur a deficit. The conversion from crop residue, restaurant waste and sewage sludge to biogas all display a heavy economic loss, with the ratios of −41.50%, −39.63%, and −35.90%, and the conversion of crop residue to ethanol has a slightly better ratio of −18.17%. Based on the findings, it is suggested to strengthen further technical know-how research and innovations, and optimize policy interventions, in order to promote a healthy development of the bio-waste conversions to energy industries.
文章引用:张祎旋, 傅童成, 周方圆, 李蒙, 周圣坤, 谢光辉. 中国废弃生物质能源化利用经济效益评价[J]. 电力与能源进展, 2020, 8(2): 38-47. https://doi.org/10.12677/AEPE.2020.82005

参考文献

[1] 谢光辉, 方艳茹, 李嵩博, 等. 废弃生物质的定义、分类及资源量研究述评[J]. 中国农业大学学报, 2019, 24(8): 1-9.
[2] 石元春. 发展生物质产业[J]. 中国农业科技导报, 2006, 8(1): 1-5.
[3] 罗钰翔. 中国主要生物质废物环境影响与污染治理策略研究[D]: [博士学位论文]. 北京: 清华大学出版社, 2010.
[4] 郝德海. 生物质发电技术产业化研究[D]: [硕士学位论文]. 济南: 山东大学, 2006: 39-42.
[5] 张庆分, 任东明. 十二五期间生物质能产业发展回顾[EB/OL]. https://www.ndrc.gov.cn/xwdt/gdzt/xyqqd/201712/t20171221_1197829.html, 2017-12-21发布, 2019-11-7浏览.
[6] 夏恩君. 技术经济学[M]. 北京: 中国人民大学出版社, 2016.
[7] 朱开伟, 刘贞, 贺良萍, 等. 中国主要农作物秸秆可新型能源化生态经济总量分析[J]. 中国农业科学, 2016, 49(19): 3769-3785.
[8] 姜芹, 孙亚琴, 滕虎, 等. 纤维素燃料乙醇技术经济分析[J]. 过程工程学报, 2012, 12(1): 97-104.
[9] 朱青. 我国液体生物燃料的经济性研究[J]. 当代石油石化, 2017, 25(12): 5-10.
[10] 朱青, 王庆申, 赵书阳, 等. 我国纤维素燃料乙醇工艺概况和经济性分析[J]. 石油石化绿色低碳, 2018, 3(3): 1-5.
[11] 任天宝. 秸秆纤维乙醇技术工程化及技术经济研究[D]: [博士学位论文]. 郑州: 河南农业大学, 2010: 64-67.
[12] 霍丽丽, 赵立欣, 姚宗路, 等. 秸秆能源化利用的供应模式研究[J]. 可再生能源, 2016, 34(7): 1072-1078.
[13] 李科, 靳艳玲, 甘明哲, 等. 木质纤维素生产燃料乙醇的关键技术研究现状[J]. 应用与环境生物学报, 2008, 14(6): 877-884.
[14] 王志伟, 雷廷宙, 岳峰, 等. 秸秆成型燃料系统经济性分析[J]. 农机化研究, 2012, 5(34): 209-212.
[15] 蔡飞. 京郊农村地区生物质固体燃料开发潜力与项目推广模式研究[D]: [博士学位论文]. 北京: 北京林业大学, 2013: 62-68.
[16] 王明俊. 关于我市秸秆压块燃料化利用的可行性分析[J]. 农民致富之友, 2017(23): 248.
[17] 李在峰, 杨树华, 王志伟, 等. 秸秆成型燃料生产设备系统及经济性分析[J]. 可再生能源, 2013, 31(5): 120-123.
[18] 李世密, 寇巍, 张晓健. 生物质成型燃料生产应用技术及经济效益分析[J]. 环境保护与循环经济, 2009(7): 47-49.
[19] 韩树明. 秸秆固化成型技术及能源化利用的研究[J]. 农机化研究, 2012(12): 201-205.
[20] 田宜水, 赵立欣, 孟海波, 等. 中国农村生物质能利用技术和经济评价[J]. 农业工程学报, 2011(1): 459-463.
[21] 马秋颖. 东北地区玉米秸秆主要利用方式成本效益分析研究[D]: [硕士学位论文]. 北京: 中国农业科学院, 2017: 29-31.
[22] 宋艳苹. 生物质发电技术经济分析[D]: [硕士学位论文]. 郑州: 河南农业大学, 2010: 33-34.
[23] 中共中央办公厅, 国务院办公厅. 关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见[N]. 经济日报, 2017-10-01.
[24] 张铁柱, 李曙秋. 生物质发电项目技术经济分析[J]. 沈阳工程学院学报(自然科学版), 2013, 9(1): 11-13.
[25] 赵贵玉, 齐艳玲, 吕洋. 农作物秸秆发电经济效益分析[J]. 农学学报, 2017, 7(3): 86-90.
[26] 李蓓蓓, 施威, 朱涛. 山东省生物质资源及利用技术的系统评价[J]. 江苏农业科学, 2014, 42(12): 374-377.
[27] 朱利群, 漆军, 郭盼盼. 基于成本收益的秸秆资源不同利用方式的经济学分析[J]. 江西农业学报, 2016, 28(2): 106-111.
[28] 王红彦, 毕于运, 王道龙, 等. 秸秆沼气集中供气工程经济可行性实证与模拟分析[J]. 中国沼气, 2014, 32(1): 75-78.
[29] 闵师界, 邱坤, 吴进, 等. 新津县秸秆沼气工程经济效益分析[J]. 中国沼气, 2012, 30(6): 40-42.
[30] 吕林. 某生物质固体成型燃料加工基地项目经济评价研究[D]: [硕士学位论文]. 青岛: 青岛大学, 2017: 25-30.
[31] 周媛. 基于采伐剩余物的生物质固体燃料利用评价[D]: [硕士学位论文]. 福州: 福建农林大学, 2016: 30-32.
[32] 孔祥才. 基于成本收益视角的生猪养殖粪便处理方式选择分析[J]. 黑龙江畜牧兽医, 2018(16): 59-62.
[33] 王火根, 李娜. 沼气工程企业效益分析及政策建议[J]. 可再生能源, 2018, 36(6): 811-819.
[34] 马立新, 刘卫华, 荆和平, 等. 利用畜禽粪便生产沼气的技术装备研究与效益分析[J]. 江苏农机化, 2013(1): 32-34.
[35] 孙淼. 江苏省规模化养殖场沼气工程效益实证分析[D]: [硕士学位论文]. 南京: 南京农业大学, 2011: 41-50.
[36] 梁光源. 地沟油“变废为宝”的道路还有多远[J]. 环境, 2017(7): 22-24.
[37] 胡化凯, 王乐天. 生物质能源利用经济分析——基于安徽省企业调研数据[J]. 科技管理研究, 2014(19): 212-216.
[38] 乔凯. 生物柴油的综合利用与前景分析[D]: [硕士学位论文]. 北京: 中国石油大学, 2016: 42-44.
[39] 张扬健, 向威达, 雷家骕. 我国生物柴油经济效益和发展前景分析[J]. 中国科技信息, 2009 (22): 18-21.
[40] 沈超青, 马晓茜. 广州市餐厨垃圾不同处置方式的经济与环境效益比较[J]. 环境污染与防治, 2010, 32(11): 103-106.
[41] 张淑玲, 岳峥, 马东兵. 沼气利用技术在餐厨垃圾处理项目中的应用[J]. 环境卫生工程, 2014, 22(3): 64-66.
[42] 陈天安. 餐饮厨余垃圾堆肥特性及其农业高效利用对策[J]. 污染防治技术, 2014, 27(2): 33-35.
[43] 张利军, 谢继荣, 马文瑾, 等. 污泥厌氧消化沼气优化利用成本分析[J]. 给水排水, 2014, 50(S1): 145-148.
[44] 韩春荣, 谢继荣, 宋晓雅, 等. 污水处理厂沼气利用的经济和能源性分析[J]. 给水排水, 2012, 48(12): 54-57.
[45] 樊京春, 王永刚, 高虎. 生物质气化发电的经济效益分析[J]. 能源工程, 2004(3): 20-23.
[46] 冯炘, 李玲, 解玉红. 天津市农业固体废弃物秸秆能源化利用形式的比较与讨论[J]. 黑龙江科学, 2016, 7(1): 150-153.
[47] 汤东明. 直燃发电是当前我国秸秆规模化利用的理想方式[J]. 能源工程, 2012(6): 40-44.
[48] 李生. 规模化养殖场大中型沼气工程效益分析[D]: [硕士学位论文]. 南昌: 江西师范大学, 2018: 39-47.