基于网络DEA模型的生物质发电行业利润相对效率

基于网络DEA模型的生物质发电行业利润相对效率的研究

闫庆友，尹洁婷

(华北电力大学经济与管理学院，北京102206)

　　摘要：生物质发电行业的发展不仅受行业本身的影响，也受上、下游产业的影响，本文针对生物质发电行业和农业的特殊关系，建立Bio-AG系统，利用网络DEA模型和DDF测量方法分析生物质发电行业利润的相对效率。另外，文章引入产权解决污染所导致的负外部性。研究显示，当产权集中在Bio-AG系统中时，负外部性因素内部化处理，使生物质发电行业和农业的整体利润最大。另外，DDF分解结果表明，影响生物质发电行业利润无效的主要因素是资源的无效配置。

　　0引言

　　自1997年京都议定书提出以来，环境保护的课题受到越来越多学者的关注，而能源和电力的可持续发展一直是一个热门的话题。相对于传统的火力发电，可再生能源发电行业在近年来发展迅速，众多的水电站、风电站、核电站、生物质发电厂已经建成投产。而生物质能源作为我国新开发的可再生能源之一，其发电产业仍在起步阶段，应用范围还很有限。谢传胜等分析了四类可再生能源发电效率，认为目前生物质发电效率低于风电、水电、光伏发电，且处于规模效益不变状态。马隆龙从成本计算出发，认为只有当生物质比其他燃料便宜得多时，生物质发电才能体现出较好的经济性。

　　实际上就发电技术而言，国际上相关技术的发展已经比较成熟，而我国生物质发电的关键设备多是引进国外技术，国产率较低，且发电的技术经济指标与电厂的规模关系很大。当电厂规模较大时，效率较高，但是电厂需要的单位投资就相对较高，投资回收期较长；相反，电厂规模较小时，效率较低，总体经济效益较差。

　　随着《可再生能源法》的实施，生物质发电行业得到了较快发展。到2010年，我国生物质发电装机容量达到550万kw，其中农林生物质发电190万kw，垃圾发电170万kw，蔗渣发电170万kw。由图1可知，自2006年以来，生物质发电装机容量从140万kw增长至1708万kw，2015年并网容量达1171万kw。

　　我国生物质发电行业区域分布特征比较明显，江苏省、山东省生物质发电装机容量分别为139.5万kw、137.6万kw，占全国总装机容量的11.42％和11.27％，居前两位。湖北省、浙江省、黑龙江省、吉林省的装机容量分列三至六位，共占全国总装机容量的50.08％。由此可见，生物质发电装机主要集中在华东地区，并网容量达351.5万kw，占全国总装机容量的45.12％，居全国首位。华中地区、南方地区分别以143.8万kw和109.6万kw位列全国二三位。

　　生物质发电行业技术类型如表1所示，2013年我国直燃式发电的装机容量达419.5万kw，约占全部生物质发电装机容量的53.85％，垃圾焚烧发电的装机容量为340.0万kw，其他生物质发电的装机容量为l9.4万kw。

　　生物质发电行业的发展不仅受行业本身的影响，也受上、下游产业的影响，如农业、林业、轻工业等。一方面，农林业废弃物属于一种生物质资源，而生物质发电的废弃物(秸秆残留)可作为农作物的肥料，因此农业和生物质发电行业可以形成一个循环系统(记做Bio-AG系统)。而中国是一个农业大国，农业的播种面积为1.8亿亩(约120万公里)，年产量近7亿吨(相当于3.5亿吨标准煤)，而农业废弃物(包括稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣、棉籽壳等)是重要的生物质资源。另外，我国的森林覆盖面积约1.95亿公顷，每年可以生产出约8-10亿吨的生物质资源。刘志强，林永明等认为原材料的有效供应是生物质发电企业生存和发展的基础。因此，我国丰富的生物质资源储备为生物质发电行业的进一步发展提供了有利条件。

　　但是，根据(2013中国可再生能源产业发展报告》，生物质能源在发电过程中产生的污染物，如SO2，NOx，CO，CO2，废水等，导致空气污染，水污染和土壤污染，在可再生能源发电行业中，生物质发电对环境造成的污染最为严重。但由于生物质发电所产生的污染物远小于火力发电，生物质发电行业长期以来被公认为是一种清洁能源，污染物被长期忽略。近年来政府一直在积极推动生物质发电行业的发展，并考虑将生物质发电作为一种可再生能源替代火力发电，因此研究带有负外部性因素(污染物)的生物质发电行业的相对效率是很有意义的。

　　1文献综述