现阶段，中国农村居民生活用能仍以秸秆、薪柴等传统生物质能为主，农村居民商品能源消费水平低，存在着用能结构不合理，用能方式粗放，利用效率低等问题[1-6]。同时，中国农村生物质能资源丰富，开发利用前景广阔。开发利用生物质能，不仅可以让广大的农村居民使用上清洁能源，改善农民生活条件；而且还将有力缓解中国能源紧张局面，保障国家能源安全，减少温室气体排放。
由于生物质能资源种类较多，利用技术也各不相同，如何在农村地区选择技术可行、经济合理的技术，是一项重要课题。在生物质能利用技术经济评价方面，国内也开展了相关的研究。王德元等[9]基于层次分析法，定性分析评价了生物质能技术，但缺乏定量评价。樊京春等[10]利用财务评价的方法，综合分析了5种生物质能技术，但由于应用场所的不同，实际上不同技术缺乏可比性。
本文拟对现有农村生物质能转换利用技术进行评价，确定各类农村生物质能转换利用技术的适用范围，提出了户用用能成本的概念，定量比较不同技术的经济性，以便在农村地区更好地选择生物质能利用技术，促进生物质能利用技术在农村的开发利用。
1技术评价
目前，中国生物质能资源主要来源于农作物秸秆、畜禽粪便、林业生物质资源和能源作物等，转化利用技术主要包括直接燃烧、热化学法、生化法、化学法和物理化学法等，可转化为二次能源，分别为热量或电力、固体成型燃料、液体燃料（生物燃料乙醇、生物柴油和生物原油等）和气体燃料（沼气、生物质燃气和氢气等），用于生活用能、运输及发电等，如表1所示。其中，可为农村居民提供生活用能的技术包括农村户用沼气技术、养殖场沼气工程、固体成型燃料技术、秸秆沼气技术、秸秆气化集中供气技术。本文将重点对上述几种技术进行技术和经济评价。
表1生物质能转化利用技术一览
各类农村生物质能转化利用技术的技术综合评价见表2。整体上看，目前中国生物质能开发利用仍处在发展的初始阶段，不同种类技术的产业化水平并不平衡。农村户用沼气、养殖场沼气工程等技术已经比较成熟，通过政府提供补贴等经济激励政策，实现了产业化应用；固体成型燃料技术、秸秆沼气等技术正处于试点示范阶段，或正进入商业化早期发展阶段，在最近几年将实现产业化；秸秆热解气化技术还存在诸如技术及成本等问题，影响了推广应用。
表2生物质能技术
综合评价
从发展潜力和市场前景来看，农村户用沼气、固体成型燃料等技术可为农村居民提供优质的生活用能，替代传统的低效燃烧方式，未来发展潜力巨大，应根据全国各地的资源禀赋、生活习惯、经济发展状况，技术成熟程度和经济性，因地制宜分阶段、分步骤发展；而秸秆热解气化技术存在缺欠，发展前景不明晰；养殖场沼气工程作为畜禽粪便治理的有效手段，其环境效益高于能源效益，未来需求量较大。
2经济评价
2.1评价方法学
经济评价主要是评价方案的微观经济效果（技术开发部门、生产单位和用户）和宏观经济效果（地区、国家和社会），评价时要考虑成本、盈利、投资回收期、生命周期等指标，项目的经济评价方法主要包括内部收益率、净现值、投资回收期等。
根据用户的不同，可以将农村生物质能利用技术分为户用和规模化两种技术类型。户用技术（如农村户用沼气）由农户自行收集原料，生产能源并用于家庭生活用能，通常仅为一户提供生活用能。规模化技术，由生产厂家生产能源产品，然后通过配送系统送至农户使用，可为一定数量的农户提供生活用能。规模化技术具有较长的产业链，包括原料收集、运输和贮存，产品的生产和配送，以及终端用户利用等全过程，见图1。由于这两种技术类型没有统一的边界，一个在用户端，一个在生产端，难以统一评价。即使是同一类技术，如规模化技术，由于终端产品类型（分为固体、气体等）较多，每种终端产品的热值、生产效率和终端用能效率各也不相同，评价起来较为困难。传统的经济评价方法并不适合于农村生物质能利用技术。
通过分析，可以发现农村生物质能利用技术，其最终目的均是为农村居民提供生活用能，这是一个关键点。因此，本文提出了户均用能成本（CLE），即农户年生活用能的平均成本。对于某种特定的技术而言，如果农户为获取相同的能源而花费较高的成本，则该技术的经济性较差。反之亦然。因此，可以将以户均用能成本作为农村生物质能利用技术的评价指标。由于不同技术的用途不同，如农村户用沼气技术可用于炊事、照明；固体成型燃料技术可用于炊事、采暖；为了便于比较，本文仅分析炊事用途。
图1经济评价系统的边界
户均用能成本应包括生产厂家的总投资、运行和维护成本、原料成本及副产品收益等。其中，总投资是建厂时一次性投入，其效益则在整个生命周期中发挥作用。因不同的农村生物质能利用技术具有不同的生命周期，有必要将总投资分解到整个生命周期中去。因此，农村生物质能利用技术的户均用能成本等于建厂的年总投资、运行和维修成本、原料成本和副产品等，除以用能农户的数量，即
CLE=（总投资×CRF+运行及维修成本+原料成本–副产品成本）/用能农户的数量
式中，CRF为投资回收系数，由下式计算
式中，i为内部收益；t为投资的生命周期，a。
本文将以户均用能成本作为农村生物质能利用技术的评价指标，评价范围包括原料的收贮运、生产、配送及终端用户使用等全过程。为了方便分析，本文同时选取柴炉、煤炉、液化石油气炉等在农村应用的技术作为参照。
2.2有关假定和数据说明
为了便于比较，本文对数据进行了假定，见表3。原料成本与生物质种类、产量、区域、气候、当地经济水平及收获、采集、打包、加工、储存和运输生物质原料整个体系等因素有关。各类农村生活用能技术数据汇总见表4。农村生物质能利用技术项目的总投资、原料成本、人工成本等与建设地点有关，本文选取了中国典型地区的成本进行计算。
表3假定的数据
表4农村生活用能技术数据汇总表
2.3结果与讨论
2.3.1户均用能成本
通过计算，不同种类的农村生物质能利用技术的户均用能成本见图2。根据户均用能成本的范围，可以将农村生物质能利用技术分为三类：
图2不同种类的农村生物质能利用技术的成本构成
1）低成本技术。包括柴灶、煤炉、农村户用沼气和固体成型燃料技术，其成本介于200元至400元之间。如果不考虑环境等方面的效益，柴炉的户均用能成本最低，为205元/户，因为较少的投入，柴炉成为了大多数农户的第一选择。其次是农村户用沼气技术，为242元/户，原因在于农村户用沼气的原料是免费的，而且可以获得沼渣、沼液等副产品，部分补偿了支出。如果进一步考虑政府的补贴（每个沼气池约1000元），农村户用沼气技术对农户吸引力将会进一步增加。煤炉的成本为273元/户，略高于农村户用沼气技术，低于其他所有生物质能技术。在经济条件较为困难的情况，如果缺乏政府补贴等激励政策，农户将缺乏使用生物质能的主动性和积极性，而选择柴炉、煤炉。在所有农村生物质能技术中，固体成型燃料技术仅次于农村户用沼气，其户均用能成本为363元/户，其原料来源广泛，最具吸引力。2）中成本技术。包括养殖场沼气工程和户用秸秆沼气技术，成本介于500～600元之间。养殖场沼气工程需要建设输送管网等附属设施，其成本较高，但考虑到有副产品的收益，一定程度上给予了补偿。同样，户用秸秆沼气技术的成本高于固体成型燃料，原因也在于投资较高。
3）高成本技术。包括液化石油气、热解气化集中供气，成本在900元以上。热解气化集中供气的成本最高，也是因为需要建设贮气柜和输送管网，总投资非常高。液化石油气的成本仅次于热解气化集中供气，约971元/户，适用于经济发达地区的农村居民使用。
2.3.2敏感性分析
由于中国幅员辽阔，各地区经济水平发展并不平衡，资源禀赋和生活方式也各不相同，这种差异对生物质利用方式产生了一定的影响。此外，不同区域的农村生物质能技术总投资、运行成本和原料成本也有一定的差异，这将对结果造成一定的影响。本文选取了原料成本、总投资和运行成本，进行了敏感性分析，结果见图3。
图3敏感性分析
对原料成本较为敏感的技术依次为液化石油气灶、柴灶和煤炉。当原料成本变动±20%时，液化石油气灶、柴灶和煤炉的户均用能成本分别变动19.3%、17.4%和17.0%。这从图3成本构成也可以看出，液化石油气灶、柴灶和煤炉的户均用能成本主要由原料成本构成，购置炉具的费用较低。总投资的变动对农村户用沼气影响最大，当总投资变动±20%时，户均用能成本变动±79%。其次为养殖场沼气工程，当总投资变动±20%时，户均用能成本变动±32.6%。其次为养殖场沼气工程，为±23.4%。对运行成本较为敏感的技术为养殖场沼气工程，其次为固体成型燃料。通过敏感性分析，发现总投资、运行成本和原料成本的变化对本文的结论不会造成实质性的影响。
3结论
1）中国农村居民提供生活用能的农村生活能源技术包括农村户用沼气技术、养殖场沼气工程、固体成型燃料技术、秸秆沼气技术、秸秆气化集中供气技术。其中，农村户用沼气、养殖场沼气工程等技术已经比较成熟，通过政府提供补贴等经济激励政策，实现了产业化应用；固体成型燃料、秸秆沼气等技术正处于试点示范阶段或正进入商业化早期发展阶段，将实现产业化；秸秆热解气化技术还存在诸如技术及成本等问题，影响了其推广应用。
2）农村户用沼气技术的经济性最好，其次为固体成型燃料。但是，随着居住条件的改善，人畜混居的局面不可能长期维持，农村户用沼气的原料来源将是一个问题。因此，固体成型燃料技术将有望成为继农村户用沼气技术的当然选择。而秸秆沼气可以填补由于畜禽粪便短缺而带来的空白。农村户用沼气、固体成型燃料等技术未来发展潜力巨大，将是未来发展的重点。（生物谷Bioon.com）
