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生物质发电中农户秸秆供应成本敏感性分析

摘要：针对生物质发电中秸秆收集困难的问题，对秸秆供应构建4种模式：人工收集主动运送模式、机械收集主动运送模式、人工收集等待收购模式和机械收集等待收购模式，建立农户秸秆供应成本模型，计算不同模式的成本，并对不同的重要因素进行单因素敏感性分析。结果表明：人工收集模式比机械收集模式成本低，但受人力工资影响大，当人力工资≥18元／h时，人工收集主动运送模式成本最高；当土地面积0.667hm2时所有模式的成本稳定，变化不大；运输距离对人工收集模式成本的影响大于机械收集模式，留茬高度越低影响越大；作物产量水平越高，越适合机械收集模式。

中国秸秆资源丰富，可利用量达6～8亿t，但常被农民直接焚烧造成面源污染嘲，成为一大环境难题。因此，我国大力发展生物质发电项目以期解决该问题，但却面临秸秆原料收购困难的新问题。现有的研究主要从电厂角度出发，在电厂秸秆需求量下进行一个地区内秸秆收储运的研究，如邢爱华等]根据秸秆资源岛式分布的特征对电厂秸秆收集过程的能耗、成本、排放等进行计算；刘华财等对不同收储运模式进行成本比较；徐亚云等则对不同秸秆收储运模式成本、能耗、人工和设备投入等进行比较；于晓东等对秸秆收购过程进行模拟。上述研究仅基于电厂角度，未反映秸秆初始拥有者(农户)的供应成本，而我国大部分地区的耕作模式是以户为单位的，因此应增加从农户角度的秸秆供应成本研究。农户供应成本大小决定秸秆供应的稳定性，需将农户的秸秆供应成本作为一个独立问题来进行分析，在此基础上再进行收储运问题研究，才更具准确性和合理性。笔者建立了4种农户秸秆供应模式来计算成本构成，对重要的几种影响因素进行敏感性分析，研究结果将对利用经济手段减少农户就地焚烧秸秆，提高供应生物质电厂的积极性有一定指导意义。

1农户秸秆供应成本模型

为方便讨论，文中进行如下假设：(1)该地区农作物产量密度无差别；(2)不考虑天气、地形等因素的影响；(3)农户秸秆全部出售；(4)秸秆供应模式。收集并主动运送模式和收集等待收购模式，每种又细化为A(人工收集主动运送模式)、B(机械收集主动运送模式)、c(人工收集等待收购模式)和D(机械收集等待收购模式)4种(见图1)。农户对收购商身份不作考虑。

1.1秸秆收割成本增加量

秸秆资源总量Q的计算式为

1.2秸秆收集成本

1.3秸秆运输成本

1.4储存成本

2成本计算结果

2.1计算参数设置

选取江苏省某县为例进行分析，该县位于江苏省东南部，是小麦、水稻和油菜等的主产区。以该地区的小麦秸秆为对象分析供应成本，相应参数见表3和表4。根据笔者调研发现，直接运送秸秆至电厂的距离为3km以内，因此以3km为基准计算相应成本并分析距离对成本的影响。

2.2计算结果

各模式下的秸杆供应成本见图2，其中A～D对应图1的供应模式，1～3对应秸秆收割留茬高度分别为30cm、20cm和10cm。从图2可以看出，模式A1成本最低，模式C1与之相近，而模式B1的成本最高，其次为D1。因此相同留茬高度下机械收集模式成本要高于人工收：集模式，这是因为前者虽提高了收集效率，但租费较高导致成本较高。随着留茬高度的降低，不同模式的成本变化不同，人工收集模式下成本增加，而机械收集模式下成本则降低，这是因为人工收集模式下，随着留茬高度的降低人工成本增加，而打捆机租费不变，秸秆量的增加可降低总成本。相同收集模式下，运输与储存成本相差不大，若农户不选择储存措施则会降低成本19.4～32.4元／t，但无法保证秸秆质量稳定。

从图2还可以看出不同环节的成本在总成本中的比例。在成本构成中收集成本(包括人工成本和机械成本)占最大比例，无论人工收集成本或机械收集成本，若能找到有效降低手机成本的技术方法则可促进秸秆供应。其次是运输成本，其中的人工储层本在人工手机时要高于机械收集时（运输油耗折旧等费用不变）。储存成本所占比例较大，这是因为假设防雨帆布喂秸秆储存专用。

3敏感性分析

以模式A1为例进行单因素敏感性分析。图3给出了人力工资、土地面积、燃料价格及运输距离对模式A1成本的影响。从图3可以看出，影响作用依次为人力工资、土地面积、运输距离和燃料价格，其中土地面积喂负向作用，其余为正向。土地面积变化时成本出现波动，这是因为秸秆量的增减导致运输次数改变，从而导致人工成本的波动。人工收集模式下柴油消耗量较少，因此其对A1成本的影响最小。这4个因素对模式A2和模式A3的影响相似，而对其他模式的影响则不尽相同，具体在下文进行分析。

首先考察人力工资对秸秆供应成本的影响(见图4)。从图4可以看出，影响作用大小依次为模式A模式C模式B模式D，这是由于耗费人工的环节依次降低。当人力工资增加2元／h，4种模式的成本