不確定條件下農林生物質發電供應鏈可持續發展的問題與建議

張晟義，張杰，王童

（新疆財經大學工商管理學院，新疆烏魯木齊830012）

　　摘要：中國目前已成為世界第二大經濟體，能源消費總量與日俱增，但以化石能源為主的能源消費結構無法滿足我國能源可持續發展的需要。生物質發電是緩解能源、環境壓力的重要手段，因而探討不確定條件下農林生物質發電供應鏈可持續發展的問題，具有重要的理論意義與現實意義。當前我國農林生物質發電供應鏈可持續發展存在農林生物質供給不確定、資源配置非效率、生物質發電企業可持續發展能力差、農林生物質發電核心技術缺失等問題。對此，應通過加強市場監管、規范市場秩序、合理配置資源、規劃生產運作、加強原始創新等措施，促進農林生物質發電供應鏈可持續發展。

　　可持續發展是挪威前首相布倫特夫人于1987年提出來的，實現可持續發展日益成為全球經濟發展的重要價值導向。可持續發展涵蓋經濟可持續發展、社會可持續發展以及生態可持續發展三方面要義，追求經濟、社會和生存環境三者的協調、統一。

　　2019年10月24日，首屆可持續發展論壇在北京召開，中國國家主席習近平向論壇致賀信，信中明確指出“中國秉持創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，推動中國經濟高質量發展，全面深入落實2030年可持續發展議程，促進共同發展，攜手構建人類命運共同體”[1]。進入21世紀，能源與環境問題備受關注，目前，我國能源結構中煤炭等傳統石化燃料仍然占據主導地位，開發、利用清潔能源的正外部效應未得到完全釋放。農林生物質發電作為緩解節能減排壓力、調整能源消費結構的重要手段，與其他清潔能源利用方式相比，具有原料來源廣泛、原料潛在供給量大、節能減排效果突出等優勢。然而，農林生物質發電在現實發展過程中卻面臨來自產業環境和宏觀環境的諸多不確定因素，導致農林生物質發電供應鏈在實際運作過程中可持續性較差，如何化解這些不確定因素帶來的損害，成為促進農林生物質發電供應鏈可持續發展的關鍵。

　　一、不確定條件下農林生物質發電供應鏈可持續發展研究現狀

　　不確定性不但是現代企業經營過程中面臨的極具挑戰性的一個問題，而且是生物質發電供應鏈運作過程中的一個瓶頸。MAKRISAS.P.等研究指出，不確定性是指客觀實體在聯系和發展的過程中所展現出的無序、模糊以及近似的本質屬性。可持續發展是“既滿足當代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構成威脅的發展”[2]。農林生物質發電作為高效開發生物質能的一種方式，對于促進可再生能源發展、加快調整能源消費結構意義重大。

　　但是，農林生物質發電供應鏈在運作過程中卻面臨著諸多不確定因素。胡婕等人研究指出，在農林生物質發電供應鏈實際運作過程中，生物質原料的收儲環節對經紀人或收購站點依賴程度過高，導致農林生物質發電企業收購秸稈的價格一般達到農戶出售價的4-6倍。由收儲環節的投機行為所引發的生物質原料價格方面的不確定性，極大地增加了生物質發電廠的運營成本，嚴重損害了部分生物質原料收儲環節參與方的合理收益[3]。檀勤良等對農林生物質發電供應鏈不同的原料供應模式進行研究，研究中將原料供給數量選作模糊變量，建立秸稈原料供給模型，并通過模型推導與算例模型證明了在不同模式下農戶對生物質原料價格波動的敏感性存在差異[4]。王圣等指出，目前，我國農林生物質發電產業發展缺乏專業性的、可操作性較強的地方農林生物質發電規劃，地方產業政策和規劃的缺位，使得生物質原料市場出現無序競爭，致使部分農林生物質發電企業在原料供應不足或盈利情況不佳的情況下，萌生出一系列不確定的投機行為，影響農林生物質發電供應鏈可持續發展[5]。

　　如何保證農林生物質發電供應鏈持續、穩定運行，對于農林生物質發電產業發展十分重要。當前，可持續供應鏈設計了一種新的方法，它嘗試在供應鏈的設計中融入經濟、社會和環境的相關因素。基于可持續供應鏈的設計理念，農林生物質發電供應鏈可持續發展亦應聚焦經濟、社會、環境三方面。高文永和李景明對我國農業生物質能產業的發展現狀進行調研，并運用相關歷史數據對農業生物質資源的現狀進行定量研究與效應分析，研究結果表明：利用廣大農村地區農林生物質資源較多的優勢，發展農林生物質發電產業，不僅符合清潔發展機制（CDM）和可持續發展的要求，而且有利于優化農村地區能源消費結構，并且通過農林生物質的收獲、運輸和加工處理等環節，可以為農民提供大量就業崗位，直接或者間接增加農民的可支配收入，實現農林生物質發電供應鏈可持續發展[6]。

　　Sadhan Kumar Ghosh對農林生物質發電供應鏈的可持續性進行了研究，得出的結論是：農林生物質原料供應是影響農林生物質發電供應鏈可持續發展的主要因素，其中，政府政策是影響農民對生物質能源利用方式的選擇、規模經濟以及生物質能利用效率等的重要因素[7]。Bing Shen How等結合實際案例，開發出一種結合P-graph框架和可持續發展指數的新型去瓶頸方法，利用此方法能夠有效識別制約生物質能供應鏈可持續發展的瓶頸，從而為農林生物質發電供應鏈的可持續發展提供保障[8，9]。

　　綜上可以看出，當前多數研究雖然認識到不確定性的重要影響，但是對農林生物質發電供應鏈可持續發展的研究仍存在不足之處，絕大多數學者對于該問題的研究或局限于某一確定情境之下，或往往忽視貫穿于供應鏈實際運作過程中的諸多不確定因素的干擾，抑或僅僅是單一研究某一個運作環節的不確定性因素的影響，并未研究農林生物質發電供應鏈各環節的不確定因素和宏觀環境中的不確定因素對農林生物質發電供應鏈可持續發展的影響。

　　基于此，本文將探討在不確定條件下農林生物質發電供應鏈可持續發展中存在的相關問題，并提出具體、可行的發展建議，為促進農林生物質發電供應鏈可持續發展提供理論參考。

　　二、不確定條件下農林生物質發電供應鏈可持續發展存在的問題

　　（一）農林生物質發電發展現狀

　　目前，我國生物質發電主要涵蓋三個類型：農林生物質發電、沼氣發電以及生活垃圾發電。其中，農林生物質發電發展最為成熟且應用廣泛。我國作為農業大國，農林生物質資源主要來源于農林業廢棄物和能源經濟作物，其潛在儲存量大、分布范圍廣泛，但卻難以收集，加之農林生物質資源在運輸過程中受自身物理特性的影響，造成原料供應不穩定，農林生物質發電的發展面臨巨大阻力。同時，我國農林生物質發電起步較晚，技術水平落后，政策法規不健全，亦成為制約我國農林生物質發電穩健發展的“阿喀琉斯之踵”。此外，伴隨全球氣候變暖，極端天氣出現的頻率增加，農林生物質發電產業的發展面臨更為嚴峻的考驗。

　　諸多因素使得農林生物質發電的發展舉步維艱，進而制約了農林生物質發電供應鏈可持續發展。為緩解農林生物質發電產業面臨的窘境，促進農林生物質發電供應鏈可持續發展，下文將基于資源價值流，分析不確定條件下農林生物質發電供應鏈可持續發展存在的問題，同時，利用PEST分析方法，研究宏觀環境中不確定性所引發的阻礙農林生物質發電供應鏈可持續發展的問題。

　　（二）基于資源價值流分析不確定條件下農林生物質發電供應鏈可持續發展存在的問題

　　基于資源價值流視角分析農林生物質發電供應鏈，農林生物質發電供應鏈大體可分為農林生物質種植、農林生物質原料收集、原料運輸、生產使用和電力產出、電力輸送以及終端消費6個階段，具體涵蓋原材料種植、原材料收購、預加工、中間產品運輸、發電、除塵、輸送電力、電力消費等過程。基于資源價值流的視角構建了農林生物質發電供應鏈分析框架圖，如圖1所示。

　　1.農林生物質種植環節的不確定性及其衍生出的問題

　　該環節涉及的不確定性主要源于農林業投入物的品質、農林作物生長過程、自然環境以及種植意愿等因素。農林業投入物品質的不確定性主要歸因于農林業投入物生產商的投機行為。同時，由于農林作物從種植到收獲，時間間隔周期較長，若問題農林作物在生長過程中才被識別，那么受作物熟制、作物生長過程不可逆等“剛性”約束，農林生物質總產量存在巨大不確定性，就從供應鏈源頭上阻礙了農林生物質發電供應鏈可持續發展。

　　在農林作物生長過程中，自然環境是決定其產量的重要外部因素。當自然環境使農林生物質供給數量減少或供給質量變差時，農林生物質發電供應鏈可持續發展必受影響。此外，農戶種植意愿也是影響農林生物質發電供應鏈可持續發展的重要因素。農戶種植意愿的變動，會造成農林生物質發電原料供給類型多變，影響農林生物質發電供應鏈的平穩運行。

　　2.農林生物質原料收集環節的不確定性及其衍生出的問題

　　該環節涉及的不確定性主要源自生物質質量、生物質數量、生物質類型、生物質價格、生物質收集地點以及加工設備運行情況等因素。其中，生物質供給數量不確定是原料收集環節最重要的不確定因素之一。江云劍認為，對于農林生物質而言，一方面，生物質的收集依賴于種植、收獲等作業活動，間隔周期相對固定，農林生物質供應的季節性特征顯著；另一方面，在農戶種植意愿、自然環境等因素共同作用下，不同時段、不同地點的農林生物質供給量呈現出差異性特征[10]21-22。

　　農林生物質收購價格的不確定性是原料收集環節中另一重要的不確定因素。江云劍認為，價格不確定性是生物質市場供給和需求的市場調控結果。一方面，農林生物質供給量取決于農林生物質產量；另一方面，農林生物質需求水平取決于生物質發電企業的原料需求。因此，在供給與需求兩類不確定因素影響下，農林生物質收購價格顯現較大不確定性。其他幾種不確定性在研究中涉及頻率相對較低，卻不能忽視其影響[10]21-22。農林生物質類型的不確定性主要取決于農戶的種植意愿和種植決策，進而影響不同農林生物質原料的可得性。在農林生物質原料的可得性存在不確定性的情況下，部分生物質原料收集點/商為爭奪原料，突破農林生物質原料的合理回收半徑，造成生物質收集地點和收集范圍的不確定性。生物質質量的不確定性源于生物質中的水分、沙石等雜質的含量的波動。對于農林生物質而言，生物質質量不確定性主要受自然環境和農戶作業的精細程度的影響。此外，若在原料收集環節對農林生物質原料進行初加工，則設備先進程度、運行效率等因素會造成農林生物質收集、加工能力的不確定性。

　　農林生物質原料收集環節多類型的不確定性加劇了農林生物質發電企業可獲取原料數量的波動，從而影響農林生物質發電供應鏈可持續發展。

　　3.原料運輸環節的不確定性及其衍生出的問題

　　原料運輸環節的不確定性主要是指無法將農林生物質原料在合適的時間、以合適的價格、選用合適的運輸方式、運送到合適的交貨地點，從而導致成本、時效等方面的差異。運輸環節的不確定性主要源于物流設施、物流設備、物流時間、物流成本等因素。物流配套設施建設不健全，會增加物流運輸成本，致使物流總成本無法精確把控。物流設備的規格及作業的標準化程度會影響運輸效率，進而引發物流時間的彈性波動。此外，交通狀況、極端天氣、運輸路線規劃情況、物流方案設計、物流應急預案的完備性和可行性等因素，都會增加原料運輸環節的不確定性。

　　原料運輸環節的不確定性，不僅影響農林生物質發電企業原料獲取的及時性，而且會影響農林生物質發電企業的庫存情況或庫存策略的執行情況，使農林生物質發電企業運營的可持續性面臨威脅和挑戰，進而影響整條農林生物質發電供應鏈可持續發展。

　　4.原料生產使用和電力產出環節的不確定性及其衍生出的問題

　　原料生產使用和電力產出環節主要與生物質發電企業相關，涉及的不確定性主要源于原料質量、原料類型、技術選擇以及庫存策略等因素。原料質量的不確定性會影響企業生產運作過程中的熱能生產效率，額外增加企業的生產運作成本，甚至會降低企業電力生產環節的原料利用效率及后續生產環節的資源循環利用率。生產技術類型選擇也是造成該環節不確定性的重要因素，選擇不同的生產技術，生物質發電企業付出的生產成本是不同的，且不同的生產要素組合會影響企業利潤最大化的實現。企業在成本與收益方面的不確定性，會增加生物質發電企業的運營風險，進而使整條生物質發電供應鏈發展的可持續性受損。此外，受農林生物質供應季節性波動的影響，農林生物質發電企業需要儲存大量農林生物質原料，合理、可行的庫存策略可以幫助企業降低庫存成本，降低原料短缺的機會成本。反之，不僅會增加企業的庫存成本，加大阻斷農林生物質發電企業連續生產運作的風險，導致整條供應鏈運作的不確定性加劇，影響農林生物質發電供應鏈的可持續發展。

　　5.電力輸送環節的不確定性及其衍生出的問題

　　電力輸送環節的不確定性主要源于極端天氣、設備損耗以及設備故障等因素。電力輸送環節位于農林生物質發電供應鏈的下游，受到人為不確定性因素干擾的概率較低，運營相對穩定。但是，極端天氣的干擾、輸電設備的損耗、電力傳輸設備意外發生故障等不確定性，會給社會經濟發展帶來負外部效應，亦會影響農林生物質發電供應鏈可持續發展。

　　6.消費環節的不確定性及其衍生出的問題

　　消費環節的不確定性主要來自線路故障、用電安全等因素。農林生物質發電供應鏈可持續發展的目標包含經濟、社會以及環境可持續發展三個方面，消費環節的不確定性不僅會對社會經濟發展造成負面影響，而且可能對廣大消費者的生命安全造成威脅，違背了農林生物質發電供應鏈可持續發展的要義。

　　綜上，基于資源價值流動過程對農林生物質發電供應鏈各運作環節的不確定性及其衍生出的問題進行分析，得到影響農林生物質發電供應鏈可持續發展存在的問題示意圖（如圖2所示）。

　　（二）基于PEST分析方法研究不確定條件下農林生物質發電供應鏈可持續發展存在的問題

　　農林生物質發電產業的發展難以擺脫宏觀環境的影響，并且宏觀環境對農林生物質發電產業的發展影響深刻。農林生物質發電供應鏈的PEST分析就是對農林生物質發電供應鏈所處的政治法律環境（P）、經濟環境（E）、社會文化環境（S）以及技術環境（T）進行分析。通過分析農林生物質發電供應鏈運作過程中來自宏觀環境的不確定性，找出影響農林生物質發電供應鏈可持續發展的問題所在。

　　1.政治法律環境的不確定性所引發的問題

　　政策與法規對生物質發電供應鏈的發展起著至關重要的作用。近年來，國家層面出臺了一系列的政策與法規，為農林生物質發電產業的發展提供了重要保障，然而，地方政府相關配套政策與法規的制定、實施情況及效果卻存在隨機性與不確定性。這種隨機性與不確定性成為阻礙農林生物質發電供應鏈可持續發展的重要因素。另外，相關政策與法規尚未形成穩定的體系，波動性較大，致使農林生物質發電產業仍舊處于無序競爭的狀態，不僅造成資源的錯配與浪費，而且增加了農林生物質發電企業的運營成本，企業無法在規模經濟下運行，影響農林生物質發電供應鏈可持續性發展。

　　2.經濟環境的不確定性所引發的問題

　　自2012年起，中國經濟步入調整轉型階段，經濟發展方式發生重大轉變。受經濟下行的影響，各行業投資規模變化較大，投資風險難以把控。當前，受中美貿易爭端的影響，未來經濟發展存在較多不確定因素。在此經濟形勢下，農林生物質發電企業引資困難，發展如履薄冰，農林生物質發電供應鏈可持續發展難以保障。

　　3.社會文化環境的不確定性所引發的問題

　　改革開放以來，我國經濟經歷了長時間粗放式的發展，居民的資源循環利用意識和環保意識薄弱，在權衡個人利益與社會利益時充斥著隨機性。此外，長期以來，我國農村地區依舊維持小農經濟生產模式，且由于受自身文化水平的影響，農民對生物質發電產業褒貶不一，這在一定程度上導致農林生物質回收困難，阻礙農林生物質發電供應鏈可持續發展。

　　4.技術環境的不確定性所引發的問題

　　雖然農林生物質發電在我國已經實現了商業化運營，但是農林生物質發電的關鍵設備仍需依賴進口，核心技術依舊掌握在少數幾個發達國家手中。發達國家技術封鎖的潛在可能性成為我國農林生物質發電完全“中國化”的最大不確定因素，對農林生物質發電供應鏈可持續發展構成威脅和挑戰。

　　基于PEST分析方法對不確定條件下農林生物質發電供應鏈可持續發展存在的問題進行研究，結果如圖3所示。

　　三、農林生物質發電供應鏈可持續發展的建議

　　發展農林生物質發電產業，推動農林生物質發電供應鏈可持續發展，既有助于實現農林生物質資源的高效循環利用，又有利于調整我國化石能源為主的能源消費結構，同時，還可以幫扶農民就業。為實現農林生物質發電供應鏈可持續發展，建議如下。

　　（一）加強農林投入物的市場監管，推動發展集約式的訂單農業

　　政府要加強農林投入物市場監管，保障農林投入物的品質，為實現農林作物穩產、高產打下堅實基礎，從源頭上保證農林生物質充足供應。推動發展集約式的訂單農業，不僅有利于降低農企之間的信息不對稱、提高農業生產效率、增加農民收入，而且可以加強對農業生產的引導，減少農業生產的盲目性，保證農林生物質供給類型和供給數量穩定，促進農林生物質發電供應鏈可持續發展。

　　（二）規范市場秩序，嚴格市場準入機制，合理配置資源，實現有序發展

　　各級政府應根據“十三五”規劃的相關內容及相應實施指導意見，規范市場秩序，避免農林生物質發電企業之間的惡性競爭。同時，嚴格市場準入機制，科學規劃產業布局，避免產生因區域內企業數量過多而導致的資源配置非效率，推動市場有序發展，為農林生物質發電供應鏈可持續發展營造良好的商業生態環境。

　　（三）加大對農林生物質發電企業支持力度，切實解決企業發展過程中遇到的難題

　　近年來，運營成本偏高、引資困難、抗風險能力差成為我國農林生物質發電企業發展的障礙。政府應為農林生物質發電企業提供必要的政策支持和資金支持，切實解決企業發展過程中遇到的難題，推動農林生物質發電供應鏈可持續發展。

　　（四）制定科學合理的生產運作計劃，增強企業的抗風險能力

　　在實際生產運作過程中，農林生物質發電企業在原料獲取方面存在較大不確定性，企業應充分利用現代信息技術，增強對風險的識別能力，科學合理安排生產，提升庫存的柔性，降低企業生產運作成本，增強農林生物質發電供應鏈的可持續發展能力。

　　（五）加強原始創新，積極參與國際交流與合作

　　制造關鍵設備的能力不足和核心技術的缺失，成為我國農林生物質發電產業發展的“瓶頸”。企業應逐步加大科研投入，引進專業人才進行技術攻關，加強原始創新。同時，要加強對外交流，引進國外先進生產技術，進行消化、吸收、再創新，為農林生物質發電供應鏈可持續發展提供強勁的內生動力。

　　（六）制定完備可行的應急預案，提升應對突發事件和自然災害的能力

　　定期對輸電設備進行維護與檢修，制定完備可行的應急預案，提升應對突發事件和自然災害的能力，同時，在電力上網定價方面，考慮引入市場競爭機制。國家電網處在農林生物質發電供應鏈的下游，是負責電力輸送的主體，加強設備的維護與檢修，制定完備可行的應急預案，提升應對突發事件和自然災害的能力，有利于促進社會經濟平穩運行，為農林生物質發電供應鏈可持續發展營造良好的社會環境。在電力上網定價方面引入市場競爭機制，有助于提升生物質發電企業的盈利水平，提高其研發創新的積極性，為推動農林生物質發電供應鏈可持續發展提供支持和保障。

　　四、結論與展望

　　通過對不確定條件下農林生物質發電供應鏈可持續發展問題進行研究，結果表明：農林生物質發電供應鏈中、上游存在較多不確定性因素，其衍生出的問題是農林生物質發電供應鏈可持續發展的“瓶頸”。此外，資源配置非效率、市場無序競爭、企業引資困難、核心技術缺失等問題，也是影響農林生物質發電供應鏈可持續發展的“短板”。

　　未來，要實現農林生物質發電供應鏈可持續發展，必須提高農林生物質發電企業的自主創新能力，增強其應對不確定性風險的能力，要加強對外交流與合作，引進國外先進的技術與設備，踐行“引進、消化、吸收、再創新”的原則，為促進我國農林生物質發電供應鏈可持續發展提供內生動力。同時，政府要對農林生物質發電產業的發展做出科學、合理、系統的規劃，規范市場秩序，推動有序發展。