生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)物流成本構(gòu)成與評價研究

【中圖分類號】F426【文獻標(biāo)志碼】A

【文章編號】1673-1069（2025）08-0194-03

1引言

生物質(zhì)發(fā)電是一種利用生物質(zhì)的生物質(zhì)能發(fā)電的模式，根據(jù)處理技術(shù)的不同可分為直接燃燒發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電、沼氣發(fā)電等。生物質(zhì)發(fā)電廠的主要收入來源為發(fā)電上網(wǎng)帶來的電價收益，收人渠道單一，盈利能力有限，所以需要注重控制生物質(zhì)發(fā)電燃料的全周期成本。其中，物流成本在生物質(zhì)發(fā)電燃料全周期成本中占據(jù)較高比例，是生物質(zhì)發(fā)電燃料全周期成本控制的重點。文章旨在選擇一種適合降低秸稈生物質(zhì)燃料物流成本的物流模式，通過比較不同物流模式下的物流成本，選擇一種有助于降低物流成本的秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流模式，研究成果具有較強實踐性，有利于提高生物質(zhì)發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。

2秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流模式與物流成本分析

2.1物流模式

第一，簡單分散型模式。簡單分散型模式涉及兩種秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的物流模式，分別為“農(nóng)戶一經(jīng)紀(jì)人一電廠”模式和\"農(nóng)戶一電廠\"模式。前者主要由經(jīng)紀(jì)人負(fù)責(zé)從農(nóng)戶手中收集秸稈，需要農(nóng)戶根據(jù)經(jīng)紀(jì)人提出的要求簡單處理秸稈。經(jīng)紀(jì)人在收集秸稈后，在一定時間內(nèi)會將桔稈暫存在某地，再統(tǒng)一運輸銷售給專門收購秸稈的公司或發(fā)電廠。后者由農(nóng)戶按發(fā)電廠要求將田間收集的秸稈進行簡單處理后直接運輸至發(fā)電廠銷售，或者由發(fā)電廠與農(nóng)戶簽訂收購協(xié)議，直接到農(nóng)戶手中收購秸稈。第二，復(fù)雜集約型模式。復(fù)雜集約型模式也設(shè)計兩種秸稈生物質(zhì)燃料的物流模式，分別為“農(nóng)戶一合作社一電廠\"和\"農(nóng)戶一收購站（專業(yè)收儲公司）一電廠\"模式。前者主要由農(nóng)村的種植大戶牽頭，組織農(nóng)民成立專門收購秸稈的合作社，合作社應(yīng)生物質(zhì)發(fā)電廠的要求適當(dāng)對桔稈進行預(yù)處理和保管，在桔稈積累到一定數(shù)量或者發(fā)電廠提出要求后進行統(tǒng)一銷售。后者由發(fā)電廠建立的秸稈收儲公司專門負(fù)責(zé)秸稈收儲運工作，或者由第三方物流企業(yè)負(fù)責(zé)秸稈的收購工作。

2.2物流成本

秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流過程，主要包括秸稈收獲、處理、倉儲、運輸、卸載、人庫等流程（見圖1）。

田間 村級 加工 加工

田間秸稈 搬運 收購點 處理 電廠 處理 生物質(zhì)

收割、處理 鄉(xiāng)間道 臨時 公路 儲存點 公路 發(fā)電廠路運輸 儲存點 運輸 運輸

第一，秸稈收獲成本。秸稈收獲主要是在農(nóng)作物生產(chǎn)結(jié)束后，將田間遺留的秸稈由農(nóng)戶轉(zhuǎn)移至收購者的過程。秸稈收獲環(huán)節(jié)，可能涉及秸稈的收割、打捆、裝卸等操作，這些工作都會造成一定的成本支出。第二，秸稈運輸成本。運輸成本在秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流成本中占有較高比重，在很大程度上影響著整個供應(yīng)鏈的成本。秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料從田間到生物質(zhì)發(fā)電廠時涉及的主要運輸成本有運輸設(shè)備成本、材料成本、人工成本等。第三，儲存成本。秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的儲存成本主要涉及倉儲和庫存兩個部分的成本支出。前者一般是倉儲過程中的設(shè)備設(shè)施成本，后者通常是庫存管理中支出的勞動力成本、采購成本、缺貨成本等。第四，桔稈流通成本。秸稈流通成本是為方便秸稈運輸和儲存采用的一系列預(yù)處理手段所產(chǎn)生的成本，如秸稈壓縮、晾曬、破碎等活動中產(chǎn)生的成本，包括人工成本、技術(shù)成本、設(shè)備成本、折日費等。

3生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)物流成本影響指標(biāo)體系

3.1影響指標(biāo)選擇

為明確秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流成本的影響指標(biāo)，本文采用文獻分析法、實地調(diào)研法和問卷調(diào)查法等，選定了由收獲成本、儲存成本、運輸成本3個一級指標(biāo)組成的秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流成本影響指標(biāo)體系（見表1）。

表1秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流成本影響指標(biāo)

考慮到秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料有不同的物流模式，還需要在指標(biāo)體系中添加地理條件、農(nóng)戶收集意愿、秸稈可收集量等二級指標(biāo)。

3.2指標(biāo)權(quán)重計算

為確定秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流成本影響指標(biāo)的權(quán)重，本文運用Saaty軟件，運用九級標(biāo)度法對不同指標(biāo)的重要程度進行描述，確定了不同物流模式下每個一級指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)（見表2）。

表2不同物流模式下各一級指標(biāo)的權(quán)重計算結(jié)果

4不同物流模式下的生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)物流成本計算

4.1秸稈收集成本計算方式

秸稈收集方式有人工收集和機械收集兩種方式。其中，秸稈的人工收集成本包括人工收集時的勞動力成本，以及秸稈的收儲成本。秸稈的機械收集方式要考慮秸稈收集機械購置或租賃、燃油或潤滑油、設(shè)備折舊與維護保養(yǎng)、人工費、秸稈收購成本等組成。秸稈機械收集成本可按照下列公式計算：

C_col（mac）=P_str×Q_str+C_mac（col）×N_mac

式中， C_col（mac） 為秸稈機械收獲總成本； P_str 為秸稈的單位收購價格； Q_str 為秸稈的年收購量； C_mac（col） 為秸稈機械收集的人工費用； N_mec 為機械的年處理秸稈量。

4.2秸稈儲存成本計算方式

根據(jù)秸稈生物質(zhì)發(fā)電材料物流成本的影響指標(biāo)，秸稈的儲存成本主要包括收儲場地購置或租賃費、倉儲管理及維護費、人工費用等。在儲存環(huán)節(jié)，由于存在兩種不同的儲存方式，需要分別計算不同物流模式下的儲存成本。

在集約型物流模式下，主要由大型收購站或秸稈收儲公司負(fù)責(zé)控制大型儲料場，其成本要考慮儲料場的購置或租賃、儲存占地面積、秸稈收購量等因素，同時要考慮收儲站的維護管理和人工費用等。

4.3秸稈運輸成本計算方式

桔稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的運輸成本，不僅要考慮運輸車輛滿載和空載條件下每公里的耗油量，還要考慮設(shè)備購置或租賃費、維護保養(yǎng)費、人工費、路橋費等。在不同物流模式下，秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的運輸成本存在一定差異。

在簡單分散型模式下，需要計算桔稈從田間到各臨儲站的運輸成本，以及從臨儲站到儲料場的運輸成本。從田間到臨儲站的運輸成本，需要結(jié)合秸稈收集半徑、從田間到臨儲站的運輸費率、每個臨儲站的秸稈收集半徑等進行計算；從臨儲站到儲料場的運輸成本，要考慮其運輸費率以及臨儲站到儲料場的運輸距離、運輸車輛數(shù)量等。在集約型物流模式下，秸稈一般直接運輸至大型料場，只需要了解秸稈從田間到大型儲料場的運輸費率，以及秸稈的收集半徑。

4.4生物質(zhì)發(fā)電燃料物流成本模型

為方便計算秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的物流成本，本文建立了如下的桔稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流成本模型：

C=C_p+C₁₊C_w

式中， c 為秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的總物流成本； C_P 為秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的年收集成本； C_T 為桔稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的年運輸成本； C_w 為生物質(zhì)發(fā)電燃料的年儲存成本。

其中，秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的年運輸成本可以按照下列公式計算：

式中， C_D 為單位運輸距離的運輸成本； L_l 和 T_l 分別為第 l 階段的運輸距離與回程時間； X_il 表示第 χ_i 種秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料在第 ξ_l 階段的總量； C_T 表示第 i 種桔稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的年運輸成本； C_Di 為第 i 種秸稈生物質(zhì)燃料的單位運輸距離的運輸成本。

秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的年儲存成本可以按下列公式計算：

C_w=（E_wO_w+C_vw）

式中， C_w 為秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的年儲存成本； E_w 為倉儲面積； O_w 為一定比例的年度運營和維護成本（Oamp;M成本）；C_vw 為與工資、操作等有關(guān)的倉儲成本（可變成本）。

在桔稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流成本模型中，所有變量均大于0且有上界限制，如 X_il 受區(qū)域內(nèi)可得秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料最大數(shù)量限制。

5實例分析

5.1案例簡介

某秸稈生物質(zhì)發(fā)電項目中，主要將小麥秸稈、油菜秸稈、水稻秸稈、玉米秸稈等作為主要生物質(zhì)發(fā)電燃料， 50km 收購半徑內(nèi)秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料資源如表3所示。

該生物質(zhì)發(fā)電項目的裝機容量為5萬千瓦時，年度供熱面積180萬平方米，等效發(fā)電小時數(shù) 6500h ，秸稈原料平均含水率 20% ，計劃年消耗25萬噸秸稈，爐前原材料價格380元噸，計劃每年工作天數(shù)335天。

5.2秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流參數(shù)

在簡單分散型和復(fù)雜集約型兩種物流模式下，秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料在收集、儲存和運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的相關(guān)參數(shù)如下：第一，秸稈收集參數(shù)。根據(jù)實地調(diào)查結(jié)果，案例項目中秸稈摻量為 600t/km² ，利用系數(shù)為0.4，收集系數(shù)為0.8，臨儲站集約模式收集半徑平均為 7r/km 、分散模式收集半徑為 15r/km 與儲料場的平均距離為 12km ，人工收集效率和機械收集效率分別為 1.2t/d 和 3.0t/d ，人工與機械作業(yè)時間為每天 8h. 0第二，秸稈儲存參數(shù)。秸稈存儲涉及秸稈預(yù)處理問題。在桔稈預(yù)處理環(huán)節(jié)，秸稈設(shè)計壓實度 180kg/m³ ，自然堆垛密度50kg/m_o³ 在秸稈儲存環(huán)節(jié)，臨儲站數(shù)量8個，人工費12元/時，電價0.534元/千瓦時，臨儲站租賃費1.5萬元/公頃，收儲站年運輸天數(shù)320天，收儲站設(shè)備工作時間18小時/天。第三，秸稈運輸參數(shù)。秸稈運輸過程中使用的主要運輸車輛有農(nóng)用拖拉機、中小型貨車。農(nóng)用拖拉機滿載車速 22km/h ，空載車速 25km/h ，滿載油耗 0.275kg/（kW?h） ，空載油耗0.235kg/（kW?h） ，秸稈裝載量 0.8t ；中小型貨車滿載車速35km/h ，空載車速 40km/h ，滿載油耗 0.408kg/（kW?h） ，空載油耗 0.345kg/（kW?h） ，秸稈裝載量 2.2t_o

表3 50km 收購半徑內(nèi)農(nóng)作物種植情況及秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料資源狀況

5.3不同物流模式下的物流成本計算

第一，簡單分散型物流模式。根據(jù)案例項目的基本情況，生物質(zhì)發(fā)電廠的秸稈年需求量為25萬噸，將項目參數(shù)代入秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的物流成本計算模型，其結(jié)果如表4所示。根據(jù)表4所示，案例項目在簡單分散型物流模式下，秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的物流總成本約8254萬元/年，其中秸稈儲存成本占比為 45.8% ，在總物流成本中的占比最高，運輸成本占比為 28.24% ，收集成本占比為 25.96% 。

表4簡單分散型物流模式下的秸稈生物質(zhì)燃料物流成本計算結(jié)果

第二，復(fù)雜集約型物流模式。根據(jù)案例項目的情況，按生物質(zhì)發(fā)電廠每年需要25萬噸秸稈計算，將項目參數(shù)代入秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的物流成本計算模型，可計算出復(fù)雜集約型物流模式下的物流成本（見表5）。根據(jù)表5所示，案例項目在復(fù)雜集約型物流模式下，秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的物流總成本約8004萬元/年，其中秸稈儲存成本的占比最高，約占物流總成本的 47.23% ，其次為秸稈運輸成本，占比為 29.12% ，最后為秸稈收集成本，占比為 23.65% 。

6結(jié)論

本文出于生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)物流成本控制考慮，對桔稈生物質(zhì)燃料常用兩種物流模式的物流成本進行了計算和比較，得出結(jié)論如下：第一，復(fù)雜集約型物流模式下，秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料的物流成本顯著低于簡單分散型物流模式下的秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物流成本。出于物流成本控制考慮，秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物理運輸可選擇復(fù)雜集約型物流模式。第二，在復(fù)雜集約型物流模式下，秸稈儲存成本占物流總成本的比例為 47.23% ，在秸稈生物質(zhì)燃料物流成本控制中是需要關(guān)注的重點，可通過對秸稈存儲方式進行調(diào)整，從倉儲設(shè)施投入、倉儲運營成本、庫存成本、存儲點規(guī)劃成本、秸稈儲存質(zhì)量等多個維度制定物流成本控制措施。

建議生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)在秸稈生物質(zhì)發(fā)電燃料物料成本控制中，將復(fù)雜集約型物流模式作為關(guān)注重點，從生物質(zhì)發(fā)電燃料的物流過程入手，多維度制定物流成本控制策略。

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