近年来,生物质发电取得了一定的发展,但是从发展速度和规模来看,其与风电、光伏等行业相比差距在不断扩大。为了缓解资源短缺与环境保护压力,中国政府为大部分可再生能源行业提供补贴以推动其发展,但作为一个发展中国家,过多的补贴增加了国家财政负担。为此,生物质发电行业是否值得进一步扶持成为一个重要的现实问题。要回答该问题,就有必要对于生物质发电行业发展效率进行评价,如补贴效率和环境效率,并通过对比其他可再生能源行业,从而得出结论。进一步地,生物质发电在中国电力结构中作用和前景预测对于行业未来发展规划以及政策制定具有一定参考价值。鉴于此,本文主要分析中国生物质发电的补贴效率和环境效率,与其他可再生能源进行对比。并构建了能源经济环境系统优化模型,对生物质发电进行了模拟预测。本文主要研究内容和结论如下:(1)中国生物质资源相对丰富,主要以农林废弃物为主,生物质发电主要集中在原材料丰富的地区,行业集中度相对较高,中国生物质发电技术有所进步,已经具有独立生产发电设备的能力。基于生物质发电企业微观数据,构建了生物质发电成本的学习曲线模型。实证结果表明中国生物质发电成本在逐渐下降,符合学习曲线模型规律。同时,企业规模的增加有利于降低企业均化发电成本,生物质原材料是企业运营成本较高的主要影响因素之一。(2)从政府的角度考虑不同可再生能源发电补贴效率,具体通过从不同地区选择典型生物质发电项目,估算其减排量和补贴额,并与邻近的风电、光伏发电企业进行对比。研究结果表明:生物质发电项目的年均减排量远远大于同等装机容量的风电和光伏项目。从单位发电量需要的补贴额来看,生物质发电项目略大于风电,远远小于光伏项目。综合其他效应来看,生物质发电补贴效率较高。(3)综合考虑可再生能源发电项目在建造阶段和生产阶段的环境影响,使用生命周期模型对生物质发电进行了环境效率评价。结果表明:在建造阶段,生物质发电项目所造成的环境影响最小,单位装机容量碳排放小于风电和光伏项目。从运营阶段看,生物质发电项目半年的减排量就超过建造时期内所造成碳排放总量。也就是生物质发电项目在半年内就可以实现净减排,而风电项目平均需要一年以上的时间,光伏项目的平均时间则超过三年。从环境效率来看,结合可再生能源项目建造阶段和生产阶段的分析结果,可以得出生物质发电项目要高于风电和光伏。(4)垃圾发电属于广义生物质发电的一种,其技术和原材料都与一般的农林生物质发电有很大区别。使用以上的方法对典型垃圾发电项目进行了补贴和环境效率评价,结果表明:垃圾发电项目一般有较高的年均减排量,且需要的补贴相对较少。同时垃圾发电环境效率评价结果也显示其具有一定的优势。作为一种可再生能源来看,垃圾发电的补贴和减排效率都相对较高,应该得到进一步扶持。(5)基于长期能源替代规划模型(LEAP),模拟预测了中国生物质发电前景,如在电力结构中的作用。结果表明:在基准情景下,到2030年,中国农林生物质发电装机容量预计达到22300兆瓦(MW),垃圾发电增加到21300 MW,沼气发电为增加至4580 MW。在碳约束的情景下,2030年农林生物质发电、垃圾发电、沼气发电的总装机容量分别为25200 MW、24200 MW和5950 MW。生物质发电在整个电力结构中虽然比例较小,但占比逐渐增加,是可再生能源的一个有效补充。并进一步从社会、经济、生活方式等多个角度探讨了生物质发电行业发展的制约因素。(6)以安徽省为例,基于更加详细的数据,构建省级层面生物质发电模拟预测模型量化分析了生物质发电前景。模拟结果显示,基准情景下2030年安徽省农林生物质发电,垃圾发电和沼气发电的装机容量分别为1770 MW,1170 MW和316 MW。生物质发电在电力结构中的作用和中国整体生物质发电行业类似。环境影响的量化分析表明,补贴生物质发电带来的环境收益,仅二氧化硫一项就超过了补贴的成本。总体来说,生物质发电行业发展效率较高,前景模拟预测也支持了生物质发电在电力结构中占比较小,但作为一种可再生能源,应该得到进一步政策扶持。本研究的创新点主要在于两个方面,一是研究视角上,本文分别从政府和社会的角度讨论生物质发电的补贴效率和环境效率,并与其他可再生能源对比,多层面的成本和收益分析,使研究结论更加全面,更具说服力。二是在研究方法上,在成本影响因素分析中,本文通过企业微观数据,突破已有研究大多采用宏观行业数据的局限性,是估计结果更加可靠。在前景模拟中,分别使用国家级与省级层面进行生物质发电行业的前景预测,得到相对准确的预测值与更细致的研究结论。