可持续生物质供应链集成空间动态模型：燃煤电厂生物质共燃的经济可行性研究

本研究针对印度尼西亚西爪哇省Sukabumi地区燃煤电厂生物质共燃原料供应问题，开发了集成EPFs（能源种植林）建设、生物质运输物流和木材加工的系统动力学模型（ISD-Supply Model）。通过模拟不同管理场景（包括集成加工厂木屑处理方案），证实当前管理模式可实现正净现值（NPV），且运输效率提升对经济性的影响显著高于木屑转化率。研究为政策制定者优化生物质供应链、推动可持续能源生产提供了关键决策依据。

　　

在全球气候变暖与能源转型的双重挑战下，如何实现燃煤电厂低碳化运营成为关键议题。生物质共燃技术因其能直接利用现有电厂设施减排CO₂
而备受关注，但原料供应不稳定、运输成本高昂等问题严重制约其推广。印度尼西亚作为生物质资源大国，其西爪哇省Sukabumi地区的燃煤电厂面临原料供应链断裂风险——传统林业废弃物收集模式难以满足12,000吨/年的锯末需求，而新建能源种植林（EPFs）又面临土地退化、运输路线低效等经济性挑战。

针对这一难题，印度尼西亚林业与环境研究发展研究院联合Perum Perhutani（印尼国有林业公司）开展了一项创新研究。团队以2019-2021年间种植的4,353.7公顷红Calliandra（Calliandra calothyrsus）和gamal（Gliricidia sepium）为研究对象，构建了全球首个整合空间分析与动态模拟的生物质供应链模型（ISD-Supply Model）。这项发表在《Trees, Forests and People》的研究，首次实现了从种植、采伐到共燃原料生产的全链条经济性量化，为热带地区生物质能源开发提供了范式转移级的解决方案。

研究团队采用多学科交叉方法：通过GIS技术优化运输路线设计（基于ASTER DEM和OpenStreetMap数据），建立Calliandra生长模型（直径D=59.28e^(-1.26/t)
），开发系统动力学模块模拟三种加工场景（CP移动式粉碎、PP固定式粉碎、集成工厂处理），并运用净现值（NPV）分析评估30年周期经济可行性。特别值得注意的是，研究首次引入"engkreg"（森林摩托运输工具）的实地测试数据，使运输成本计算精度提升43%。

3.1 共燃原料供应成本结构
模型揭示EPFs开发成本仅占总成本的1.5%，而采运成本占比高达99.8%。通过优化运输路线（最大4公里辐射范围），使CP到PP的运输成本降至212,540印尼盾/吨，较传统方案提升43%效率。当锯末价格为750,000印尼盾/吨时，项目NPV显著为正。

3.2 敏感性模型验证
关键发现：运输效率提升30%可使NPV增加0.5倍，而木屑转化率提升至100%仅维持NPV不变。这颠覆了传统认知，证明供应链优化比加工技术升级更具经济价值。

3.3 修剪高度影响评估
50cm修剪高度虽使生物量峰值达1.2亿吨（第8年），但产量波动剧烈；30cm修剪方案虽峰值产量仅40万吨，但稳定性更优。这为平衡产量与可持续性提供了量化依据。

3.4 原料供应场景对比
传统集成工厂模式（BAU）的NPV达677亿印尼盾，优于分散粉碎方案。尽管便携式粉碎机可提升30%运输效率，但105台设备的额外投资使其NPV回报率降低12%。

这项研究通过空间-动态耦合模型，首次证实印尼生物质共燃供应链的经济可持续性。其创新价值体现在三方面：技术上，开发的ISD-Supply Model实现运输成本降低50%；理论上，揭示运输效率对NPV的影响权重是转化率的1.5倍；实践上，为Perum Perhutani的12,000吨/年锯末供应计划提供了精确到每公顷611亿印尼盾的投入产出测算。研究结果不仅支撑印尼总统2022年第112号可再生能源法规的实施，更为全球热带地区破解"生物质悖论"（资源丰富但利用低效）提供了可复制方案。

值得关注的是，模型预测第二轮种植周期（第13-15年）NPV将增长5.7倍，这主要源于CAPEX（资本支出）的摊薄效应。该发现打破了"生物质项目必须长期补贴"的固有认知，为私营资本参与清洁能源转型注入了强心剂。正如作者Lutfy Abdulah在讨论部分强调的，当锯末价格超过550,000印尼盾/吨阈值时，EPFs将成为比棕榈种植更具吸引力的土地利用选择，这对遏制印尼森林砍伐具有深远生态意义。