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      中國林業生物質能源資源開發利用現狀與發展建議

      媒體:中國新能源網  作者:張薦轅 2016/10/21 16:25:32

      2007年,我國能源消費總量為26.56×108t標煤,石油對外依存度達49%[1]。能源供需的相對緊張已成為制約我國經濟社會可持續發展的重要瓶頸之一。開發生物質資源,形成新的能源產業,是解決我國能源問題的一條重要途徑。生物質資源是發展生物能源的基礎,也是目前制約生物質能源發展的主要原因。豆油、菜籽油和玉米等糧食作物是目前生物柴油和燃料乙醇生產的主要原料,隨著全球生物燃料的研發和生產不斷升溫,原料需求增長速度逐漸加快。中國人均耕地不到0.1hm2,人均農產品及植物油脂資源相對短缺,2000~2007年我國糧食年總需求量均高于年總產量,預計2010年糧食缺口將達3500萬t[2]。在我國以食用型作物為原料的生物能源產業發展空間極為有限。2007年5月起,國家發改委不再批準以糧食為原料的燃料乙醇項目。

      2007年6月召開的國務院常務會議則進一步強調開發利用可再生能源必須“科學規劃,因地制宜,合理布局,有序開發,不得占用耕地,不得大量消耗糧食,不得破壞生態環境”。我國林業生物質能源品種豐富,林業生物質資源種植主要利用宜林荒山荒地和不適宜種植糧食作物的沙地、鹽堿地等邊際性土地以及非糧低產田。加快開發利用林業生物質能源資源,為生物質能源持續發展提供原料保障,是我國生物質能源發展的基本要求。

      1我國林業生物能源資源狀況

      我國發展林業生物質能源具有較好的資源基礎,根據2005年公布的第六次中國森林資源清查結果,全國森林面積達1.75億hm2,活立木總蓄積量136.18億m3,林木生物質資源總量在180億t以上[3]。我國林業生物質能源資源的開發利用方式,主要有木質生物燃料資源、木本油料植物資源以及木本淀粉、纖維植物資源等類型。

      1.1木質生物燃料資源

      木質生物燃料資源以獲取生物燃料為目的,主要來源于薪炭林、灌木林、林業采伐剩余物、木材加工剩余物、不同林地育林剪枝和四旁樹剪枝獲得的薪材等。我國現有薪炭林面積約303.44萬hm2,可提供的薪柴總量約2124萬t,可替代1211萬t標準煤。我國灌木林地總面積約4530萬hm2,經初步推算,我國西部地區可種植灌木約6000萬hm2,在現有的和計劃發展的灌木林中,如以60%作為能源林和每公頃年產生物量4t計算,每年產生物量約2.4億t,可替代1.56億t標準煤。根據國務院批準的“十一五”期間森林采伐限額和木材采伐出材率推算,“十一五”期間我國木材采伐剩余物和加工剩余物總計約8056萬t,可替代4592萬t標準煤。按照不同地區和不同林地類型的取柴系數和產柴率等參數計算,全國各類經濟林撫育管理期間育林剪枝可獲得薪柴實物量約4813萬t,可替代2743萬t標準煤[4]。

      1.2木本油料植物資源

      我國木本含油植物種類豐富,分布范圍廣。我國現有木本油料植物栽培面積342.9萬t,種子含油量在40%以上的木本植物約為154種[5]。目前培育開發技術較為成熟的油料能源樹種主要有麻瘋樹、黃連木、光皮樹、文冠果、油桐和烏桕等,現有上述6個樹種的成片分布面積約為135萬hm2,其中約60萬hm2可經改造培育為油料能源林,果實年產量約114萬t,如全部加工利用,可獲得40余萬t生物柴油[4]。黃連木集中分布區約28.47萬hm2,每年可生產生物柴油約10萬t[6]。我國西南地區適宜種植麻瘋樹的面積約200萬hm2,已人工栽培約2萬hm2,每667m2果實產量可達200kg,可生產生物柴油約60kg[7]。

      1.3木本高淀粉、纖維植物資源

      我國除食用果實板栗樹種外,一些非食用的木本果實含淀粉類樹種也較為豐富,如櫟類果實橡子淀粉含量近50%。全國現有櫟類面積達1800萬hm2,其中內蒙古、吉林、黑龍江3省區櫟類林現有面積超過670萬hm2,可年產果實1000萬t以上,獲得淀粉500多萬t,生產燃料乙醇250萬t[8]。我國廣西木薯年種植面積40萬hm2,產量達800萬t,鮮木薯淀粉含量達25%~30%,原料的乙醇得率為15.2%[9]。麻類等木質纖維素原料在我國分布廣泛,北至黑龍江,南至海南,西至新疆,東至沿海均可種植,常年種植面積高達106萬hm2,每公頃干物質產量為23t,其木質纖維素含量高達68%~75%,按每噸纖維素生產1.2t工業酒精計,每公頃麻類干物質可生產16.5t工業用酒精[10]。

      2我國林業生物質能源資源開發優勢分析

      2.1宜林土地資源豐富

      我國耕地資源十分緊缺,尚未利用的土地中有大面積的宜林荒地,以及農田中大面積的非糧低產田可為林業能源植物種植提供豐富的土地資源。我國現有未利用的土地2.45億hm2,不適宜農耕的宜林荒山荒地5704萬hm2,如利用其中的20%種植高產能源植物,按照每公頃年生長量20t計,每年產生的生物質量可達2億t,可替代1億t標準煤[11]。我國現有的1.3億hm2耕地中,有5027萬hm2為非糧低產農田,其中約2000萬hm2可在農業種植結構調整后成為林業能源植物的生產基地[5]。廣東省已利用荒山、中低產田約20.19萬hm2發展能源植物。在我國一些經濟較發達的農村地區,耕地經營較粗放,丟荒、拋荒等閑置浪費的土地資源均可規劃種植能源林。我國珠三角地區約有受污染土地10.47萬hm2,短期內不適宜種植食用型作物,也可考慮退耕還林用于林業能源植物生產[12]。

      2.2培育技術發展成熟

      我國在能源林樹種選擇和造林模式等方面已有較為豐富的技術儲備。四川林科院建立了麻瘋樹新品種繁育和栽培示范基地,對麻瘋樹的適生條件、栽培技術與示范林營造等方面均有深入研究。長江造林局選育出的麻瘋樹優良品種高油1號,種子含油率高達65%,超過油菜和大豆等常見油料作物。文冠果的選優、快繁取得較大進展,隨著工廠化育苗技術的發展,可供應大量優良種苗。

      在灌木能源林培育方面,江蘇省林業科學研究院試驗栽培的喬木柳良種J172,J799和J795,以及新選育的灌木柳無性系,產量顯著高于我國傳統編制的柳樹和國外的柳樹生物質能源林產量[13]。

      2.3轉化利用工藝與設備研發取得突破

      我國對林業生物能源資源轉化利用工藝與設備已開展了較為系統的研究,部分研究成果取得重要突破,為加速發展我國林業能源植物開發的產業化提供了技術支撐。以麻瘋樹為原料加工生產生物柴油的技術在成都中試成功,并建成一座年產200t的麻瘋樹柴油混合燃料車間。木質纖維素生產乙醇技術取得重要突破,“麻類等纖維質酶降解生產燃料乙醇技術”已通過農業部鑒定,麻類纖維質總糖轉化率達67%,燃料乙醇轉化率接近44%。固體成型燃料和氣化發電開發利用領域的一些關鍵技術日趨成熟,國能生物發電公司以林木質為主要原料的生物發電廠已投產運行;清華大學和北京惠眾科技公司合作簡化與改進了現有的熱壓縮顆粒成型系統,發明了“冷壓縮成型技術”,為林木質生物燃料資源的大規模開發奠定了良好基礎。

      2.4政策環境良好

      我國政府非常重視林業生物質能源資源的開發利用,國家林業局于2005年7月專門成立了林木生物質能源領導小組,加強對林業生物質能源開發工作的領導和協調。2006年1月1日,《中華人民共和國可再生能源法》正式實施,為開發利用生物質能源包括林業生物質能源提供了法制保障。2006年9月,財政部、國家發展改革委、農業部、國家稅務總局、國家林業局下發了《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》,鼓勵利用秸稈、樹枝等農林廢棄物,利用薯類、甜高粱等非糧農作物和小桐子、黃連木等木本油料樹種為原料加工生產生物能源;鼓勵開發利用鹽堿地、荒山和荒地等未利用土地建設生物能源原料基地。2007年,國家林業局編制了《全國能源林建設規劃》和《林業生物柴油原料林基地“十一五”建設方案》,將規?;嘤茉戳至腥?ldquo;十一五”林業發展規劃,預計“十一五”期間建設能源林示范基地66.7萬hm2,到2020年達到1333萬hm2,可提供約600萬t生物柴油,滿足1100萬kW裝機容量發電廠的燃料需求。2009年6月,國務院頒布《促進生物產業加快發展若干政策》,明確提出在全國積極開展以甜高粱、薯類、小桐子、黃連木、光皮樹、文冠果以及植物纖維等非糧食作物為原料的液體燃料生產試點[14]~[15]。

      3制約我國林業生物能源資源開發利用的障礙

      3.1林業生物質原料收集、運輸困難

      我國大部分地區的林業生產機械化、自動化程度較低。林業生物質原料的采收過程主要依賴人工處理,灌木生長條件惡劣,更加大了收割難度。林業能源樹種種類多樣,收獲季節不一,且中國的林地大部分位于山區,林區的交通條件較差,林業生物質原料收集、運輸均較為困難,難以滿足以其為原料進行加工轉化的工業化生產的集中、規模、持續性的原料供應要求。

      3.2能源林發展較為粗放

      我國林業生物能源資源培育和產業化開發已進入實質性實施和推進階段,但總體看來,能源樹種選種及栽培缺乏系統管理與規劃,能源林發展較為粗放,能源資源產量不高,技術研究不足,能源樹種的遺傳改良應用較少,能源樹種抗逆、廣適以及能量生產力等性狀的改善和提升空間很大。種苗生產、流通不規范,苗木質量難以得到保障,能源資源產量受到較大影響。

      3.3融資渠道單一

      目前,我國林業生物質能源資源開發利用項目的投資主要依靠政府撥款和貸款,投資來源和融資渠道過于單一。國際原油價格波動頻繁,發展生物質能源產業市場風險較大,影響了國內企業開發利用林業生物質能源資源的積極性。企業作為產業化發展的投資主體參與不足,從而難以形成林業生物質能源資源開發利用發展的持續動力機制。

      3.4產業扶持政策不完善

      我國林業生物能源資源開發尚處于起步階段,市場風險較大,社會資金難以主動流入,國家政策支持對林業生物能源資源開發利用至關重要。目前,除農村沼氣項目外,國家支持生物質能產業發展的政策措施大部分傾向于大型規模項目的企業。我國每年向4家陳化糧燃料乙醇定點企業發放補貼,而走非糧路線的林業生物能源項目和中小企業則很難拿到國家補助。目前,國家對建設原料林基地已出臺了相應的補償機制,但林業生物質原料產業仍未被納入“即征即退”的稅收政策優惠范圍,林業生物質能源產業在成本方面的競爭力仍較弱。

      4我國林業生物質能源資源發展建議

      4.1重視林業生物質能源資源的規?;嘤?/p>

      我國現有能源林較為分散,給林業生物能源資源的收集運輸帶來不便,應根據土地資源現狀和開發利用情況以及林業能源植物的生長特點,科學規劃、統一部署,結合國家林業重點工程,加大能源林的基地化建設,把林業生物質能源資源的規?;嘤旁谕怀鑫恢?。規?;嘤欣趯α謽I能源樹木進行統一管理,可研究開發移動式生產加工設備,使資源收集處理實現本地化,減少生物質資源的收集、運輸損耗。

      4.2加強科技支撐和對能源樹種培育管理

      開發利用林業生物質資源,必須加強科技研發與創新以及對能源樹種的培育管理。應重視利用先進的生物技術選育高抗逆、速生、高產的新品種,在能源林示范基地加強栽培工藝與轉化利用技術的研究。各地林業行政部門應加強對能源樹種的生產及流通管理。能源林培育和后續加工、銷售等環節是一個緊密的產業鏈,投資能源林培育的企業和個人應在國家能源林建設規劃和原料林基地項目區范圍內以及專業部門的指導下科學種植能源林。必須加快建立國家級的質量監測系統,加強對種苗的技術監督,對質量存在問題的種苗要及時依法處理,防止其繼續流通。

      4.3加大財稅與金融扶持及配套政策機制建設

      林業生物質能源資源開發利用是一個新興領域,國家財政扶持是推進林業生物質能源資源規?;l展的原始力量,必須不斷加強政策引導和資金扶持,逐步壯大能源林基地建設。國家發改委已批準中石油等3個以小桐子為原料的生物柴油產業化示范項目享受國家生物能源和生物化工財稅扶持政策,應進一步加大扶持力度和擴大扶持范圍,使更多優良的能源樹種和適用關鍵技術得到推廣。

      目前生物能源企業抵御市場風險的能力仍較弱,應盡快研究和制定生物能源產業的彈性補貼辦法和優惠政策,增強生物能源企業與相關企業的市場競爭力。國家相關生物能源發展政策法規出臺后,應盡快制定和完善相關配套政策和實施辦法,加強對各管理機構的組織、溝通和協調,統籌安排、配備人員,保證相關政策的順利實施。

      4.4充分調動企業開發林業生物質能源資源的積極性

      林業生物能源資源培育周期長、成本較高,要實現持續發展,除需要依靠國家資金的推動和扶持,還必須動員和吸引企業等社會力量的積極參與。中國石油天然氣股份有限公司、中糧集團有限公司、國家電網公司等國有大型企業已先后與國家林業局簽署了合作發展林業生物質能源框架協議,共同推進原料林基地建設與生物燃料轉化利用相結合的“林油一體化”、“林電一體化”等產業模式,對于推動生物燃料產業發展和促進林業生物能源資源的進一步開發利用具有重要意義。

      政府補貼的差異化形成了國有資產的壟斷局面,壟斷企業間缺乏競爭,技術更新動力不足,極大地制約了生物質能源產業的持續發展,應著力降低產業準入門檻,鼓勵民營資本等中小企業進入林業生物質能源領域,盡快在全國形成一種通過市場推動的長效動力機制。

      4.5促進林業生物能源資源開發與清潔能源發展機制(CDM)項目相結合

      《京都議定書》肯定了林業的造林/再造林的貯“碳”增“匯”作用,開發利用林業生物質能源資源與全球應對氣候變化行動關系密切,是當前各國政府和國際社會普遍關注的熱點。借鑒國外發展可再生能源的政策機制,研究林木質能源項目與CDM機制相結合的途徑對促進我國林業生物質能源資源開發利用具有重要意義。由于CDM機制要求為參與項目實施的發展中國家提供先進技術,將種植能源林與CDM項目結合,建立碳交易,實現森林生態服務價值的市場化,一方面有利于改善投資環境、拓寬融資渠道,吸引國外資金來促進我國林業生物質能源資源開發,同時可促進林木質能源的利用和其轉化技術盡快從發達國家推廣到發展中國家,不斷提高我國林業能源資源轉化利用的技術水平。

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