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林業(yè)生物質能源是由森林生物資源通過物理、化學、生物技術手段轉化產生的可再生能源,作為生物質能源的重要組成部分,林業(yè)生物質能源具有可再生、環(huán)境友好和多效復合等特點。大力發(fā)展林業(yè)生物質能源,對于優(yōu)化能源結構、保障能源安全、改善生態(tài)環(huán)境、建設社會主義新農村、拓展林業(yè)發(fā)展領域等都具有十分重要的意義。按照會議的安排,下面我就如何開展林業(yè)生物質資源評價,加快林業(yè)生物質能源的開發(fā)利用,談四點意見。
一、我國林業(yè)生物質能源發(fā)展的現狀與潛力
我國發(fā)展林業(yè)生物質能源具有巨大的資源優(yōu)勢和良好的技術基礎。
第一,發(fā)展林業(yè)生物質能源有著巨大的資源優(yōu)勢與潛力
從廣義上講,林業(yè)生物質資源是森林內綠色植物生物量的總和。根據第六次森林資源清查資料,我國現有森林面積1.75億公頃,活立木總蓄積136.18億立方米,其中森林蓄積124.56億立方米,據初步估算,我國林木生物質總量約178.86萬噸,需采伐更新的林木生物總量約40.5億噸,可產生采伐剩余物生物量約16.2億噸。從發(fā)揮森林生態(tài)功能和推動森林可持續(xù)發(fā)展出發(fā),按照生態(tài)和能源雙贏的原則,發(fā)展生物質能源,主要是充分利用林業(yè)剩余物、廢舊木料、木本油料能源植物、木本淀粉植物、灌木林等林業(yè)生物質資源。
就林業(yè)剩余物而言,主要包括采伐剩余物、造材剩余物和木材加工剩余物等。根據國務院批準的“十一五”期間森林采伐限額,全國每年采伐指標為2.48億立方米,換算成生物量約為2.91億噸,每年可產生采伐剩余物生物量1.09億噸。根據有關部門不完全統(tǒng)計,全國木材加工企業(yè)年加工能力9379.85萬立方米,產出剩余物約0.418億噸;種類木材制品拋棄物約0.60億噸。林業(yè)剩余物折合標準煤約1.05億噸。
就木本油料和淀粉植物而言,據有關資料表明,我國木本油料植物有151科697屬1554種,其中種子含油量在40%以上的植物有154種?,F具有良好的資源和技術基礎并可規(guī)模化培育的燃料油木本植物約有10種,如黃連木、麻瘋樹、光皮樹、文冠果、油桐、烏桕等。目前我國木本油料樹種總面積超過400萬公頃,果實產量在500萬噸以上,木本淀粉植物有100多種,現有面積約1000萬公頃,按每公頃生產750公斤淀粉計算,總計年產淀粉750萬噸,可生產380萬噸燃料乙醇。
就灌木林而言,我國現有灌木林4529.68萬公頃,灌木林的生物量每公頃約2-8噸,以平均每公頃4噸計算,我國灌木林的生物量約為1.81億噸,折合標準煤0.9億噸。
同時,我國還有不適宜農耕的宜林荒山荒地5400多萬公頃,鹽堿地、沙地、礦山、油田復墾地等邊際性土地近1億公頃。據專家測算,如果用其中20%的土地來種植能源植物,按照每公頃平均年生長量10噸計,每年生產的生物質可達3億噸,相當于1.5億多噸標準煤。此外,通過品種改良和高產培育技術,把現有低產、低效林改造成為專用能源林,可大大增加資源總量,提高資源質量。
因此,我國不僅現有林業(yè)生物質能資源總量巨大,而且資源培育的潛力也十分巨大,這是發(fā)展林業(yè)生物質能源的基礎,也是發(fā)展林業(yè)生物質能源的優(yōu)勢所在。
第二,發(fā)展林業(yè)物質能源具有良好的技術基礎
我國林業(yè)生物質能源的研發(fā)工作在各方面的高度重視和大力支持下,在良種選育、資源培育和能源轉化方面已形成良好的技術基礎。
在良種選育和資源培育技術方面:“七五”以來,已開展了“優(yōu)良薪材樹種引種、選種、薪炭林栽培經營技術”的研究,在全國不同自然類型區(qū)對120多個鄉(xiāng)土樹種和外來樹種的能源潛力進行了分析和評價;引種了綠玉樹、能源柳、油楠、香膠樹等能源植物,開展了繁育和培育技術研究;進行了重點燃料油木本植物和黃連木、麻瘋樹、文冠果、光皮樹、油桐、烏桕等的資源調查及良種選育,研究了燃料油植物的生理、生態(tài)特性,建立了麻瘋樹、油桐、烏桕等種質資源基因庫、良種繁育基地和種植標準;培育出檸條、沙柳、檉柳等沙生灌木林優(yōu)良品種;同時,在利用生物技術進行能源植物的品種改良方面已開展積極的探索。
在能源轉化技術方面:重點進行了固體成型燃料、燃料乙醇、生物柴油、生物質發(fā)電/供熱等研究。在成型燃料方面,于上世紀70年代開始了林木生物質成型燃料的研究與開發(fā),開發(fā)出的主要產品有顆粒燃料和棒狀燃料。近幾年在借鑒國外技術的基礎上,開發(fā)出的“生物質常溫成型”新技術大大降低了生物質成型的能耗,并開展了產業(yè)化示范;在燃料乙醇研究方面,自上世紀50年代起,先后開展了酸洗和酶法水解的研究。“十五”期間,已開發(fā)出利用纖維素廢棄物制取乙醇的技術工藝,并進入年產600噸規(guī)模的中試階段;在生物柴油方面,開展了堿催化、酶催化、超臨界醇解等生物柴油合成技術的研究,化學法合成生物柴油已建立 2萬噸/年的生產裝置,酶催化技術有超臨界甲醇轉化技術亦進入中試階段;在生物質氣化發(fā)電/供熱方面,開發(fā)出多種固定床和流化床小型氣化爐,已推廣應用了400KW小型氣化供氣系統(tǒng)400多套和MW級氣化發(fā)電系統(tǒng)20多套。建立村鎮(zhèn)級示范氣化集中供氣系統(tǒng)近300處,供氣戶數3萬余戶。
綜上所述,可以看出,我國發(fā)展林業(yè)生物質能源的資源優(yōu)勢明顯,生物類型豐富,資源總量很大,技術基礎有保障。可以說,林業(yè)生物質能源發(fā)展的現狀良好,發(fā)展的前景和潛力巨大。
二、林業(yè)生物質能源資源評價
目前,我國林業(yè)生物質能源發(fā)展取得了一定成效,但是,其發(fā)展尚處于起步階段,要大力發(fā)展好林業(yè) 生物質能源產業(yè),必須科學客觀地評價林業(yè)生物質能資源。為此,需要建立一套科學可行的林業(yè)生物質能資源評價方法和指標體系。根據森林資源調查評價的方法和指標,結合林業(yè)生物質資源的種類和利用方向,研究制定了不同林業(yè)生物質能資源的評價指標。
1、纖維類能源林資源評價
纖維類能源資源評價主要考慮5個方面的因素:1)現有資源總儲量。包括資源種類、面積、蓄積,生物量及折合的標準煤;2)資源供給能力。包括年總凈生長量、能源樹種的年產量(纖維類能源林資源生物量應在8~10噸/公頃以上);3)資源發(fā)展?jié)摿?。包括?guī)劃發(fā)展面積、能源樹種的采伐期、輪伐期以及單位產量。能源林樹種3-5年為1個輪伐期,可連續(xù)采伐5-7次;4)能量密度和品質。林業(yè)生物質資源的燃燒值應不低于15000千焦耳/千克;5)運輸半徑。資源運輸費用和損耗。
2、木本油料(淀粉)能源林資源評價
木本油料能源林資源評價主要考慮三個方面:1)資源生產力。包括木本油料能源林資源總面積、總產量、單位面積產量、含油率、單位面積產油量、平均株產量、出籽率、出仁率等指標。要求種子(果實)含油率應在30%以上,結實平均年產量在2000-3000公斤/公頃以上,初果期在5-8年以下,結實期20年以上;2)資源成本效益。包括單位資源生產成本、單位資源采集運輸成本、單位資源產品價值、資源分散性等;3)資源可持續(xù)利用。包括水土流失、地力、病蟲害等指標。
木本淀粉類能源林資源評價可參照木本油料能源林資源評價方法。與其不同的是,木本淀粉類能源林資源評價主要考慮淀粉的產量和轉化乙醇的效率等。
3、林業(yè)剩余物資源評價
林業(yè)剩余物資源評價重點考慮以下三個因素:1)森林采伐限額。林業(yè)采伐剩余物、造材剩余物合計約占采伐林木生物量的40%;2)木材加工利用率。根據有關資料,木材加工剩余物數量為原木材積的34.4%;3)運輸半徑。資源運輸費用和損耗。 目前,這些評價方法和指標,正在進一步的修改完善。
三、林業(yè)生物質能源發(fā)展思路與發(fā)展重點
根據國家對可再生能源發(fā)展的總體思路,結合林業(yè)生物質能源發(fā)展的資源優(yōu)勢和技術發(fā)展趨勢,初步研究提出今后我國林業(yè)生物質能源的發(fā)展思路和發(fā)展重點。
(一)發(fā)展思路
林業(yè)生物質能源的總體發(fā)展思路是:全國貫徹落實科學發(fā)展觀,圍繞國家能源結構調整和保障國家能源安全的發(fā)展目標,按照建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會和建設社會主義新農村的總體要求,發(fā)揮林業(yè)生物質資源優(yōu)勢,強化林業(yè)科技創(chuàng)新,立足于現有資源開發(fā)利用,著力新興資源培育擴展,以能源林基地建設夯實產業(yè)發(fā)展基礎,加快建成從資源培育到工業(yè)開發(fā)利用一體化的林業(yè)生物質能源產業(yè)體系,使林業(yè)生物質能源占到整個生物質能源消費量的50%以上。
(二)發(fā)展重點
1、能源林資源培育
生物質資源是發(fā)展生物質能源的基礎,也是制約林業(yè)生物質能源快速發(fā)展的主要瓶頸。能源林資源培育主要包括纖維類能源林、木本油料能源林和木本淀粉類能源林等三個方面。重點是針對目前能源林單產低、生長期長、抗逆性弱、缺乏規(guī)模化種植基地等問題,加速能源植物品種的遺傳改良,培育高熱值、高生物量、高食油量、高淀粉產量優(yōu)質能源專用樹種(品種),在示范的基礎上,合理布局,加快能源樹種定向培育和能源林基地化建設,為生物質能源持續(xù)發(fā)展提供資源保障。
1)木本油料能源林
重點對黃連木、麻瘋樹、文冠果、光皮樹、油桐、烏桕等主要木本燃料油植物進行良種化,解決現在低產低效林改造技術和豐產栽培技術;加快培育高含油量、抗逆性強且能在低質地生長的木本油料能源專用新樹種。在云南、貴州、四川等西南?。▍^(qū))進行麻瘋樹、烏桕能源林示范;在陜西、河北、河南等省區(qū)進行黃連木、文冠果能源林示范;在湖南、湖北、江西等長江中下游?。▍^(qū))進行光皮樹、油桐能源林示范。通過示范,在木本油料主產區(qū)形成規(guī)?;N植基地。
2)燃料乙醇
重點加大纖維素原料生產燃料乙醇工藝技術的研發(fā)力度,攻克植物纖維原料預處理技術、戊糖已糖聯合發(fā)酵技術,降低酶生產成本,提高水解糖得率,使植物纖維基燃料乙醇生產達到實用化。在華東或東北地區(qū)進行以木屑等木質纖維為原料生產燃料乙醇的中試生產;在木本淀粉資源集中的南方?。▍^(qū))形成燃料乙醇規(guī)?;a。
3)固體成型燃料
重點以降低生產能耗、降低產品成本、提高模具耐磨性為主攻方向,開發(fā)一體化、可移動的顆粒燃料加工技術和裝備,開發(fā)大規(guī)模林木生物質成型燃料設備以及撫育、收割裝備;形成固體成型燃料生產、供熱燃燒器具、客戶服務等完善的市場和技術體系。在產業(yè)化示范的基礎上,在“三北”地區(qū)建立一定規(guī)模的以沙生灌木為原料的生物質固化成型燃料產業(yè)化基地;在東北、華南和華東等地建立具有一定規(guī)模的以林業(yè)剩余物或速生短輪伐期能源林為原料的生物質固化成型燃料產業(yè)化基地。
4)生物質發(fā)電/供熱
主要發(fā)展大規(guī)模連續(xù)化生物質直接燃燒發(fā)電技術、生物質~煤混合燃燒發(fā)電技術和生物質熱電聯產技術;針對現有生物質氣化發(fā)電技術存在燃氣熱值低、氣化過程產生的焦油多的技術瓶頸,研發(fā)新型高效氣化工藝。在林業(yè)剩余物集中區(qū)建立兆瓦級大規(guī)模生物質氣化發(fā)電、供熱示范工程;在柳樹、灌木等資源集中區(qū)建立生物質直燃、混燃發(fā)電示范工程;在“三北”地區(qū)建立以沙生灌木為主要原料,集灌木能源林培育、生物質成型燃料加工、發(fā)電/供熱一體化的熱電聯產示范工程。通過示范,形成分布式規(guī)?;镔|發(fā)電系統(tǒng)。
下一步,我們將根據國家關于生物質能源發(fā)展的目標和資源調查及能源林培育規(guī)劃,進一步研究完善細化林業(yè)生物質能源的產業(yè)化規(guī)模和布局。
四、加快林業(yè)生物質能源發(fā)展的措施
大力發(fā)展林業(yè)生物質能源,既面臨著難得的機遇,也存在著巨大的挑戰(zhàn)。國家林業(yè)局作為林業(yè)生物質能源的行業(yè)主管部門,高度重視林業(yè)生物質能源的發(fā)展。在林業(yè)中長期規(guī)劃和“十一五”規(guī)劃中,把加快發(fā)展林業(yè)生物質能源作為重點,納入了優(yōu)先發(fā)展領域。為此,我們將從以下幾個方面,采取切實有力的措施,加快林業(yè)生物質能源的發(fā)展。
一是開展資源調查評價,摸清家底。抓緊完善出臺林業(yè)生物質資源調查、評價方法和技術指標,在全國開展林業(yè)生物質能資源的本底調查,在本底調查的基礎上,進行評價,為林業(yè)生物質能源的規(guī)劃、布局和產業(yè)化發(fā)展提供基礎。
二是開展戰(zhàn)略研究,科學編制規(guī)劃。按照國家和林業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃的總體要求,針對經濟社會發(fā)展對生物質能源的需求,結合林業(yè)生產力布局和技術支持基礎,組織不同部門、不同學科領域的高層專家,開展林業(yè)生物質能源發(fā)展戰(zhàn)略研究,并在戰(zhàn)略研究和全國林業(yè)生物質能資源調查基礎上,編制《林業(yè)生物質能源中長期發(fā)展規(guī)劃》、《全國能源林培育規(guī)劃》,指導全國林業(yè)生物質能源健康有序地發(fā)展。
三是制訂相關政策,積極扶持引導。加大政府在發(fā)展林業(yè)生物質能源方面的引導和推動作用,制定相關的扶持政策,加大政府投入,采取財政、稅收、補貼等政策手段鼓勵和扶持林業(yè)生物質能源發(fā)展。要把能源林建設納入林業(yè)重點工程建設之中,優(yōu)先安排能源林用地。同時,優(yōu)化投資環(huán)境,加大吸引國內外資金力度,鼓勵各種所有制經濟主體參與林業(yè)生物質能源的開發(fā)利用。
四是加大研發(fā)力度,強化科技創(chuàng)新。林業(yè)生物質能源是一項技術密集型的高技術產業(yè),必須科技先行,產學研相結合。為此,我們把林業(yè)生物質能源的研發(fā)和自主創(chuàng)新作為林業(yè)科技“十一五”和中長期發(fā)展規(guī)劃的優(yōu)先領域,重點加強對優(yōu)質速生高產能源植物的選育、栽培、林業(yè)生物質能源的高效轉化和綜合利用等技術的研究,盡快突破制約林業(yè)生物質能源發(fā)展的技術瓶頸。為加大研發(fā)和成果轉化力度,在中國林科院成立了跨學科的林業(yè)生物質能源研發(fā)中心,正在組建林業(yè)生物質能源工程技術中心,充分發(fā)揮科技對生物質能源產業(yè)發(fā)展的支撐和引領作用。
五是啟動示范工程,加快基地建設。按照國家重點林業(yè)工程的總體規(guī)劃與布局,加快建設速生、豐產、高能、多效的能源林基地;啟動能源樹種培育利用、林油一體化、林電(氣或熱)一體化等一批示范項目,加快林業(yè)生物質能源的市場化步伐,通過示范基地的示范、輻射、帶動,推動林業(yè)生物質能源的全面發(fā)展,逐步形成產業(yè)化、規(guī)模化和效益化。
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