林木生物質(zhì)能源報告

時間:2022-03-09 04:11:00

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林木生物質(zhì)能源報告

一、當前我國能源狀況對經(jīng)濟社會發(fā)展的影響

能源是經(jīng)濟社會正常運轉(zhuǎn)和健康發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在世界大多數(shù)國家,能源工業(yè)成為其產(chǎn)業(yè)體系中的重要組成部分。工業(yè)革命以來,世界能源資源、生產(chǎn)和貿(mào)易就與國際經(jīng)濟、政治、外交乃至于軍事格局緊密聯(lián)系在一起,能源問題成為事關(guān)經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定和國家安全的重大問題。

我國經(jīng)濟目前正處在快速增長期,經(jīng)濟發(fā)展對能源的依賴度較高。1980年以來,我國的能源總消耗量每年增長約5%,是世界平均增長率的近3倍。從現(xiàn)在起到2020年,是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期,按照黨的*提出的全面建設(shè)小康社會的目標,到2020年我國要實現(xiàn)經(jīng)濟翻兩番。根據(jù)國際經(jīng)驗,這一時期是實現(xiàn)工業(yè)化的關(guān)鍵時期,也是經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、城市化水平、居民消費結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化的階段。

從能源供應與經(jīng)濟發(fā)展來看,我國的能源發(fā)展面臨著十分嚴峻的形勢和挑戰(zhàn),為保證2020年實現(xiàn)經(jīng)濟翻兩番的目標,能源的供應將非常緊張。據(jù)專家估計,到2020年我國一次能源的需求在25億噸—33億噸標準煤之間,均值為29億噸標準煤,是*年的2.2倍。如果采取正確的能源戰(zhàn)略和相關(guān)的政策措施,一方面開源,大力發(fā)展可再生能源,包括林木生物質(zhì)能源,另一方面節(jié)流,節(jié)約能源,降低單位能耗,建設(shè)節(jié)約型社會,未來我國的能源需求將有可能保持相對較低的增長速度,也有可能在遠低于目前發(fā)達國家人均能源消費量的條件下,進一步顯著提高人民的生活水平。

從能源消費結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟發(fā)展看,隨著人民生活水平的提高和消費結(jié)構(gòu)的升級,能源的需求結(jié)構(gòu)將發(fā)生重要變化。我國在*年的能源消耗總量近13億噸標準煤,其中煤炭達9.07億噸標準煤,占69.9%;石油達3.24億噸標準煤,占25%;天然氣和一次電力分別是3.6億噸和2.9億噸標準煤,分別只占總量的2.8%和2.3%。從這組數(shù)據(jù)可以得知,我國的能源結(jié)構(gòu)仍是以煤為主,而且這種結(jié)構(gòu)在今后一個時期不可能有太大變化,這將對能源供應、能源安全、環(huán)境保護等諸多方面產(chǎn)生重大影響。

過去20年我國的能源發(fā)展取得了不小成就,主要體現(xiàn)在以下兩個方面:一是以較低的能源增長支撐了經(jīng)濟的快速增長。1980年—*年期間我國GDP年均增長率高達9.7%,而相應的能源消費量年均僅增長4.6%,遠低于同期經(jīng)濟增長速度。二是能源利用效率大幅度提高。一方面,單位GDP能耗不斷下降,萬元GDP能耗由1980年的16.6噸標準煤降低到20*年的5噸標準煤,年均下降4%以上;另一方面,主要高耗能部門的產(chǎn)品單耗有了較大幅度的下降,主要耗能產(chǎn)品的能耗與國際先進水平的差距明顯縮小。這些成就為我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展作出了巨大貢獻,從1980年到*年,在能源消費翻一番的情況下,實現(xiàn)了GDP翻兩番的目標。

目前,我國的能源狀況也存在幾個嚴重的問題:

問題一,能源需求持續(xù)增長對能源供給形成很大壓力。隨著我國經(jīng)濟規(guī)模進一步擴大,能源需求總量還會持續(xù)較快地增加,對能源供給形成很大壓力,供求矛盾將長期存在,石油天然氣對外依存度將進一步提高。

問題二,資源相對短缺制約了能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我國能源資源總量不小,但人均擁有量較低。能源資源勘探相對滯后,特別是能源資源分布很不平衡,東部地區(qū)能源短缺嚴重,大規(guī)模、長距離地運輸,導致運力不足、交通緊張、成本大幅提高。

問題三,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)不利于環(huán)境保護。煤炭是我國的基礎(chǔ)能源,富煤、少氣、貧油的能源結(jié)構(gòu)較難改變。我國85%的煤炭是通過直接燃燒使用的,煤炭清潔利用水平低,產(chǎn)生的污染多。目前,我國SO2排放達2200萬噸以上,CO2排放達8億噸以上,酸雨危害面積占國土面積的30%,給我國生態(tài)環(huán)境帶來很大壓力。

問題四,能源技術(shù)相對落后影響了能源供給能力的提高。我國能源技術(shù)與發(fā)展的要求相比還有較大差距,特別是可再生能源、清潔能源、替代能源等技術(shù)的開發(fā)相對滯后,節(jié)能降耗、污染治理等技術(shù)的應用還不廣泛,不能適應當前治理高污染的需要。

問題五,國際能源市場變化對我國能源供應的影響較大。我國石油天然氣資源相對不足,需要在立足國內(nèi)生產(chǎn)保障供給的同時,擴大國際能源合作。但目前全球能源供需平衡關(guān)系脆弱,石油市場波動頻繁,國際油價居高不下,各種非經(jīng)濟因素對能源國際合作影響很大。這要求我們統(tǒng)籌國內(nèi)開發(fā)和對外合作,提高能源安全保障程度。

專家們希望通過實行可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略,保證我國到2020年實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展目標,能源消費實現(xiàn)如下理想目標:一次能源需求少于25億噸標準煤,節(jié)能達到8億噸標準煤;煤炭消費比例控制在60%左右,可再生能源利用達到5.25億噸標準煤(其中可再生能源發(fā)電達到1億千瓦);石油進口依存度控制在60%左右;主要污染物的削減率為45%—60%。

二、林木生物質(zhì)能源在國家能源戰(zhàn)略中的地位

人類目前使用的主要能源有石油、天然氣和煤炭3種。根據(jù)國際能源機構(gòu)統(tǒng)計,地球上這3種能源供人類開采的年限分別為40年、60年和220年。我國煤炭剩余可開采儲量僅為1390億噸標準煤,按照2003年的開采速度,只能維持83年;20*年我國凈進口石油1.45億噸,進口依存度上升到42%。因此,盡快改善能源消耗結(jié)構(gòu),加大能源保障安全迫在眉睫。正如總書記在給北京可再生能源國際大會致辭中所指出的,加快發(fā)展可再生能源是應對日益嚴重的能源資源和環(huán)境問題的根本措施。

目前,世界上技術(shù)較為成熟,可規(guī)?;I(yè)開發(fā)利用的可再生能源主要有水能、生物質(zhì)能、風能、太陽能、地熱能和海洋能,可再生能源在世界能源消費中已占22%左右。

在各種可再生能源中,生物質(zhì)能是獨特的,它是貯存的太陽能,更是一種惟一可再生的碳源,資源豐富且可以再生,其含硫量和灰分都比煤低,而含氫量較高,一直是人類賴以生存的重要能源之一,就其能源當量而言,是僅次于煤、油、天然氣而列第四位的能源;在世界能源消耗中,生物質(zhì)能占總能耗的14%,但在發(fā)展中國家占40%以上。

在生物質(zhì)能中,我國960萬平方公里的廣闊土地林木生物質(zhì)能源占有十分重要的地位。加快發(fā)展林木生物質(zhì)能源是有效補充我國能源,改善和保護生態(tài)環(huán)境的戰(zhàn)略舉措,對維護我國能源安全,改善能源結(jié)構(gòu)將發(fā)揮重要的作用。

目前,我國林木生物質(zhì)能主要有三種利用方式,即生物質(zhì)固體燃料利用,生物質(zhì)液態(tài)燃料利用和生物質(zhì)氣體燃料利用。其終端產(chǎn)品主要有五類,一是利用含油脂轉(zhuǎn)化為生物柴油,二是木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化燃料乙醇,三是木質(zhì)加工成固體燃料,四是木質(zhì)轉(zhuǎn)化成燃料氣體,五是木質(zhì)燃料發(fā)電。

我國發(fā)展林木生物質(zhì)能源有以下幾個主要優(yōu)勢:

一是我國適于發(fā)展林木生物質(zhì)能源的樹種豐富。我國適合規(guī)模化發(fā)展林木生物質(zhì)能的樹種資源比較豐富,僅鄉(xiāng)土樹種就多達幾十種。這些樹種有的適合作為燃料用于發(fā)電,如刺槐、黑荊樹、檸條、沙棘、檉柳等;有的適合開發(fā)生物柴油,如麻風樹、黃連木、烏桕、文冠果、油桐、石栗樹、光皮樹等。以麻風樹為例,栽培2年—3年即可結(jié)果,結(jié)果期長達30年—50年,其果實平均含油率40%左右,5年生每畝果實產(chǎn)量達200公斤,可生產(chǎn)生物柴油60公斤左右。再如黃連木,其果實平均含油率25%(種子達40%)以上,2.5噸黃連木種子可生產(chǎn)1噸燃油。

二是我國林木生物質(zhì)能的資源比較豐富,可以作為重要的能源補充。根據(jù)目前的科學技術(shù)水平和經(jīng)濟條件,可獲得的林木生物質(zhì)資源種類為薪炭林、森林撫育間伐、灌木林平茬復壯、苗木截桿、經(jīng)濟林和城市綠化修枝、油料樹種果實和林業(yè)“三?!蔽铮ú煞ナS辔?、造材剩余物和加工剩余物)等。按相關(guān)的技術(shù)標準測算,每年的生物質(zhì)總量約8億噸—10億噸,其中,可作為能源利用的生物量為3億噸以上。按照相應的熱當量換算,加工后的5噸林木生物質(zhì)可替代1.5噸原油,1.5噸林木生物質(zhì)可替代1噸標準煤,如3億噸全部開發(fā)利用后可替代2億噸標準煤,能夠減少目前十分之一的化石能源消耗??梢哉f,林木生物質(zhì)能源是我國未來能源的一個重要補充。

在油料資源利用方面,我國現(xiàn)有木本油料林總面積超過600多萬公頃,主要油料樹種果實年產(chǎn)量在200多萬噸以上,其中不少是開發(fā)生物柴油的原料。同時,還有不少可開發(fā)生物柴油的其他油料樹種。如麻風樹,分布我國四川、云南、貴州、廣西等地,在我國西南地區(qū)適宜種植麻風樹的面積約200萬公頃,其中,已人工栽培2萬多公頃。再如黃連木,野生分布范圍很廣,面積約30萬公頃。

三是我國林木生物質(zhì)能資源培育潛力巨大。和其他生物質(zhì)能源相比,林木生物質(zhì)能資源發(fā)展不占用耕地,發(fā)展空間廣闊。目前,我國尚有5400多萬公頃宜林荒山荒地,可拿出一部分發(fā)展能源林。此外,還有大量的鹽堿地、沙地以及礦山、油田等復墾地,初步估計有近1億公頃。這些不適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的邊際土地大都適宜種植特定能源樹種。如在鹽堿地上可種植檉柳,在沙地上可栽植能多次平茬利用的檸條、沙柳等灌木。這些邊際土地資源,經(jīng)過開發(fā)和改良,可以變成發(fā)展林木生物質(zhì)能源的“綠色油田”、“綠色煤礦”,用以補充我國未來經(jīng)濟發(fā)展對能源的需求。

四是我國林木生物質(zhì)能源開發(fā)技術(shù)條件已初步具備。目前,國內(nèi)林木生物質(zhì)能源開發(fā)利用大都處于試驗和示范的過程,尚未步入實質(zhì)性的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段,但開發(fā)利用技術(shù)已初步具備。

在生物柴油開發(fā)方面,涉及油料樹種的篩選、良種選擇、培育及其加工工藝和設(shè)備開發(fā),已取得了階段性成果。如中國林科院王濤院士對黃連木進行了研究與開發(fā);湖南林科院研制完成了將光皮樹果和綠玉樹汁轉(zhuǎn)化生物燃油設(shè)備;四川大學、四川省長江造林局等單位聯(lián)合開發(fā)麻風樹轉(zhuǎn)化生物柴油及其綜合利用的技術(shù)和設(shè)備。

在木質(zhì)固體燃料加工開發(fā)方面,清華大學清潔能源研究教育中心和北京惠眾科技公司合作,簡化和改進了原有的熱壓縮顆粒成型系統(tǒng),發(fā)明了“冷壓縮成型技術(shù)”。因其能效高、成本低、靈活性強,從根本上解決了生物質(zhì)收集運輸消耗高的難題,克服了熱壓縮技術(shù)的不足,為林木生物質(zhì)固體燃料在工業(yè)鍋爐替代煤炭或發(fā)電應用上提供了很好的前景。

在木質(zhì)燃料發(fā)電方面,中國國能生物發(fā)電有限公司擬在黑龍江省慶安縣建設(shè)一座裝機容量2.5萬千瓦的林木質(zhì)生物發(fā)電廠,北京國林山川生物能源有限公司擬在內(nèi)蒙古通遼市奈曼旗建設(shè)一座林木生物質(zhì)發(fā)電廠,目前已完成了可研。計劃第一期裝機容量為2×1.2萬千瓦,第二期裝機容量為2.5萬千瓦。

三、發(fā)展我國林木生物質(zhì)能源的初步設(shè)想

首先,要提高對開發(fā)利用林木生物質(zhì)能重要性的認識,制定明確的開發(fā)利用目標。新的生物質(zhì)能利用技術(shù)與傳統(tǒng)的生物質(zhì)能利用技術(shù)相比具有質(zhì)的區(qū)別,因此,必須從戰(zhàn)略的高度,用長遠的眼光看待生物質(zhì)能源,切實提高對開發(fā)利用生物質(zhì)能重要性的認識,研究制定明確的林木生物質(zhì)能開發(fā)利用目標和具體要求。

其次,要加快林木生物質(zhì)資源調(diào)查評價與發(fā)展規(guī)劃工作。雖然我國林木生物質(zhì)能資源豐富,但資源量到底有多少,分布在什么地方,資源采集的成本如何?到底哪里可以種植能源樹種,潛力有多大?等等。這些問題都亟待回答。因此,應當加快開展林木生物質(zhì)能資源調(diào)查評價與發(fā)展規(guī)劃工作,摸清相關(guān)的資源本底,以及哪些地方具有建設(shè)生物質(zhì)發(fā)電廠的資源條件,哪些地方具有種植能源樹種的條件,并在此基礎(chǔ)上研究制定相關(guān)的發(fā)展規(guī)劃,推進林木生物質(zhì)能開發(fā)利用。

第三,要加強林木生物質(zhì)能源基地培育和利用技術(shù)的試點和示范工作。林木生物質(zhì)能利用技術(shù)種類很多,技術(shù)的成熟程度也不一樣。當前,需要結(jié)合我國實際,區(qū)分不同情況推進。先期就技術(shù)相對成熟、開發(fā)潛力較大的項目和樹種開展試點和示范,通過試點和示范輻射帶動林木生物質(zhì)能的發(fā)展。

第四,要加強人才和技術(shù)能力建設(shè)。從國際能源發(fā)展的經(jīng)驗看,任何能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須有人才和技術(shù)基礎(chǔ)。我國的煤炭、石油、電力等能源產(chǎn)業(yè)也不例外。目前,經(jīng)濟發(fā)達國家都建立了比較完善的可再生能源技術(shù)研究開發(fā)機構(gòu),形成了比較完善的產(chǎn)業(yè)服務體系。如美國的可再生能源實驗室,歐盟的聯(lián)合研究中心,都是政府專門負責可再生能源研究和開發(fā)的機構(gòu)。而我國在可再生能源方面的人才和技術(shù)力量以及設(shè)計、咨詢等產(chǎn)業(yè)服務體系極為薄弱。因此,要高度重視我國可再生能源的人才培養(yǎng),成立國家級的可再生能源研究開發(fā)機構(gòu),逐步建立我國可再生能源的人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)服務體系。

第五,國家要加大對林木生物質(zhì)能資源培育的資金和政策扶持,實施財政貼息和稅收減免政策。原料價格(包括采集)對林木生物質(zhì)能源的經(jīng)濟性起著第一位的作用。要實現(xiàn)林木生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化,關(guān)鍵是降低能源制取成本。鑒于林木生物質(zhì)能開發(fā)利用在增加能源供應、保護環(huán)境,特別是在社會主義新農(nóng)村建設(shè)中所起的帶動作用,在發(fā)展林木生物質(zhì)能源開發(fā)的起步階段,建議有關(guān)部門從國家能源發(fā)展戰(zhàn)略和解決“三農(nóng)”問題的高度出發(fā),制定明確的促進林木生物質(zhì)能開發(fā)利用的政策和措施。一是國家應給予必要的專項資金和優(yōu)惠政策,扶持引導能源林的定向培育;二是為鼓勵企業(yè)和民營資本進入林木生物質(zhì)能源領(lǐng)域,參照國外發(fā)展經(jīng)驗,國家應當對開發(fā)利用林木生物質(zhì)能源實行長周期貸款財政貼息和稅收減免政策。

四、發(fā)展林木生物質(zhì)能源符合林業(yè)生態(tài)和產(chǎn)業(yè)兩大體系建設(shè)的要求,大有可為

林業(yè)是公益事業(yè),也是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),積極推進生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用,既是應對我國經(jīng)濟發(fā)展中面臨的能源危機和環(huán)境問題的重要舉措,同時也符合林業(yè)生態(tài)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)建設(shè)的目標,對實現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

1、大力培育和開發(fā)利用林木生物質(zhì)資源可以減少污染和溫室氣體排放,提高森林碳匯功能。我國1997年CO2總排放量為8.17億噸,僅低于美國位于世界第二,我國未來的CO2減排壓力還將不斷增大。生物質(zhì)能源排放的氣體以CO2為主,比化石基能源清潔,可減少大氣污染。尤其是林木生物質(zhì)能源在消耗過程中排放的CO2量是樹木生長過程中從大氣中吸收的CO2量,因此,可基本實現(xiàn)CO2吸收排放平衡。同時,大面積營造能源林,可以有效增加森林面積和提高森林生態(tài)系統(tǒng)吸收CO2的功能及碳匯作用。

2、可有效促進造林綠化和防治土地退化。大力培育和開發(fā)利用林木質(zhì)資源可有效促進造林綠化和防治土地退化,有利于提高那些不適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)的邊際土地資源和廣袤的荒沙、荒山,以及礦山、油田廢棄地的利用率。若將這些土地資源中的50%營造種植高抗能源灌木林,可使森林覆蓋率提高0.5個百分點。同時,每年可新增林木質(zhì)原料5億噸以上。若將這些生物量轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源,其經(jīng)濟價值就會成倍提高,從而有效地提高造林綠化和生態(tài)治理的成效。

3、開發(fā)林木生物質(zhì)能源可以為林業(yè)創(chuàng)建一個新的產(chǎn)業(yè),促進社會主義新農(nóng)村建設(shè)。大力培育和開發(fā)利用林木生物質(zhì)資源有利于改善農(nóng)村和偏遠地區(qū)農(nóng)民的生產(chǎn)生活條件。目前,我國8億多農(nóng)村居民中的60%以上,仍然依靠直接燃燒秸稈、薪柴、畜糞等生物質(zhì)提供生活用能,造成了嚴重的室內(nèi)外污染,危害人體健康。應用林木生物質(zhì)能燃料,尤其是發(fā)展生物質(zhì)成型能源燃料,是以林木枝椏、薪材和林木加工剩余物為主要原料,通過粉碎、混合和高壓定型處理后即可成型投入市場,十分便于農(nóng)村和偏遠地區(qū)生產(chǎn)和使用,避免了傳統(tǒng)燃料直接燃燒的諸多弊病,對改善農(nóng)村生活生產(chǎn)條件、脫貧致富,建設(shè)生產(chǎn)發(fā)展、生活寬裕、鄉(xiāng)風文明、管理民主、村容整潔的社會主義新農(nóng)村具有重要推動作用。