林業(yè)生物質(zhì)能源:我國蘊(yùn)藏巨大潛力
新的機(jī)遇
林業(yè)生物質(zhì)能源是通過植物的光合作用而貯存于植物中的太陽能,是一種可再生能源,就其能源當(dāng)量而言,僅次于煤、石油、天然氣。
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,能源需求的巨大缺口已成為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”。加快生物質(zhì)能源發(fā)展,緩解資源與環(huán)境的壓力,是當(dāng)前亟待解決的重大問題。
最近頒布的《國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出,要“大力發(fā)展可再生能源。加快開發(fā)生物質(zhì)能,建設(shè)一批秸稈和林木電站,擴(kuò)大生物質(zhì)固體成型燃料、燃料乙醇和生物柴油的生產(chǎn)能力?!边@喻示著生物質(zhì)能源發(fā)展的春天已經(jīng)到來。
國家林業(yè)局黨組成員、中國林科院院長江澤慧說,林業(yè)生物質(zhì)能源是可再生能源的重要組成部分,充分利用林業(yè)資源開發(fā)生物質(zhì)能源,可以優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu),減少對(duì)化石燃料的依賴,保障國家能源安全。
我國林業(yè)生物質(zhì)資源豐富,現(xiàn)有林業(yè)生物質(zhì)中可用作工業(yè)能源原料的生物量有3億噸,如全部開發(fā)利用,可替代2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,相當(dāng)于我國化石能源消耗量的1/10。據(jù)專家初步估計(jì),我國僅現(xiàn)有的農(nóng)林廢棄物有15億噸,約合7.4億噸標(biāo)煤,可開發(fā)量約為4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;預(yù)測到2020年將分別達(dá)到11.65億噸和8.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源,將對(duì)新農(nóng)村建設(shè)起到巨大推動(dòng)作用。我國有9億農(nóng)村人口,其中約50%的人口分布在比較貧困的山區(qū)、林區(qū)、沙區(qū);65%人口的生活燃料依賴傳統(tǒng)的可再生能源——薪炭林。由于過去采取直接燃燒的利用方式,熱效率低,環(huán)境污染嚴(yán)重。中國林科院副院長儲(chǔ)富祥說,加快發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源,不僅可以提供高效清潔的生物質(zhì)能源,而且可以催生新興的綠色新能源產(chǎn)業(yè),有利于促進(jìn)農(nóng)民生活方式的改變,必將為能源替代和林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。
林業(yè)生物質(zhì)能源帶來的效益是多方面的。中國生物質(zhì)能源技術(shù)開發(fā)中心秘書長袁振宏說,生物質(zhì)能源是一種高度清潔的能源,是減少溫室氣體排放,防止全球環(huán)境惡化的一種科學(xué)選擇,其顯著特點(diǎn)在于資源和環(huán)境的雙贏,以及生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。大力發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源,既可以提供豐富的清潔能源,又可以顯著增加森林資源。
巨大潛力
我國發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源有著巨大的資源優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Α?/P>
我國現(xiàn)有森林面積1.75億公頃,蓄積量124.56億立方米。“中國林木生物質(zhì)資源調(diào)研”得出結(jié)論:目前我國陸地林木生物質(zhì)資源總量在180億噸以上,可用于生產(chǎn)生物質(zhì)能源的主要是薪炭林、林業(yè)“三剩物”、平茬灌木等。
國家林業(yè)局組織有關(guān)單位對(duì)我國林業(yè)生物質(zhì)能源資源總量、開發(fā)利用和發(fā)展?jié)摿Φ惹闆r進(jìn)行了調(diào)研,初步查明我國油料植物有151科697屬1554種,其中種子含油量在40%以上的植物有154種,可用來建立規(guī)模化生物質(zhì)燃料油原料基地的樹種有30多種,如黃連木、文冠果、麻風(fēng)樹、光皮樹等。
我國發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源的優(yōu)勢和潛力還體現(xiàn)在薪炭林、經(jīng)濟(jì)林面積大,可利用的宜林荒山荒地多。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國現(xiàn)有300多萬公頃薪炭林,每年約可獲得0.8億噸—1億噸高燃燒值(生物量)。在我國北方地區(qū),有大面積的灌木林亟待利用,估計(jì)每年可采集木質(zhì)燃料資源1億噸左右;全國用材林已形成大約5700多萬公頃的中幼齡林,如正常撫育間伐,可提供1億多噸的生物質(zhì)能源原料;同時(shí),林區(qū)木材采伐加工剩余物、城市街道綠化修枝也能提供可觀的生物質(zhì)能源原料。
我國有經(jīng)濟(jì)林2140多萬公頃,其中木本油料樹總面積超過600萬公頃,油料樹的果實(shí)產(chǎn)量每年在200萬噸以上,其中有不少是可以轉(zhuǎn)化為生物柴油的原料。
我國現(xiàn)有不適宜農(nóng)耕的宜林荒山荒地5400多萬公頃,如果利用其中20%的土地來種植能源植物,每年產(chǎn)生的生物質(zhì)量可達(dá)2億噸,相當(dāng)于1億多噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我國還有近1億公頃的鹽堿地、沙地、礦山、油田復(fù)墾地等不適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)的邊際性土地,都可以成為發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源的基地。
條件具備
目前,我國林業(yè)生物質(zhì)能利用主要是直接燃燒和物化轉(zhuǎn)化。物化轉(zhuǎn)化主要是通過干餾技術(shù),將能量密度低的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為熱質(zhì)高的固體炭或燃?xì)猓煌ㄟ^生物質(zhì)熱裂解,包括氣化、液化和炭化,生產(chǎn)可燃?xì)狻⑸镉秃吞咳剂稀?/P>
近年來,國家林業(yè)局開展了能源植物良種選育、集約化栽培、固體成型燃料、氣化發(fā)電、生物柴油以及生物酒精等一系列研究,積累了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù),培養(yǎng)了一支專門從事生物質(zhì)能源開發(fā)的科研隊(duì)伍,成立了相關(guān)科技機(jī)構(gòu),為未來林業(yè)生物質(zhì)能源的加快發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)、人才基礎(chǔ)和組織保障。
江澤慧說,我國生物質(zhì)燃料油研究開發(fā)起步雖晚,但發(fā)展速度很快,一部分科研成果已達(dá)到國際先進(jìn)水平,一些生物質(zhì)利用關(guān)鍵技術(shù)研究已取得突破。
在油料能源樹種上,從良種選擇、培育及其轉(zhuǎn)化利用的工藝與設(shè)備等,都相繼開展了較系統(tǒng)的研究,并取得了階段性成果。我國自主創(chuàng)新的生物柴油技術(shù)已取得產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的成果。目前,中國林科院已建立了年產(chǎn)500噸的生物柴油與化工產(chǎn)品綜合生產(chǎn)線。
在燃料酒精開發(fā)方面,自20世紀(jì)50年代起,我國先后開展了生物質(zhì)化學(xué)酸水解、纖維素酶水解法的研究和實(shí)踐。近20年來,對(duì)利用植物纖維資源制取燃料乙醇的關(guān)鍵技術(shù)和其他相關(guān)的生物化工新技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并啟動(dòng)了與生物乙醇研究相關(guān)的分子生物學(xué)和基因工程的研究。
在生物質(zhì)燃料氣體開發(fā)方面,一些關(guān)鍵技術(shù)已日趨成熟,并已開展了一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化示范,為能源產(chǎn)品的大規(guī)模開發(fā)奠定了良好基礎(chǔ);在生物質(zhì)發(fā)電方面,國內(nèi)一些大型能源開發(fā)企業(yè)正通過投資原料基地建設(shè)、設(shè)備研發(fā)和建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠等形式參與其中,呈現(xiàn)出較快發(fā)展的勢頭。清華大學(xué)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(jìn)了現(xiàn)有的熱壓縮顆粒成型系統(tǒng),發(fā)明了“冷壓縮成型技術(shù)”,為林業(yè)生物質(zhì)固體燃料加工應(yīng)用提供了很好的發(fā)展前景。
目前,國家林業(yè)局已完成中國林業(yè)生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究,正式啟動(dòng)了林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展戰(zhàn)略的專題研究,并開始制定“十一五”林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展規(guī)劃,全面部署林業(yè)生物質(zhì)能源開發(fā)。林業(yè)生物質(zhì)資源以其種類多、生物量大、生產(chǎn)力高等特點(diǎn),成為生物質(zhì)能源的主要來源。有專家預(yù)言,2015年—2025年,林業(yè)生物質(zhì)能源將逐漸成為***、最有競爭力的能源。
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