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侯堅1，2，張培棟1，張寶茸2，袁憲正1
（1.中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所，山東青島266071；2.蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，甘肅蘭州730000）
摘要：開發(fā)利用林業(yè)生物質(zhì)能源資源是解決我國生物質(zhì)能源發(fā)展原料瓶頸問題的重要途徑之一。文章在全面分析了我國林業(yè)生物質(zhì)能源資源現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對其開發(fā)利用的可行性及障礙進行了探討。認為我國開發(fā)利用林業(yè)生物質(zhì)資源具備土地資源豐富、林業(yè)能源植物培育技術(shù)發(fā)展成熟、轉(zhuǎn)化利用工藝與設(shè)備研發(fā)取得一定突破以及政策環(huán)境良好等條件。現(xiàn)階段我國林業(yè)生物質(zhì)資源開發(fā)利用面臨的障礙有：收集、運輸較困難，能源林經(jīng)營粗放，林業(yè)能源資源開發(fā)融資渠道單一，產(chǎn)業(yè)扶持政策有待完善等。針對以上問題，提出了進一步開發(fā)利用林業(yè)生物能源資源的相關(guān)建議：重視林業(yè)能源資源的規(guī)模化培育、加強科技支撐和培育管理，加大財稅與金融扶持以及政策配套的機制建設(shè)，鼓勵企業(yè)積極參與并通過利用CDM機制吸引國際資金和先進技術(shù)等。
0引言
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(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸之一。開發(fā)生物質(zhì)資源，形成新的能源產(chǎn)業(yè)，是解決我國能源問題的一條重要途徑。生物質(zhì)資源是發(fā)展生物能源的基礎(chǔ)，也是目前制約生物質(zhì)能源發(fā)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(chǎn)的主要原料,隨著全球生物燃料的研發(fā)和生產(chǎn)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(nóng)產(chǎn)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(chǎn)量，預(yù)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(chǎn)業(yè)發(fā)展空間極為有限。2007年5月起，國家發(fā)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(wù)院常務(wù)會議則進一步強調(diào)開發(fā)利用可再生能源必須“科學(xué)規(guī)劃，因地制宜，合理布局，有序開發(fā)，不得占用耕地，不得大量消耗糧食，不得破壞生態(tài)環(huán)境”。我國林業(yè)生物質(zhì)能源品種豐富，林業(yè)生物質(zhì)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(chǎn)田。加快開發(fā)利用林業(yè)生物質(zhì)能源資源，為生物質(zhì)能源持續(xù)發(fā)展提供原料保障，是我國生物質(zhì)能源發(fā)展的基本要求。
1我國林業(yè)生物能源資源狀況
我國發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源具有較好的資源基礎(chǔ)，根據(jù)2005年公布的第六次中國森林資源清查結(jié)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(zhì)資源總量在180億t以上[3]。我國林業(yè)生物質(zhì)能源資源的開發(fā)利用方式，主要有木質(zhì)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(zhì)生物燃料資源
木質(zhì)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(yè)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(xiàn)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(jīng)初步推算，我國西部地區(qū)可種植灌木約6000萬hm2，在現(xiàn)有的和計劃發(fā)展的灌木林中，如以60%作為能源林和每公頃年產(chǎn)生物量4t計算，每年產(chǎn)生物量約2.4億t，可替代1.56億t標準煤。根據(jù)國務(wù)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(qū)和不同林地類型的取柴系數(shù)和產(chǎn)柴率等參數(shù)計算，全國各類經(jīng)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(xiàn)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(fā)技術(shù)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(xiàn)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(jīng)改造培育為油料能源林，果實年產(chǎn)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(qū)約28.47萬hm2，每年可生產(chǎn)生物柴油約10萬t[6]。我國西南地區(qū)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(chǎn)量可達200kg，可生產(chǎn)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(xiàn)有櫟類面積達1800萬hm2，其中內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江3省區(qū)櫟類林現(xiàn)有面積超過670萬hm2，可年產(chǎn)果實1000萬t以上，獲得淀粉500多萬t，生產(chǎn)燃料乙醇250萬t[8]。我國廣西木薯年種植面積40萬hm2，產(chǎn)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(zhì)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(zhì)產(chǎn)量為23t，其木質(zhì)纖維素含量高達68%～75%，按每噸纖維素生產(chǎn)1.2t工業(yè)酒精計，每公頃麻類干物質(zhì)可生產(chǎn)16.5t工業(yè)用酒精[10]。
2我國林業(yè)生物質(zhì)能源資源開發(fā)優(yōu)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(nóng)田中大面積的非糧低產(chǎn)田可為林業(yè)能源植物種植提供豐富的土地資源。我國現(xiàn)有未利用的土地2.45億hm2，不適宜農(nóng)耕的宜林荒山荒地5704萬hm2，如利用其中的20%種植高產(chǎn)能源植物，按照每公頃年生長量20t計，每年產(chǎn)生的生物質(zhì)量可達2億t，可替代1億t標準煤[11]。我國現(xiàn)有的1.3億hm2耕地中，有5027萬hm2為非糧低產(chǎn)農(nóng)田，其中約2000萬hm2可在農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整后成為林業(yè)能源植物的生產(chǎn)基地[5]。廣東省已利用荒山、中低產(chǎn)田約20.19萬hm2發(fā)展能源植物。在我國一些經(jīng)濟較發(fā)達的農(nóng)村地區(qū)，耕地經(jīng)營較粗放，丟荒、拋荒等閑置浪費的土地資源均可規(guī)劃種植能源林。我國珠三角地區(qū)約有受污染土地10.47萬hm2，短期內(nèi)不適宜種植食用型作物，也可考慮退耕還林用于林業(yè)能源植物生產(chǎn)[12]。
2.2培育技術(shù)發(fā)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(shù)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(shù)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(yōu)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(yōu)、快繁取得較大進展，隨著工廠化育苗技術(shù)的發(fā)展，可供應(yīng)大量優(yōu)良種苗。
在灌木能源林培育方面，江蘇省林業(yè)科學(xué)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(chǎn)量顯著高于我國傳統(tǒng)編制的柳樹和國外的柳樹生物質(zhì)能源林產(chǎn)量[13]。
2.3轉(zhuǎn)化利用工藝與設(shè)備研發(fā)取得突破
我國對林業(yè)生物能源資源轉(zhuǎn)化利用工藝與設(shè)備已開展了較為系統(tǒng)的研究，部分研究成果取得重要突破，為加速發(fā)展我國林業(yè)能源植物開發(fā)的產(chǎn)業(yè)化提供了技術(shù)支撐。以麻瘋樹為原料加工生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)在成都中試成功，并建成一座年產(chǎn)200t的麻瘋樹柴油混合燃料車間。木質(zhì)纖維素生產(chǎn)乙醇技術(shù)取得重要突破，“麻類等纖維質(zhì)酶降解生產(chǎn)燃料乙醇技術(shù)”已通過農(nóng)業(yè)部鑒定，麻類纖維質(zhì)總糖轉(zhuǎn)化率達67%，燃料乙醇轉(zhuǎn)化率接近44%。固體成型燃料和氣化發(fā)電開發(fā)利用領(lǐng)域的一些關(guān)鍵技術(shù)日趨成熟，國能生物發(fā)電公司以林木質(zhì)為主要原料的生物發(fā)電廠已投產(chǎn)運行；清華大學(xué)和北京惠眾科技公司合作簡化與改進了現(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)”，為林木質(zhì)生物燃料資源的大規(guī)模開發(fā)奠定了良好基礎(chǔ)。
2.4政策環(huán)境良好
我國政府非常重視林業(yè)生物質(zhì)能源資源的開發(fā)利用，國家林業(yè)局于2005年7月專門成立了林木生物質(zhì)能源領(lǐng)導(dǎo)小組，加強對林業(yè)生物質(zhì)能源開發(fā)工作的領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)。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(fā)利用生物質(zhì)能源包括林業(yè)生物質(zhì)能源提供了法制保障。2006年9月，財政部、國家發(fā)展改革委、農(nóng)業(yè)部、國家稅務(wù)總局、國家林業(yè)局下發(fā)了《關(guān)于發(fā)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(nóng)林廢棄物，利用薯類、甜高粱等非糧農(nóng)作物和小桐子、黃連木等木本油料樹種為原料加工生產(chǎn)生物能源；鼓勵開發(fā)利用鹽堿地、荒山和荒地等未利用土地建設(shè)生物能源原料基地。2007年，國家林業(yè)局編制了《全國能源林建設(shè)規(guī)劃》和《林業(yè)生物柴油原料林基地“十一五”建設(shè)方案》，將規(guī)模化培育能源林列入“十一五”林業(yè)發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計“十一五”期間建設(shè)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(fā)電廠的燃料需求。2009年6月，國務(wù)院頒布《促進生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)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(chǎn)試點[14]~[15]。
3制約我國林業(yè)生物能源資源開發(fā)利用的障礙
3.1林業(yè)生物質(zhì)原料收集、運輸困難
我國大部分地區(qū)的林業(yè)生產(chǎn)機械化、自動化程度較低。林業(yè)生物質(zhì)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(yè)能源樹種種類多樣，收獲季節(jié)不一，且中國的林地大部分位于山區(qū)，林區(qū)的交通條件較差，林業(yè)生物質(zhì)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(zhuǎn)化的工業(yè)化生產(chǎn)的集中、規(guī)模、持續(xù)性的原料供應(yīng)要求。
3.2能源林發(fā)展較為粗放
我國林業(yè)生物能源資源培育和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)已進入實質(zhì)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(tǒng)管理與規(guī)劃，能源林發(fā)展較為粗放，能源資源產(chǎn)量不高，技術(shù)研究不足，能源樹種的遺傳改良應(yīng)用較少，能源樹種抗逆、廣適以及能量生產(chǎn)力等性狀的改善和提升空間很大。種苗生產(chǎn)、流通不規(guī)范，苗木質(zhì)量難以得到保障，能源資源產(chǎn)量受到較大影響。
3.3融資渠道單一
目前，我國林業(yè)生物質(zhì)能源資源開發(fā)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(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)市場風(fēng)險較大，影響了國內(nèi)企業(yè)開發(fā)利用林業(yè)生物質(zhì)能源資源的積極性。企業(yè)作為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的投資主體參與不足，從而難以形成林業(yè)生物質(zhì)能源資源開發(fā)利用發(fā)展的持續(xù)動力機制。
3.4產(chǎn)業(yè)扶持政策不完善
我國林業(yè)生物能源資源開發(fā)尚處于起步階段，市場風(fēng)險較大，社會資金難以主動流入，國家政策支持對林業(yè)生物能源資源開發(fā)利用至關(guān)重要。目前，除農(nóng)村沼氣項目外，國家支持生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施大部分傾向于大型規(guī)模項目的企業(yè)。我國每年向4家陳化糧燃料乙醇定點企業(yè)發(fā)放補貼，而走非糧路線的林業(yè)生物能源項目和中小企業(yè)則很難拿到國家補助。目前，國家對建設(shè)原料林基地已出臺了相應(yīng)的補償機制，但林業(yè)生物質(zhì)原料產(chǎn)業(yè)仍未被納入“即征即退”的稅收政策優(yōu)惠范圍，林業(yè)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)在成本方面的競爭力仍較弱。
4我國林業(yè)生物質(zhì)能源資源發(fā)展建議
4.1重視林業(yè)生物質(zhì)能源資源的規(guī)模化培育
我國現(xiàn)有能源林較為分散，給林業(yè)生物能源資源的收集運輸帶來不便，應(yīng)根據(jù)土地資源現(xiàn)狀和開發(fā)利用情況以及林業(yè)能源植物的生長特點，科學(xué)規(guī)劃、統(tǒng)一部署，結(jié)合國家林業(yè)重點工程，加大能源林的基地化建設(shè)，把林業(yè)生物質(zhì)能源資源的規(guī)模化培育放在突出位置。規(guī)模化培育有利于對林業(yè)能源樹木進行統(tǒng)一管理，可研究開發(fā)移動式生產(chǎn)加工設(shè)備，使資源收集處理實現(xiàn)本地化，減少生物質(zhì)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(fā)利用林業(yè)生物質(zhì)資源，必須加強科技研發(fā)與創(chuàng)新以及對能源樹種的培育管理。應(yīng)重視利用先進的生物技術(shù)選育高抗逆、速生、高產(chǎn)的新品種，在能源林示范基地加強栽培工藝與轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的研究。各地林業(yè)行政部門應(yīng)加強對能源樹種的生產(chǎn)及流通管理。能源林培育和后續(xù)加工、銷售等環(huán)節(jié)是一個緊密的產(chǎn)業(yè)鏈，投資能源林培育的企業(yè)和個人應(yīng)在國家能源林建設(shè)規(guī)劃和原料林基地項目區(qū)范圍內(nèi)以及專業(yè)部門的指導(dǎo)下科學(xué)種植能源林。必須加快建立國家級的質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，加強對種苗的技術(shù)監(jiān)督，對質(zhì)量存在問題的種苗要及時依法處理，防止其繼續(xù)流通。
4.3加大財稅與金融扶持及配套政策機制建設(shè)
林業(yè)生物質(zhì)能源資源開發(fā)利用是一個新興領(lǐng)域，國家財政扶持是推進林業(yè)生物質(zhì)能源資源規(guī)模化發(fā)展的原始力量，必須不斷加強政策引導(dǎo)和資金扶持，逐步壯大能源林基地建設(shè)。國家發(fā)改委已批準中石油等3個以小桐子為原料的生物柴油產(chǎn)業(yè)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(yīng)進一步加大扶持力度和擴大扶持范圍，使更多優(yōu)良的能源樹種和適用關(guān)鍵技術(shù)得到推廣。
目前生物能源企業(yè)抵御市場風(fēng)險的能力仍較弱，應(yīng)盡快研究和制定生物能源產(chǎn)業(yè)的彈性補貼辦法和優(yōu)惠政策，增強生物能源企業(yè)與相關(guān)企業(yè)的市場競爭力。國家相關(guān)生物能源發(fā)展政策法規(guī)出臺后，應(yīng)盡快制定和完善相關(guān)配套政策和實施辦法，加強對各管理機構(gòu)的組織、溝通和協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌安排、配備人員，保證相關(guān)政策的順利實施。
4.4充分調(diào)動企業(yè)開發(fā)林業(yè)生物質(zhì)能源資源的積極性
林業(yè)生物能源資源培育周期長、成本較高，要實現(xiàn)持續(xù)發(fā)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(yè)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(wǎng)公司等國有大型企業(yè)已先后與國家林業(yè)局簽署了合作發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源框架協(xié)議，共同推進原料林基地建設(shè)與生物燃料轉(zhuǎn)化利用相結(jié)合的“林油一體化”、“林電一體化”等產(chǎn)業(yè)模式，對于推動生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展和促進林業(yè)生物能源資源的進一步開發(fā)利用具有重要意義。
政府補貼的差異化形成了國有資產(chǎn)的壟斷局面，壟斷企業(yè)間缺乏競爭，技術(shù)更新動力不足，極大地制約了生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，應(yīng)著力降低產(chǎn)業(yè)準入門檻，鼓勵民營資本等中小企業(yè)進入林業(yè)生物質(zhì)能源領(lǐng)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(yè)生物能源資源開發(fā)與清潔能源發(fā)展機制（CDM）項目相結(jié)合
《京都議定書》肯定了林業(yè)的造林/再造林的貯“碳”增“匯”作用，開發(fā)利用林業(yè)生物質(zhì)能源資源與全球應(yīng)對氣候變化行動關(guān)系密切，是當前各國政府和國際社會普遍關(guān)注的熱點。借鑒國外發(fā)展可再生能源的政策機制，研究林木質(zhì)能源項目與CDM機制相結(jié)合的途徑對促進我國林業(yè)生物質(zhì)能源資源開發(fā)利用具有重要意義。由于CDM機制要求為參與項目實施的發(fā)展中國家提供先進技術(shù)，將種植能源林與CDM項目結(jié)合，建立碳交易，實現(xiàn)森林生態(tài)服務(wù)價值的市場化，一方面有利于改善投資環(huán)境、拓寬融資渠道，吸引國外資金來促進我國林業(yè)生物質(zhì)能源資源開發(fā)，同時可促進林木質(zhì)能源的利用和其轉(zhuǎn)化技術(shù)盡快從發(fā)達國家推廣到發(fā)展中國家，不斷提高我國林業(yè)能源資源轉(zhuǎn)化利用的技術(shù)水平。
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