張忠濤
能源作為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎,是關系國家經(jīng)濟社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題,我國一直高度重視能源安全工作,強調要著力發(fā)展非碳能源,形成煤、油、氣、核、新能源和可再生能源多輪驅動的能源供應體系。林業(yè)生物質能源作為可再生能源的主要組成部分,具有可再生性、綠色潔凈、存量豐富和分布廣泛等特點,符合低碳環(huán)保經(jīng)濟發(fā)展特征,開發(fā)和利用林業(yè)生物質能源對推動節(jié)能減排、促進農(nóng)村經(jīng)濟和中小城鎮(zhèn)建設、優(yōu)化能源結構、減少對外依存度、保障國家能源安全以及穩(wěn)定能源供應體系具有重要意義。
根據(jù)《中國林業(yè)統(tǒng)計年鑒2018》數(shù)據(jù)顯示,我國現(xiàn)有林地面積約31591.12萬公頃,森林面積約22044.62萬公頃,森林蓄積量1756022.99萬立方米。其中,人工林面積為8003.10萬公頃,蓄積量345209.06萬立方米。而且,每年大量的木竹加工剩余物、中幼林撫育、灌木平茬復壯、城鎮(zhèn)綠化和果樹修枝以及果實等均可用于發(fā)展生物質能源,潛力巨大。
當前,我國能源林建設穩(wěn)步推進,全國已建設生物質能源林基地約300萬公頃,其中薪炭林約123萬公頃,蓄積量5665.68萬立方米??勺鳛槟茉蠢玫闹饕心举|資源、木本油料和淀粉植物等林木資源。
(1)木質資源主要包括薪炭林、林地生長剩余物 [灌木平茬、經(jīng)濟林、“四旁(村旁、宅旁、路旁和水旁)”疏林和城市綠化撫育修枝等]、林業(yè)生產(chǎn)“三剩物”(采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物)以及廢舊木制品等。我國全部木質資源總量中,除用于工業(yè)原木和傳統(tǒng)薪材的林木木質資源外,可獲得的剩余物總量約為8.40億噸,其中,可作為能源利用的生物質總量約為3.65億噸,占全部剩余物總量的43.45%。
(2)木本油料資源中林木種子含油率超過40%的鄉(xiāng)土植物有150多種,其中油茶、油桐、光皮樹和黃連木等主要能源林樹種的自然分布面積超過100萬公頃,年產(chǎn)果實達100萬噸以上,全部加工利用可獲得40余萬噸的生物柴油。
(3)淀粉類植物資源豐富,其中櫟類樹種現(xiàn)有面積超過1600萬公頃,年產(chǎn)果實達1000萬噸以上,可生產(chǎn)250萬噸燃料乙醇。豐富的林業(yè)生物質資源不僅可以為林業(yè)生物能源可持續(xù)發(fā)展提供良好的物質基礎,還能夠緩解國家能源壓力,調整和優(yōu)化能源結構,實現(xiàn)能源可持續(xù)供給。
(1)成型燃料。我國木質生物質成型燃料生產(chǎn)和應用已初具規(guī)模,生產(chǎn)技術發(fā)展迅速,生產(chǎn)設備向規(guī)模化、智能化方向發(fā)展,成型燃料機械制造、專用鍋爐制造和燃料燃燒等技術日益成熟,產(chǎn)業(yè)鏈趨于完善。2014-2018年,我國木質生物質成型燃料年產(chǎn)量由37.04萬噸增長到94.44萬噸,年均增幅達28.48%(見圖)。
圖 2014-2018年我國木質生物質成型燃料年產(chǎn)量 (單位:萬噸)
(2)生物質供熱及發(fā)電。熱電聯(lián)產(chǎn)是生物質發(fā)電轉型升級的主要方向。我國生物質發(fā)電裝機規(guī)模占全球比重14%左右,排名第一。截至2019年底,我國共有23個?。ㄊ?、區(qū))投產(chǎn)了254個生物質發(fā)電項目,裝機容量為636萬千瓦,年發(fā)電量達333億千瓦時,占可再生能源發(fā)電量的2.1%,占非水可再生能源發(fā)電量的9.0%;年平均利用小時數(shù)為5835小時[1]。我國生物質供熱主要以生物質成型燃料鍋爐供熱為主。2019年國家能源局明確表示將推動生物質鍋爐清潔能源供熱,推動“煤改生”取代“煤改氣”,生物質鍋爐供熱適用于中小工業(yè)園區(qū)供熱和城鎮(zhèn)供暖,要求各地結合當?shù)靥烊粴夤┬栊蝿?、生物質資源和供熱市場等情況,提出推進生物質鍋爐供熱發(fā)展的政策措施,建設城鎮(zhèn)清潔可再生供熱體系。
(3)生物質多聯(lián)產(chǎn)。生物質水解多聯(lián)產(chǎn)以木質纖維素類生物質為原料,制取燃料乙醇、丁醇、糠醛、合成樹脂或烴類化合物等產(chǎn)品,目前仍處于試驗階段,未實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用;生物質熱解多聯(lián)產(chǎn)通過對生物質熱解氣化的氣、固、液三相產(chǎn)物進行電、熱、炭、肥等多產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn),產(chǎn)出燃氣、電力、熱能、生物油、木醋液、生物炭和炭基肥料等多種能源及物質,極大地提高生物質的附加值,目前已進入產(chǎn)業(yè)示范階段。
(4)生物液體燃料。主要包括燃料乙醇和生物柴油。前者以淀粉類、糖類或纖維素類物質等為原料,采用發(fā)酵方法獲得純度為99.5%以上的無水乙醇。2018年底,我國以玉米、小麥等糧食和木薯、玉米芯等纖維素為原料實現(xiàn)燃料乙醇產(chǎn)能322萬噸[2]。木質原料的酶水解等清潔生產(chǎn)技術還在試驗推廣階段。2018年,我國生物柴油產(chǎn)量達到103萬噸,出口31萬噸[3]。廢棄油脂是我國生物柴油產(chǎn)業(yè)重要的原料來源,國內(nèi)木本油料能源林由于規(guī)?;约俺杀镜纫蛩?,尚未實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
隨著我國能源戰(zhàn)略的持續(xù)推進,林業(yè)生物質能源因其可再生性、綠色潔凈、存量豐富、分布廣泛和二氧化碳零排放等諸多優(yōu)點,必將成為清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量之一。
生物質能源的開發(fā)利用對資源能源供應具有重要意義。但目前我們對于發(fā)展林業(yè)生物質能源還存在思想不統(tǒng)一、政策不完善等現(xiàn)實問題,需要政府通過宏觀引導、政策支持和財政扶持等措施引領產(chǎn)業(yè)發(fā)展。一是從宏觀上統(tǒng)一規(guī)劃和引導生物質能源產(chǎn)業(yè)有序、健康發(fā)展,制定林業(yè)生物質能源發(fā)展規(guī)劃。二是推廣能源產(chǎn)品的使用,將林業(yè)生物質能源利用指標納入節(jié)能減排考核指標體系。三是完善相關激勵體系,科學制定產(chǎn)品價格補貼、稅收優(yōu)惠和消費鼓勵等政策。四是設立林業(yè)生物質能源產(chǎn)業(yè)引導基金,形成生物質能源產(chǎn)業(yè)長效穩(wěn)定的投入機制。五是強化宣傳引導,凝聚發(fā)展共識,加大對發(fā)展林業(yè)生物質能源產(chǎn)業(yè)意義及成果的宣傳力度。六是積極擴大對外開放,促進我國生物質能源產(chǎn)業(yè)的國際交流與合作,創(chuàng)造更有吸引力的產(chǎn)業(yè)合作環(huán)境,全面推進資源配置市場化、全球化。
當前,我國林業(yè)生物質能源領域還有很多涉及生產(chǎn)和應用的關鍵性技術亟待突破,具有中國特色的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式尚在構建初期,如何推動產(chǎn)學研用深度融合是該產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重要課題之一。因此,一要強化企業(yè)、高校和科研院所研發(fā)資源的整合,推進建立關鍵技術協(xié)同創(chuàng)新體系和研發(fā)平臺,在生物質能源利用技術、撫育采伐機械、森林培育及撫育技術等方面強化合作。二要加強新技術、新工藝和新設備的引進、消化、再創(chuàng)新和應用,通過學習借鑒發(fā)達國家發(fā)展林業(yè)生物質能源經(jīng)驗提升我國開發(fā)利用水平。三要加速生物質能源技術科技成果轉化步伐,以項目為載體推動生物質能源技術轉化應用,建立利益分享機制。四要加強技術和專利申請保護,強化知識產(chǎn)權保護。五要鼓勵現(xiàn)有企業(yè)開展技術改造,不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構。
林業(yè)生物質能源產(chǎn)業(yè)鏈包括資源供應、裝備制造、能源轉換以及銷售應用等諸多環(huán)節(jié),對整個產(chǎn)業(yè)鏈中的各環(huán)節(jié)進行有效布局協(xié)調,有利于實現(xiàn)經(jīng)濟收益最大化。一是加強基礎資源培育,鼓勵建設集能源林營造、培育、采收、研發(fā)、加工和利用為一體的綜合性生產(chǎn)基地,形成綜合化、規(guī)模化的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。二是鼓勵產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,結合木材加工等產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)發(fā)展情況,將生產(chǎn)剩余物轉換為清潔能源回供于木材加工生產(chǎn),形成產(chǎn)業(yè)互動,構建循環(huán)經(jīng)濟體系。三是與國有林區(qū)、國有林場改革發(fā)展相結合,充分利用森林經(jīng)營剩余物,發(fā)展生物質能源,改善林區(qū)基礎能源供應方式。四是提升能源裝備制造水平,加強國產(chǎn)生物質成套設備研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā),逐步提升國際競爭力。五是加強能源及副產(chǎn)品多元化綜合利用,協(xié)同發(fā)展生物質化工產(chǎn)業(yè),提升生物質能源的綜合利用效率和產(chǎn)業(yè)競爭力。
蕊香蜂競 李建/攝
當前,我國林業(yè)生物質能源產(chǎn)業(yè)服務體系還不健全,隨著生物質能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的逐漸擴大,現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)服務體系將難以適應產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。因此,積極發(fā)揮政府引導作用,建立健全產(chǎn)業(yè)服務體系,對于提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關重要。一是搭建政府、企業(yè)和科研機構等多層次、多形式交流平臺,發(fā)揮行業(yè)協(xié)會力量,有效整合政策、技術及信息等資源,形成行業(yè)合力。二是健全產(chǎn)業(yè)標準化體系建設,制定和完善產(chǎn)品質量、生產(chǎn)技術和包裝儲運等標準,規(guī)范林業(yè)生物質能源生產(chǎn)、認證和監(jiān)督工作。三是建立產(chǎn)業(yè)監(jiān)測預警體系,監(jiān)測產(chǎn)業(yè)發(fā)展動態(tài),強化生產(chǎn)、技術和市場等方面預警工作,指導產(chǎn)業(yè)發(fā)展。四是積極打造林業(yè)生物質能源調查規(guī)劃、勘察設計、標準認證和會展服務等專業(yè)化服務隊伍,提升產(chǎn)業(yè)服務能力和水平。