发展伊春林区生物质能源的战略思考

发展伊春林区生物质能源的战略思考第5期(总第114期)2011年1O月中国林副特产ForestBy—ProductandSpecialityinChinaNO.5(GSNO.114)Oct.2O11发展伊春林区生物质能源的战略思考许忠海,赵丽敏.,庞景荣(1.伊春林业科学院,黑龙江伊春153000;2.伊春市农委)摘要:伊春林区有丰富的林木生物质,伊春市林木生物质年生长量331万t,相当于231.7万t标煤,可发电55.4亿度,林木生物质储藏量4176.57万t,相当于3341万t标煤,可发电799亿度.无论是林木生物质历史存量还是年增长量,资源潜力都是巨大的.发展生物质能发电项目,营造能源林,形成林区能源产业带,具有得天独厚的条件.实现热电联产可以节省大量冬季取暖供热煤炭消耗,创造巨大的经济效益.经过不断发展形成林区能源产业带,不但可以带动能源林建设的发展,还可以安置大量人员就业,社会效益十分显着.关键词:伊春林区;生物质能源;战略思考StrategicThinkingonDeverlopingBiomassEnergyinYichunXuZhonghai,ZhaoLimin,PangJingrong(1.YichunAcademyofForestry,Yichun,Heilongjiang153000;2.CommitteeonAgricultureofYichun) Abstract:Yichunforestregionisrichinforestbiomass,forestbiomassinYichunincrease3.31milliontonsperyear,equivalentingto2.317milliontonsofstandardcoal,couldbegenerating5.54billiondegrees.reservesof41765700tonsofbiomass,equivalentingto33.41Milliontonsofstandardcoal,couldbegenerating79.9bil—liondegrees.thestockandgrowthofforestbiomassareenormous.Thatisadvantagetodevelopmentofbio～masspowergenerationproject,creatingenergyforestandtheformationofforestenergyindustry.CHPcana—chievesignificantsavingsofcoalconsumptionforheatinginwinter,createshugeeconomicbenefits.Aftertheformationofforestenergyindustry,forestconstructionnotonlypromotethedevelopmentofenergy,butalsoaccommodatealargenumberofstaff,socialbenefitsaresignificant.Keywords:Yichunforestregion;Biomassenergy;Strategicthinkingl生物质能源战略地位1.1生物质能源开发的背景能源危机和环境污染是当前威胁人类社会发展的两大难题,随着人们经济收入水平的提高和向能源更密集化的生活方式的转变,未来能源需求将会以一种较高的增长率持续下去,化石能源的大量利用,温室气体排放也将持续增加.因此,调整能源消费结构,转变能源经济增长模式已经迫在眉睫.如何在保护环境的同时实现能源产业的可持续发展,是世界各国面临的巨大挑战.发展低碳经济是应对气候变化和能源安全的必然趋势,它通过解决高能源效率与清洁能源结构的问题,最终实现能源消费从化石能源向清洁,环保和可持续利用的新能源消费模式的转变.生物质能源已被列为未来的第四大能源,近年来,为应对能源危机和 提高环境质量,现代生物质能源的开发和利用己经在世界范围内得到示范和推广应用,特别是生物质发电己经受到很多发达国家的广泛关注,并且在能源产业中已经占有一定的比例.林木生物质发电属于清洁可收稿日期:2O11—07—0952再生的低碳能源,具备缓解能源危机,保护环境和应对气候变化的功能.它的开发和利用可以增加对化石燃料缺乏和集中电网不能到达的地区的能源供应,可以增加农村劳动力就业,实现对生态环境的改善.我国林木生物质能源资源种类丰富,生物量再生性强,燃烧值高,具有重要的开发利用潜力,可以作为发电供热的重要原料来源.在我国进行林木生物质资源的发电利用既是能源发展的新方向,林业发展的新方向,土地资源利用和林业产业结构调整的新方向;也是我国当前应对日益严峻的能源危机,维护国家能源安全,保持社会经济可持续发展的重要战略.1.2生物质能源的界定生物质能源是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过光合作用而固定和贮藏在生物质内部的能量,是一种广泛的可再生能源.生物质能源遍布世界各地,资源数量庞大,形式繁多,包括自然界可用于能源用途的各种植物,具体来说,主要包括薪柴,农林作物,农业和林业剩余物,动物粪便,食品加工的下脚料,城2011卑许忠海等:发展伊春林区生物质能源的战略思考第5期市固体废弃物,生活污水和水生植物等多种能源形式,其中,林木生物质是最佳生物质能源物质.生物质能具有体积大且不易运输等特点.根据利用方式,生物质能源分为传统生物质能源和现代生物质能源.传统 生物质能源多数以直接燃烧为主,包括薪柴,稻草(包括稻壳),动物粪便等,在今后相当长的时间内这种利用方式仍是发展中国家农村生物质能利用的主要方式.现代生物质能是指通过热一化学转换或生物一化学转换技术使得生物质能源转化效率提高的一种开发利用方式.现代生物质能主要技术包括沼气发酵技术,气化及发电技术,热裂解,压缩成型技术,生物质液体燃料技术以及传统乙醇生产技术等,能源物质的资源储备是非常巨大的.1.3伊春林区生物质能源种类伊春林区有丰富的生物质能源,包括林木生物质资源,草本生物质资源和农作物秸秆.根据已有研究(刘刚,沈镭,2007;张希良,吕文,2008),这里按照林木生物质资源的来源,将林木生物质能源资源分为三类,一是林地生长剩余物,是指在未受保护的林地上生长的林木,且不被列入工业用材采伐的林木剩余物资源,包括灌木平茬剩余物(包括纯灌木林和天然次生林下木),经济林抚育管理剩余物,四旁树和散生疏林抚育修枝剩余物,城市绿化更新及修剪剩余物等;二是林业生产剩余物,是指以木材生产为主的森林经营和生产过程中形成的林木剩余物,包括森林采伐和造材剩余物,加工剩余物,森林抚育与间伐剩余物,造林育苗修枝,定杆和截杆剩余物,废旧木制品等;三是能源林采伐物,包括传统的薪炭林和未来专门能源林.2伊春林区生物质能源潜力2.1伊春市生物质年生长量及蕴藏总量伊春林区是我国重点林区,森林覆盖率高达86,林业施业区面积达334.64万hm.,农田地24万 hm耕地,林缘和湿地草本植物生长茂密,生物质储藏量非常巨大,年生长量也是十分可观,做为生物质能源具有很大的开发前景.2.1.1生物质年生长量.据测算,伊春林区林木年蓄积增长量811万1TI.,木材利用率按最高70计算,容重按0.5t/m.计算,年林木剩余物生长量212.65t,灌木林地年生长量118.6O万t,农作物秸秆i00万t(玉米秸秆2I.5万t,稻草27.8万t,大豆40.5万t,其他作物1O.2万t),天然草本植物21.54万t.伊春市生物质年增长总量452.79万t.2.1.2生物质历史储藏量.伊春林区生物质储藏量是十分巨大的,2009年统计数据,伊春林区林木总蓄积23259.8万m.,按剩余物占比30计算,森林资源剩余物总量3488.97万t.灌木平均生长周期6～10年,灌木储藏量按年生长量6年累计值,总计687.6万t,林木生物质能源总存量达到4176,57万t.伊春林区还有大量的病腐木和横倒木有待清理,资源量是非常巨大的,目前还没有经过调查,统计.2.2伊春市生物质能源年生长量及蕴藏总量2.2.1生物质能源年生长量.伊春市林木生物质年生长量331万t,相当于231.7万t标煤,可发电55.4亿度.农作物秸秆和天然草本植物l21.54万t,热值3500大卡,相当于85.07万t标煤,可发电29亿度.生物质储藏量按6O年一个采伐周期,伊春林区林木生物质年均利用量相当于55.6万t标煤,可发电13.28亿度.根据现有林木资源存量的年均利用量和年生长量372.37万t标准煤,可发电97.68亿度,巨大的潜能相当于长江三峡电站年发电的1/10.2.2.2生物质能源总储藏量.林木生物质能源热值 4000kcar/kg,相当于8O标煤的热值,4176.57万t林木生物质储藏量相当于3341万t标煤,可发电799亿度,病腐木和横倒木没在测算范围内.3伊春林区生物质能开发优势3.1林木生物质资源优势伊春林区有丰富的林木生物质,无论是林木生物质历史存量还是年增长量,资源潜力都是巨大的,这是大自然恩赐的极大潜能,发展林木生物质能源还有充足的林地资源可以用来培育能源林建设,伊春林区能够用于能源林建设的树种很多,技术指标要求速生和短轮伐期,柳树是伊春林区最优异的能源林树种,根据伊春林业科学院对杞柳人工栽培的研究,在熟整地条件下,杞柳年生长量9.4t/hm,相当于年产出7.5t/hm标煤,柳树立地条件要求湿地及湿地边缘,适宜在河岸和林缘地带发展柳树能源林建设,不与林农争地,根据国家能源林建设产业规划,伊春林区林地的1O用于能源林建设,面积可达3O万hm,5年轮伐1次,年产林木生物质282万t,相当于225万t标煤,可新增发电53亿度,潜能是巨大的.3.2人力资源优势伊春林区2011年全面停止主伐,林区工人面临转岗,有大量的富余劳动人员,生物质能源项目建设是劳动密集型产业,生物质原料的收集成本较高,主要是人员工资,可以安置大量人员就业.3.3成本优势伊春林区林木生物质能源原材料分布集中,交通便利,收集成本大大低于资源分散地区,木质的运输成本大大低于农作物秸秆,而且使用农作物秸秆发电由于收集期过于集中,只有在农作物收获期收集,产量不 可控,大量集中收集需要很大面积的场地,投入较高.伊春林区冬季供暖如果实现热电联产,在增加能量利用率的同时,可大大降低发电成本.3.4高寒地区热电联产能源利用优势伊春林区属于高寒地区,冬季取暖季节长达6个月,伊春地区属于无煤地区,每年需要在煤炭产区调人大量5320II生中国林副特产第5期煤炭,近年来由于煤炭价格连年上涨,政府,供热企业及职工家庭难以承受.通过生物质能热电联产项目,在利用生物质能发电的同时,可有效解决冬季供暖问题,解决伊春地区缺煤的困境,热电联产项目由单一发电模式向发电,供热双向利用,可大大提高生物质能利用效率.4生物质能发电项目国家鼓励政策4.1鼓励林业生物质能源发展国家林业局于2008年1月22日发布了《中国林业与生态建设状况公报》,表示中国将大力发展林业生物质能源.《公报》说,发展林业生物质能源,主要是通过工业化利用途径,将富含油脂,木质纤维及非食物类果实淀粉的林木生物质材料转化为多种形式的能源产品和生物基产品.国家林业局成立林业生物质能源领导小组及其办公室,并将规模化培育能源林列入"十一五"林业发展规划,编制了《全国能源林建设规划》,《林业生物柴油原料林基地"十一五"建设方案》.为逐步建立从原料培育,加T生产到销售利用的"林油一体化","林电一体化"发展模式.4.2政策支持生物质发电由于生物质发电与煤电,水电等存在价格上的优势,缺乏市场竞争力,国家先后两次采取电价补贴政策 支持生物质发电的发展.第一次为2006年1月4日由国家发展和改革委员会以委颁文件形式下发的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》,对于利用潜力巨大,但资源状况和技术本身还有一定不确定性的生物质发电,《发电价格和费用分摊办法》规定实行政府定价,具体是:"生物质发电项目上网电价实行政府定价,由国务院价格主管部门分地区制定标杆电价,电价标准由各省(自治区,直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价组成,补贴电价标准为每千瓦时0.25元.发电项目自投产之日起,15年内享受补贴电价;运行满I5年后,取消补贴电价.第二次为2008年3月国家发展改革委,国家电监会的《关于2007年1～9月可再生能源电价附加补贴和配额交易方案的通知》,2008年12月,国家发展改革委随后公布了《关于2007年1O月至2008年6月可再生能源电价补贴和配额交易方案的通知》.两个《通知》称,纳入补贴范围内的秸秆直燃发电亏损项目按上网电量给予临时电价补贴,补贴标准为每千瓦时0.1元.生物质能源发电总补贴标准为每千瓦时0.35元.5伊春市生物质能发展前景5.1充分利用地域优势,合理布局林区生物质能发电项目生物质能源利用受运输距离的限制,农作物秸秆和草本植物发电项目一般经济运输距离在40km以内,超过60km运输成本过高,木质生物质运输比秸秆等草本生物质能源低很多,但运输距离越短,成本越低.伊春林区森工系统有17个林业局,地方林业有两54个林业局,分布在狭长地带,各林业局之间距离平均不 到30kin,充分利用林业局的地域优势,基础设施优势和输变电设施优势,发展生物质能发电项目,形成林区能源项目带,具有得天独厚的条件.生物质能发电设备目前比较成熟的技术设备是12mw,24mw,25mw和30mw,热电联产是发展高寒林生物质能源的最佳配置,根据供热面积设计发电功率,是目前最优化的起步规模,伊春市发展2O个左有的25mw规模的生物质能发电项目,可以形成5O万kW的发电能力,可以节省大量冬季取暖供热煤炭消耗,创造巨大的经济效益和社会效益.经过不断发展形成怵区能源产业带,不但可以带动能源林建设的发展,还LI『以安置大量人员就业,社会效益也十分显着.5.2林木生物质能发电项目有利于森林培育5.2.1有利于森林卫生建设.伊存林区采伐剩余物都留在山上,在造成浪费的同时,给森林带来了危害.第一,增加火灾的危害程度;第二,增加病虫害的发生率;第三,不便于森林经营作业及野生资源的采集工作.森林卫生建设主要包括病腐木的清理,历史遗留横倒木的清理,采伐剩余物的清理,森林抚育,林下灌木的利用,有利于目的树种的培育,通过森林卫生建设,可以清理出大量林木生物质,应用于生物质能发电.5.2.2有利于用材林培育.林木生物质发电促进了森林卫生建设,更重要的是传统森林抚育清理的大量剩余物被有效利用,变无效的废弃物成为有效地能源资源,大大推动森林抚育工作的开展,对用材林培育有极大的促进作用.5.2.3推动能源林建设的发展.充分利用林地资源发展能源林培育基地建设,是森林经营的一大进步和 创新,国家林业局编制了一个《全国能源林建设规划》,按照这个《规划》,"十一五"要建设能源林示范基地1000多万亩;到2020年,能源林达到2亿亩,可以提供600多万t生物柴油,满足I500多万kW装机容量发电厂的燃料需求.今年国家林业局与中石油和中粮集团,国家电网公司一起进行合作,发展生物质能源,主要是推进林油一体化和林电一体化的发展模式.依据国家能源林发展产业规划,充分利用现有林木生物质资源,大力发展能源林建设,将林区生产模式由单一林木生产向能源产业化基地建设转变,便输送木材资源向输送清洁电力转变,可以摆脱林木采伐限额的控制,使林区森林经济向多元化转变.参考文献[I]张兰.中困林术生物质发电原料供应与产业化研究ED3.北京林业大学,2O10:17一I8.[2]钱能志.我国林业生物质能资源现状与潜力EJJ.化学工业,2007(7):3-6.[3]陈晓阳.发挥灌木优势推动我同能源林业的发展[J].北京林业大学,2006(3):15I7.