張忠濤
能源作為國民經濟和社會發展的重要基礎,是關系國家經濟社會發展的全局性、戰略性問題,我國一直高度重視能源安全工作,強調要著力發展非碳能源,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,符合低碳環保經濟發展特征,開發和利用林業生物質能源對推動節能減排、促進農村經濟和中小城鎮建設、優化能源結構、減少對外依存度、保障國家能源安全以及穩定能源供應體系具有重要意義。
根據《中國林業統計年鑒2018》數據顯示,我國現有林地面積約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、城鎮綠化和果樹修枝以及果實等均可用于發展生物質能源,潛力巨大。
當前,我國能源林建設穩步推進,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。可作為能源利用的主要有木質資源、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]、林業生產“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,除用于工業原木和傳統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,其中櫟類樹種現有面積超過1600萬公頃,年產果實達1000萬噸以上,可生產250萬噸燃料乙醇。豐富的林業生物質資源不僅可以為林業生物能源可持續發展提供良好的物質基礎,還能夠緩解國家能源壓力,調整和優化能源結構,實現能源可持續供給。
(1)成型燃料。我國木質生物質成型燃料生產和應用已初具規模,生產技術發展迅速,生產設備向規模化、智能化方向發展,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,產業鏈趨于完善。2014-2018年,我國木質生物質成型燃料年產量由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量 (單位:萬噸)
(2)生物質供熱及發電。熱電聯產是生物質發電轉型升級的主要方向。我國生物質發電裝機規模占全球比重14%左右,排名第一。截至2019年底,我國共有23個省(市、區)投產了254個生物質發電項目,裝機容量為636萬千瓦,年發電量達333億千瓦時,占可再生能源發電量的2.1%,占非水可再生能源發電量的9.0%;年平均利用小時數為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園區供熱和城鎮供暖,要求各地結合當地天然氣供需形勢、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展的政策措施,建設城鎮清潔可再生供熱體系。
(3)生物質多聯產。生物質水解多聯產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品,目前仍處于試驗階段,未實現大規模產業化應用;生物質熱解多聯產通過對生物質熱解氣化的氣、固、液三相產物進行電、熱、炭、肥等多產品聯產,產出燃氣、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,目前已進入產業示范階段。
(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燃料乙醇產能322萬噸[2]。木質原料的酶水解等清潔生產技術還在試驗推廣階段。2018年,我國生物柴油產量達到103萬噸,出口31萬噸[3]。廢棄油脂是我國生物柴油產業重要的原料來源,國內木本油料能源林由于規模化供應以及成本等因素,尚未實現大規模生產。
隨著我國能源戰略的持續推進,林業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點,必將成為清潔能源產業發展的重要力量之一。
生物質能源的開發利用對資源能源供應具有重要意義。但目前我們對于發展林業生物質能源還存在思想不統一、政策不完善等現實問題,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業發展。一是從宏觀上統一規劃和引導生物質能源產業有序、健康發展,制定林業生物質能源發展規劃。二是推廣能源產品的使用,將林業生物質能源利用指標納入節能減排考核指標體系。三是完善相關激勵體系,科學制定產品價格補貼、稅收優惠和消費鼓勵等政策。四是設立林業生物質能源產業引導基金,形成生物質能源產業長效穩定的投入機制。五是強化宣傳引導,凝聚發展共識,加大對發展林業生物質能源產業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業的國際交流與合作,創造更有吸引力的產業合作環境,全面推進資源配置市場化、全球化。
當前,我國林業生物質能源領域還有很多涉及生產和應用的關鍵性技術亟待突破,具有中國特色的產業發展模式尚在構建初期,如何推動產學研用深度融合是該產業發展面臨的重要課題之一。因此,一要強化企業、高校和科研院所研發資源的整合,推進建立關鍵技術協同創新體系和研發平臺,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、再創新和應用,通過學習借鑒發達國家發展林業生物質能源經驗提升我國開發利用水平。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,強化知識產權保護。五要鼓勵現有企業開展技術改造,不斷優化產業結構。
林業生物質能源產業鏈包括資源供應、裝備制造、能源轉換以及銷售應用等諸多環節,對整個產業鏈中的各環節進行有效布局協調,有利于實現經濟收益最大化。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、加工和利用為一體的綜合性生產基地,形成綜合化、規模化的產業集聚區。二是鼓勵產業融合發展,結合木材加工等產業集聚區發展情況,將生產剩余物轉換為清潔能源回供于木材加工生產,形成產業互動,構建循環經濟體系。三是與國有林區、國有林場改革發展相結合,充分利用森林經營剩余物,發展生物質能源,改善林區基礎能源供應方式。四是提升能源裝備制造水平,加強國產生物質成套設備研究與產業化開發,逐步提升國際競爭力。五是加強能源及副產品多元化綜合利用,協同發展生物質化工產業,提升生物質能源的綜合利用效率和產業競爭力。

蕊香蜂競 李建/攝
當前,我國林業生物質能源產業服務體系還不健全,隨著生物質能源產業規模的逐漸擴大,現有產業服務體系將難以適應產業發展需要。因此,積極發揮政府引導作用,建立健全產業服務體系,對于提升產業發展至關重要。一是搭建政府、企業和科研機構等多層次、多形式交流平臺,發揮行業協會力量,有效整合政策、技術及信息等資源,形成行業合力。二是健全產業標準化體系建設,制定和完善產品質量、生產技術和包裝儲運等標準,規范林業生物質能源生產、認證和監督工作。三是建立產業監測預警體系,監測產業發展動態,強化生產、技術和市場等方面預警工作,指導產業發展。四是積極打造林業生物質能源調查規劃、勘察設計、標準認證和會展服務等專業化服務隊伍,提升產業服務能力和水平。