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中國的林木生物質能源:國內供應與國際進口

中國的林木生物質能源:國內供應與國際進口

蘇世偉,朱文,聶影

  (1南京林業大學經濟管理學院南京210037;2金陵科技學院南京211169;3國家林業局林產品經濟貿易研究中心南京210037)

  摘 要:文章統計了2000-2010年中國生物質資源和生物質能源的利用情況,從國內供應和國際進口兩方面,分析了中國林木生物質資源的供給和利用狀況,進而討論了中國林木生物質能源應用存在的問題。主要結論:中國林木生物質原料資源豐富,林木撫育、采伐及加工剩余物可利用資源達到3.5億t,商品薪材產量已經占到木材總產量的9%;中國的木質燃料進口量逐年快速增長,主要來源于越南、澳大利亞等國家。

  可再生資源已成為世界各國關注的重點領域,其中生物質原料是最大的可再生資源,占世界一次能源的10.4%,占可再生資源總量的77.4%(Kadri Cemil Akyuz等,2011)。生物質資源主要有農業廢棄物、薪材及林業剩余物、城市和工業有機廢棄物等(Charlotta S6derberg等,2013)。表1顯示了2010年中國生物質原料資源總量約折合4.6億t標準煤,已利用量僅為2200萬t標準煤,還有約4.38億t可作為能源利用,當前利用率僅為4.78%。

  林木生物質能源是生物質能源的主要組成部分,它是指林業生物質原料本身所固定和儲藏的化學能,可以通過直接燃燒、熱化學轉換、生物轉換和液化等技術加以利用(唐紅英,2008;王雨漾等,2010)。林木生物質能源的終端產品,按其利用屬性主要分為三類:一是利用薪材和林木撫育、采伐及加工剩余物加工成木質固體顆粒燃料;二是利用其油脂轉化為生物柴油;三是利用木質纖維轉化為燃料乙醇。林木生物質能源具有可再生、低污染等優點,是替代化石能源的一種很好選擇(Kadri Cemil Akyi.iz等,2011)。

  從能源消費結構來看,中國的生物質能源的消費比重逐漸增大,生物質能源的主要利用方式是生物燃料,生物燃料包括了固態的原型和成型燃料、液態的生物乙醇和柴油、氣態的沼氣等多種能源產品。表2顯示了2000-2010年中國生物燃料的產量呈現持續快速上升態勢,2010年生物燃料產量折合1441kt油當量。

  1中國林木生物質能源的國內供應

  可作為生物質原料資源的林木剩余物,包括采伐剩余物、木材加工剩余物和撫育剩余物,全國資源總量為7.6億t(中國林業生物質能發展規劃2011~2020,2013)??紤]到這些資源有些分布在西藏、黑龍江、內蒙古、吉林等人口密度較小的山區,這些地區地處偏僻、交通閉塞、運輸困難,因運輸成本過高而影響到林木能源的充分利用。另外在原木加工過程中產生的樹皮、板條、邊條和下腳料,大部分已經使用為刨花板、纖維板和膠合板的生產原料。因此,實際作為林木生物質能源利用的資源量約為3.5億t,折合標準煤是2億t,而目前只利用了170萬t,利用率不到1%,尚可利用的林木生物質資源數量巨大。

  現階段中國比較成熟的林木剩余物利用技術,是將低品位的林木生物質原料固化成型,轉化為高品質的易儲存、易運輸、能量密度高、熱利用效率顯著的生物質顆粒狀或塊狀木質燃料,從而用于供熱鍋爐燃料及生物質木炭原料。截止2010年,全國已建立500個生物質成型燃料應用示范基地,生物質固體成型燃料年用量已經達到193萬t,固體生物質成型燃料在中國已具備較大規模產業化的發展條件(陳喜龍,2011)。

  林木生物質能源另一種重要來源是薪材。薪材是傳統的木質燃料,對于我國特別是偏遠的農村地區,薪材是最主要的生活能源。在中國9億農村人口中,約50%的人口分布在比較貧困的山區、林區和沙區,其中65%人口的生活燃料依賴于傳統的可再生資源——薪炭林(江澤慧,2006)。薪炭林是專門生產薪材的特殊林種,2010年中國薪炭林的面積是170萬hm3,蓄積量3900萬m3(中國林業生物質能發展規劃2011~2020,2013)。表3統計了中國2003~2010年的薪材產量。從薪材總產量來看,近10年產量基本平穩略有下降,其中大部分薪材是作為農民自用薪材,不進行商品交易。2003~2010年,農民自用薪材產量是商品薪材產量的4.27倍。但是進入商品流通領域的商品薪材產量呈現出明顯增長的趨勢。2003~2010年,平均年產商品薪材總545.74萬  ,已經占同期年均木材產量的9%。

  2中國林木生物質能源的進口結構分析

  按照2007年中國制定的《可再生能源中長期發展規劃》生物質能利用的發展目標,到2020年生物質固體成型燃料年用量將達到5000萬t,其中木質燃料進口是生物質固體燃料的重要原料,中國木質燃料進口貿易量將持續擴大。

  2.1木質燃料進口的產品結構

  根據聯合國商品貿易統計數據庫(uN com—trade)分類,木質燃料(wood fue1)主要包含了薪材(uel wood)、木片或木粒(wood in chips)以及鋸末、碎片和剩余物(sawdust,wood waste or scrap)三類產品。

  表4統計了中國2000~2010年的木質燃料進口量,從2000年的5.09萬t增加到2010年的465.24萬t,年平均增長達57%,特別是在2008年后呈現更加急劇增長趨勢。2011年中國木質燃料的進口量為659萬t,比2010年又增長了41.7%。進口量最大的是木片或木粒,占木質燃料進口總量的99%。薪柴的進口量2007年和2008年較大,其他年份保持在穩定的水平,鋸末、碎片和剩余物的進口量在較低水平上呈現總體下降趨勢。

  由于受2008年金融危機的影響,全球大部分木材行業發展勢頭下滑,但是木質能源行業卻有所不同,每年都持續創出新高。例如美國和加拿大已經擴大產能,木質燃料顆粒的國際市場份額持續增加,在歐盟地區兩國的合并市場占有率從2011年的28%躍升至2013年的37%。上述原因主要在于,國際能源價格長期處于高位運行,包括中國在內的能源稀缺國家都普遍尋求木質能源替代。

  2.2木質燃料進口的國別結構

  中國的木質燃料主要從越南、澳大利亞、泰國、印度尼西亞等國進口。如表5所示,2006-2010年中國從越南進口木質燃料最多,特別是2008年達到進口總量的65.1%。從澳大利亞進口量平均每年達到總進口量的16.9%,2009年的進口量最大,達到了23.58%。與此同時,中國木質燃料的出口量非常少,2010~2012年木質燃料的出口量分別是5.39萬t、3.96萬t和2.24萬t(UN comtrade數據庫)。

  同世界上許多國家和地區一樣,中國的木質燃料進口量的增大,很大程度上反映了中國對木質燃料需求量的不斷增加,國內木質燃料的供給滿足不了國內的需求。根據2012年美國“全球木材和木制品市場動態”報道,未來亞洲木質顆粒燃料和能源用木片的消費量將大幅增加。日本和韓國相繼出臺了擴大綠色和低碳能源利用的規劃,采取一系列措施增加對林木生物質能源方面的投資,韓國木質顆粒燃料的年消費量目前為幾十萬t,預計到2020年將達到500萬t。2013年度歐盟生物燃料報告預測,由于木質燃料顆粒在供暖系統中的使用優勢,許多發電廠正在減少煤的使用而轉向可再生能源,到2020年歐洲木質燃料顆粒年消耗量將介于5000萬~8000萬t。

  3結論及展望

  3.1主要結論

  (1)可再生能源中,生物質能源是唯一能夠持續生產、規??煽?、可儲存、可運輸的全球性能源,是替代化石燃料的一種很好的選擇。中國的生物質資源豐富,特別是林木生物質資源量巨大,是生物質能源開發利用的重要途徑和方向。

  (2)木質燃料作為能源使用具有悠久的歷史,特別是以燃燒方式提供能量的薪材,是木質燃料的重要組成部分。中國商品薪材的產量總體呈現增長的趨勢,當前產量平均占到木材產量的9.0%,農民自用薪材消費是商品薪材的4.27倍。

  (3)木質燃料的進口量逐年增加,2008年后增長趨勢明顯,進口來源主要是東南亞的越南、泰國和印度尼西亞,以及澳大利亞等國家。進口量的增加表明國內供給與需求的高度不平衡,國內對木質燃料的需求量仍在持續增長。

  3.2進一步展望

  (1)中國的林木生物質能源開發和利用必須重點關注兩方面問題:一是林木剩余物的利用率不高,目前僅利用了不到資源總量的1%;二是農民自用薪材數量較大,但是中國農村自制土灶的熱效率最高為20%~25%(陳喜龍,2005),研究開發木質燃料的專用燃燒器,大幅提高木質燃料利用的熱效率是亟待解決的問題。

  (2)木質燃料進口量的不斷增大,使得進口依賴程度加大,會對中國的能源安全造成一定威脅(Fredrich Kahd等,2013)。同時亞洲其他國家如韓國、日本的大型能源公司也正在研究從澳大利亞、越南、印尼、菲律賓、加拿大和美國進口木質顆粒燃料,必然對中國木質燃料的進口資源形成競爭壓力,中國應加大對北美、俄羅斯等世界上主要木質燃料供應國的進口。

  (3)薪炭林等能源林的開發利用是增加國內原料供給、解決農村能源供應、緩解木質燃料進口壓力的有效途徑(Matti Parikka,2004;馬威等;2007)。如何合理配置土地資源、合理劃分薪炭林種植區域、科學選擇薪炭林樹種、提高薪炭林培育技術是迫切需要解決的問題。

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