低碳經(jīng)濟(jì)視角下河南林木生物質(zhì)能源發(fā)展策略

劉亞麗，張振，白小軍

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低碳經(jīng)濟(jì)視角下河南林木生物質(zhì)能源發(fā)展策略

劉亞麗1，張振2，白小軍3

（1.河南省森林航空消防站，鄭州 450003； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，鄭州 450002；3.宜陽縣林業(yè)局，河南 471600）

低碳經(jīng)濟(jì)作為一種新的發(fā)展模式用于指導(dǎo)林木生物質(zhì)能源發(fā)展，是改善能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。文章分析了低碳經(jīng)濟(jì)和林木生物質(zhì)能源的內(nèi)涵及兩者之間的關(guān)系；論述了河南省林木生物質(zhì)能源資源總量、分布；主要林木生物質(zhì)能源樹種開發(fā)利用現(xiàn)狀及存在的主要問題；從資源調(diào)查評(píng)價(jià)、開展戰(zhàn)略研究、制定相關(guān)政策、加大研發(fā)力度、啟動(dòng)示范工程等方面分析了低碳視角下河南省林木生物質(zhì)能源資源現(xiàn)狀、趨勢及發(fā)展對(duì)策。

低碳經(jīng)濟(jì)；林木生物質(zhì)能源；林業(yè)措施；對(duì)策建議

引言

低碳經(jīng)濟(jì)是在全球氣候變化對(duì)人類生存和發(fā)展帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的背景下提出的，提倡低排放、低污染、低能耗的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，以技術(shù)和制度創(chuàng)新為依托，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的清潔發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展。低碳經(jīng)濟(jì)理念的提出，是人類社會(huì)繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方式上的一次巨大的飛躍。而隨著石化能源的漸趨枯竭，調(diào)整國家能源結(jié)構(gòu)成為了實(shí)現(xiàn)國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，開發(fā)利用新能源，特別是可再生能源成為了必要手段；林木生物質(zhì)能源是可再生能源的重要組成部分，而林業(yè)是林木生物質(zhì)能源的主體。植物通過光合作用，能夠吸收排放到大氣中的二氧化碳并將其以生物量的形式固定下來，這就是森林的碳匯功能，在全球氣候變暖中起到十分重要的緩解作用。但是，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)森林資源的需求剛性增加，從而引起對(duì)森林資源的破壞，這不僅全面損害了森林的固碳能力，而且使其成為僅次于化石燃料的碳排放源，如何改變現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，以低碳經(jīng)濟(jì)為指導(dǎo)發(fā)展林業(yè)，是擺在林業(yè)資源管理工作面前的重要課題[1~2]。

1 低碳經(jīng)濟(jì)與林木生物質(zhì)能源的關(guān)系

1.1 低碳經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵

近年來，伴隨著環(huán)境的惡化以及對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的探索和思考，諸如低碳經(jīng)濟(jì)、碳匯、碳足跡、碳匯項(xiàng)目、碳匯經(jīng)濟(jì)、林業(yè)碳匯等名詞開始進(jìn)入公眾的視野[3]，并且受到越來越多的關(guān)注，從政府到企業(yè)都對(duì)這些領(lǐng)域產(chǎn)生了濃厚的興趣，其中，低碳經(jīng)濟(jì)最受矚目。低碳經(jīng)濟(jì)的核心是低碳發(fā)展、低碳技術(shù)、低碳產(chǎn)業(yè)和低碳生活等經(jīng)濟(jì)形態(tài)[4]。低碳經(jīng)濟(jì)以低能耗、低排放、低污染為主要特征，其所倡導(dǎo)的清潔發(fā)展模式已被世界各國所接受，將深刻改變?nèi)蚪?jīng)濟(jì)發(fā)展方式和人民的生活方式[5]。

1.2 林木生物質(zhì)能源的內(nèi)涵

林木生物質(zhì)能源是直接來自光合作用的木材、以及根、莖、葉等采伐剩余物和刨花、碎木、木屑等加工剩余物，還包括各類可作為能源的木制品廢物等。林木生物質(zhì)能源是生物質(zhì)能源的重要組成部分，主要是通過技術(shù)手段將采伐剩余物、加工剩余物和木制品廢物等轉(zhuǎn)化為可利用的能源產(chǎn)品，可利用的枝椏剩余物燃燒發(fā)電的能源量約3 億t[6~7]。木本生物質(zhì)能源植物具有分布廣、含油率高、適應(yīng)性強(qiáng)的特性，是一種僅次于煤炭、石油、天然氣的具有可再生、可降解的特點(diǎn)的戰(zhàn)略性能源資源。對(duì)中國林木生物質(zhì)能源的初步統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，林木生物質(zhì)能源樹種種子含油量在40%以上的有154種，適合種植林木生物質(zhì)能源樹種的土地約106.667萬 hm2，因此，在我國發(fā)展林木生物質(zhì)能源的前景十分廣闊[8]。

1.3 低碳經(jīng)濟(jì)與林木生物質(zhì)能源的關(guān)系

發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，就是要通過開發(fā)利用新能源和可再生能源等途徑來應(yīng)對(duì)氣候變化，而大規(guī)模的造林是水土保持、生態(tài)平衡、減少大氣碳的重要途徑，通過林業(yè)措施特別是林木生物質(zhì)能源林的建設(shè)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，具有成本低、綜合效益好的優(yōu)勢，且避免了像有些所謂的低碳工業(yè)項(xiàng)目，在設(shè)備生產(chǎn)的過程中又會(huì)增加新的二氧化碳的排放。在現(xiàn)有的植物資源中，僅高等植物就有3萬余種，其中木本植物約1萬種，充分利用這些植物是我們應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的最根本途徑，尤其木本生物質(zhì)油料植物資源的開發(fā)利用對(duì)走低碳經(jīng)濟(jì)之路有著舉足輕重的作用，將成為低碳經(jīng)濟(jì)背景下解決能源問題的方向和目標(biāo)。

2 河南林木生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題

2.1 林木生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.1河南林木生物質(zhì)能源總量與分布

河南省地處黃河中、下游，華北大平原的南端，境內(nèi)山地、丘陵面積約占44.3％，平原面積約占 55.7％。森林主要分布于北部的太行山、西部的伏牛山以及南部的桐柏山和大別山等山區(qū)。宜林荒山荒地面積72.25萬 hm2，占無林地面積的91.99％；采伐跡地面積3.55萬hm2，占4.52％；火燒跡地面積0.32萬hm2，占0.41％；宜林沙荒地面積2.42萬hm2，占3.08％，這些林地都可以作為發(fā)展林木生物質(zhì)能源的重要基礎(chǔ)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，河南省內(nèi)主要林木生物質(zhì)能源植物種類達(dá)到86科515種，在有分布的所有種類中，木本種類302種，草本種類213種，在大戟科、山茱萸科、夾竹桃科、菊科、桑科、桃金娘科、山茶科等植物中廣泛分布[9]。河南木本生物質(zhì)能源樹種種類雖然眾多，但是分布廣泛，能夠大規(guī)模開發(fā)利用的種類并不多，主要有黃連木、油桐、文冠果、烏桕、油茶等，這些能源樹種同時(shí)也是河南省森林組成的重要樹種[10]。據(jù)河南省內(nèi)有利用歷史的5種木本植物資源（油桐籽、油茶籽、烏桕籽、核桃、黃連木）計(jì)算，蘊(yùn)藏的生物燃料油原料數(shù)量在2004年約為4.29萬t。

河南省林木生物質(zhì)能源樹種主要分布在豫西伏牛山區(qū)、豫南大別山區(qū)和桐柏山區(qū)、豫北太行山低山丘陵區(qū)，在豫西伏牛山區(qū)的海拔200～600 m的低產(chǎn)丘陵區(qū)。在豫南大別山區(qū)、桐柏山區(qū)，林木生物質(zhì)能源樹種主要分布在海拔600 m以下，以油桐和黃連木為主，其中油桐分布最為廣泛，是當(dāng)?shù)氐闹饕茉礃浞N，開發(fā)利用歷史較為悠久。在豫西和豫北山區(qū)，廣泛分布的木本生物質(zhì)能源樹種有黃連木、文冠果、山桐子、椋子木、油茶、烏桕等。

2.1.2主要林木生物質(zhì)能源種類

河南是黃連木的最佳適生區(qū)，黃連木為用材林及木本油料樹種，其產(chǎn)油是一種不干性油。黃連木耐干旱瘠薄，在全省丘陵和山區(qū)均有分布。根據(jù)我們2010年對(duì)河南省采集的黃連木種子所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果，黃連木籽種子含油率18.854%，果實(shí)千粒質(zhì)量為34.495 g，種子皂化值為194.516，碘值90.75。根據(jù)每株黃連木種子產(chǎn)量推算，按每公頃種植40株、每株產(chǎn)果20 kg計(jì)算，則每公頃產(chǎn)黃連木柴油約3 000 kg。

黃連木在河南各地均有分布，適應(yīng)性強(qiáng)，是荒山、灘地造林的優(yōu)良樹種，在海拔200～400 m的山坡疏林地分布較多，是具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的油料樹種。黃連木油的開發(fā)利用歷史悠久，20世紀(jì)70年代，在太行山區(qū)黃連木油曾經(jīng)占群眾食用油的 90％ 以上。

油桐為大戟科油桐屬落葉喬木，是我國特有經(jīng)濟(jì)林木，是一種在我國廣泛分布的速生、早實(shí)的木本生物質(zhì)能源樹種，與烏桕、油茶并稱我國3大木本油料植物。油桐主要利用其種子產(chǎn)出桐油，根據(jù)我們在2010年對(duì)河南省采集的油桐種子測定，油桐種仁含油率為54.81%，碘值162，皂化值為194.21，種子千粒質(zhì)量為3 377.01 g。油桐在河南省分布范圍廣，主要分布在伏牛山、大別山和桐柏山的淺山丘陵區(qū)，太行山區(qū)輝縣有栽培，主要采用桐農(nóng)間作、油桐純林等栽植形式，開發(fā)利用形式多樣，歷史悠久。2005年，全省油桐產(chǎn)量達(dá)到123萬kg，栽植面積和產(chǎn)量最高的地區(qū)為河南南陽市。我國是世界上最大的桐油生產(chǎn)國，年產(chǎn)量達(dá)10萬t以上，占世界桐油產(chǎn)量的80%，占世界銷售量的60%，具有巨大的競爭力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

文冠果是我國特有的能源樹種，別名木瓜，亦稱之為文冠花、文燈果、文官果，為無患子科文冠果屬。根據(jù)測定，文冠果種仁含油率為58.67%，種子含油率為41.23%。河南是文冠果的主要原產(chǎn)地之一，為河南省主要經(jīng)濟(jì)樹種。在豫西山區(qū)、豫北低山丘陵區(qū)均廣泛分布，尤其在豫西靈寶市、盧氏縣和嵩縣等地區(qū)分布較為集中，為豫西北、豫北黃土丘陵區(qū)營造水土保持林的先鋒樹種。近年來已經(jīng)在各地營造了大面積的文冠果林，但經(jīng)營較為粗放，林相不齊、質(zhì)量低下狀況較為突出。

2.2 存在問題

一是資源家底及發(fā)展?jié)摿Σ磺宄?。河南省林木生物質(zhì)能源植物眾多，但沒有進(jìn)行過全面調(diào)查，不清楚河南省林木生物質(zhì)能源植物資源的種類、貯量和分布規(guī)律以及氣象資料、土壤資料、社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料、土地利用資料等。評(píng)價(jià)林木生物質(zhì)能源的開發(fā)潛力，除了選擇含油率、生長速度、抗性等主要指標(biāo)外，還需要綜合考慮栽培技術(shù)、結(jié)實(shí)率、油脂成分、病蟲害以及提取工藝等因素。

二是開發(fā)與綜合利用能力低。我國對(duì)林木生物質(zhì)能源植物的生產(chǎn)和開發(fā)利用剛剛起步，對(duì)油料的提取、加工還處于起步階段，提取工藝落后，提取物雜質(zhì)、水分過多，限制了油料的應(yīng)用。目前，河南省尚無利用木本生物質(zhì)能源進(jìn)行生物燃料油加工利用的規(guī)模以上企業(yè)，僅在太行山區(qū)和伏牛山區(qū)有少量黃連木油和桐油加工小企業(yè)，加工能力低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，附加值低。

三是政府相應(yīng)配套政策的不健全。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是一種產(chǎn)出社會(huì)效益的弱質(zhì)產(chǎn)業(yè)，就河南省來說，政府逐步建立了支持生物質(zhì)能源發(fā)展的法律法規(guī)，但其相應(yīng)的配套體系還不完整，缺乏具體明確具有操作性的實(shí)施細(xì)則。同時(shí)，政府的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施力度仍顯不足，需要政府在稅收、補(bǔ)貼、投融資和市場開拓等方面給予更切實(shí)際的政策傾斜。

四是綜合管理體系建設(shè)仍不完善。產(chǎn)業(yè)規(guī)模效益的實(shí)現(xiàn)與上下游市場的依托密不可分，任何產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都需要相關(guān)產(chǎn)業(yè)的配套保障。河南省的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的配套產(chǎn)業(yè)仍然很不完善，表現(xiàn)為產(chǎn)業(yè)綜合成本高、規(guī)模相對(duì)弱小、產(chǎn)業(yè)服務(wù)和示范推廣體系建設(shè)不完善，特別是在能源利用的終端缺乏相關(guān)產(chǎn)業(yè)的支持等。因此，對(duì)于生物質(zhì)能源來說，大多數(shù)群眾很難認(rèn)識(shí)到它的發(fā)展前景，因而存在著粗放經(jīng)營的現(xiàn)象，造成產(chǎn)量長期較低，很難形成經(jīng)濟(jì)效益。如林州市部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植有大面積的黃連木林，當(dāng)?shù)厝罕娪虚L期食用黃連木油歷史，但近年來由于看不到經(jīng)濟(jì)效益，造成管理滯后，病蟲害嚴(yán)重，產(chǎn)量急劇下降。

五是科技水平不高。近年來，河南省開展了一系列林木生物質(zhì)能源植物的研究，但主要都集中在黃連木、油桐等傳統(tǒng)種植植物上面，而沒有從林木繁育、種植等方面進(jìn)行深入的試驗(yàn)研究，沒有形成一套在實(shí)踐中行之有效的技術(shù)規(guī)范，無法適應(yīng)林木生物質(zhì)能源快速發(fā)展的需要。

3 低碳經(jīng)濟(jì)下河南林木生物質(zhì)能源發(fā)展對(duì)策

能源短缺問題已經(jīng)并將長期成為全球面臨的嚴(yán)峻問題，開發(fā)新能源尤其是可再生能源，并使之盡快產(chǎn)業(yè)化，成為解決能源短缺問題的重要途徑。林木生物質(zhì)能源植物是可再生的清潔能源，大力發(fā)展林木生物質(zhì)能源是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的有效途徑。當(dāng)前，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和低碳社會(huì)消費(fèi)模式已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的永恒主題。伴隨著新一輪產(chǎn)業(yè)革命的到來，作為以低碳為目標(biāo)的林木生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)必然在能源發(fā)展格局中占據(jù)重要位置。河南地理位置優(yōu)越，林木生物質(zhì)能源植物資源豐富多樣，且山區(qū)以低山丘陵區(qū)為主，適合木本生物質(zhì)能源樹種生長，發(fā)展?jié)摿薮蟆５?，河南木本生物質(zhì)能源資源發(fā)展也存在諸如家底不清、缺乏整體規(guī)劃、研究投入不高以及示范帶動(dòng)作用不強(qiáng)等問題，根據(jù)河南實(shí)際，提出以下幾個(gè)方面的建議。

一是開展資源調(diào)查評(píng)價(jià)，摸清家底。初步弄清分布區(qū)域的用地條件、數(shù)量條件，資源的適應(yīng)性條件等，為合理開發(fā)利用與保護(hù)能源植物資源，發(fā)展生物質(zhì)工業(yè)和多種經(jīng)濟(jì)提供科學(xué)依據(jù)。應(yīng)抓緊完善出臺(tái)林木生物質(zhì)資源評(píng)價(jià)方法和技術(shù)指標(biāo)，在對(duì)資源狀況調(diào)查的基礎(chǔ)上，以低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，科學(xué)規(guī)劃林業(yè)生物質(zhì)能源的定位、布局和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展途徑，為河南省林木生物質(zhì)能源發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，為了弄清能源植物的差異特性，尋找優(yōu)良的能源樹種，應(yīng)在調(diào)查分析主要生物質(zhì)能源樹種資源情況的基礎(chǔ)上，對(duì)主要生物質(zhì)能源樹種進(jìn)行生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、土壤條件等方面的調(diào)查，并對(duì)油脂植物的結(jié)構(gòu)、活性成分、作用機(jī)理和功能進(jìn)行評(píng)價(jià)和研究，對(duì)其油料性能和相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)、工藝、設(shè)備進(jìn)行配套分析。在此基礎(chǔ)上，利用相關(guān)評(píng)價(jià)方法建立河南省主要木本植物生物質(zhì)能源資源指標(biāo)體系，通過對(duì)河南省生物質(zhì)能源植物資源的評(píng)價(jià)，全面客觀地評(píng)價(jià)河南省適宜大面積種植的生物質(zhì)能源植物，系統(tǒng)分析生物質(zhì)能源植物在應(yīng)用發(fā)展過程中存在的問題，以推動(dòng)河南省生物質(zhì)燃料油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

二是開展戰(zhàn)略研究，科學(xué)編制規(guī)劃。低碳經(jīng)濟(jì)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的方向，按照河南省林業(yè)中長期規(guī)劃發(fā)展的總體要求，結(jié)合河南省技術(shù)支持和林業(yè)生產(chǎn)布局的基礎(chǔ)，針對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生物質(zhì)能源的需求，組織相關(guān)部門、學(xué)科領(lǐng)域的高層專家，以低碳經(jīng)濟(jì)理論為依據(jù)，開展林木生物質(zhì)能源發(fā)展的戰(zhàn)略研究，根據(jù)《河南省林業(yè)生態(tài)省提升工程規(guī)劃》的要求，科學(xué)編制《河南省林木生物質(zhì)能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，使之成為指導(dǎo)河南省發(fā)展林木生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的綱領(lǐng)性文件。林木生物質(zhì)樹種不僅是生產(chǎn)清潔能源的重要來源，而且還具有改良土壤、防治水土流失等方面的環(huán)境效益。因此，應(yīng)當(dāng)注意保護(hù)自然植被，從生產(chǎn)、加工等協(xié)同一致的觀點(diǎn)出發(fā)，在山區(qū)造林和荒山綠化中優(yōu)先考慮林木生物質(zhì)能源樹種。

三是強(qiáng)化科技創(chuàng)新，加大研發(fā)力度。要想快速發(fā)展清潔能源產(chǎn)業(yè)，離不開高新技術(shù)的引領(lǐng)作用，林木生物質(zhì)能源從樹種培育、病蟲害防治、油料提取和轉(zhuǎn)化到產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展更離不開科技創(chuàng)新，并且必須科技先行。為此，要想解決長期以來制約林木生物質(zhì)能源發(fā)展的技術(shù)瓶頸，必須著重致力于林木生物質(zhì)能源樹種的選育、栽培等工作，特別是要著重加強(qiáng)各類林木生物質(zhì)能源資源的高效轉(zhuǎn)化和綜合利用技術(shù)研發(fā)等工作。如黃連木種子小蜂蟲害是制約其規(guī)模化經(jīng)營的重要因素，不解決其蟲害問題，就談不上黃連木的集約化經(jīng)營。

四是啟動(dòng)示范工程，加快基地建設(shè)。低碳經(jīng)濟(jì)作為新的發(fā)展思路，并沒有被社會(huì)完全接受，必須通過啟動(dòng)示范工程才能被人們逐漸接受。按照國家以及河南省林業(yè)建設(shè)的總體規(guī)劃布局，提高能源樹種培育利用，推出一批如林電一體化、林油一體化等示范性項(xiàng)目，加快建設(shè)速生、豐產(chǎn)、高能、多效的能源林基地；要充分發(fā)揮示范基地的示范、輻射和帶動(dòng)作用，引領(lǐng)和推進(jìn)河南林木生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化和效益化[11]。應(yīng)注意在高起點(diǎn)上向基地化和規(guī)模化方向發(fā)展，優(yōu)先發(fā)展能源樹種原料林，實(shí)行集約經(jīng)營，建立“生物質(zhì)能源林場”，形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，從而從總體上降低生產(chǎn)成本，提高生物質(zhì)能源在我國能源市場的競爭力。

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Development Strategy for Woody Biomass Energy of Henan Province in View of Low-carbon Economy

LIU Ya-li1,ZHANG Zhen2,BAI Xiao-jun3

（1.Forest aviation fire station of henan province, Zhengzhou 450003, China; 2.Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002,China; 3.Forestry bureau of Yi Yang county,Henan 471600,China）

Low-carbon economy as a new development model to guide the development of forest biomass energy is to improve the energy structure, to achieve sustainable socio-economic development of an effective way. This paper analyzes the content of low-carbon of economy and forest biomass energy and the relationship between the two respects; and discusses the total amount and distribution of forest biomass energy resources, the utilization situation and existing problems in Henan Province; From the resource survey and evaluation, conducting strategic research, development of relevant policies, increasing research and development, starting demonstration projects, countermeasures of forest biomass energy resources development in Henan Province were analysed in view of the low-carbon perspective.

low-carbon economy; woody biomass energy; forest practices; counter measures

F 307.234

A

1003-2630（2014）03-0025-04

2014-08-19

劉亞麗(1981-)，女，助理工程師，主要從事林木培育與林木遺傳育種研究工作。電子郵箱：daydayup426@163.com

（責(zé)任編輯：王文彬）