黑龍江省農(nóng)林生物質(zhì)能資源評價(jià)

●李英禹 張海洋 畢波

黑龍江省農(nóng)林生物質(zhì)能資源評價(jià)

●李英禹 張海洋 畢波

黑龍江省是農(nóng)林業(yè)大省，具有相當(dāng)豐富的可利用的農(nóng)林生物質(zhì)能資源，主要包括農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、薪柴林木等。論文采用特定的模型綜合評價(jià)黑龍江省農(nóng)林生物質(zhì)能資源的總量及分布，評價(jià)結(jié)果是2012年黑龍江省各地市（區(qū)）農(nóng)作物秸稈資源蘊(yùn)藏總量為16279.8萬噸，主要集中分布于綏化、哈爾濱、齊齊哈爾與農(nóng)墾總局，四個(gè)地區(qū)或單位總量占全省的67%以上；畜禽糞便資源蘊(yùn)藏總量為20508.1萬噸，主要集中分布于綏化、哈爾濱、齊齊哈爾與農(nóng)墾總局，四個(gè)地區(qū)或單位總量占全省的65%以上；薪柴林木資源蘊(yùn)藏總量為1654.1萬噸。

農(nóng)林 生物質(zhì)能 資源評價(jià)

生物質(zhì)是通過光合作用形成的各種生物有機(jī)體①。生物質(zhì)能是太陽能通過綠色植物的光合作用以化學(xué)能形式儲存在生物質(zhì)中的能量形式。它是以生物質(zhì)為載體，經(jīng)過加工可以轉(zhuǎn)化成固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的常規(guī)燃料，是一種可再生和環(huán)境友好型的能源。黑龍江省具有豐富的生物質(zhì)能資源，主要包括農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、薪柴林木三個(gè)方面。對這些資源的蘊(yùn)藏量進(jìn)行有效估算和評價(jià)對促進(jìn)黑龍江省生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要作用。

一、黑龍江省農(nóng)作物秸稈資源蘊(yùn)藏總量估算與評價(jià)

黑龍江省作為中國13個(gè)糧食主產(chǎn)區(qū)之一，2012年糧食產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的9.77%，其他農(nóng)作物產(chǎn)量也居于全國前列，具有豐富的農(nóng)作物秸稈資源。黑龍江省農(nóng)作物秸稈資源主要來源于水稻、小麥、玉米、谷子、高粱、豆類（以大豆為主）、薯類、油料作物（包括葵花籽、白瓜籽等）、麻類（以亞麻為主）和甜菜。

1.農(nóng)作物秸稈資源蘊(yùn)藏總量的估算方法及參數(shù)選取。秸稈用途廣泛，除了沼氣和秸稈氣化，還可以通過專用設(shè)備，經(jīng)過特殊處理加工工藝之后固化成型，成為可直接燃燒的固體生物質(zhì)燃料②。在中國，由于秸稈產(chǎn)量并未列入國家統(tǒng)計(jì)調(diào)查范圍，所以其產(chǎn)量需根據(jù)公式，依據(jù)農(nóng)作物產(chǎn)量計(jì)算得出。計(jì)算公式如下：

式中，CR為農(nóng)作物秸稈資源的蘊(yùn)藏總量，QCi為第i類農(nóng)作物產(chǎn)量，ri為第i類農(nóng)作物的谷草比系數(shù)（RPR），n為農(nóng)作物種類數(shù)。

估算農(nóng)作物秸稈資源的關(guān)鍵，主要是根據(jù)已確定的農(nóng)作物谷草比系數(shù)（RPR）計(jì)算秸稈資源蘊(yùn)藏總量。谷草比系數(shù)（RPR）是通過觀測和實(shí)驗(yàn)取得的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。由于地域差異，不同品種農(nóng)作物的谷草比系數(shù)（RPR）也會略有不同④。本論文根據(jù)現(xiàn)有谷草比系數(shù)（RPR）的選取方法，并考慮黑龍江省農(nóng)作物資源的地域分布，確定谷草比系數(shù)（RPR）如表1所示。

2.農(nóng)作物秸稈資源蘊(yùn)藏總量評價(jià)結(jié)果分析。2012年黑龍江省各地市（區(qū)）主要農(nóng)作物產(chǎn)量如表2所示，在表2的基礎(chǔ)上利用上述公式Ⅰ，計(jì)算出2012年黑龍江省各地市（區(qū)）農(nóng)作物秸稈資源的蘊(yùn)藏總量如表3所示。

根據(jù)表3，首先，從總量分布來看，農(nóng)作物秸稈資源主要集中分布于綏化、哈爾濱、農(nóng)墾總局和齊齊哈爾，四個(gè)地區(qū)或單位總量占全省的67%以上。其次，從秸稈類型來看，玉米稈、稻稈、豆稈等農(nóng)作物秸稈是黑龍江省秸稈資源的主要類型，蘊(yùn)藏量占全省總量的96%以上。

表1 黑龍江省農(nóng)作物谷草比系數(shù)（RPR）

表2 2012年黑龍江省各地市（區(qū)）主要農(nóng)作物產(chǎn)量(單位：萬噸)

表3 2012年黑龍江省各地市（區(qū)）農(nóng)作物秸稈資源蘊(yùn)藏總量(單位：萬噸)

另外，各地區(qū)農(nóng)作物秸稈類型和品種組成也不同，其分布具有鮮明的地域差異。農(nóng)墾總局、哈爾濱、佳木斯、綏化稻稈資源豐富，占黑龍江省的80.6%；綏化、哈爾濱、齊齊哈爾、農(nóng)墾總局玉米稈資源豐富，占全省的68.5%；黑河、齊齊哈爾、農(nóng)墾總局、哈爾濱豆類稈資源豐富，占全省的65.8%。

二、黑龍江省畜禽糞便資源蘊(yùn)藏總量估算與評價(jià)

近些年黑龍江省畜牧業(yè)發(fā)展良好，牲畜數(shù)量不斷增加。畜禽主要有黃牛及肉牛、奶牛、馬、驢、騾、豬、羊、家禽。根據(jù)2013年中國統(tǒng)計(jì)年鑒顯示，2012年全年黑龍江省肉豬出欄頭數(shù)為1765.2萬頭，豬年底頭數(shù)為1381.6萬頭，分別占全國肉豬出欄頭數(shù)和豬年底頭數(shù)的2.5%、2.9%；羊的養(yǎng)殖數(shù)量為898.3萬只，占全國羊養(yǎng)殖數(shù)量的3.2%；牛的養(yǎng)殖數(shù)量為519.8萬頭，占全國牛養(yǎng)殖數(shù)量的5.0%，畜禽糞便資源十分可觀。

1.畜禽糞便資源蘊(yùn)藏總量的估算方法和參數(shù)選取。畜禽糞便也是一類重要的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源。畜禽糞便不僅可以用來生產(chǎn)沼氣等，經(jīng)烘干工藝處理過的畜禽糞便還可以直接燃燒轉(zhuǎn)化為熱能。畜禽糞便資源蘊(yùn)藏量，即畜禽糞便排泄量，主要與畜禽品種、生長期長短等因素相關(guān)。根據(jù)不同畜禽的飼養(yǎng)周期和每日糞便排泄量可以估算出畜禽每個(gè)飼養(yǎng)周期內(nèi)的糞便排泄總量，具體公式如下所示：

式中，D為畜禽糞便資源的蘊(yùn)藏總量，Qdi為第i類畜禽的數(shù)目，di為第i類畜禽每日糞便的排泄量，mi為第i類畜禽的飼養(yǎng)周期，Mi為第i類畜禽在每個(gè)飼養(yǎng)周期內(nèi)糞便單位排泄總量，n為畜禽種類數(shù)。

需要特別指出的是，從2013年黑龍江省統(tǒng)計(jì)年鑒中收集到的“畜牧業(yè)生產(chǎn)情況”數(shù)據(jù)中豬包括出欄和存欄兩部分，存欄數(shù)飼養(yǎng)周期一般按全年365天計(jì)算。出欄數(shù)飼養(yǎng)周期參考相關(guān)資料確定如下：一般情況下，豬的飼養(yǎng)周期為300天；家禽的飼養(yǎng)周期大約為55天；對于飼養(yǎng)期較長且當(dāng)年出欄較少的驢、騾、馬、羊、牛等的飼養(yǎng)周期按全年365天計(jì)算。本文選取不同類型畜禽在每個(gè)飼養(yǎng)周期內(nèi)的單位排泄總量Mi，如表4所示。

表4 不同類型畜禽在每個(gè)飼養(yǎng)周期內(nèi)的單位排泄總量(單位:kg)

表5 2012年黑龍江省各地市（區(qū)）不同類型畜禽年末存欄情況(單位:頭/只)

2.畜禽糞便資源蘊(yùn)藏總量評價(jià)結(jié)果分析。2012年黑龍江省各地市（區(qū)）主要畜禽年末存欄情況如表5所示，在表5的基礎(chǔ)上利用公示Ⅱ，計(jì)算出2012年黑龍江省各地市（區(qū)）畜禽糞便資源的蘊(yùn)藏總量如表6所示。

據(jù)表6，首先，從總量分布來看，畜禽糞便資源主要集中分布于綏化、哈爾濱、齊齊哈爾、農(nóng)墾總局，四個(gè)地區(qū)或單位總量占全省的65%以上。其次，從畜禽糞便主要類型來看，大牲畜包括黃牛、肉牛、奶牛以及豬等主要畜禽糞便，是黑龍江省畜禽糞便資源主要類型，蘊(yùn)藏量占全省總量的94%以上。

另外，同農(nóng)作物秸稈一樣，畜禽糞便分布也具有明顯的地域性。綏化、哈爾濱、齊齊哈爾大畜禽糞便資源豐富，占全省的60.0%；綏化、哈爾濱、農(nóng)墾總局豬類糞便資源豐富，占全省的50.1%；哈爾濱、綏化、齊齊哈爾家禽糞便資源豐富，占全省的62.0%。

表6 2012年黑龍江省各地市(區(qū))畜禽糞便資源蘊(yùn)藏總量(單位:萬噸)

表7 薪柴林木資源計(jì)算相關(guān)參數(shù)

表8 2012年黑龍江省林業(yè)生產(chǎn)情況

表9 2012年黑龍江省薪柴林木資源蘊(yùn)藏總量(單位:萬噸)

三、黑龍江省薪柴林木資源蘊(yùn)藏總量估算與評價(jià)

據(jù)2013年中國林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒顯示，黑龍江省2012年林地面積2184.2萬公頃，森林面積1927.0萬公頃，森林覆蓋率為42.4%，全國森林覆蓋率排名第9，其中活立木總蓄積量達(dá)16.5億立方米，森林蓄積量達(dá)15.2億立方米，是國家重要的國有林區(qū)和木材生產(chǎn)加工基地，薪柴和林木資源十分豐富。

1.薪柴林木資源蘊(yùn)藏總量的估算方法和參數(shù)選取。薪柴林木資源主要是指可以能源利用的或直接燃燒的林木及其他木質(zhì)類資源，主要包括薪炭林、林木采伐剩余物、林木撫育間伐量等。估算薪柴林木資源蘊(yùn)藏量有多種方式，本文選取的是利用可取薪柴系數(shù)、不同林種面積等指標(biāo)計(jì)算薪柴林木資源蘊(yùn)藏總量。具體計(jì)算公式如下：

式中，F(xiàn)R表示薪柴林木資源的蘊(yùn)藏總量，Qfi為第i種薪柴林木資源蘊(yùn)藏量，ri為相應(yīng)的折算系數(shù)，n為薪柴林木種類數(shù)。ri的取值和相關(guān)參數(shù)主要是根據(jù)樣地試驗(yàn)數(shù)據(jù)和林區(qū)木材采伐數(shù)據(jù)得來⑤，詳見表7。

值得說明的是——相關(guān)參數(shù)中的采伐剩余物包括樹葉、樹皮、樹枝等，約占林木生物量的40%；根據(jù)國家林業(yè)局的相關(guān)技術(shù)規(guī)定，幼齡林在其生長期中需撫育間伐2～4次，本文按2次計(jì)算。

2.薪柴林木資源蘊(yùn)藏總量評價(jià)結(jié)果分析。2012年黑龍江省林業(yè)生產(chǎn)情況如表8所示，在表8的基礎(chǔ)上利用上述公式Ⅲ，計(jì)算出2012年黑龍江省薪柴林木資源蘊(yùn)藏總量如表9所示。

根據(jù)上述方法和數(shù)據(jù)計(jì)算可得，2012年黑龍江省薪柴林木資源的蘊(yùn)藏總量為1654.1萬噸。這里需要說明的是，隨著木材加工技術(shù)、廢棄物綜合利用率的不斷提高，薪柴林木資源的蘊(yùn)藏量逐年降低，2011年黑龍江省薪柴林木資源的蘊(yùn)藏量為1886.9萬噸。

注釋：

①姚向君，田宜水.生物質(zhì)能資源清潔轉(zhuǎn)化利用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005

②李英禹，蘇晉.政府規(guī)制視角下農(nóng)村生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)制研究[J].學(xué)術(shù)交流，2012(4):124-127

③劉剛，沈鐳.中國生物質(zhì)能源的定量評價(jià)及其地理分布[J].自然資源學(xué)報(bào)，2007(1)

④吳亞瓊.黑龍江省農(nóng)村生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)競爭力提升研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2013

⑤中國林木生物質(zhì)能源研究專題組.中國林木生物質(zhì)能源資源培育和發(fā)展?jié)摿φ{(diào)查[J].中國林業(yè)產(chǎn)業(yè)，2006（1）：12-21

（責(zé)編：若佳）

F301

A

1004-4914（2014）08-192-03

1.中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“黑龍江省農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能源評價(jià)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式研究”（DL12CC01）；2.黑龍江省哲學(xué)社會科學(xué)研究規(guī)劃項(xiàng)目“基于市場機(jī)制與政府規(guī)制的黑龍江省農(nóng)村生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究”（11C047）；3.本論文得到國家留學(xué)基金資助。]

李英禹，東北林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院副教授，碩士研究生導(dǎo)師，從事農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理、企業(yè)管理研究；張海洋，東北林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院企業(yè)管理專業(yè)碩士研究生，從事企業(yè)管理研究；畢波，哈爾濱理工大學(xué)管理學(xué)院講師，從事技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理研究 黑龍江哈爾濱 150000）