芻議歐洲木本生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀

伊文芝

(鐵嶺市林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，遼寧 鐵嶺 112000)

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芻議歐洲木本生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀

伊文芝

(鐵嶺市林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，遼寧 鐵嶺 112000)

木本生物質(zhì)能源是一種可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料的清潔能源。文章綜述了歐洲生物質(zhì)能源利用的形式、市場(chǎng)、對(duì)土地利用的影響及其發(fā)展?jié)摿Γ?duì)木本生物質(zhì)能源今后的發(fā)展提出了建議。

歐洲；木本；生物質(zhì)能源；發(fā)展現(xiàn)狀

化石燃料的排放是全球環(huán)境問(wèn)題的根源，并且導(dǎo)致的問(wèn)題在很多情況下是不可逆的。基于當(dāng)前化石燃料的能源系統(tǒng)不可持續(xù)，人們被迫尋找新的可替代能源，以遏制全球氣候變暖的趨勢(shì)，并滿足現(xiàn)在和將來(lái)能源需要。根據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2008—2035年，全世界能源需求將增長(zhǎng)36%，在今后幾十年，化石燃料在能源結(jié)構(gòu)中仍然占主要部分，但是可再生能源從2008—2035年將增長(zhǎng)3倍，在電力供應(yīng)中的份額將從2008年的19%增長(zhǎng)到2035年的32%。歐盟已經(jīng)設(shè)定了2020能源消耗目標(biāo)，即歐盟能源供應(yīng)的20%將利用可再生能源，歐盟溫室氣體的排放將比1990年減少20%。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，最好的方法是能源需求多樣化，即提高可再生能源的比例，避免依賴化石燃料，減少對(duì)環(huán)境影響。許多研究認(rèn)為林木是潛力巨大的生物質(zhì)能源，當(dāng)前生物質(zhì)能源主要用于生產(chǎn)熱能和電力，新技術(shù)的突破及當(dāng)前礦質(zhì)燃料成本的增加，驅(qū)動(dòng)進(jìn)行生物質(zhì)液體燃料開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。

1 歐洲利用生物質(zhì)能源形式

歐洲應(yīng)用的可再生能源主要有4種形式：(1)固體生物質(zhì)能源；(2)生物質(zhì)能源氣體；(3)城市廢棄物中得到的有機(jī)成分；⑷生物質(zhì)燃料。次生林廢棄物、農(nóng)業(yè)廢物和工業(yè)原料林廢物都是生物質(zhì)能源，短周期生物質(zhì)能源林將成為世界生物質(zhì)能源的主要來(lái)源。同農(nóng)業(yè)生物質(zhì)作物相比，短輪伐期造林具有較高收益，短輪伐期萌生林主要應(yīng)用速生樹(shù)種。用集約的農(nóng)業(yè)措施經(jīng)營(yíng)桉樹(shù)、柳樹(shù)、泡桐和刺槐以達(dá)到最高的生物質(zhì)產(chǎn)量，以單一的樹(shù)干或矮林作業(yè)法，以低于15年的輪伐期，每年都能獲得有效益的木材產(chǎn)量，采收之后，林分可以繼續(xù)生長(zhǎng)，在西班牙可再生能源已經(jīng)顯示了經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)生就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)農(nóng)村地區(qū)發(fā)展和改善環(huán)境。

2 發(fā)展生物質(zhì)能源對(duì)于土地利用的影響

從中長(zhǎng)期看，生物質(zhì)能源在陸地能源中將處于重要的地位。國(guó)際能源機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2030年需要6 500萬(wàn)hm2的土地，到2050年需要1.05億hm2的土地，可以滿足全球的生物質(zhì)能源需求，已經(jīng)開(kāi)展了生物質(zhì)能源政策、土地需求和土地利用變化之間的研究。迄今為止，歐盟由于生物能需求而引進(jìn)的土地利用變化還不明顯，將來(lái)歐盟生物質(zhì)能源需求將影響土地利用。從長(zhǎng)期看，用于生產(chǎn)食物的農(nóng)耕地和放牧土地將減少，生產(chǎn)木本生物質(zhì)作物的土地將增加，因?yàn)闅W盟的土地有限，增加生物質(zhì)能源需求就對(duì)歐盟以外的區(qū)域產(chǎn)生了影響。幾家歐洲的大公司宣布在南美洲、東南亞和非洲應(yīng)用500 hm2土地用于生產(chǎn)生物質(zhì)燃料。西班牙已經(jīng)開(kāi)始從阿根廷進(jìn)口生物柴油，歐盟還需要從一些農(nóng)業(yè)較發(fā)達(dá)國(guó)家，例如巴西、烏克蘭、美國(guó)、加拿大等國(guó)進(jìn)口生物質(zhì)燃料，此外，一些原始森林、稀樹(shù)草原和牧場(chǎng)將轉(zhuǎn)變?yōu)樯锬茏魑锬翀?chǎng)。歐盟已經(jīng)對(duì)2020年生物質(zhì)能源對(duì)于土地利用變化的影響進(jìn)行量化研究，預(yù)計(jì)歐盟在2020年用于生產(chǎn)生物質(zhì)能源的土地為1 350～2 520萬(wàn)hm2，大約占農(nóng)業(yè)用地的7.3%～13.5%。

3 歐洲生物質(zhì)能源市場(chǎng)

盡管生物質(zhì)能源在當(dāng)代全球能源中比例較小，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)來(lái)看，生物質(zhì)在全球能源供應(yīng)將發(fā)揮重要作用。2050年全球生物質(zhì)能源在全球能源供應(yīng)在100EJ-400EJ之間，樂(lè)觀的估計(jì)是，當(dāng)時(shí)生物質(zhì)能源能夠滿足能源需求，而不會(huì)同食物、木材供應(yīng)和生物多樣性發(fā)生矛盾，已經(jīng)有學(xué)者開(kāi)展了食品供應(yīng)、水的利用、生物多樣化性、能量需要和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)狀況對(duì)于潛在的生物質(zhì)能源供應(yīng)的影響。

根據(jù)對(duì)歐洲市場(chǎng)預(yù)測(cè)，自從2000年來(lái)，歐盟生物質(zhì)能源增長(zhǎng)率為3.8%，2012年達(dá)到8230萬(wàn)t石油當(dāng)量。主要的能源消費(fèi)國(guó)德國(guó)為19%，法國(guó)為15.6%，英國(guó)為12.0%，意大利為9.7%，西班牙為7.6%，生物質(zhì)能源主要用于電力生產(chǎn)的國(guó)家是德國(guó)18.1%、法國(guó)14.9%，英國(guó)11.0%、意大利10.2%和西班牙為8.3%。最可以持續(xù)發(fā)展的國(guó)家是瑞典12.6%，奧地利為7.7%，法國(guó)為7.1%，德國(guó)為6.9%和波蘭為6.1%；盡管瑞典不是主要的能源生產(chǎn)國(guó)，但是在能源運(yùn)輸中消耗所占的比例較大；西班牙是主要的生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，但是在再生能源轉(zhuǎn)運(yùn)中消耗的比例最低，它在固體生物質(zhì)能源生產(chǎn)中占第六位。奧地利盡管在可再生能源轉(zhuǎn)運(yùn)消耗中占第二位，但是第一個(gè)支持利用生物質(zhì)能源生產(chǎn)的國(guó)家--波蘭在能源消耗中占第六位，在電力生產(chǎn)中占第七位。事實(shí)上1990—2010年，歐洲生物質(zhì)能源消耗已經(jīng)增長(zhǎng)了2倍，2012年歐盟木材碎屑的消費(fèi)量是1 510萬(wàn)t，而產(chǎn)量是1 050萬(wàn)t，這就意味著30%的消耗需要進(jìn)口，歐盟主要的生產(chǎn)國(guó)是德國(guó)、瑞典、拉脫維亞和奧地利。為歐盟提供原料的主要是美國(guó)、加拿大、俄羅斯、烏克蘭等國(guó)。荷蘭具有較多的木本生物質(zhì)資源，已經(jīng)在國(guó)際市場(chǎng)獲得利潤(rùn)。根據(jù)歐洲的生物能聯(lián)網(wǎng)估計(jì)，歐盟生物質(zhì)能源總計(jì)6 577PJ，其中67%為木本生物質(zhì)能源。比利時(shí)、保加利亞、丹麥、愛(ài)沙尼亞、斯洛文尼亞、立陶宛、荷蘭和希臘具有較少的生物質(zhì)能源，而德國(guó)、瑞典、西班牙、法國(guó)、意大利和芬蘭是歐洲具有較多生物質(zhì)能源的國(guó)家。至2020年，歐盟內(nèi)和歐盟與其他地區(qū)之間固體的生物質(zhì)能源貿(mào)易量將達(dá)到373～506 PJ，相當(dāng)于21～28 Tg 的木材碎片，德國(guó)、法國(guó)和瑞典是最重要的生物質(zhì)能源消費(fèi)國(guó)，最重要的出口國(guó)家將是保加利亞、捷克、匈牙利、波蘭、斯洛伐克和斯洛文尼亞。

西班牙應(yīng)用的可再生能源中30.6%為固體生物質(zhì)能源，26.8%為風(fēng)能，15.2%為太陽(yáng)能，11.2%為水力能源，13.5%為生物質(zhì)液體燃料，1.6%為生物氣體，1.0%為城市固體廢物和0.1%為地?zé)崮?。可再生能源?010年創(chuàng)造了130 000個(gè)工作崗位，包括設(shè)備制造、設(shè)備安裝、服務(wù)、銷(xiāo)售、研發(fā)、維護(hù)和培訓(xùn)等多個(gè)部門(mén)崗位。當(dāng)前限制西班牙生物質(zhì)能源發(fā)展的最重要的因素是缺乏政府的連續(xù)性支持，缺乏足夠的經(jīng)營(yíng)、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏條件，缺乏商業(yè)策略。在西班牙，生物質(zhì)能源公司的主要工作是生產(chǎn)木材碎片，因?yàn)檫\(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，所以成本升高，在不久的將來(lái)，這些公司將分布到適宜的區(qū)域，并使木材碎片具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。在西班牙，短輪伐期樹(shù)種有楊樹(shù)、泡桐和桉樹(shù)，而旱柳和刺槐在西班牙還沒(méi)有開(kāi)展研究應(yīng)用，楊樹(shù)適宜在臨近河流富饒的平原栽培，楊樹(shù)栽培主要受灌溉條件限制，而桉樹(shù)作為能源作物可以在沒(méi)有灌溉條件下栽培，大部分短輪伐期木本生物質(zhì)能源作物適合在冬季較溫暖的地區(qū)栽培，桉樹(shù)和楊樹(shù)傳統(tǒng)上用于木材生產(chǎn)、制作紙漿和薄板，近年來(lái)開(kāi)始用于生物質(zhì)能源生產(chǎn)。

4 歐洲用于可持續(xù)能源生產(chǎn)的木本生物質(zhì)能源

歐洲每年的生物質(zhì)能源原料大約99.12 Tg，由于技術(shù)和環(huán)境制約，可用資源大約為49.28 Tg，大部分木本生物質(zhì)資源位于北歐國(guó)家，南歐國(guó)家大約是36.60 Tg ，瑞典是資源數(shù)量最多的國(guó)家，采伐費(fèi)用最高的國(guó)家是意大利，產(chǎn)量最低的國(guó)家是葡萄牙，在北歐和中歐，采伐費(fèi)用最高的國(guó)家是挪威。短周期木本生物質(zhì)作物比傳統(tǒng)的礦物燃料生產(chǎn)，將減少80%～90%的溫室氣體排放。盡管歐盟具有較大的增長(zhǎng)潛力，但是歐盟用于發(fā)展生物質(zhì)能源林的面積有限，應(yīng)該采取以下措施，加速生物質(zhì)能源的發(fā)展：(1)制定政策鼓勵(lì)在農(nóng)業(yè)土地上發(fā)展生物質(zhì)能源林；(2)支持農(nóng)場(chǎng)主根據(jù)專家的意見(jiàn)開(kāi)展經(jīng)營(yíng)；(3)開(kāi)展現(xiàn)代灌溉系統(tǒng)研究，改善有效水分平衡；(4)開(kāi)展育種研究；(5)提高木材碎片的高附加值。如果短輪伐期林分在商業(yè)規(guī)模上獲得利潤(rùn)，需要穩(wěn)定的木材木屑市場(chǎng)和政府補(bǔ)助。當(dāng)前，歐洲發(fā)展生物質(zhì)能源可以生產(chǎn)熱能和電力，然而還沒(méi)有從根本上改變能源結(jié)構(gòu)，但是栽培木本生物質(zhì)能源作物及利用林業(yè)和農(nóng)業(yè)廢棄物，能夠帶來(lái)環(huán)境的、經(jīng)濟(jì)學(xué)的或社會(huì)正面影響。發(fā)展生物質(zhì)能源需要注意保護(hù)環(huán)境及自然資源；提高可再生生物燃料的市場(chǎng)認(rèn)知和公眾理解，特別需要選育耗水少、可以栽培在貧瘠地區(qū)的優(yōu)良無(wú)性系和品種。

1005-5215(2016)11-0059-02

2016-08-31

伊文芝(1974-)，女，遼寧沈陽(yáng)人，大學(xué)，高級(jí)工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，Email：544394070@qq.com

S567.1

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.11.023