《竹子作為可再生能源的潛力:主要問題與技術(shù)選項》(Potential of Bamboo for Renewable Energy:Main Issues and Technology Options) 是國際竹藤組織(INBAR) 的技術(shù)報告，是由國際農(nóng)業(yè)研究磋商組織(CGIAR) 提供資助、INBAR 參與執(zhí)行的“森林、樹木和農(nóng)林復合研究”(FTA) 項目成果之一。該報告概述了竹子用于生產(chǎn)生物能源的經(jīng)濟潛力、技術(shù)選項和機會，旨在為相關(guān)決策者和竹業(yè)利益相關(guān)者了解竹子在滿足可持續(xù)生物能源供應鏈發(fā)展的關(guān)鍵要求中所具有的潛力和面臨的挑戰(zhàn)提供支持?，F(xiàn)將報告的主要內(nèi)容簡介如下。

竹子是一種有潛力的、高度可持續(xù)的生物質(zhì)資源，能夠幫助各國和全球?qū)崿F(xiàn)可再生能源目標。比如，歐盟在其可再生能源指令(REDII) 中規(guī)定，到2030 年可再生能源消費在總能源消費中的占比要達到32%，同時要求各個成員國在交通運輸領域可再生能源的占比至少要達到14%。歐盟在REDII 中，規(guī)定了林業(yè)原料可持續(xù)性的要求以及固體、氣體生物質(zhì)燃料的溫室氣體標準。竹子作為生物燃料有潛力符合這些要求和標準。

竹子廣泛存在于發(fā)展中國家。目前，全球有數(shù)百萬噸的竹資源沒有得到充分利用，另外還有數(shù)百萬公頃的退化土地和具有利用潛力的土地適合新造竹林。據(jù)估計，目前全球竹資源中如果有10%得到經(jīng)濟開發(fā)，每年就可生產(chǎn)約5 000 萬t 的生物質(zhì)，這將在生物質(zhì)原料供應多樣化中發(fā)揮作用。由于一些竹子生產(chǎn)國(如哥倫比亞、巴西、印度尼西亞、尼日利亞和南非) 也是燃料出口國(如煤炭和生物燃料)， 竹子生物燃料可為這些國家提供一個發(fā)展新供應鏈的機會，以形成綠色、更多樣化的燃料貿(mào)易組合，從而推動其從化石燃料貿(mào)易逐漸過渡到生物燃料貿(mào)易。

竹子和其他木質(zhì)生物原料一樣，可以通過生物化學和熱化學轉(zhuǎn)化為固體、液體和氣體燃料，并可通過歐盟認可的相關(guān)森林認證項目(如FSC 和PEFC) 來滿足生物燃料市場對可持續(xù)性的要求。與其他木質(zhì)生物質(zhì)資源相比，竹子既具有競爭優(yōu)勢，也面臨挑戰(zhàn)。竹子的主要優(yōu)勢是產(chǎn)量高(每年干物質(zhì)產(chǎn)量為10～40 t/hm2) 和生物量密度高(300～900 kg/m3)， 但這兩個特點也帶來了較高的物流成本，因此如何將其成本有效地轉(zhuǎn)化為生物能源成為關(guān)鍵。木本竹子的燃料性能優(yōu)于草本原料，與木材的燃料性能相似，且符合固體生物質(zhì)燃料的技術(shù)規(guī)范。

從中期來看，新造竹林有助于固碳、減緩氣候變化和恢復退化的土地。人工竹林的碳儲存潛力與樹木人工林相當，但竹林每年的碳匯量非常高。為了確保土地恢復項目長期的積極影響，需要對已建竹林的合理經(jīng)營提供激勵。通過對生產(chǎn)生物能源的剩余物進行定價可以促進資源管理。此外，竹子生物質(zhì)還可用于替代化石燃料，這時竹林對溫室氣體減排的貢獻就會更大。竹林的合理經(jīng)營與利用能夠提供許多生態(tài)系統(tǒng)服務，包括適應和減緩氣候變化。在許多發(fā)展中國家毀林率一直居高不下，營造竹林將成為減少農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、阻止毀林的有效選項，同時由于竹子生長快且每年更新，竹子作為生物能源可減輕對其他森林資源的壓力，減少毀林。

用竹子生物燃料取代化石燃料所減少的溫室氣體排放量可以達到甚至超過歐盟規(guī)定的要求。與煤炭相比，竹子發(fā)電的潛在溫室氣體減排量估計在70%～300%，取決于原料供應是基于剩余物還是生物能源作物。

就成本而言，竹子一般需要人工擇伐，其收獲成本可能高于其他生物質(zhì)原料，但這樣收獲的竹子沒有石塊、土壤等雜物，是清潔無污染的原料，與農(nóng)業(yè)剩余物(如玉米秸稈和稻草) 不同，竹子在物流中也無需塑料包裝，而包裝材料和雜質(zhì)會嚴重影響生物燃料預處理設備的運行，從而影響相關(guān)轉(zhuǎn)化工藝的經(jīng)濟可行性。此外，竹子燃料較高的溫室氣體減排潛力及竹林生態(tài)系統(tǒng)的高固碳量，為竹林進入碳排放交易市場提供了機會。因此，與其他生物質(zhì)資源相比，竹子完整價值鏈的經(jīng)濟性更具優(yōu)勢。

目前，竹子生物能源產(chǎn)品主要是固體燃料(如竹炭和竹顆粒)，這些產(chǎn)品在一些國家(如中國和埃塞俄比亞)已商業(yè)化。生物質(zhì)氣化技術(shù)在農(nóng)村供電中應用很少(如在印度尼西亞有竹氣化項目實施)。 日本已建成一家利用竹子作為燃料的發(fā)電廠。此外，竹子通過厭氧消化過程生產(chǎn)沼氣作為運輸燃料的技術(shù)仍處于試驗和示范階段(如在印度)。 在一些國家竹顆粒(巴西)和生物乙醇(印度)已計劃將其產(chǎn)業(yè)化。竹屑用于生物燃料的市場化交易未見有報道。

竹燃料貿(mào)易僅限于一些竹材生產(chǎn)國，而且在主要生物燃料商品市場中竹燃料的貿(mào)易還處于初級階段。生物質(zhì)加工商和能源用戶將竹材生物質(zhì)納入其中，將為竹材供應鏈的發(fā)展、貿(mào)易及現(xiàn)有竹資源的合理經(jīng)營和新建竹林提供激勵。

在一些國家，竹子已被納入社會經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境管理和應對氣候變化的國家戰(zhàn)略。中國、印度、厄瓜多爾、哥倫比亞、秘魯、日本、埃塞俄比亞、加納、印度尼西亞、馬達加斯加、烏干達和越南已經(jīng)采取了政策措施，還有些國家針對竹業(yè)制定了發(fā)展計劃和戰(zhàn)略。然而，在許多國家，還缺乏執(zhí)行這些戰(zhàn)略所需的資源，因此難以落實和實現(xiàn)。此外，一些竹材生產(chǎn)國的法規(guī)對于充分開發(fā)利用竹資源也帶來了挑戰(zhàn)。

為了充分挖掘竹子的潛力并發(fā)展可持續(xù)的價值鏈，需要應對以下挑戰(zhàn)。

1) 動員投資，建立多方利益相關(guān)者和跨部門的伙伴關(guān)系。由于竹子的多種用途和潛在應用，竹價值鏈的開發(fā)為建立公、私部門以及民間社會的多個利益相關(guān)者的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系提供了機會。為實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標和應對氣候變化、減少因毀林和森林退化而導致的碳排放，應將竹子納入生物商品生產(chǎn)的國家戰(zhàn)略。此外，密切與政策機構(gòu)的合作，以及生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)鏈上不同利益相關(guān)者(生產(chǎn)者、加工者、燃料貿(mào)易商和能源用戶) 的參與，是生物質(zhì)能價值鏈成功發(fā)展的關(guān)鍵。在跨部門的合作中，不僅可以與能源部門建立伙伴關(guān)系，還可以與其他部門，如具有熱電聯(lián)產(chǎn)能力的農(nóng)用產(chǎn)業(yè)、化石燃料和排放密集型工業(yè)部門、化學品和材料部門建立伙伴關(guān)系，從而推動這些部門的企業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略和社會責任的履行。此外，與民間社會以及科研、學術(shù)部門的合作亦是至關(guān)重要，因為評估和設計可持續(xù)的價值鏈和可贏利的商業(yè)模式需要采用多學科和跨部門的方法。

2) 將竹質(zhì)能源產(chǎn)品納入不斷發(fā)展的生物資源商品市場。在生物能源市場中開發(fā)一種新的生物質(zhì)供應鏈，需要有長期的愿景和戰(zhàn)略方針。利用竹材生產(chǎn)生物能源是發(fā)展綜合價值鏈的關(guān)鍵，生物能源產(chǎn)品的多樣化可以提高行業(yè)的競爭力；竹材加過程中其資源利用率較低，因此大量加工剩余物可以轉(zhuǎn)化為能源產(chǎn)品。此外，生物能源的應用可以為竹資源的可持續(xù)經(jīng)營和人工竹林營建提供激勵。綜合價值鏈的戰(zhàn)略性逐步發(fā)展首先需要發(fā)展足夠的資源量以供應國內(nèi)外的生物能源市場，同時有助于當?shù)亟⒂懈偁幜Φ募庸I(yè)。就目前階段，固體燃料(木屑、顆粒和木炭)仍是生物燃料市場的主體，其市場已經(jīng)成熟；但從長遠來看，基于木質(zhì)纖維原料的高級生物燃料(如液體和氣體) 將更具競爭力。因此，一方面應推動竹材生產(chǎn)并將其加工成固體燃料(如竹炭、竹屑和顆粒)， 以供應面向國內(nèi)外市場的大、中、小企業(yè)；同時注重擴大規(guī)模、引入生物煉制技術(shù)以生產(chǎn)經(jīng)濟上可行的高級生物燃料(如生物乙醇和可再生柴油)， 這就需要與現(xiàn)有的煉油廠、石化集群、化工廠和紙漿/鋸木廠建立伙伴關(guān)系。

3) 采用跨學科方法推動研發(fā)(R＆D)。發(fā)展竹價值鏈可以促進技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新，同時整合生產(chǎn)國的本地知識。為發(fā)展可持續(xù)的竹材生產(chǎn)系統(tǒng)，需要在物流、預處理以及竹材能源轉(zhuǎn)化方面進行深入研發(fā)，以制定相應的戰(zhàn)略和技術(shù)。優(yōu)化和發(fā)展生物燃料價值鏈包括采用能夠改善效率、成本和可持續(xù)性的正確做法和技術(shù)，因此需要跨學科的研究以詳細評估竹材作為生物燃料的總成本和效益(技術(shù)經(jīng)濟性和可持續(xù)性)。 此外，需要進一步研究竹質(zhì)生物燃料價值鏈(生物質(zhì)生產(chǎn)、物流戰(zhàn)略、改善燃料特性的預處理和轉(zhuǎn)化技術(shù))、 木本竹林的固碳潛力及其排放量以及相關(guān)生物燃料價值鏈的可持續(xù)性；也需要開發(fā)竹碳方法學，并將其納入相應的交易平臺。提供來自生物質(zhì)供應地區(qū)的充分、可靠的信息是進入國際生物能源市場的先決條件，為此跨學科的專門知識和利益相關(guān)者之間的信息交流是十分必要的。