山西省林业生物质能源利用前景分析

刘晓宇

（太原市森林资源监测中心，山西 太原 030012）

林业生物质能源是指通过物理化学、生物化学、热化学等技术将植物通过光合作用固定的太阳能转化成生产生活可利用的化学能。具体是指在林业生产过程中，包括薪炭林、抚育间伐中产生的各种零散木材、枝杈材等；木材加工过程中的锯末、废料等；树木修剪过程中产生的枝杈材等林副产品废弃物，如果壳、果核等；农田植物秸秆等。这些生物质能源是可再生能源的碳源，经加工后以固态、液态、气态的形式存在，可作为代替煤炭、石油、天然气等化石燃料的具有可再生性、低污染性、广泛分布性和资源总量丰富性四重优势的清洁能源。

1 我国对林业生物质能源利用研究

我国林业生物质能源研究利用起步较晚，近年来在国家支持下，先后开展了能源植物良种选育、集约化栽培、固体成型燃料、气化发电、生物柴油以及生物乙醇等系列研究，并且取得了很大的成绩，为进一步大规模利用林业生物质能源奠定了基础。

在生物质乙醇开发方面，生物质乙醇开发与利用一直是林业生物质能的研究重点。现在国际社会主要利用玉米等农产品作为原材料进行乙醇生产，这对有限的粮食资源造成了很大浪费。近年来在国外新技术的带动下，我国先后开展了生物质化学酸水解、纤维素水解法的研究和实践，在利用植物纤维资源制取燃料乙醇的关键技术上取得了很大突破。研究表明，我国可作为开发生物质乙醇的树种十分丰富，特别是栎树在全国大部分地方都有分布，其种子淀粉含量很高是理想的生物质乙醇生产树种。其次，在生物质发电和生物柴油开发方面也都取得了不错的成果，先后开展了一定规模的产业化发展，最近几年呈现较快发展势头。原国家林业局已经制定了《林业生物质能发展规划（2011-2020年）》，规划到2020年，建成能源林1 678万hm2，林业生物质年利用量超过2 000万t标煤，其中生物液体燃料贡献率为30%、生物质热利用贡献率为70%。在国家大力支持下，林业生物质能源开发利用将迈上一个新台阶。

2 山西省林业生物质能源利用现状与资源初步估算

2.1 山西林业生物质能利用现状

山西省作为能源大省，煤炭储量极其丰富，这导致长久以来的能源消耗主要以煤炭为主。煤炭的过度使用必然造成环境污染，虽然近年来减少了煤炭的使用，增加了天然气等清洁能源的用量，但是大的能源消耗格局还是没有发生本质变化。林业生物质能源作为一种清洁能源在许多发达国家都得到了很大推广，但在山西的利用却还处在初级阶段，现如今还是停留在初级薪柴阶段以及垃圾发电，完全没有真正有效利用林业生物质能原。

2.2 山西林业生物质能资源初步估算

山西省地处黄河中游、黄土高原东部，全省土地总面积1 566.23万hm2，依据2015年《第九次全国森林资源清查山西省森林资源清查成果》，全省林地面积787.25万hm2，占国土面积的50.26%。在现有林地中，有乔木林地244.70万hm2，灌木林地224.70万hm2（包括特殊灌木林地），疏林地17.21万hm2，未成林造林地39.31万hm2，苗圃地1.90万hm2，采伐迹地2.05万hm2，宜林地257.71万hm2。在山西省现有林木资源中，可以作为生物质能源利用的主要有：①林地生产剩余物：主要为灌木林平茬剩余物、经济林抚育修剪剩余物等；②林业生产剩余物：主要为森林抚育剩余物、每年造林苗木修枝定杆及截杆剩余物、林木采伐造材剩余物以及林产品生产加工剩余物等；③能源林的采伐：主要为薪炭林等。以下对山西主要林业生物质资源进行估算。

2.2.1 灌木林平茬剩余物

依据2015年《第九次全国森林资源清查山西省森林资源清查成果》，全省现有灌木林地147.98万hm2，按照估算，灌木林地林木生物质能源量＝林木资源量（147.95万 hm2）×折重（10t/hm2）×剩余物折算系数（0.33），计算可获得灌木林地林木生物质资源量488.334万t；再按能源可利用率约58%计算，可得出可利用林木生物质资源量约273.50万t。如按3年为一个平茬轮伐期计算，每年可利用的灌木林林木生物质资源量为91.20万t。

2.2.2 经济林抚育修剪剩余物

依据2015年《第九次全国森林资源清查山西省森林资源清查成果》，全省有经济林地58.02万hm2，按每公顷经济林抚育修剪可折算7.20t剩余物计，全省每年经济林抚育修剪可获得林木生物质资源量417.70万t；再按能源可利用率约20%计算，可得出可利用林木生物质资源量约53.50万t。

2.2.3 森林抚育剩余物

依据2014年《中国林业统计年鉴》，山西省2014年未成林造林地抚育与中幼林抚育11.10万hm2，按照林木生物质能源量=林木资源量（11.10万hm2）×折重（7.20t/hm2）×剩余物折算系数（0.10）计算可获得林木生物质资源量8.0万t；再按能源可利用率22%计算，可利用林木生物质资源量约1.76万t。

2.2.4 每年造林苗木修枝、定杆及截杆剩余物

依据2014年《中国林业统计年鉴》，全省2014年完成造林面积30.35万hm2，其中人工造林23.32万hm2（包括8.98万hm2经济林），估算造林株数约3.10亿株。按照每株苗木修枝、定杆及截杆剩余限额物折重0.125kg计算，可获得林木生物质资源量3.875万t；再按能源可利用率约67%计算，可得出可利用林木生物质资源量约2.60万t。

2.2.5 林木采伐造材剩余物

依据2015年《第九次全国森林资源清查山西省森林资源清查成果》，全省纳入采伐限额管理的林木年均采伐消耗量93.76万m3、造材剩余物产出比约58%，剩余物可回收比依据文献约26.14%。因此，采伐剩余物=93.76万 m3×58%×26.14%=14.20万 m3，按照全国17种主要树种木材比重平均值0.866t/m3计算，推算得出林木采伐造材剩余物年产量12.30万t。

2.2.6 林产品生产加工剩余物

依据2014年《中国林业统计年鉴》，全省年木材产量为15.64万m3。按林产品加工剩余物数量约为原木的20%计，剩余物可回收比例依据文献约为26.14%，因此林产品生产加工剩余物=15.64万m3×20%×26.14%=0.82万m3，按照全国17种主要树种木材比重平均值0.866t/m3计算，推算得出林木采伐造材剩余物年产量约0.70万t。

2.2.7 薪炭林

依据2015年《第九次全国森林资源清查山西省森林资源清查成果》，全省有薪炭林地1 500hm2，按平均每公顷年产干物质6.0t计算，全省薪炭林年产量约为9 000万t木质资源。

依据以上估算，山西省现每年可利用林木生物质能源总量约162.96万t，再按照木材的低位热值16748kj/kg计算，可折合标准煤93.12万t。除此之外，全省林木生物质能资源还有城市绿化抚育修枝剩余物、废旧木制品、“四旁树”修剪、现有淀粉能源林栎类植物、油料能源林文冠果等，由于没有找到相关资料未做分析。这也将是可观的资源。根据《全国林业生物质能发展规划》（2011－2020年）山西省将在2020年能源林建设达到107万hm2。这将为全省林木生物质能源可持续开发利用提供可靠保证。