低碳经济视角下河南林木生物质能源发展策略

刘亚丽，张振，白小军



低碳经济视角下河南林木生物质能源发展策略

刘亚丽1，张振2，白小军3

（1.河南省森林航空消防站，郑州 450003； 2.河南农业大学，郑州 450002；3.宜阳县林业局，河南 471600）

低碳经济作为一种新的发展模式用于指导林木生物质能源发展，是改善能源结构，实现社会经济可持续发展的有效途径。文章分析了低碳经济和林木生物质能源的内涵及两者之间的关系；论述了河南省林木生物质能源资源总量、分布；主要林木生物质能源树种开发利用现状及存在的主要问题；从资源调查评价、开展战略研究、制定相关政策、加大研发力度、启动示范工程等方面分析了低碳视角下河南省林木生物质能源资源现状、趋势及发展对策。

低碳经济；林木生物质能源；林业措施；对策建议

引言

低碳经济是在全球气候变化对人类生存和发展带来严峻挑战的背景下提出的，提倡低排放、低污染、低能耗的经济发展方式，以技术和制度创新为依托，实现经济与社会的清洁发展与可持续发展。低碳经济理念的提出，是人类社会继农业文明、工业文明之后，在经济社会发展方式上的一次巨大的飞跃。而随着石化能源的渐趋枯竭，调整国家能源结构成为了实现国家可持续发展的战略要求，开发利用新能源，特别是可再生能源成为了必要手段；林木生物质能源是可再生能源的重要组成部分，而林业是林木生物质能源的主体。植物通过光合作用，能够吸收排放到大气中的二氧化碳并将其以生物量的形式固定下来，这就是森林的碳汇功能，在全球气候变暖中起到十分重要的缓解作用。但是，随着经济的飞速发展，对森林资源的需求刚性增加，从而引起对森林资源的破坏，这不仅全面损害了森林的固碳能力，而且使其成为仅次于化石燃料的碳排放源，如何改变现有的经济发展模式，以低碳经济为指导发展林业，是摆在林业资源管理工作面前的重要课题[1~2]。

1 低碳经济与林木生物质能源的关系

1.1 低碳经济的内涵

近年来，伴随着环境的恶化以及对经济发展模式的探索和思考，诸如低碳经济、碳汇、碳足迹、碳汇项目、碳汇经济、林业碳汇等名词开始进入公众的视野[3]，并且受到越来越多的关注，从政府到企业都对这些领域产生了浓厚的兴趣，其中，低碳经济最受瞩目。低碳经济的核心是低碳发展、低碳技术、低碳产业和低碳生活等经济形态[4]。低碳经济以低能耗、低排放、低污染为主要特征，其所倡导的清洁发展模式已被世界各国所接受，将深刻改变全球经济发展方式和人民的生活方式[5]。

1.2 林木生物质能源的内涵

林木生物质能源是直接来自光合作用的木材、以及根、茎、叶等采伐剩余物和刨花、碎木、木屑等加工剩余物，还包括各类可作为能源的木制品废物等。林木生物质能源是生物质能源的重要组成部分，主要是通过技术手段将采伐剩余物、加工剩余物和木制品废物等转化为可利用的能源产品，可利用的枝桠剩余物燃烧发电的能源量约3 亿t[6~7]。木本生物质能源植物具有分布广、含油率高、适应性强的特性，是一种仅次于煤炭、石油、天然气的具有可再生、可降解的特点的战略性能源资源。对中国林木生物质能源的初步统计结果显示，林木生物质能源树种种子含油量在40%以上的有154种，适合种植林木生物质能源树种的土地约106.667万 hm2，因此，在我国发展林木生物质能源的前景十分广阔[8]。

1.3 低碳经济与林木生物质能源的关系

发展低碳经济，就是要通过开发利用新能源和可再生能源等途径来应对气候变化，而大规模的造林是水土保持、生态平衡、减少大气碳的重要途径，通过林业措施特别是林木生物质能源林的建设发展低碳经济，具有成本低、综合效益好的优势，且避免了像有些所谓的低碳工业项目，在设备生产的过程中又会增加新的二氧化碳的排放。在现有的植物资源中，仅高等植物就有3万余种，其中木本植物约1万种，充分利用这些植物是我们应对挑战的最根本途径，尤其木本生物质油料植物资源的开发利用对走低碳经济之路有着举足轻重的作用，将成为低碳经济背景下解决能源问题的方向和目标。

2 河南林木生物质能源发展现状及存在问题

2.1 林木生物质能源发展现状

2.1.1河南林木生物质能源总量与分布

河南省地处黄河中、下游，华北大平原的南端，境内山地、丘陵面积约占44.3％，平原面积约占 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别山等山区。宜林荒山荒地面积72.25万 hm2，占无林地面积的91.99％；采伐迹地面积3.55万hm2，占4.52％；火烧迹地面积0.32万hm2，占0.41％；宜林沙荒地面积2.42万hm2，占3.08％，这些林地都可以作为发展林木生物质能源的重要基础。

据不完全统计，河南省内主要林木生物质能源植物种类达到86科515种，在有分布的所有种类中，木本种类302种，草本种类213种，在大戟科、山茱萸科、夹竹桃科、菊科、桑科、桃金娘科、山茶科等植物中广泛分布[9]。河南木本生物质能源树种种类虽然众多，但是分布广泛，能够大规模开发利用的种类并不多，主要有黄连木、油桐、文冠果、乌桕、油茶等，这些能源树种同时也是河南省森林组成的重要树种[10]。据河南省内有利用历史的5种木本植物资源（油桐籽、油茶籽、乌桕籽、核桃、黄连木）计算，蕴藏的生物燃料油原料数量在2004年约为4.29万t。

河南省林木生物质能源树种主要分布在豫西伏牛山区、豫南大别山区和桐柏山区、豫北太行山低山丘陵区，在豫西伏牛山区的海拔200～600 m的低产丘陵区。在豫南大别山区、桐柏山区，林木生物质能源树种主要分布在海拔600 m以下，以油桐和黄连木为主，其中油桐分布最为广泛，是当地的主要能源树种，开发利用历史较为悠久。在豫西和豫北山区，广泛分布的木本生物质能源树种有黄连木、文冠果、山桐子、椋子木、油茶、乌桕等。

2.1.2主要林木生物质能源种类

河南是黄连木的最佳适生区，黄连木为用材林及木本油料树种，其产油是一种不干性油。黄连木耐干旱瘠薄，在全省丘陵和山区均有分布。根据我们2010年对河南省采集的黄连木种子所进行的实验测定结果，黄连木籽种子含油率18.854%，果实千粒质量为34.495 g，种子皂化值为194.516，碘值90.75。根据每株黄连木种子产量推算，按每公顷种植40株、每株产果20 kg计算，则每公顷产黄连木柴油约3 000 kg。

黄连木在河南各地均有分布，适应性强，是荒山、滩地造林的优良树种，在海拔200～400 m的山坡疏林地分布较多，是具有重要经济价值的油料树种。黄连木油的开发利用历史悠久，20世纪70年代，在太行山区黄连木油曾经占群众食用油的 90％ 以上。

油桐为大戟科油桐属落叶乔木，是我国特有经济林木，是一种在我国广泛分布的速生、早实的木本生物质能源树种，与乌桕、油茶并称我国3大木本油料植物。油桐主要利用其种子产出桐油，根据我们在2010年对河南省采集的油桐种子测定，油桐种仁含油率为54.81%，碘值162，皂化值为194.21，种子千粒质量为3 377.01 g。油桐在河南省分布范围广，主要分布在伏牛山、大别山和桐柏山的浅山丘陵区，太行山区辉县有栽培，主要采用桐农间作、油桐纯林等栽植形式，开发利用形式多样，历史悠久。2005年，全省油桐产量达到123万kg，栽植面积和产量最高的地区为河南南阳市。我国是世界上最大的桐油生产国，年产量达10万t以上，占世界桐油产量的80%，占世界销售量的60%，具有巨大的竞争力和发展潜力。

文冠果是我国特有的能源树种，别名木瓜，亦称之为文冠花、文灯果、文官果，为无患子科文冠果属。根据测定，文冠果种仁含油率为58.67%，种子含油率为41.23%。河南是文冠果的主要原产地之一，为河南省主要经济树种。在豫西山区、豫北低山丘陵区均广泛分布，尤其在豫西灵宝市、卢氏县和嵩县等地区分布较为集中，为豫西北、豫北黄土丘陵区营造水土保持林的先锋树种。近年来已经在各地营造了大面积的文冠果林，但经营较为粗放，林相不齐、质量低下状况较为突出。

2.2 存在问题

一是资源家底及发展潜力不清楚。河南省林木生物质能源植物众多，但没有进行过全面调查，不清楚河南省林木生物质能源植物资源的种类、贮量和分布规律以及气象资料、土壤资料、社会经济资料、土地利用资料等。评价林木生物质能源的开发潜力，除了选择含油率、生长速度、抗性等主要指标外，还需要综合考虑栽培技术、结实率、油脂成分、病虫害以及提取工艺等因素。

二是开发与综合利用能力低。我国对林木生物质能源植物的生产和开发利用刚刚起步，对油料的提取、加工还处于起步阶段，提取工艺落后，提取物杂质、水分过多，限制了油料的应用。目前，河南省尚无利用木本生物质能源进行生物燃料油加工利用的规模以上企业，仅在太行山区和伏牛山区有少量黄连木油和桐油加工小企业，加工能力低，产品结构单一，附加值低。

三是政府相应配套政策的不健全。生物质能源产业是一种产出社会效益的弱质产业，就河南省来说，政府逐步建立了支持生物质能源发展的法律法规，但其相应的配套体系还不完整，缺乏具体明确具有操作性的实施细则。同时，政府的经济激励措施力度仍显不足，需要政府在税收、补贴、投融资和市场开拓等方面给予更切实际的政策倾斜。

四是综合管理体系建设仍不完善。产业规模效益的实现与上下游市场的依托密不可分，任何产业的发展都需要相关产业的配套保障。河南省的生物质能源产业的配套产业仍然很不完善，表现为产业综合成本高、规模相对弱小、产业服务和示范推广体系建设不完善，特别是在能源利用的终端缺乏相关产业的支持等。因此，对于生物质能源来说，大多数群众很难认识到它的发展前景，因而存在着粗放经营的现象，造成产量长期较低，很难形成经济效益。如林州市部分乡镇种植有大面积的黄连木林，当地群众有长期食用黄连木油历史，但近年来由于看不到经济效益，造成管理滞后，病虫害严重，产量急剧下降。

五是科技水平不高。近年来，河南省开展了一系列林木生物质能源植物的研究，但主要都集中在黄连木、油桐等传统种植植物上面，而没有从林木繁育、种植等方面进行深入的试验研究，没有形成一套在实践中行之有效的技术规范，无法适应林木生物质能源快速发展的需要。

3 低碳经济下河南林木生物质能源发展对策

能源短缺问题已经并将长期成为全球面临的严峻问题，开发新能源尤其是可再生能源，并使之尽快产业化，成为解决能源短缺问题的重要途径。林木生物质能源植物是可再生的清洁能源，大力发展林木生物质能源是发展低碳经济的有效途径。当前，低碳经济发展模式和低碳社会消费模式已经成为经济社会发展的永恒主题。伴随着新一轮产业革命的到来，作为以低碳为目标的林木生物质能源产业必然在能源发展格局中占据重要位置。河南地理位置优越，林木生物质能源植物资源丰富多样，且山区以低山丘陵区为主，适合木本生物质能源树种生长，发展潜力巨大。但是，河南木本生物质能源资源发展也存在诸如家底不清、缺乏整体规划、研究投入不高以及示范带动作用不强等问题，根据河南实际，提出以下几个方面的建议。

一是开展资源调查评价，摸清家底。初步弄清分布区域的用地条件、数量条件，资源的适应性条件等，为合理开发利用与保护能源植物资源，发展生物质工业和多种经济提供科学依据。应抓紧完善出台林木生物质资源评价方法和技术指标，在对资源状况调查的基础上，以低碳经济发展为背景，科学规划林业生物质能源的定位、布局和产业化发展途径，为河南省林木生物质能源发展提供科学依据。同时，为了弄清能源植物的差异特性，寻找优良的能源树种，应在调查分析主要生物质能源树种资源情况的基础上，对主要生物质能源树种进行生物学、生态学、土壤条件等方面的调查，并对油脂植物的结构、活性成分、作用机理和功能进行评价和研究，对其油料性能和相关生产技术、工艺、设备进行配套分析。在此基础上，利用相关评价方法建立河南省主要木本植物生物质能源资源指标体系，通过对河南省生物质能源植物资源的评价，全面客观地评价河南省适宜大面积种植的生物质能源植物，系统分析生物质能源植物在应用发展过程中存在的问题，以推动河南省生物质燃料油产业的发展。

二是开展战略研究，科学编制规划。低碳经济是社会经济可持续发展的方向，按照河南省林业中长期规划发展的总体要求，结合河南省技术支持和林业生产布局的基础，针对社会经济发展对生物质能源的需求，组织相关部门、学科领域的高层专家，以低碳经济理论为依据，开展林木生物质能源发展的战略研究，根据《河南省林业生态省提升工程规划》的要求，科学编制《河南省林木生物质能源中长期发展规划》，使之成为指导河南省发展林木生物质能源产业的纲领性文件。林木生物质树种不仅是生产清洁能源的重要来源，而且还具有改良土壤、防治水土流失等方面的环境效益。因此，应当注意保护自然植被，从生产、加工等协同一致的观点出发，在山区造林和荒山绿化中优先考虑林木生物质能源树种。

三是强化科技创新，加大研发力度。要想快速发展清洁能源产业，离不开高新技术的引领作用，林木生物质能源从树种培育、病虫害防治、油料提取和转化到产品开发和产业发展更离不开科技创新，并且必须科技先行。为此，要想解决长期以来制约林木生物质能源发展的技术瓶颈，必须着重致力于林木生物质能源树种的选育、栽培等工作，特别是要着重加强各类林木生物质能源资源的高效转化和综合利用技术研发等工作。如黄连木种子小蜂虫害是制约其规模化经营的重要因素，不解决其虫害问题，就谈不上黄连木的集约化经营。

四是启动示范工程，加快基地建设。低碳经济作为新的发展思路，并没有被社会完全接受，必须通过启动示范工程才能被人们逐渐接受。按照国家以及河南省林业建设的总体规划布局，提高能源树种培育利用，推出一批如林电一体化、林油一体化等示范性项目，加快建设速生、丰产、高能、多效的能源林基地；要充分发挥示范基地的示范、辐射和带动作用，引领和推进河南林木生物质能源产业规模化、产业化和效益化[11]。应注意在高起点上向基地化和规模化方向发展，优先发展能源树种原料林，实行集约经营，建立“生物质能源林场”，形成产业化生产，从而从总体上降低生产成本，提高生物质能源在我国能源市场的竞争力。

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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

刘亚丽(1981-)，女，助理工程师，主要从事林木培育与林木遗传育种研究工作。电子邮箱：daydayup426@163.com

（责任编辑：王文彬）