科学利用灌木生物质能资源推动我市清洁能源产业发展

科学利用灌木生物质能资源推动伊春市清洁能源产业发展
宋 森 陈海波
（伊春林业科学院）

摘要：介绍了生物质能以及林业生物质能的概念，阐述了林业生物质能的特点以及开发林业
生物质能的重要意义。结合伊春市“生态立市，产业兴市”发展战略、资源型城市转型实际
以及丰富的灌木资源，分析了伊春市发展灌木生物质能产业的现实意义和物质基础。最终提
出伊春市发展灌木生物质能迫切需要解决的基础科学问题，并提出了灌木生物质能产业的发
展方向。
关键词：灌木 生物质能 伊春市 清洁能源 产业

一、生物质能以及林业生物质能的概念
在能源需求日益增加的今天，由于石油等矿产资源的不可再生性，造成了严重的能源供
给压力，使得各国将目光瞄向了生物质能等可再生性能源，来替代目前的能源消费结构，从
而有效地解决能源短缺的问题。而生物质能的良好再生性和生产周期的可接受性，正成为各
国新能源发展的一个重要方向。生物质能是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用，把太
阳能转化为化学能后蕴藏在生物质内部的能量，是一种以生物质为载体的能量，是可再生的
绿色能源。生物质能仅次于煤炭、石油和天然气，居于世界能源消费总量的第4位。
作为生物质能源原材料中的重要一员，林业生物质能源由于其对粮食的无害性和对于
CO2全球平衡的重要性，逐渐成为人们理想的生物质能源来源。长期以来，林业生物质能一
直是农村的主要传统能源，过去大都是传统的坑灶直接燃烧耗能方式，转换效率低。随着农
村经济的发展和生活水平的提高，传统的用能方式已发生了很大的变化，使林业生物质资源
得以采用新技术实行工业化生产清洁高效能源来替代化石能源。林业生物质是指以木本、草
本植物为主的生物质，主要包括林木（含薪炭林、灌木林、经济林、抚育间伐材等）、林业
“三剩物”（森林采伐剩余物、伐区造材剩余物和木材加工剩余物）、林副产品及废弃物等。
林业生物质能是林业生物质本身所固定和贮藏的化学能，这种化学能由太阳能转化而形成，
可转化为电力、燃气和液体燃料等多种高品位能源，可广泛替代各种常规能源。

二、林业生物质能的特点以及发展林业生物质能的重要意义
林业生物质能的特点：（1）可再生能源。林业生物质能由于通过植物的光合作用可以
再生，与风能、太阳能等同属可再生能源，而非一次性能源。如果合理开发利用，林业生物
质能源可实现永续利用和可持续发展，这是化石能源所不具备的特点。（2）清洁的环境友
好型绿色能源。林业生物质能燃料燃烧所释放出的CO2大体上相当于其生长时通过光合作用
所吸收的CO2。所以，应用生物质能时CO2的排放可以认为是零，这是煤、石油、天然气等
常规化石能源无法比拟的。（3）可多种方式利用。利用现代技术可以将林业生物质能通过
热化学转换、生物转换、液化等方法，转化成为生物柴油、燃料乙醇及含氧燃料添加物甲醇
和二甲醚等替代化石燃料。（4）资源丰富，发展潜力巨大。我国林业生物质能种类多，分
布广泛，资源丰富。据专家初步估计，全国每年可利用的林木生物质能资源约有3亿吨，如
果能全部转化利用，可替代2亿吨标煤或9000万吨原油。
发展林业生物质能源的重要意义在于：（1）不与农争地，不与人争粮。（2）能够可持
续利用，实现产业与生态共赢。（3）是吸收与减排CO2的有效途径。（4）可以加速造林绿
化，推进生态建设。加快发展林业生物质能源是有效补充我国能源、改善我国环境的战略举
措，对维护我国能源安全、改善我国能源结构将发挥重要的作用。

三、伊春市发展灌木生物质能的现实意义和物质基础
新世纪以来，伊春市始终坚持“生态立市、产业兴市”以及“在保护中加快发展、在发
展中兴市富民”的发展主战略。于2011年率先停止主伐，成为第一个全面停止主伐的重点
国有林区。同时在国家实施《大小兴安岭林区生态保护与经济转型规划》和天保二期工程等
政策的支持下，伊春依托生态搞转型，搞好转型促生态，在注重保护的前提下，不断加快结
构调整和主辅换位步伐，将低碳与绿色能源产业作为产业转型与发展的重点进行培育和打
造。林业生物质能作为一种可再生的清洁能源，其发展符合生态保护前提，同时满足新能源
产业发展需求。因此林业生物质能产业作为一种可以实现生态与产业共赢的朝阳产业在伊春
的发展具有很强的现实意义。伊春在具有发展林业生物质能产业政策背景的同时，广袤的大
森林为产业发展提供了雄厚的物质基础。
伊春林区森林经营总面积382万公顷，有林地面积318万公顷，活立木总蓄积24963
万立方米，年林木生长量为845万立方米，森林覆盖率为84.6%。有林地面积和活立木总蓄
积分别占黑龙江省的15.46%和14.65%。丰富的森林资源为伊春市发展林业生物质能提供了
充实的原料。依托伊春林区停止主伐、森林类型组成实际以及灌木资源的特性，灌木作为林
业生物质能资源原料的地位逐渐凸显。灌木作为生物质能原料具有以下优势：（1）灌木具
有平茬特性。灌木地上枝条如果不进行平茬，由于老化或过熟枝条的障碍，其生长优势通常
在4～5年开始衰退，最后走向死亡。因此，灌木的这一生物生态学特性要求必须在灌木的
生长周期内进行平茬抚育管理，平茬使灌木地上部分再生，生长优势得以恢复，从而增强灌
木种群的生长稳定性，而平茬收获的灌木枝条正是生物质能的原材料。（2）灌木林的生长
周期短、见效快，一般3～5 年即可收获，萌生性强，可密植和连续多年收获。（3）灌木
灰分少，不含SO2、CH4等有害温室气体，资源收集运输作业安全、简便、高效。（4）灌
木的生物质产品多样，可用于饲料、食品、医药、农药、造纸等多种用途，有利于产业开发。
由此可见，从生态环境建设和新能源开发利用角度，将灌木地上枝条进行生物质能开发利用
与抚育管理相结合不失为一项双赢的经营措施。经初步测算伊春市每年灌木生长量约为
118.6万吨，灌木的热值在4000大卡/公斤以上，相当于国标煤热值的80%，伊春市年生长
灌木的热值相当于1029908吨国标煤，可发电24.6亿度，故伊春市灌木生物质能发展潜力
巨大。
四、加强基础研究工作实现灌木生物质能的科学利用
灌木生物质能的利用方式可归纳为四大类。第一类是直接燃烧，以灌木代替煤，达到节
能的目的。第二类是物化转化，包括两个方面：一是干馏技术，将能量密度低的生物质转化
为热值高的固体炭或燃气；二是生物质热裂解，包括气化、液化和固化，生产可燃气、生物
油和碳燃料。第三类是生化转化，包括沼气和生物质转化为乙醇。第四类是利用植物油生产
生物柴油。
灌木生物质能源的开发涉及到若干关键科学问题，目前伊春市的基础研究工作还十分薄
弱，应重点开展以下几方面的基础工作：
（1）对灌木生物质能资源本底以及重要能源树种种质资源进行调查，对开发利用灌木生
物质能源项目进行评价，合理利用现有资源。
调查伊春市重要的乡土能源灌木树种的种类、资源储量和分布，挖掘和筛选开发潜力较
大的优良能源树种。搜集开发潜力大的树种种质资源，建立针对能源林的资源评价指标和体
系，筛选一批优异的种质，建立核心种质，提出保存方法和技术，为进一步创新种质，开展
灌木能源林遗传改良奠定基础。
（2）灌木能源林遗传变异规律与栽培调控机理
灌木能源林能否达到优质丰产的目标，一靠良种，二靠科学栽培技术。因此，要研究与
优良新品种的创制和栽培技术相关的基础科学问题。重点开展种源地理变异规律、性状遗传
相关性、早期预测、遗传参数、交配机制等问题的研究，进行良种选育和快速繁殖。同时对
能源树种的需水、需肥规律和抗逆特性、水肥耦合调控机制，群体和树体结构的调控机制进
行研究，为能源树种优质丰产栽培提供理论依据。
（3）推进灌木生物质能原料示范基地建设，加快资源储备。
要充分学习、借鉴国内外林业生物质能源相关技术与产业发展的好经验、好做法，结
合伊春市实际特点，积极开展灌木生物质能源基地建设、技术研发、产业发展的试点工作，
加快资源储备，并着力扶持一批示范单位。
综上所述，灌木生物质能源作为一种可再生的清洁能源，其在伊春的发展具有很强的现
实意义，伊春不仅具有灌木生物质能产业发展的政策环境，更有丰富的原料保证。笔者认为
伊春市应争取建立企业+林户的规模化生产模式，形成种植、采集、更新、加工一条龙产业
链，同时促进林业生物质能发电及热电联厂的建设，从而为伊春市“生态立市、产业兴市”
的产业发展理念探索出一条生态产业双赢的发展之路。

作者：宋森 工程师 陈海波 工程师
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