福建省木質(zhì)顆粒燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潛力估算研究

陳 卓

（福建商學(xué)院 流通經(jīng)濟(jì)系，福州 350012）

1 文獻(xiàn)概述

能源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物資之一，但是不可再生石化能源的過(guò)度消費(fèi)，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)同時(shí)，還帶來(lái)了生態(tài)環(huán)境的破壞。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)既是能源消耗大國(guó)，也給要是碳排放量大國(guó)，又是能源進(jìn)口大國(guó)。中國(guó)不可再生能源進(jìn)口量逐年增加，能源安全問題突出，2014年11月，中國(guó)出臺(tái)了《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020）》，是中國(guó)將來(lái)一段時(shí)間內(nèi)能源行業(yè)發(fā)展的指引性戰(zhàn)略，該計(jì)劃的目的在于推進(jìn)能源供給革命，搭建安全、穩(wěn)定、多元、清潔的現(xiàn)代能源體系。生物質(zhì)能源作為繼煤碳、石油、天然氣之后的第四能源。生物質(zhì)能源的生產(chǎn)是將生物質(zhì)粉碎后，在高溫高壓條件下，通過(guò)壓輥和壓模的擠壓成顆粒狀且質(zhì)地堅(jiān)硬的固體顆粒燃料，可作為生活取暖、工廠燃燒加熱的燃料，也可以再繼續(xù)加工成柴炭或活性炭[1]。木質(zhì)顆粒燃料質(zhì)地堅(jiān)實(shí)體積小、比重大、熱值高、燃燒充分、生產(chǎn)成本低、清潔衛(wèi)生，便于儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。同時(shí)，木質(zhì)生物顆粒燃料焚燒時(shí)不產(chǎn)生二氧化硫和五氧化二磷，不污染環(huán)境，是一種符合國(guó)際碳排放標(biāo)準(zhǔn)的較為清潔的能源。福建處于中國(guó)東南沿海，素有“八山一水一分田”之稱，擁有豐富的生物質(zhì)資源，尤其是林業(yè)資源。而且福建是不生產(chǎn)油氣同時(shí)少量生產(chǎn)煤碳，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，每年大量消耗能源。因此，研究福建木質(zhì)顆粒能源生產(chǎn)潛力，對(duì)于福建發(fā)展木質(zhì)顆粒能源對(duì)于發(fā)展清潔能源、確保能源供應(yīng)和發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)具有一定的意義。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于木質(zhì)生物顆粒燃料市場(chǎng)前景和生產(chǎn)潛力進(jìn)行了一系列的研究。張霞等對(duì)世界生物質(zhì)顆粒燃料的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，得出到2020年，世界生物質(zhì)顆粒燃料的總產(chǎn)量將達(dá)到4 520萬(wàn)t，是2010年的產(chǎn)量3倍左右[2]。郭東升等研究認(rèn)為我國(guó)擁有豐富的木質(zhì)生物顆粒燃料資源，可達(dá)50億t左右，木質(zhì)生物顆粒燃料在替代傳統(tǒng)煤炭資源和提高燃燒熱效率方面發(fā)揮著巨大的作用[3]。趙軍對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能源的資源潛力及其分布進(jìn)行研究認(rèn)為，中國(guó)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源可利用總量達(dá)3.6億t，主要分布于東北三省、河南、河北和山東等主要糧食作物產(chǎn)區(qū)；林木生物質(zhì)總量可利用達(dá)20億t，主要分布于東北及內(nèi)蒙古林區(qū)、南方集體林區(qū)、西南林區(qū)等林木資源豐富地區(qū)[4]；李怒云研究認(rèn)為，中國(guó)“三北”地區(qū)每年林木生物質(zhì)資源科利用量為1.1億t，主要以直接燃燒為主[5]。已有的相關(guān)研究主要問題在于沒有很好的區(qū)別林木生產(chǎn)產(chǎn)生生物質(zhì)資源量與可利用量的區(qū)別，因此普遍存在高估了可用于生產(chǎn)顆粒能源的生物質(zhì)能源資源量。

2 木質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)資源及資源經(jīng)濟(jì)性分析

理論上木質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)資源包括林木苗圃剩余物、林木修枝剩余物、木材采伐剩余物和薪材、木材造材剩余物、木材加工剩余物和廢舊木材。對(duì)于竹材剩余物，用材林中的大徑竹在采伐、造材和加工環(huán)節(jié)產(chǎn)生竹材加工剩余物，竹材使用環(huán)節(jié)產(chǎn)生廢舊竹材；對(duì)于草本果樹剩余物，經(jīng)濟(jì)林的草本果樹在修剪時(shí)產(chǎn)生的殘?bào)w[6]。目前木質(zhì)顆粒能源實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的剩余物主要包括林木生產(chǎn)和木竹加工剩余物、園林和經(jīng)濟(jì)林修剪剩余物、能源林采伐物、灌木及苗木平茬剩余物。林業(yè)生產(chǎn)和木竹加工剩余物是林業(yè)生產(chǎn)和木竹加工過(guò)程中產(chǎn)生的剩余物，主要包括森林采伐剩余物、中幼林撫育剩余物、木竹加工剩余物；園林和經(jīng)濟(jì)林修剪剩余物，主要是城鎮(zhèn)園林綠化、四旁綠化修剪和為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)林生產(chǎn)的修剪剩余物。隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，人口越來(lái)越向城鎮(zhèn)集中，對(duì)城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境的重視，城鎮(zhèn)園林綠化和四旁綠化規(guī)模不斷擴(kuò)大，城鎮(zhèn)園林綠化、四旁綠化修剪剩余物資源量不斷增長(zhǎng)。能源林采伐物是指以生產(chǎn)林木生物質(zhì)能源為目的的森林采伐所能生產(chǎn)林木資源。

木質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)資源潛力取決于林木生產(chǎn)資源總蘊(yùn)藏量、林木生產(chǎn)資源可獲得量和林木生產(chǎn)資源可利用量。在一定時(shí)期內(nèi)，從經(jīng)濟(jì)角度考慮木質(zhì)顆粒燃料的市場(chǎng)價(jià)格、原料價(jià)格、生產(chǎn)成本，不僅不是所有林木生產(chǎn)資源總蘊(yùn)藏都能納入木質(zhì)顆粒燃料的生產(chǎn)，就是林木生產(chǎn)資源可獲得量中也有一部分不能納入木質(zhì)顆粒燃料的生產(chǎn)。因此，分析林木生產(chǎn)資源可利用量才有現(xiàn)實(shí)意義。從原料來(lái)源途徑的現(xiàn)實(shí)分析，林業(yè)生產(chǎn)加工剩余物的森林采伐剩余物、中幼林撫育剩余物、木竹加工剩余物產(chǎn)量大，相對(duì)集中，收集成本，是最主要的生產(chǎn)原料低；園林和經(jīng)濟(jì)林修剪剩余物中的園林綠化、四旁綠化修剪剩余物本身必須收集并集中處理，不需要原料前段的收集、運(yùn)輸成本，具有經(jīng)濟(jì)可行性。而經(jīng)濟(jì)林修剪剩余物和苗木平茬剩余物需要前段的收集、運(yùn)輸成本，在勞動(dòng)力要素價(jià)格較高的條件下不具有經(jīng)濟(jì)可行性；由于我國(guó)近年來(lái)十分重視森林的生態(tài)環(huán)境保護(hù)功能發(fā)揮，推動(dòng)農(nóng)村地區(qū)居民生活能源以汽、煤代替薪柴，能源林規(guī)劃面積很少，而且能源林采伐、運(yùn)輸?shù)某杀疽埠芨撸茉戳稚a(chǎn)也難以成為木質(zhì)顆粒燃料主要原料之一。因此，研究地區(qū)木質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)原料潛力，主要應(yīng)研究分析地區(qū)林業(yè)生產(chǎn)加工剩余物和城鎮(zhèn)園林綠化、四旁綠化修剪剩余物產(chǎn)量。

3 福建省木質(zhì)林木生產(chǎn)和加工資源的分析

從自然資源看，福建省地產(chǎn)亞熱帶和南亞熱帶，氣候溫暖濕潤(rùn)，山地資源豐富，素有“八山一水一分田”之稱，森林資源豐富，是我國(guó)南方林業(yè)大省。根據(jù)第八次全國(guó)森林資源清查資料數(shù)據(jù)，福建省森林面積801.27萬(wàn)hm2，森林總蓄積60 796.50萬(wàn)m3，森林覆蓋率65.95%。森林面積按林種劃分：防護(hù)林面積195.38萬(wàn)hm2，占14.38%；用材林面積469.77萬(wàn)hm2，占58.63%；經(jīng)濟(jì)林面積87.80萬(wàn)hm2，占10.96%；特用林面積44.48萬(wàn)hm2，占5.55%；薪炭林面積3.84萬(wàn)hm2，占0.48%。而且福建省竹林資源豐富，擁有竹林面積110萬(wàn)hm2，年生產(chǎn)毛竹進(jìn)4億根，居全國(guó)首位。從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況看，2017年福建實(shí)現(xiàn)地區(qū)總產(chǎn)值3.23萬(wàn)億，人均地區(qū)產(chǎn)值8.30萬(wàn)元，人均可支配收入30 048元；全省常住人口3 911萬(wàn)人，其中城鎮(zhèn)常住人口2 534萬(wàn)人，占人口比重64.80%；城鎮(zhèn)綠化率超過(guò)40%，擁有需常年修剪綠化行道樹8 750億株。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和森林資源條件，林業(yè)生產(chǎn)比較發(fā)達(dá)，原近五年平均木材生產(chǎn)692.56萬(wàn)m3、中幼林撫育58.32萬(wàn)hm2和毛竹生產(chǎn)8 750萬(wàn)根。具體數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表1。

表1 2013—2017年福建省原木竹材等生產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

由于較好社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、森林資源條件和港口優(yōu)勢(shì)，福建省的木竹加工也比較發(fā)達(dá)，除傳統(tǒng)的木竹加工業(yè)比較發(fā)達(dá)的南平市、三明市，近十年又形成了以加工進(jìn)口木材為主的莆田和漳州現(xiàn)代木材加工產(chǎn)業(yè)集群。近五年年平均加工木材525.26萬(wàn)m3，年加工毛竹7 565.99萬(wàn)根。具體數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表2。

表2 2013—2017年福建省木材和竹材加工生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)

4 福建省木質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)潛力分析

估算地區(qū)木質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)潛力的關(guān)鍵在于根據(jù)地區(qū)木質(zhì)林木生產(chǎn)和加工資源數(shù)量估算地區(qū)可利用木質(zhì)林木生產(chǎn)和加工剩余物。由于主要林業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的原木生產(chǎn)、中幼林撫育和毛竹生產(chǎn)及城鎮(zhèn)行道樹修剪都會(huì)產(chǎn)生大量的剩余物。這些生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生的剩余物與原木生產(chǎn)量、中幼林撫育量和毛竹生產(chǎn)量及城鎮(zhèn)行道樹修剪株數(shù)之間存在一定的數(shù)量關(guān)系，這種數(shù)量關(guān)系可用剩余物折算系數(shù)表示。同時(shí)從經(jīng)濟(jì)可行性角度，不是所有林木生產(chǎn)和加工的剩余物都可用于木質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)的，只有一部分剩余物的獲取成本較低，可以收集用于木質(zhì)顆粒燃料的生產(chǎn)，可利用比例用可利用系數(shù)表示。綜合張衛(wèi)東等的研究成果[7]，它們的折算系數(shù)和可利用系數(shù)如表3。

表3 林木生產(chǎn)剩余物和加工剩余物折算系數(shù)和可利用系數(shù)

林木生產(chǎn)和木竹加工剩余物可利用量是林木生產(chǎn)和木竹加工資源量與剩余物折算系數(shù)和可利用系數(shù)的乘積之和。其具體的估算模型如下：

式中，W表示的是林木生產(chǎn)和木竹加工可利用剩余物的總量，li表示第i項(xiàng)林木生產(chǎn)或木竹加量，fi表示第i項(xiàng)林木生產(chǎn)或木竹加工生產(chǎn)剩余物的折算系數(shù)，hi表示第i項(xiàng)林木生產(chǎn)或木竹加工產(chǎn)生的剩余物的可利用系數(shù)。

依據(jù)地區(qū)木質(zhì)林木生產(chǎn)和加工剩余物估算模型，應(yīng)用表1、表2和表3數(shù)據(jù)，福建地區(qū)可用于木質(zhì)燃料顆粒生產(chǎn)的木質(zhì)林木生產(chǎn)和加工剩余物總量為1 027.52萬(wàn)t；按每噸原料生產(chǎn)0.70 t木質(zhì)顆粒能源的比例，可生產(chǎn)木質(zhì)顆粒能源為719.26萬(wàn)t；按照《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中確定的各種能源折算標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)0.571[8]，可利用的1 027.52萬(wàn)t林業(yè)生產(chǎn)和加工剩余物相當(dāng)于686.72萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤折算標(biāo)準(zhǔn)煤。

表4 福建省木質(zhì)顆粒燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿浪憬Y(jié)果單位：萬(wàn)t

4 基本結(jié)論與改善建議

4.1 基本結(jié)論

①地區(qū)生物質(zhì)資源總量和可利用生物質(zhì)資源量有較大的差距。地區(qū)木質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)原料主要來(lái)源地區(qū)原木生產(chǎn)剩余物、中幼林撫育剩余物、木竹加工剩余物和城鎮(zhèn)園林綠化修剪剩余物。而經(jīng)濟(jì)林修剪剩余物和苗木平茬剩余物需要前段的收集、運(yùn)輸成本，在勞動(dòng)力要素價(jià)格較高的條件下不具有經(jīng)濟(jì)可行性。

②福建省可利用生產(chǎn)木質(zhì)顆粒燃料的木質(zhì)生物質(zhì)剩余物量相對(duì)較大。每年可利用木質(zhì)生物質(zhì)剩余物1 027萬(wàn)t，如果福建林區(qū)每年產(chǎn)生的木質(zhì)加工剩余物全部轉(zhuǎn)化為木質(zhì)顆粒燃料，折合標(biāo)準(zhǔn)煤686.72萬(wàn)t。

③社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和減排效應(yīng)明顯。如果福建地區(qū)每年產(chǎn)生的木質(zhì)生物質(zhì)剩余物全部轉(zhuǎn)化為木質(zhì)顆粒燃料，每年能生產(chǎn)木質(zhì)顆粒燃料為719.26萬(wàn)t，可以提供12萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值約100億元；按煤炭碳排放強(qiáng)度系數(shù)0.747 6計(jì)算，每年可減少CO2排放513.39萬(wàn)t，減排效果明顯。

4.2 政策建議

①建立發(fā)展木質(zhì)生物顆粒燃料能源戰(zhàn)略。從國(guó)家能源安全與環(huán)境保護(hù)的戰(zhàn)略層面認(rèn)識(shí)木質(zhì)顆粒燃料的能源戰(zhàn)略地位。森林具有可再生的特點(diǎn)，短周期工業(yè)人工林三五年便可用于木質(zhì)顆粒能源的生產(chǎn)，而且我國(guó)林業(yè)生產(chǎn)剩余物總量大，發(fā)展的空間十分巨大，有利于保障能源安全。發(fā)展木質(zhì)顆粒燃料，不與農(nóng)業(yè)爭(zhēng)地，還可以增加農(nóng)民收入，服務(wù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。

②建議給予木質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)和相關(guān)設(shè)備研發(fā)的稅收優(yōu)惠政策和財(cái)政補(bǔ)貼政策。從國(guó)家能源安全角度，生物質(zhì)成型燃料作為可再生能源和替代能源，對(duì)于搭建安全、穩(wěn)定、多元、清潔的現(xiàn)代能源體系有重要作用；從環(huán)境保護(hù)角度，木質(zhì)顆粒燃料的消費(fèi)減排效應(yīng)明顯，對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有更深遠(yuǎn)的影響。因此，應(yīng)給予生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)稅收優(yōu)惠政策和財(cái)政補(bǔ)貼政策。同時(shí)，給予木質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)的成型設(shè)備、應(yīng)燃燒設(shè)備、原料收集體系及設(shè)備的研發(fā)投人財(cái)稅政策的支持。

③建立示范基地，大力推廣先進(jìn)的木質(zhì)生物顆粒燃料生產(chǎn)工藝。中國(guó)生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍處于試點(diǎn)示范階段。因此，應(yīng)該在政策層面上，建立示范基地，扶持大型企業(yè)發(fā)展木質(zhì)顆粒燃料，依托大型木質(zhì)顆粒燃料企業(yè)的發(fā)展不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)效益，避免低發(fā)展水平的競(jìng)爭(zhēng)。

④建議盡早出臺(tái)木質(zhì)顆粒燃料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。歐美國(guó)家發(fā)展木質(zhì)顆粒燃料幾十年來(lái)，早就形成了嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保證了產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。如果沒有標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量就會(huì)千差萬(wàn)別，市場(chǎng)就會(huì)混亂，勢(shì)必影響生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此很有必要借鑒國(guó)外先進(jìn)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和模式，出臺(tái)生物質(zhì)成型燃料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)正確、有序地發(fā)展。