黑龍江省農林生物質能資源評價

●李英禹 張海洋 畢波

黑龍江省農林生物質能資源評價

●李英禹 張海洋 畢波

黑龍江省是農林業大省，具有相當豐富的可利用的農林生物質能資源，主要包括農作物秸稈、畜禽糞便、薪柴林木等。論文采用特定的模型綜合評價黑龍江省農林生物質能資源的總量及分布，評價結果是2012年黑龍江省各地市（區）農作物秸稈資源蘊藏總量為16279.8萬噸，主要集中分布于綏化、哈爾濱、齊齊哈爾與農墾總局，四個地區或單位總量占全省的67%以上；畜禽糞便資源蘊藏總量為20508.1萬噸，主要集中分布于綏化、哈爾濱、齊齊哈爾與農墾總局，四個地區或單位總量占全省的65%以上；薪柴林木資源蘊藏總量為1654.1萬噸。

農林 生物質能 資源評價

生物質是通過光合作用形成的各種生物有機體①。生物質能是太陽能通過綠色植物的光合作用以化學能形式儲存在生物質中的能量形式。它是以生物質為載體，經過加工可以轉化成固態、液態和氣態的常規燃料，是一種可再生和環境友好型的能源。黑龍江省具有豐富的生物質能資源，主要包括農作物秸稈、畜禽糞便、薪柴林木三個方面。對這些資源的蘊藏量進行有效估算和評價對促進黑龍江省生物質能產業發展具有重要作用。

一、黑龍江省農作物秸稈資源蘊藏總量估算與評價

黑龍江省作為中國13個糧食主產區之一，2012年糧食產量占全國總產量的9.77%，其他農作物產量也居于全國前列，具有豐富的農作物秸稈資源。黑龍江省農作物秸稈資源主要來源于水稻、小麥、玉米、谷子、高粱、豆類（以大豆為主）、薯類、油料作物（包括葵花籽、白瓜籽等）、麻類（以亞麻為主）和甜菜。

1.農作物秸稈資源蘊藏總量的估算方法及參數選取。秸稈用途廣泛，除了沼氣和秸稈氣化，還可以通過專用設備，經過特殊處理加工工藝之后固化成型，成為可直接燃燒的固體生物質燃料②。在中國，由于秸稈產量并未列入國家統計調查范圍，所以其產量需根據公式，依據農作物產量計算得出。計算公式如下：

式中，CR為農作物秸稈資源的蘊藏總量，QCi為第i類農作物產量，ri為第i類農作物的谷草比系數（RPR），n為農作物種類數。

估算農作物秸稈資源的關鍵，主要是根據已確定的農作物谷草比系數（RPR）計算秸稈資源蘊藏總量。谷草比系數（RPR）是通過觀測和實驗取得的經驗常數。由于地域差異，不同品種農作物的谷草比系數（RPR）也會略有不同④。本論文根據現有谷草比系數（RPR）的選取方法，并考慮黑龍江省農作物資源的地域分布，確定谷草比系數（RPR）如表1所示。

2.農作物秸稈資源蘊藏總量評價結果分析。2012年黑龍江省各地市（區）主要農作物產量如表2所示，在表2的基礎上利用上述公式Ⅰ，計算出2012年黑龍江省各地市（區）農作物秸稈資源的蘊藏總量如表3所示。

根據表3，首先，從總量分布來看，農作物秸稈資源主要集中分布于綏化、哈爾濱、農墾總局和齊齊哈爾，四個地區或單位總量占全省的67%以上。其次，從秸稈類型來看，玉米稈、稻稈、豆稈等農作物秸稈是黑龍江省秸稈資源的主要類型，蘊藏量占全省總量的96%以上。

表1 黑龍江省農作物谷草比系數（RPR）

表2 2012年黑龍江省各地市（區）主要農作物產量(單位：萬噸)

表3 2012年黑龍江省各地市（區）農作物秸稈資源蘊藏總量(單位：萬噸)

另外，各地區農作物秸稈類型和品種組成也不同，其分布具有鮮明的地域差異。農墾總局、哈爾濱、佳木斯、綏化稻稈資源豐富，占黑龍江省的80.6%；綏化、哈爾濱、齊齊哈爾、農墾總局玉米稈資源豐富，占全省的68.5%；黑河、齊齊哈爾、農墾總局、哈爾濱豆類稈資源豐富，占全省的65.8%。

二、黑龍江省畜禽糞便資源蘊藏總量估算與評價

近些年黑龍江省畜牧業發展良好，牲畜數量不斷增加。畜禽主要有黃牛及肉牛、奶牛、馬、驢、騾、豬、羊、家禽。根據2013年中國統計年鑒顯示，2012年全年黑龍江省肉豬出欄頭數為1765.2萬頭，豬年底頭數為1381.6萬頭，分別占全國肉豬出欄頭數和豬年底頭數的2.5%、2.9%；羊的養殖數量為898.3萬只，占全國羊養殖數量的3.2%；牛的養殖數量為519.8萬頭，占全國牛養殖數量的5.0%，畜禽糞便資源十分可觀。

1.畜禽糞便資源蘊藏總量的估算方法和參數選取。畜禽糞便也是一類重要的農業生物質能資源。畜禽糞便不僅可以用來生產沼氣等，經烘干工藝處理過的畜禽糞便還可以直接燃燒轉化為熱能。畜禽糞便資源蘊藏量，即畜禽糞便排泄量，主要與畜禽品種、生長期長短等因素相關。根據不同畜禽的飼養周期和每日糞便排泄量可以估算出畜禽每個飼養周期內的糞便排泄總量，具體公式如下所示：

式中，D為畜禽糞便資源的蘊藏總量，Qdi為第i類畜禽的數目，di為第i類畜禽每日糞便的排泄量，mi為第i類畜禽的飼養周期，Mi為第i類畜禽在每個飼養周期內糞便單位排泄總量，n為畜禽種類數。

需要特別指出的是，從2013年黑龍江省統計年鑒中收集到的“畜牧業生產情況”數據中豬包括出欄和存欄兩部分，存欄數飼養周期一般按全年365天計算。出欄數飼養周期參考相關資料確定如下：一般情況下，豬的飼養周期為300天；家禽的飼養周期大約為55天；對于飼養期較長且當年出欄較少的驢、騾、馬、羊、牛等的飼養周期按全年365天計算。本文選取不同類型畜禽在每個飼養周期內的單位排泄總量Mi，如表4所示。

表4 不同類型畜禽在每個飼養周期內的單位排泄總量(單位:kg)

表5 2012年黑龍江省各地市（區）不同類型畜禽年末存欄情況(單位:頭/只)

2.畜禽糞便資源蘊藏總量評價結果分析。2012年黑龍江省各地市（區）主要畜禽年末存欄情況如表5所示，在表5的基礎上利用公示Ⅱ，計算出2012年黑龍江省各地市（區）畜禽糞便資源的蘊藏總量如表6所示。

據表6，首先，從總量分布來看，畜禽糞便資源主要集中分布于綏化、哈爾濱、齊齊哈爾、農墾總局，四個地區或單位總量占全省的65%以上。其次，從畜禽糞便主要類型來看，大牲畜包括黃牛、肉牛、奶牛以及豬等主要畜禽糞便，是黑龍江省畜禽糞便資源主要類型，蘊藏量占全省總量的94%以上。

另外，同農作物秸稈一樣，畜禽糞便分布也具有明顯的地域性。綏化、哈爾濱、齊齊哈爾大畜禽糞便資源豐富，占全省的60.0%；綏化、哈爾濱、農墾總局豬類糞便資源豐富，占全省的50.1%；哈爾濱、綏化、齊齊哈爾家禽糞便資源豐富，占全省的62.0%。

表6 2012年黑龍江省各地市(區)畜禽糞便資源蘊藏總量(單位:萬噸)

表7 薪柴林木資源計算相關參數

表8 2012年黑龍江省林業生產情況

表9 2012年黑龍江省薪柴林木資源蘊藏總量(單位:萬噸)

三、黑龍江省薪柴林木資源蘊藏總量估算與評價

據2013年中國林業統計年鑒顯示，黑龍江省2012年林地面積2184.2萬公頃，森林面積1927.0萬公頃，森林覆蓋率為42.4%，全國森林覆蓋率排名第9，其中活立木總蓄積量達16.5億立方米，森林蓄積量達15.2億立方米，是國家重要的國有林區和木材生產加工基地，薪柴和林木資源十分豐富。

1.薪柴林木資源蘊藏總量的估算方法和參數選取。薪柴林木資源主要是指可以能源利用的或直接燃燒的林木及其他木質類資源，主要包括薪炭林、林木采伐剩余物、林木撫育間伐量等。估算薪柴林木資源蘊藏量有多種方式，本文選取的是利用可取薪柴系數、不同林種面積等指標計算薪柴林木資源蘊藏總量。具體計算公式如下：

式中，FR表示薪柴林木資源的蘊藏總量，Qfi為第i種薪柴林木資源蘊藏量，ri為相應的折算系數，n為薪柴林木種類數。ri的取值和相關參數主要是根據樣地試驗數據和林區木材采伐數據得來⑤，詳見表7。

值得說明的是——相關參數中的采伐剩余物包括樹葉、樹皮、樹枝等，約占林木生物量的40%；根據國家林業局的相關技術規定，幼齡林在其生長期中需撫育間伐2～4次，本文按2次計算。

2.薪柴林木資源蘊藏總量評價結果分析。2012年黑龍江省林業生產情況如表8所示，在表8的基礎上利用上述公式Ⅲ，計算出2012年黑龍江省薪柴林木資源蘊藏總量如表9所示。

根據上述方法和數據計算可得，2012年黑龍江省薪柴林木資源的蘊藏總量為1654.1萬噸。這里需要說明的是，隨著木材加工技術、廢棄物綜合利用率的不斷提高，薪柴林木資源的蘊藏量逐年降低，2011年黑龍江省薪柴林木資源的蘊藏量為1886.9萬噸。

注釋：

①姚向君，田宜水.生物質能資源清潔轉化利用技術[M].北京：化學工業出版社，2005

②李英禹，蘇晉.政府規制視角下農村生物質能產業發展機制研究[J].學術交流，2012(4):124-127

③劉剛，沈鐳.中國生物質能源的定量評價及其地理分布[J].自然資源學報，2007(1)

④吳亞瓊.黑龍江省農村生物質能產業競爭力提升研究[D].哈爾濱：東北林業大學，2013

⑤中國林木生物質能源研究專題組.中國林木生物質能源資源培育和發展潛力調查[J].中國林業產業，2006（1）：12-21

（責編：若佳）

F301

A

1004-4914（2014）08-192-03

1.中央高校基本科研業務費專項資金資助項目“黑龍江省農業生物質能源評價與產業發展模式研究”（DL12CC01）；2.黑龍江省哲學社會科學研究規劃項目“基于市場機制與政府規制的黑龍江省農村生物質能產業發展研究”（11C047）；3.本論文得到國家留學基金資助。]

李英禹，東北林業大學經濟管理學院副教授，碩士研究生導師，從事農業經濟管理、企業管理研究；張海洋，東北林業大學經濟管理學院企業管理專業碩士研究生，從事企業管理研究；畢波，哈爾濱理工大學管理學院講師，從事技術經濟及管理研究 黑龍江哈爾濱 150000）