芻議歐洲木本生物質能源發展現狀

伊文芝

(鐵嶺市林業規劃設計院，遼寧 鐵嶺 112000)

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芻議歐洲木本生物質能源發展現狀

伊文芝

(鐵嶺市林業規劃設計院，遼寧 鐵嶺 112000)

木本生物質能源是一種可以代替傳統化石燃料的清潔能源。文章綜述了歐洲生物質能源利用的形式、市場、對土地利用的影響及其發展潛力，并對木本生物質能源今后的發展提出了建議。

歐洲；木本；生物質能源；發展現狀

化石燃料的排放是全球環境問題的根源，并且導致的問題在很多情況下是不可逆的。基于當前化石燃料的能源系統不可持續，人們被迫尋找新的可替代能源，以遏制全球氣候變暖的趨勢，并滿足現在和將來能源需要。根據國際能源機構預測，2008—2035年，全世界能源需求將增長36%，在今后幾十年，化石燃料在能源結構中仍然占主要部分，但是可再生能源從2008—2035年將增長3倍，在電力供應中的份額將從2008年的19%增長到2035年的32%。歐盟已經設定了2020能源消耗目標，即歐盟能源供應的20%將利用可再生能源，歐盟溫室氣體的排放將比1990年減少20%。要達到這個目標，最好的方法是能源需求多樣化，即提高可再生能源的比例，避免依賴化石燃料，減少對環境影響。許多研究認為林木是潛力巨大的生物質能源，當前生物質能源主要用于生產熱能和電力，新技術的突破及當前礦質燃料成本的增加，驅動進行生物質液體燃料開發和生產。

1 歐洲利用生物質能源形式

歐洲應用的可再生能源主要有4種形式：(1)固體生物質能源；(2)生物質能源氣體；(3)城市廢棄物中得到的有機成分；⑷生物質燃料。次生林廢棄物、農業廢物和工業原料林廢物都是生物質能源，短周期生物質能源林將成為世界生物質能源的主要來源。同農業生物質作物相比，短輪伐期造林具有較高收益，短輪伐期萌生林主要應用速生樹種。用集約的農業措施經營桉樹、柳樹、泡桐和刺槐以達到最高的生物質產量，以單一的樹干或矮林作業法，以低于15年的輪伐期，每年都能獲得有效益的木材產量，采收之后，林分可以繼續生長，在西班牙可再生能源已經顯示了經濟效益，產生就業機會，促進農村地區發展和改善環境。

2 發展生物質能源對于土地利用的影響

從中長期看，生物質能源在陸地能源中將處于重要的地位。國際能源機構預測，到2030年需要6 500萬hm2的土地，到2050年需要1.05億hm2的土地，可以滿足全球的生物質能源需求，已經開展了生物質能源政策、土地需求和土地利用變化之間的研究。迄今為止，歐盟由于生物能需求而引進的土地利用變化還不明顯，將來歐盟生物質能源需求將影響土地利用。從長期看，用于生產食物的農耕地和放牧土地將減少，生產木本生物質作物的土地將增加，因為歐盟的土地有限，增加生物質能源需求就對歐盟以外的區域產生了影響。幾家歐洲的大公司宣布在南美洲、東南亞和非洲應用500 hm2土地用于生產生物質燃料。西班牙已經開始從阿根廷進口生物柴油，歐盟還需要從一些農業較發達國家，例如巴西、烏克蘭、美國、加拿大等國進口生物質燃料，此外，一些原始森林、稀樹草原和牧場將轉變為生物能作物牧場。歐盟已經對2020年生物質能源對于土地利用變化的影響進行量化研究，預計歐盟在2020年用于生產生物質能源的土地為1 350～2 520萬hm2，大約占農業用地的7.3%～13.5%。

3 歐洲生物質能源市場

盡管生物質能源在當代全球能源中比例較小，但是從長遠觀點來看，生物質在全球能源供應將發揮重要作用。2050年全球生物質能源在全球能源供應在100EJ-400EJ之間，樂觀的估計是，當時生物質能源能夠滿足能源需求，而不會同食物、木材供應和生物多樣性發生矛盾，已經有學者開展了食品供應、水的利用、生物多樣化性、能量需要和農業經濟狀況對于潛在的生物質能源供應的影響。

根據對歐洲市場預測，自從2000年來，歐盟生物質能源增長率為3.8%，2012年達到8230萬t石油當量。主要的能源消費國德國為19%，法國為15.6%，英國為12.0%，意大利為9.7%，西班牙為7.6%，生物質能源主要用于電力生產的國家是德國18.1%、法國14.9%，英國11.0%、意大利10.2%和西班牙為8.3%。最可以持續發展的國家是瑞典12.6%，奧地利為7.7%，法國為7.1%，德國為6.9%和波蘭為6.1%；盡管瑞典不是主要的能源生產國，但是在能源運輸中消耗所占的比例較大；西班牙是主要的生產國和消費國，但是在再生能源轉運中消耗的比例最低，它在固體生物質能源生產中占第六位。奧地利盡管在可再生能源轉運消耗中占第二位，但是第一個支持利用生物質能源生產的國家--波蘭在能源消耗中占第六位，在電力生產中占第七位。事實上1990—2010年，歐洲生物質能源消耗已經增長了2倍，2012年歐盟木材碎屑的消費量是1 510萬t，而產量是1 050萬t，這就意味著30%的消耗需要進口，歐盟主要的生產國是德國、瑞典、拉脫維亞和奧地利。為歐盟提供原料的主要是美國、加拿大、俄羅斯、烏克蘭等國。荷蘭具有較多的木本生物質資源，已經在國際市場獲得利潤。根據歐洲的生物能聯網估計，歐盟生物質能源總計6 577PJ，其中67%為木本生物質能源。比利時、保加利亞、丹麥、愛沙尼亞、斯洛文尼亞、立陶宛、荷蘭和希臘具有較少的生物質能源，而德國、瑞典、西班牙、法國、意大利和芬蘭是歐洲具有較多生物質能源的國家。至2020年，歐盟內和歐盟與其他地區之間固體的生物質能源貿易量將達到373～506 PJ，相當于21～28 Tg 的木材碎片，德國、法國和瑞典是最重要的生物質能源消費國，最重要的出口國家將是保加利亞、捷克、匈牙利、波蘭、斯洛伐克和斯洛文尼亞。

西班牙應用的可再生能源中30.6%為固體生物質能源，26.8%為風能，15.2%為太陽能，11.2%為水力能源，13.5%為生物質液體燃料，1.6%為生物氣體，1.0%為城市固體廢物和0.1%為地熱能。可再生能源在2010年創造了130 000個工作崗位，包括設備制造、設備安裝、服務、銷售、研發、維護和培訓等多個部門崗位。當前限制西班牙生物質能源發展的最重要的因素是缺乏政府的連續性支持，缺乏足夠的經營、運輸和儲藏條件，缺乏商業策略。在西班牙，生物質能源公司的主要工作是生產木材碎片，因為運輸距離較遠，所以成本升高，在不久的將來，這些公司將分布到適宜的區域，并使木材碎片具有價格競爭力。在西班牙，短輪伐期樹種有楊樹、泡桐和桉樹，而旱柳和刺槐在西班牙還沒有開展研究應用，楊樹適宜在臨近河流富饒的平原栽培，楊樹栽培主要受灌溉條件限制，而桉樹作為能源作物可以在沒有灌溉條件下栽培，大部分短輪伐期木本生物質能源作物適合在冬季較溫暖的地區栽培，桉樹和楊樹傳統上用于木材生產、制作紙漿和薄板，近年來開始用于生物質能源生產。

4 歐洲用于可持續能源生產的木本生物質能源

歐洲每年的生物質能源原料大約99.12 Tg，由于技術和環境制約，可用資源大約為49.28 Tg，大部分木本生物質資源位于北歐國家，南歐國家大約是36.60 Tg ，瑞典是資源數量最多的國家，采伐費用最高的國家是意大利，產量最低的國家是葡萄牙，在北歐和中歐，采伐費用最高的國家是挪威。短周期木本生物質作物比傳統的礦物燃料生產，將減少80%～90%的溫室氣體排放。盡管歐盟具有較大的增長潛力，但是歐盟用于發展生物質能源林的面積有限，應該采取以下措施，加速生物質能源的發展：(1)制定政策鼓勵在農業土地上發展生物質能源林；(2)支持農場主根據專家的意見開展經營；(3)開展現代灌溉系統研究，改善有效水分平衡；(4)開展育種研究；(5)提高木材碎片的高附加值。如果短輪伐期林分在商業規模上獲得利潤，需要穩定的木材木屑市場和政府補助。當前，歐洲發展生物質能源可以生產熱能和電力，然而還沒有從根本上改變能源結構，但是栽培木本生物質能源作物及利用林業和農業廢棄物，能夠帶來環境的、經濟學的或社會正面影響。發展生物質能源需要注意保護環境及自然資源；提高可再生生物燃料的市場認知和公眾理解，特別需要選育耗水少、可以栽培在貧瘠地區的優良無性系和品種。

1005-5215(2016)11-0059-02

2016-08-31

伊文芝(1974-)，女，遼寧沈陽人，大學，高級工程師，主要從事林業調查規劃設計工作，Email：544394070@qq.com

S567.1

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10.13601/j.issn.1005-5215.2016.11.023