福建省木质颗粒燃料产业发展的潜力估算研究

陈 卓

（福建商学院 流通经济系，福州 350012）

1 文献概述

能源是社会经济发展的重要物资之一，但是不可再生石化能源的过度消费，带来经济的增长同时，还带来了生态环境的破坏。根据相关数据显示，中国既是能源消耗大国，也给要是碳排放量大国，又是能源进口大国。中国不可再生能源进口量逐年增加，能源安全问题突出，2014年11月，中国出台了《能源发展战略行动计划（2014-2020）》，是中国将来一段时间内能源行业发展的指引性战略，该计划的目的在于推进能源供给革命，搭建安全、稳定、多元、清洁的现代能源体系。生物质能源作为继煤碳、石油、天然气之后的第四能源。生物质能源的生产是将生物质粉碎后，在高温高压条件下，通过压辊和压模的挤压成颗粒状且质地坚硬的固体颗粒燃料，可作为生活取暖、工厂燃烧加热的燃料，也可以再继续加工成柴炭或活性炭[1]。木质颗粒燃料质地坚实体积小、比重大、热值高、燃烧充分、生产成本低、清洁卫生，便于储藏和运输。同时，木质生物颗粒燃料焚烧时不产生二氧化硫和五氧化二磷，不污染环境，是一种符合国际碳排放标准的较为清洁的能源。福建处于中国东南沿海，素有“八山一水一分田”之称，拥有丰富的生物质资源，尤其是林业资源。而且福建是不生产油气同时少量生产煤碳，经济快速发展，每年大量消耗能源。因此，研究福建木质颗粒能源生产潜力，对于福建发展木质颗粒能源对于发展清洁能源、确保能源供应和发展农村经济具有一定的意义。

国内学者对于木质生物颗粒燃料市场前景和生产潜力进行了一系列的研究。张霞等对世界生物质颗粒燃料的发展趋势进行预测和分析，得出到2020年，世界生物质颗粒燃料的总产量将达到4 520万t，是2010年的产量3倍左右[2]。郭东升等研究认为我国拥有丰富的木质生物颗粒燃料资源，可达50亿t左右，木质生物颗粒燃料在替代传统煤炭资源和提高燃烧热效率方面发挥着巨大的作用[3]。赵军对中国农业生物质能源的资源潜力及其分布进行研究认为，中国农业生物质资源可利用总量达3.6亿t，主要分布于东北三省、河南、河北和山东等主要粮食作物产区；林木生物质总量可利用达20亿t，主要分布于东北及内蒙古林区、南方集体林区、西南林区等林木资源丰富地区[4]；李怒云研究认为，中国“三北”地区每年林木生物质资源科利用量为1.1亿t，主要以直接燃烧为主[5]。已有的相关研究主要问题在于没有很好的区别林木生产产生生物质资源量与可利用量的区别，因此普遍存在高估了可用于生产颗粒能源的生物质能源资源量。

2 木质颗粒燃料生产资源及资源经济性分析

理论上木质颗粒燃料生产资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、木材加工剩余物和废旧木材。对于竹材剩余物，用材林中的大径竹在采伐、造材和加工环节产生竹材加工剩余物，竹材使用环节产生废旧竹材；对于草本果树剩余物，经济林的草本果树在修剪时产生的残体[6]。目前木质颗粒能源实际生产中应用的剩余物主要包括林木生产和木竹加工剩余物、园林和经济林修剪剩余物、能源林采伐物、灌木及苗木平茬剩余物。林业生产和木竹加工剩余物是林业生产和木竹加工过程中产生的剩余物，主要包括森林采伐剩余物、中幼林抚育剩余物、木竹加工剩余物；园林和经济林修剪剩余物，主要是城镇园林绿化、四旁绿化修剪和为促进经济林生产的修剪剩余物。随着城镇化的发展，人口越来越向城镇集中，对城镇生态环境的重视，城镇园林绿化和四旁绿化规模不断扩大，城镇园林绿化、四旁绿化修剪剩余物资源量不断增长。能源林采伐物是指以生产林木生物质能源为目的的森林采伐所能生产林木资源。

木质颗粒燃料生产资源潜力取决于林木生产资源总蕴藏量、林木生产资源可获得量和林木生产资源可利用量。在一定时期内，从经济角度考虑木质颗粒燃料的市场价格、原料价格、生产成本，不仅不是所有林木生产资源总蕴藏都能纳入木质颗粒燃料的生产，就是林木生产资源可获得量中也有一部分不能纳入木质颗粒燃料的生产。因此，分析林木生产资源可利用量才有现实意义。从原料来源途径的现实分析，林业生产加工剩余物的森林采伐剩余物、中幼林抚育剩余物、木竹加工剩余物产量大，相对集中，收集成本，是最主要的生产原料低；园林和经济林修剪剩余物中的园林绿化、四旁绿化修剪剩余物本身必须收集并集中处理，不需要原料前段的收集、运输成本，具有经济可行性。而经济林修剪剩余物和苗木平茬剩余物需要前段的收集、运输成本，在劳动力要素价格较高的条件下不具有经济可行性；由于我国近年来十分重视森林的生态环境保护功能发挥，推动农村地区居民生活能源以汽、煤代替薪柴，能源林规划面积很少，而且能源林采伐、运输的成本也很高，能源林生产也难以成为木质颗粒燃料主要原料之一。因此，研究地区木质颗粒燃料生产原料潜力，主要应研究分析地区林业生产加工剩余物和城镇园林绿化、四旁绿化修剪剩余物产量。

3 福建省木质林木生产和加工资源的分析

从自然资源看，福建省地产亚热带和南亚热带，气候温暖湿润，山地资源丰富，素有“八山一水一分田”之称，森林资源丰富，是我国南方林业大省。根据第八次全国森林资源清查资料数据，福建省森林面积801.27万hm2，森林总蓄积60 796.50万m3，森林覆盖率65.95%。森林面积按林种划分：防护林面积195.38万hm2，占14.38%；用材林面积469.77万hm2，占58.63%；经济林面积87.80万hm2，占10.96%；特用林面积44.48万hm2，占5.55%；薪炭林面积3.84万hm2，占0.48%。而且福建省竹林资源丰富，拥有竹林面积110万hm2，年生产毛竹进4亿根，居全国首位。从社会经济发展情况看，2017年福建实现地区总产值3.23万亿，人均地区产值8.30万元，人均可支配收入30 048元；全省常住人口3 911万人，其中城镇常住人口2 534万人，占人口比重64.80%；城镇绿化率超过40%，拥有需常年修剪绿化行道树8 750亿株。由于社会经济发展和森林资源条件，林业生产比较发达，原近五年平均木材生产692.56万m3、中幼林抚育58.32万hm2和毛竹生产8 750万根。具体数据统计如表1。

表1 2013—2017年福建省原木竹材等生产量统计

由于较好社会经济发展、森林资源条件和港口优势，福建省的木竹加工也比较发达，除传统的木竹加工业比较发达的南平市、三明市，近十年又形成了以加工进口木材为主的莆田和漳州现代木材加工产业集群。近五年年平均加工木材525.26万m3，年加工毛竹7 565.99万根。具体数据统计如表2。

表2 2013—2017年福建省木材和竹材加工生产统计

4 福建省木质颗粒燃料生产潜力分析

估算地区木质颗粒燃料生产潜力的关键在于根据地区木质林木生产和加工资源数量估算地区可利用木质林木生产和加工剩余物。由于主要林业生产活动中的原木生产、中幼林抚育和毛竹生产及城镇行道树修剪都会产生大量的剩余物。这些生产活动产生的剩余物与原木生产量、中幼林抚育量和毛竹生产量及城镇行道树修剪株数之间存在一定的数量关系，这种数量关系可用剩余物折算系数表示。同时从经济可行性角度，不是所有林木生产和加工的剩余物都可用于木质颗粒燃料生产的，只有一部分剩余物的获取成本较低，可以收集用于木质颗粒燃料的生产，可利用比例用可利用系数表示。综合张卫东等的研究成果[7]，它们的折算系数和可利用系数如表3。

表3 林木生产剩余物和加工剩余物折算系数和可利用系数

林木生产和木竹加工剩余物可利用量是林木生产和木竹加工资源量与剩余物折算系数和可利用系数的乘积之和。其具体的估算模型如下：

式中，W表示的是林木生产和木竹加工可利用剩余物的总量，li表示第i项林木生产或木竹加量，fi表示第i项林木生产或木竹加工生产剩余物的折算系数，hi表示第i项林木生产或木竹加工产生的剩余物的可利用系数。

依据地区木质林木生产和加工剩余物估算模型，应用表1、表2和表3数据，福建地区可用于木质燃料颗粒生产的木质林木生产和加工剩余物总量为1 027.52万t；按每吨原料生产0.70 t木质颗粒能源的比例，可生产木质颗粒能源为719.26万t；按照《中国能源统计年鉴》中确定的各种能源折算标准煤参考系数0.571[8]，可利用的1 027.52万t林业生产和加工剩余物相当于686.72万t标准煤折算标准煤。

表4 福建省木质颗粒燃料产业发展潜力估算结果单位：万t

4 基本结论与改善建议

4.1 基本结论

①地区生物质资源总量和可利用生物质资源量有较大的差距。地区木质颗粒燃料生产原料主要来源地区原木生产剩余物、中幼林抚育剩余物、木竹加工剩余物和城镇园林绿化修剪剩余物。而经济林修剪剩余物和苗木平茬剩余物需要前段的收集、运输成本，在劳动力要素价格较高的条件下不具有经济可行性。

②福建省可利用生产木质颗粒燃料的木质生物质剩余物量相对较大。每年可利用木质生物质剩余物1 027万t，如果福建林区每年产生的木质加工剩余物全部转化为木质颗粒燃料，折合标准煤686.72万t。

③社会经济效益和减排效应明显。如果福建地区每年产生的木质生物质剩余物全部转化为木质颗粒燃料，每年能生产木质颗粒燃料为719.26万t，可以提供12万个就业岗位，实现产值约100亿元；按煤炭碳排放强度系数0.747 6计算，每年可减少CO2排放513.39万t，减排效果明显。

4.2 政策建议

①建立发展木质生物颗粒燃料能源战略。从国家能源安全与环境保护的战略层面认识木质颗粒燃料的能源战略地位。森林具有可再生的特点，短周期工业人工林三五年便可用于木质颗粒能源的生产，而且我国林业生产剩余物总量大，发展的空间十分巨大，有利于保障能源安全。发展木质颗粒燃料，不与农业争地，还可以增加农民收入，服务乡村振兴战略。

②建议给予木质颗粒燃料生产和相关设备研发的税收优惠政策和财政补贴政策。从国家能源安全角度，生物质成型燃料作为可再生能源和替代能源，对于搭建安全、稳定、多元、清洁的现代能源体系有重要作用；从环境保护角度，木质颗粒燃料的消费减排效应明显，对社会可持续发展具有更深远的影响。因此，应给予生物质成型燃料生产税收优惠政策和财政补贴政策。同时，给予木质颗粒燃料生产的成型设备、应燃烧设备、原料收集体系及设备的研发投人财税政策的支持。

③建立示范基地，大力推广先进的木质生物颗粒燃料生产工艺。中国生物质成型燃料产业的发展仍处于试点示范阶段。因此，应该在政策层面上，建立示范基地，扶持大型企业发展木质颗粒燃料，依托大型木质颗粒燃料企业的发展不断改进生产工艺，提高产业发展水平和经济效益，避免低发展水平的竞争。

④建议尽早出台木质颗粒燃料相关标准。欧美国家发展木质颗粒燃料几十年来，早就形成了严格的质量标准，保证了产业的健康发展。如果没有标准，产品质量就会千差万别，市场就会混乱，势必影响生物质成型燃料产业的健康发展。因此很有必要借鉴国外先进的发展经验和模式，出台生物质成型燃料相关标准，引导产业正确、有序地发展。