内蒙古地区生物质能源开发利用潜力多尺度研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaimeng2
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内蒙古自治区作为21世纪中国的战略能源基地之一,生物质能源有潜质发挥重要作用。但目前尚无针对纤维素型生物燃料生产原料—秸秆资源和林木生物质能源的系统研究,其本底状况及可能源化利用数量还有待全面评估。本文综合多渠道数据以及文献资料,应用多个评价指标,首次对内蒙古自治区的主要农作物秸秆资源和林木生物质资源进行了时空分析和资源评价。   研究结果表明,从1980~2008年,全区秸秆资源理论产量总体上保持了较为强劲的增长趋势,年平均增长率为16.3%。2005~2008年,全区秸秆资源理论产量保持在2614万吨/年,其中可用作能源利用的部分达到882万吨/年。可能源化利用秸秆资源产量构成中,粮食作物起主导作用,其中,又以玉米所占比重最大,达到了62%。从空间分布上来看,全区秸秆可能源化利用资源量的相对丰富度和聚集度都呈现出“东西两头高中间低”的分布态势,即人均可能源化利用资源量和单位面积可能源化利用资源量都是东部区和西部区高、中部区低。依据各旗县秸秆资源分布特点分析显示:内蒙古自治区可能源化利用秸秆资源有潜力重点开发利用的区域成片集中在嫩江西岸地区和西辽河平原以及土默特平原、鄂尔多斯南部地区和河套平原;秸秆能源化开发利用有较高潜力的区域成片集中在阿拉善盟以及赤峰市境内;而锡林郭勒盟、乌兰察布市以及呼和浩特市和包头市,这些地方的绝大部分都被划入限制开发利用行列。从秸秆资源的发展潜力来看,中国粮食生产格局将演变为北粮南运,内蒙古作为13个粮食主产区之一,秸秆资源产量还有继续提升的空间。   内蒙古自治区森林资源优势仅表现在分布面积上,森林资源质量水平并不高。林业生产力水平低下的主要表现为:林业用地利用率较低、林分单位面积蓄积量不高且增长缓慢、林分郁闭度低、林分平均胸径小、人工林经营水平不高,树种单一现象比较严重。从1999~2008年,全区林木生物质能源理论产量总体上保持了稳健增长的态势,年均增长量为37.9269万吨,平均每年可提供829.1万吨的林木生物质能源。其中,654.2万吨便于收集利用,而实际能够用于生物燃料生产的林木生物质能源为327.1万吨。从实际能够用于生物燃料生产的林木生物质能源的构成来看,占全区乔木林面积不到1/5的灌木林,通过平茬复壮提供的枝条资源量与林业生产的“三剩物”数量相当,而且增长势头强劲,年均增长率为9%。从空间分布上来看,全区森林资源分布格局与林木生物质能源产量格局和林木生物质能源富集度格局都不相一致,甚至出现截然相反的格局分配。具体来说,全区森林资源集中分布于东部区的呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市和赤峰市,虽然这四个盟市能用于生物燃料生产的林木生物质能源产量在全区总量中的比重为59.7%,但是这些地方的能源富集度水平基本上都比较低,从经济成本、能耗角度看都不利于大规模开发利用,反而是广阔的中西部地区林木生物质能源富集程度较高。由于历史上的过度采伐,使大兴安岭林业资源已面临枯竭、采伐受限,再加上“天保工程”的实施,东部林区的森林资源将越来越多地转为公益林,承担生态服务功能,所以这部分地区能够产出的生物质能源将十分有限。长远来看,林木生物质能源发展潜力存在于内蒙古自治区的中、西部地区。   正因为在内蒙古地区,资源相对丰富的地方其资源聚集程度并不一定也高,所以在当前的生物质资源收集系统运作模式下,大规模开发利用生物质能源进行生物燃料生产还存在困难。但这并不影响生物质能源的开发利用进程,只是在进行资源能源化利用方式的选择方面要慎重。我们认为,应该结合内蒙古自治区环境和能源特点,在不同区域发展适应当地特点的秸秆能源产业。目前来看,固体成型燃料技术发展较为成熟、生产成本较低,适宜在资源丰富度尚可而且聚集程度较高的中、西部农村地区采用。而对于资源丰富且成片集中的区域,应当考虑煤与生物质共燃技术进行热电联产或生产费托燃油。这样一方面可以提高煤的能量转化效率,促进煤的清洁燃烧,减少环境污染物的排放;另一方面可以为农副产品提供高附加值消费市场,从而促进农民增收。   综合上述研究结果,我们认为内蒙古自治区具备发展基于纤维素型原料生物质能产业的潜力,以使其以煤炭占绝对优势地位的能源消费结构得以改善。但是,需要进行更为细致和综合的研究以便弄清楚:在内蒙古地区,以何种方式运作生物质能产业才能真正确保其成为促进该地区实现区域可持续发展的有力途径。
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