吉林省新能源产业发展：生物质能资源潜力分析

2023-11-28 理论教育版权反馈

【摘要】：吉林省生物质能源总量如表7-1所示:表7-1吉林省生物质资源总量表资料来源:吉林省能源局1﹒农作物秸秆吉林省农作物秸秆概况。预计未来5—15年吉林省农作物秸秆资源可利用资源量将保持相对稳定在3000万吨。

一、吉林省生物质能种类和资源潜力

吉林省是我国重要的粮食生产基地和畜牧业生产基地,农作物秸秆与畜禽粪便等生物质资源十分丰富,生物质能开发利用具有优越的原料条件。

吉林省生物质能源总量如表7-1所示:

表7-1　吉林省生物质资源总量表

资料来源:吉林省能源局

1﹒农作物秸秆

(1)吉林省农作物秸秆概况。吉林省农作物秸秆资源十分丰富,主要以玉米、水稻、大豆为主。经估算,2009年全省农作物秸秆可收集资源量约为3674万吨/年,除去用于薪材、还田、养殖、工业原料(造纸)外,剩余可用于能源化利用的资源总量约为1200万吨。吉林省秸秆分布区域差异较大。其中:长春、吉林、四平和辽源等中部地区占全省秸秆总量63﹒5%,白城和松原等西部地区占全省秸秆总量26﹒6%,延边、通化、白山等东部地区占全省秸秆总量9﹒9%(详见图7-1)。目前,吉林省农作物秸秆主要利用方式是家庭燃用(61﹒54%)、废弃焚烧(23﹒2%)、直接还田做肥料(4﹒03%)、饲料(10﹒5%)、食用菌基料(0﹒032%)、造纸工业原料(0﹒693%)。根据秸秆利用方式计算出用作能源燃料使用的可利用秸秆资源量约为3114万吨。以2009年乡村人口数和农作物播种面积为基础,计算出均可利用资源总量为2432﹒32千克/人,可利用秸秆资源总量密度为2﹒14吨/公顷。预计未来5—15年吉林省农作物秸秆资源可利用资源量将保持相对稳定在3000万吨。

图7-1　吉林省秸秆资源量分布图

资料来源：　吉林省能源局

(2)吉林省农作物秸秆分布特点。从品种结构看,吉林省种植的农作物一直以玉米、水稻、大豆三大作物为主,2008年三大作物的播种面积分别为2897千公顷、644千公顷和351千公顷,总产量分别达到2610﹒7658万吨、565﹒973万吨和89﹒4696万吨。秸秆产量分别为3375﹒6305、559﹒8186和103﹒4403万吨。全省三大作物的秸秆产量合计达到4038﹒8894万吨,实际可收集利用量达到3667﹒613万吨,占全省秸秆总量的89﹒35%。因此,吉林省秸秆资源综合利用的重点是三大作物秸秆,占全省秸秆总量的89﹒35%。三大作物又以玉米秸秆数量所占比重最大,占三大作物秸秆总量的83﹒58%。水稻、大豆秸秆总量所占比重较小。

从区域分布看,根据吉林省各个地区的水稻、玉米、大豆秸秆资源量分析得出秸秆资源的区域分布有如下特征:①东、中、西差异大,中部占一半以上,西部占不到三分之一,东部约占十分之一。中部地区农作物秸秆产出量比较丰富,占全省秸秆总量的63﹒47%。这一区域位于我省中部平原区,属于雨养农业区域,主要包括长春市、吉林市、辽源市和四平市,是吉林省粮食主产区,也是农作物秸秆主要产区;西部地区位于科尔沁草原的东部、松嫩草原的中心、松嫩平原的西端,是典型的农牧交错区,主要包括松原市和白城市,农作物秸秆资源产出量占全省秸秆总量的26﹒56%,不足全省的三分之一;东部地区的农作物秸秆产出量比较贫乏,仅占全省秸秆总产量的9﹒95%。东部地区主要包括通化市、白山市和延边州,这一区域以中低山地貌为主,年降雨量比较丰沛,属于雨养农业区域,但农作物生产在区域内并不占主导地位。②各地区差异大,82﹒04%秸秆资源集中于长春、松原、四平和吉林市四个地区。其中,长春市农作物秸秆产量最高,达到1057﹒647万吨,占全省秸秆总量的26﹒08%;四平市农作物秸秆产量排在第二位,达到792﹒9421万吨,占全省秸秆总量的19﹒56%;松原市农作物秸秆产量居第三位,达到752﹒9192万吨,占全省秸秆总量的18﹒57%;吉林市、白城市、通化市、辽源市、延边州、白山市6个市(州)年产出的秸秆量分别达到534﹒3581万吨、323﹒8743万吨、231﹒0427万吨、188﹒5927万吨、123﹒7246万吨、48﹒5667万吨,占全省秸秆总量的比重分别为13﹒18%、7﹒99%、5﹒70%、4﹒65%、3﹒05%、1﹒20%。全省秸秆产出量最高的长春市与产出量最低的白山市相比较,前者秸秆产出量是后者的21﹒79倍。③各县、市、区差异悬殊,近60%秸秆集中于农安、榆树、公主岭等10个县市。2008年,秸秆产出量位居全省各县市前10位的分别是农安县、榆树市、公主岭市、扶余县、梨树县、德惠市、前郭县、长岭县、乾安县、和九台市,其秸秆产量占全省秸秆总量的比重分别达到8﹒16%、8﹒11%、7﹒28%、6﹒92%、6﹒41%、5﹒36%、3﹒59%、3﹒48%、3﹒4%、2﹒86%。这10个县市秸秆产出量占全省秸秆总量的55﹒57%,构成全省秸秆总量的半壁江山。

就三大作物而言,玉米秸秆资源主要分布在长春、四平、松原地区,相对集中于农安县292﹒49万吨、公主岭市227﹒73万吨、榆树市216﹒48万吨、扶余县206﹒23万吨、德惠市140﹒81万吨、梨树县119﹒93万吨、乾安县119﹒47万吨;水稻秸秆总量比重相对较小,秸秆资源量主要分布于长春、吉林、松原、白城等地区,相对集中于榆树市44﹒99万吨、德惠市35﹒48万吨、镇赉县32﹒01万吨、前郭县28﹒75万吨、洮北区23﹒83万吨、舒兰市20﹒99万吨、扶余县20﹒01万吨;大豆秸秆资源很小,相对集中于敦化14﹒95万吨、蛟河8﹒13万吨、临江4﹒48万吨。

农村生活能源消费结构主要以秸秆、薪柴、煤炭和电为主。据统计,2008年底,吉林省农村生活用能消耗,折合1600多万吨标准煤。生活用能消费中,秸秆占全部农村能源消费的54﹒7%;薪柴占15﹒4%;煤炭消费占22﹒1%;电能消费占4﹒4%;沼气仅占能源消费的0﹒06%。吉林省农村生活能源消费结构不合理,农村能源利用率低,能源浪费严重,沼气等可再生能源开发利用程度严重滞后;另一方面,吉林省秸秆资源丰富,秸秆种类以玉米、水稻、大豆秸秆为主。年均秸秆可利用资源量达到3100万吨,秸秆资源利用量充足。随着吉林省养殖业不断发展壮大,养殖场数量和规模逐年提高,大量畜禽粪便的产生促使养殖场增强对大中型沼气工程的建设需求。充足的秸秆资源和丰富的畜禽粪便为吉林省发展沼气提供了优越的原料条件,是吉林省发展沼气的重要基础。(www.chuimin.cn)

(3)吉林省秸秆资源潜力。通过分析看出:一方面吉林省农作物秸秆资源利用方式粗放,秸秆资源利用缺乏有力的技术指导,造成秸秆资源量浪费严重,污染农村生态环境;另一方面吉林省农作物秸秆可利用资源潜力巨大,吉林省作为传统农业大省,土地后备资源相对比较丰富。在全省的未利用土地中,还有近100万公顷可作为土地后备资源,其中宜农地达到三分之一;全省有各类工矿废弃地3万公顷,各类自然灾害造成已开发利用土地损毁面积8万公顷,其中70%(约8万公顷)复垦整治后可变为耕地。同时,全省耕地总体质量不高,中低产田占耕地总量的60%左右;分布在山地、丘陵的耕地占58%;有14%的耕地退化。今后一个时期,随着增产百亿斤商品粮工程的全面实施,吉林省将不断推进和规范土地开发整理和中低产田改造,全省耕地数量和质量将得到进一步提升,必将推进全省粮食产量稳步增长,农作物秸秆这一可再生资源的总量也将不断跨上新的台阶。其应用前景和发展潜力也是相当巨大的,未来应大力加强秸秆固化、气化、饲料化、秸秆沼气、秸秆工业化原料等技术的开发应用。

2﹒畜禽粪便

近年来,吉林省畜牧业在种植业的带动下发展迅速,畜禽养殖不断规模化、标准化、现代化。据相关文献,成年猪、牛、羊、家禽平均每天每只产生畜禽排泄物的数量分别为2﹒4公斤、13﹒7公斤、1公斤和0﹒1公斤,畜禽粪便资源十分丰富,畜禽粪便是沼气、有机肥、燃料的重要原料资源。全省畜禽粪便资源量约为1﹒3亿吨/年,其中,牲畜粪便6000万吨,家禽粪7000万吨。可能源化利用6500万吨/年。分布区域主要集中在长春、白城、四平、松原等中西部地区(详见图7-2)。

3﹒能源作物

能源作物是指经专门种植用以提供能源原料的草本和木本植物。吉林省能源作物主要以甜菜为主。2008年吉林省种植甜菜为14194公顷,产量为485334吨。根据目前11-12吨甜菜制取1吨95%以上的乙醇的比例,吉林省可以年均生产乙醇44212吨乙醇,折合标准煤63000吨,吉林省发展甜菜制取乙醇的潜力巨大。

4﹒城乡生活垃圾

城乡生活垃圾是城乡生态环境的重要污染源,针对目前吉林省城乡垃圾的总量,垃圾在进行分类循环利用。乡村生活垃圾可用做

图7-2　吉林省畜禽粪便资源分布图

资料来源：　吉林省能源局

制沼气原料。随着城市化发展,城乡垃圾逐年增加。预计到2015年末吉林省城镇垃圾产出量约800万吨,其中大中城市年产410万吨,中小城镇约为390万吨。

5﹒林业废弃物

吉林省是全国重点林业省份之一。全省林业用地面积928﹒8万公顷,有林地面积为820﹒2万公顷,森林覆盖率为43﹒4%,全省林木总蓄积8﹒9亿立方米。吉林林区作为重要的木材生产基地,在全国占有重要的地位。东部长白山区素有“长白林海”之称,是我省松花江、鸭绿江、图们江三大水系的发源地,在整个东北乃至东北亚地区的生态系统中占有重要位置。全省每年可获采伐枝丫材、清林和木材加工剩余生物质资源量为1000万吨/年,主要分布在东部的吉林、通化、白山、延边地区。

吉林省可利用的森林生物质资源有三类,即种类资源、木材资源和油料与淀粉资源。全省共有木本植物430种,除主要用材树种、绿化用树种、珍贵药用树种、其他重要经济树种和具有特殊生态价值树种外,保守也有200余种适于作生物质能源,占全省总树种拥有量的46﹒5%;材林清林产物数量可观,全省641万公顷用材林5年清林一次,以每公顷清林产物干重10吨计,相当于每年有1282万吨的清林产物,若一半用于可再生能源生产,则每年全省有641万吨可再生资源;木材生产“三剩物”是优良的可再生能源资源,以年产木材460万立方米、木材综合利用率65%计,尚有35%即160多万立方米“三剩物”可供利用;我省薪炭林资源也有很大潜力,1﹒6万公顷薪炭林年产薪炭材约1﹒3万吨,如能利用高新技术对其进行加工,改变其低效消耗局面,不仅可满足居民或企业生活能源需求,同时还可有相当数量节余,支持地方经济建设;草本资源亟待开发,我省西部盐碱沙荒地上生长大量草本植物,其中在规模和产量上有一定开发价值的也有近百种,以油料植物、淀粉植物、纤维植物居多。特别是在生态草建设取得初步成果的今天,使在植被得到逐步恢复的荒漠化土地上种植甜高粱、柳枝稷、菊芋等能源草成为可能;油料与淀粉资源优势明显。我省上世纪50年代曾引种有大量文冠果,目前尚有少量现存资源,技术成熟。我省是文冠果适宜产区,若从良种选育和速生丰产技术入手加以推进,加快发展文冠果将大有可为。此外,蒙古栎等资源丰富,其果实淀粉含达量相当于同量玉米的85%,且加工工艺类似,是玉米的良好代用品,在玉米受到政策限制后,其资源丰富和成本低廉的潜在优势将凸显出来;土地资源潜力巨大,我省西部尚有盐碱化土地153﹒3万公顷,沙荒化土地49﹒1万公顷。目前,西部生态草建设一期工程已基本结束,部分盐碱地营造柽柳林已获成功,部分沙荒地已被耐干旱的杨、柳、榆覆盖。总结推广成功技术,利用西部盐碱沙荒地资源培植能源林,空间很大,前景可观。

吉林省新能源产业发展：生物质能资源潜力分析

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