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我國生物質能源豐富，分析我國生物質能源的空間布局及其利用潛力是推進我國生物質能源發(fā)展的前提條件。在前人研究的基礎上，根據(jù)近年來的文獻及數(shù)據(jù)，分析了我國各類生物質能源的空間布局并結合我國實際評估了其利用潛力。
進入21世紀以來，世界能源的需求量呈現(xiàn)出迅猛增長的態(tài)勢，能源的大量使用所導致的環(huán)境問題也日漸凸顯。生物質能源作為目前唯一一種可再生碳源，擁有來源豐富、清潔低碳、可再生性等特點。目前通過光合作用全球每年能夠產生1730億t的生物有機質，其所蘊含的能量相當于全球能源消耗量的10～20倍。我國“十三五規(guī)劃”指出，我國正處于能源轉型升級的重要時期，但我國生物質能仍處于發(fā)展初期。加快對生物質能開發(fā)利用，對我國促進能源生產，推動消費革命，發(fā)展循環(huán)經濟意義深遠。然而，我國幅員遼闊，地形與氣候條件差異明顯，生物質能源的分布狀況亦呈現(xiàn)出一定的地理差異，因此結合我國現(xiàn)狀分析我國生物質能源的空間分布狀況及其利用潛力是對我國生物質能源進行開發(fā)與利用的前提條件。
01
我國生物質能源蘊藏量的國際比較
根據(jù)2014年的數(shù)據(jù)顯示（見表1），世界生物質能源被劃分為城市垃圾、工業(yè)廢料、固體生物質、沼氣和液態(tài)生物燃料五類，其中供應量最豐富的是固體生物質，主要由處于前十一位的亞洲與非洲國家提供。世界生物質能源供應總量排名前十一的國家所擁有的生物質能源總量占43.43EJ，是世界總量的約73.36%；并且中國、印度、印度尼西亞、巴基斯坦和泰國五國均屬于亞洲國家，從比例上看，五國生物質能源供應總量為22.09EJ，占世界總量的37.31%。此外，中國、印度共占世界總量的17.2EJ，歐盟共占世界總量的5.93EJ，僅次于中國與印度，其中中國所占世界生物質能源供應總量的比例最大，占比約15.37%，總量達到9.10EJ。
02
我國生物質能源的地理分布
我國生物質能源主要為農業(yè)廢棄物、林木薪柴、加工業(yè)廢棄物、城鎮(zhèn)生活垃圾、動物糞便等幾個方面[2]，各類生物質能源的分布狀況可通過不同指標分別進行分析。本文以農作物秸稈資源量、林木剩余物資源量、城市生活垃圾產生量、畜禽糞尿的資源數(shù)量分別作為農業(yè)廢棄物、林木薪柴、城鎮(zhèn)生活垃圾、動物糞便分布狀況的分析指標。加工業(yè)廢棄物資源量的分布狀況可通過工業(yè)有機廢水資源進行分析，但因數(shù)據(jù)可得性的限制，本文以工業(yè)廢水排放量為指標進行分析。
2.1農業(yè)廢棄物分布
農業(yè)廢棄物是農林生產過程中產生而被廢棄的有機類物質，包括種植業(yè)廢棄物、農業(yè)加工業(yè)廢棄物、養(yǎng)殖業(yè)廢棄物等；其中種植業(yè)廢棄物中最重要的是農作物秸稈、蔬菜殘體、樹木落葉與枝條、果實外殼等[3]。在我國農村地區(qū)，最主要的農作物副產品是作物秸稈。2014年我國農作物秸稈資源總量為8.1億t，所擁有秸稈資源量由大至小排列依次是華東、華中、東北、華北、西南、西北、華南地區(qū)，其所占秸稈資源量分別為1.92億t、1.53億t、1.38億t、1.03億t、0.97億t、0.69億t、0.58億t，其中華東、華中、東北、華北4個地區(qū)秸稈資源總和達5.86億t，約占我國總量的72.35%。根據(jù)各省的數(shù)據(jù)顯示，河南、黑龍江、山東、河北、安徽、吉林、四川和江蘇八省的秸稈資源量最大，分別為0.84億t、0.72億t、0.66億t、0.46億t、0.45億t、0.44億t、0.42億t、0.42億t。
2.2林木薪柴分布
林木生物質可分為薪炭林、經濟林、林業(yè)剩余物、油料樹種果實、苗木秸稈、林業(yè)剩余物等類別。薪柴是我國林木生物質能源的重要來源之一，同時也是我國農村地區(qū)最主要的生活能源[4]。根據(jù)林業(yè)剩余物資源在我國各省的分布（表2），我國林木剩余物總量為30284萬t，其中含林木撫育間伐物與林木采伐造材剩余物的資源量最大，分別為20543萬t和4710萬t；此外，還包含竹子采伐與加工剩余物2818萬t，木材加工剩余物1493萬t，廢舊木材回收720萬t?？傮w而言，我國華東、華南、西南3地區(qū)所占林業(yè)剩余物資源量最大，分別為7594萬t、6395萬t、5966萬t，三者共占我國林業(yè)剩余物資源總量的65.89%。
2.3加工業(yè)廢棄物分布
農產品加工廢物種類多樣，包括畜禽加工的下腳料、餐廚垃圾、農產品殘渣、制糖業(yè)原料殘渣及釀造業(yè)酒糟等[5]。其中，工業(yè)有機廢水是農產品加工過程中產生的一種有機污染物。我國華東、華中、華南、華北、東北地區(qū)的工業(yè)廢水排放總量均達到億噸以上，經統(tǒng)計，五地區(qū)排放總量為1244870萬t，約占全國總排放的86.95%；其中華東地區(qū)的排放量高達681846萬t，約占全國總排放的47.62%。從各省的排放量來看，工業(yè)廢水排放量主要分布于江蘇、山東、浙江、廣東、福建、河南、河北等省，七省工業(yè)廢水排放量總計786592萬t，共占全國排放總量的54.94%，其中江蘇、山東、浙江、廣東四個經濟大省排放量均在億t以上，遠高于其他省份。
2.4城鎮(zhèn)生活垃圾分布
城市固體廢物主要表現(xiàn)為城市生活垃圾。如表3所示，我國有17個?。▍^(qū)、市）的城市生活垃圾產生量在0~500萬t的區(qū)間內，500~1000萬t的有8個，1000~1500萬t的有3個，1500~2000萬t的2個，2500萬t以上的1個；其中東北、華北、西北、西南（除去四川省）、華中（除去湖南?。┑貐^(qū)的城市生活垃圾均位于0~1000萬t的區(qū)間內，華東地區(qū)除了安徽、江西外，其余省份的產生量均在1000~2000萬t的區(qū)間內，而位處華南地區(qū)的廣東省的是我國城市生活垃圾產生量最大的省份，其產生量大于2500萬t。此外，《2018年全國大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報》指出，全國城市生活垃圾產生量排名前十位的城市中，中國大陸經濟實力最強的四個城市（北京、上海、廣州、深圳）分別以901.8萬t、899.5萬t、737.7萬t、604.0萬t的產生量位居前四位。
2.5畜禽糞便資源分布
我國畜禽糞便資源量主要指牛、豬、羊、禽等的糞污產生量[6]。我國畜禽糞尿資源總量為31.586億t，其中東北、華東、華北、華中、華南、西南、西北地區(qū)的資源數(shù)量分別為3.338億t、5.428億t、3.938億t、5.572億t、2.743億t、7.038億t、3.529億t。因此畜禽糞便資源的地理分布主要集中于西南、華中和華東地區(qū)，三地區(qū)共占資源總量的約57.11%。四川、河南、山東、內蒙古、湖南、云南六省的畜禽糞尿數(shù)量最大，分別為2.813億t、2.588億t、2.056億t、1.785億t、1.679億t、1.662億t，6省共占全國畜禽糞尿資源總量的39.89%。
03
我國生物質能源的類比分析
3.1農業(yè)廢棄物
因我國各個地區(qū)農作物秸稈的種類受地域、氣候、社會經濟條件及農業(yè)政策制度等因素的綜合影響，因此表現(xiàn)出一定的差異性[7]。據(jù)統(tǒng)計，我國農作物秸稈資源豐富，其分布與我國耕地分布狀況有密切聯(lián)系，主要分布于華東、華中、東北和華北等耕地資源較為集中的地區(qū)。河南、黑龍江和山東均屬于我國的農業(yè)大省，三省所占秸稈資源總量均超過0.6億t，其中河南省所擁有農作物秸稈資源量全國最大，占全國的10.37%。
3.2薪柴及林木生物質
我國林木薪柴資源量分布呈現(xiàn)出種類及數(shù)量較為分散，地區(qū)差異較大的特點，其中林業(yè)采伐造材剩余物主要集中于我國華南、華東，兩地區(qū)林業(yè)采伐造材剩余物資源總量共占全國的63.84%。木材加工剩余物資源的分布較為平均，仍以華南、華東最為集中。竹子采伐與加工剩余物主要分布于華東、華南及西南，三地區(qū)所占竹子采伐與加工剩余物資源的比例高達94.07%，而華東地區(qū)所占的比例最大，為56.64%。西南、華東和華南地區(qū)共占林木撫育間伐物資源的59.71%。廢舊木材回收則主要集中于東北與華東地區(qū)，其中東北地區(qū)所占廢舊木材回收資源總量的32.78%?？傊啾扔谖鞅?、東北地區(qū)，華東、華南兩地所擁有林業(yè)剩余物資源在種類、數(shù)量等方面均占據(jù)優(yōu)勢。
3.3加工業(yè)廢棄物
以工業(yè)廢水為例。通常食品、農產品、石油、印染等行業(yè)生產或加工過程中產生的工業(yè)廢水含有大量的有機污染物。在厭氧條件下廢水中有機質物易被微生物分解且耗費大量的氧，從而對環(huán)境造成巨大的破壞，但通過綜合開發(fā)與利用從而將其轉化為生物質能源便可化害為利。我國工業(yè)廢水排放量大，其分布則主要集中于東部地區(qū)，具有與當代社會各地區(qū)或城市的工業(yè)化程度、經濟發(fā)展水平以及人口等因素密切相關的特點。
3.4城鎮(zhèn)生活垃圾
城市生活垃圾屬于城市固體垃圾之一，其中可作為生物質能源的有紙張、食物垃圾、皮革等[8]。從總體上看，我國城市生活垃圾產生量的影響因素與工業(yè)廢水排放量類似，影響生活垃圾產生量的因素較為復雜，而最重要的影響因素包括城市環(huán)境基礎設施建設、常住人口數(shù)、經濟發(fā)展水平等[9]。我國城市的基礎設施相對完善、常住人口數(shù)量大、相比于周邊地區(qū)其經濟活動更為密集，經濟發(fā)展水平也更為發(fā)達，因此生活垃圾產生量的分布主要集中于東西部大中城市。
3.5畜禽糞便
在畜禽糞尿的空間分布中，我國南北兩地畜禽養(yǎng)殖環(huán)境差異明顯，北方地區(qū)擁有一定數(shù)量的草場面積，天然牧草資源供應充足；南方農區(qū)種植業(yè)發(fā)達，畜牧業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)原料來源豐富，因此畜禽種類及放養(yǎng)規(guī)模超過北方農區(qū)，其中西南地區(qū)作為中國新興的畜禽養(yǎng)殖區(qū)，畜禽糞尿產生量位居全國第一，且其生豬、蛋雞等畜禽養(yǎng)殖量呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢[10]?？傮w而言，畜禽糞尿數(shù)量的分布不僅各地區(qū)地理環(huán)境有關，還與各區(qū)域養(yǎng)殖的動物種類、品種等因素相關，其分布主要集中于我國畜牧業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)較為發(fā)達的地區(qū)。
04
我國生物質能源的利用潛力分析
4.1農業(yè)廢棄物利用潛力
在五類生物質能源中，農林類資源因為利用量大且利用技術成熟的特點而成為生物質能源的主要來源[1]。目前，我國農作物秸稈資源除可用于還田造肥、作為畜牧飼料及造紙等工業(yè)原料外，還可作為燃料使用[8]。因此，根據(jù)我國的分布狀況，可在農作物秸稈資源總量較大較豐富的地區(qū)，如華東、東北等推進生物質沼氣發(fā)電項目的建設。此外，根據(jù)《生物質能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，統(tǒng)籌對農林資源豐富區(qū)域生物質原料的收集與負荷，推進我國生物質直燃發(fā)電全面轉向熱電聯(lián)產建設將成為未來的發(fā)展趨勢。
4.2林木薪柴資源利用潛力
目前我國正積極探索發(fā)展非糧生物質能源，非糧原料優(yōu)良品種的選育、推廣及應用等將成為我國的重點支持對象。我國林地總面積為3125900km2，有林木資源可用作木質能源的潛力約3.5億t，其總量可替代約2億t標準煤，而我國僅林木剩余物總量便已達30000萬t，因此注重對林木薪柴資源的深度開發(fā)，是走非糧生物質能源之路的重要途徑。我國在發(fā)展林木生物質能源時，應首先考慮利用采伐的剩余物等資源，同時根據(jù)我國林木薪柴資源的空間分布及資源數(shù)量實現(xiàn)我國林木薪柴資源維持長期且穩(wěn)定的供給狀態(tài)[11]。
4.3工業(yè)有機廢水利用潛力
工業(yè)有機廢水是“三廢”之一，經處理可轉化為清潔能源重新利用。隨著我國城市化進程的發(fā)展、工業(yè)的進步及城鄉(xiāng)總體生活水平的提高，我國城市與其周邊地帶生活污水的產生量及工業(yè)廢水的排放量巨大。在工業(yè)產業(yè)集中的省份或城市對工業(yè)有機廢水進行開發(fā)利用，不僅可以為城市人口提供能源資源，增加循環(huán)經濟效益，而且有益于緩解城市周圍環(huán)境壓力。
4.4城鎮(zhèn)生活垃圾利用潛力
據(jù)測定，城市垃圾的有機物含量高達60%~70%，具有作為燃料供熱的潛力，但我國目前城市生活垃圾熱值較低，目前尚不能完全滿足作為供熱原料的條件[12]。我國生活垃圾產生量年增長率為8%~10%，平均每人每天生活垃圾產生量為1.13kg。然而我國對于垃圾分類的管理仍處于起步階段，采用混合收集的方式仍是大多數(shù)城市的普遍做法。在此基礎上，對城市生活垃圾的處理可以通過在城市生活垃圾產生量較大的省份就近對有機質集中回收后用于工業(yè)化開發(fā)利用。
4.5畜禽糞便資源利用潛力
我國畜禽糞便可利用資源量約為8400t，目前僅35.7%已被利用[13]。因此，可見我國畜禽糞便開發(fā)潛能依然巨大。除了當前應用最廣泛的肥料化處理，飼料化、基料化、能源化等處理方式亦是畜禽糞便資源當前的主要應用方式，其中能源化處理方式的主要方法是通過厭氧消化產出大量的沼氣，進而使廢棄物得到有效利用。
05
進一步發(fā)展我國生物質能源的對策與建議
5.1結合我國地域特點，合理規(guī)劃，因地制宜推進生物質能源的開發(fā)利用
我國生物質能源的地域分配不均，各地區(qū)在種類及數(shù)量上均存在差異，這決定了我國發(fā)展生物質能源應該以我國各地區(qū)生物質能源資源的特點為根據(jù)，有方向性、有目的性地進行開發(fā)與利用。此外，我國還應該結合各地區(qū)的政策法規(guī)及人民需求推進生物質能源的發(fā)展，使生物質資源能夠有效利用。
5.2加大技術投入，鼓勵技術創(chuàng)新，積極推進非糧生物質能源之路
目前全球仍以小麥、玉米等糧食類作物作為原料推動生物質能源產業(yè)化，這種現(xiàn)狀與糧食和耕地的有限性互相矛盾，甚至可能威脅到糧食安全[15]。因此，要破除生物質能源發(fā)展進程中存在的“與糧爭地”問題，應該加大對發(fā)展非糧類生物質能源的投入，結合國際先進的經驗與技術，鼓勵自主創(chuàng)新，走非糧生物質能源之路。
5.3建立合理適當?shù)难a貼力度，鼓勵生物質產業(yè)形成良性競爭
我國生物質產業(yè)存在生產研發(fā)投入成本較高且市場尚不規(guī)范等問題，因此可為生物質產業(yè)提供適當且合理的綠色補貼，制定一系列的優(yōu)惠政策，如稅費減免等；同時還應重視對專項補貼資金的監(jiān)督管理，從而能夠為生物質企業(yè)緩解可能存在的資金困難，進一步鼓勵我國那些開始以自有資源提供與主營業(yè)務相關的服務的企業(yè)如林業(yè)企業(yè)積極提供市場所需的產品及服務，從而促進生物質產業(yè)形成良性競爭。
06
結論
我國生物質能源供應總量位于世界首位，但在空間布局上總體呈現(xiàn)出分布不均，地域差異較大等特點。我國農業(yè)資源集中分布于華東、華中、東北及華北地區(qū)；華東、華南地區(qū)擁有我國林業(yè)資源量最大；加工業(yè)廢棄物的分布則集中于華東、華中、華南等地；我國城市生活垃圾的分布以東西部大中城市最為集中；而我國畜禽糞便主要分布于西南、華中和華東地區(qū)等畜牧業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)較發(fā)達區(qū)域。就開發(fā)利用情況而言，我國生物質能源總體利用率仍處于較低的水平，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>
來源：生物質顆粒聯(lián)盟平臺
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