二、我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源潛力和發(fā)展現(xiàn)狀
(一)資源潛力
我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源主要包括農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)品和能源作物等,發(fā)展?jié)摿薮螅臻g廣闊。
1. 農(nóng)作物秸稈
我國的農(nóng)作物秸稈主要分布在河北、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、江蘇、河南、山東、湖北、湖南、江西、安徽、四川、云南等糧食主產(chǎn)區(qū),單位國土面積秸稈資源量高的省份依次為山東、河南、江蘇、安徽、河北、上海、吉林、湖北等省(見圖1)。
2005年,全國主要農(nóng)作物產(chǎn)量約為5.1億噸,按草谷比計算秸稈產(chǎn)量約6億噸,除用于肥料、飼料、基料以及造紙等工業(yè)原料外,約有3億噸農(nóng)作物秸稈可作為能源使用,折合1.5億噸標準煤。依據(jù)《全國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展第十一個五年規(guī)劃》提出的主要農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展目標測算,預計到2010年我國主要農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量將達到7.8億噸,其中約4億噸可作為農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能的原料。以“十一五”期間的發(fā)展速度測算,預計到2015年我國主要農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量將達到9億噸左右,其中約一半可作為農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能的原料。
圖1 2005年我國單位國土面積的秸稈資源量
資料來源:根據(jù)中國農(nóng)業(yè)年鑒整理計算
2. 能源作物
能源作物是指經(jīng)專門種植用以提供能源原料的草本和木本植物。我國有大量不適于糧食生產(chǎn)但可種植高抗逆性能源作物的荒山、荒坡和鹽堿地等邊際性土地,選擇適合不同生長條件的品種進行培育和繁殖,可獲得高產(chǎn)能源作物,并大規(guī)模轉化為燃料乙醇和生物柴油等液體燃料。我國可轉換為能源用途的作物和植物品種有200多種,目前適宜開發(fā)用于生產(chǎn)燃料乙醇的農(nóng)作物主要有甘蔗、甜高粱、木薯、甘薯等(玉米、馬鈴薯可用于生產(chǎn)燃料乙醇,但易影響國家糧食安全,不宜作為主要品種開發(fā)),用于生產(chǎn)生物柴油的農(nóng)作物主要有油菜等。
(1)甘蔗屬于多年生熱帶和亞熱帶草本作物,以南、北回歸線之間為最適宜生長區(qū),可用于制糖和生產(chǎn)燃料乙醇。今后利用甘蔗發(fā)展燃料乙醇的潛力主要來自三個方面:一是甘蔗糖料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品糖蜜。2005年至2006年度制糖期,我國甘蔗種植面積約2000萬畝,產(chǎn)量約8600萬噸,產(chǎn)糖1000萬噸左右,副產(chǎn)糖蜜約340萬噸,可以生產(chǎn)燃料乙醇80萬噸左右,折合標準煤110萬噸左右。二是走以糖為主、糖能互動發(fā)展之路。目前,我國甘蔗畝產(chǎn)僅為4.3噸左右,單產(chǎn)提升空間較大,有關科研單位已經(jīng)選育出畝產(chǎn)6~7.5噸的糖能兼用品種,若大面積種植,將大幅度提高甘蔗產(chǎn)量,不僅可以進一步保障食糖原料供應,還為生產(chǎn)燃料乙醇提供更多保障條件,實現(xiàn)糖能互動聯(lián)產(chǎn)。三是適當開發(fā)南方宜蔗土地新增的甘蔗。我國廣西、廣東、海南、云南等省區(qū)尚有0.1億畝的宜蔗土地,若其中一半土地種植糖能兼用甘蔗,按畝產(chǎn)6噸計算,可生產(chǎn)3000萬噸左右的甘蔗,可產(chǎn)出200萬噸以上燃料乙醇,折合285萬噸標準煤。
(2)甜高粱具有耐干旱、耐水澇、抗鹽堿等多重抗逆性,素有“高能作物”之稱,畝產(chǎn)300~400公斤糧食以及4噸以上莖稈,莖稈汁液含糖量16%~20%左右,每16~18噸莖稈可生產(chǎn)1噸燃料乙醇。目前在我國種植規(guī)模不大,且比較分散,北京、天津、河北、內(nèi)蒙古、河南、山東、遼寧、吉林、黑龍江、陜西、新疆等省份都有種植。若開發(fā)我國現(xiàn)有1.5億畝鹽堿地的1/5用于種植甜高粱,按一般農(nóng)田產(chǎn)量的50%計,收獲甜高粱莖稈6000萬噸,可生產(chǎn)350萬噸左右燃料乙醇,折合標準煤500萬噸左右。
(3)木薯具有易栽、耐旱、耐澇、高產(chǎn)等特點,適合在熱帶、亞熱帶地區(qū)種植,主要分布在廣西、廣東、海南、福建、云南、湖南、四川、貴州、江西等九?。▍^(qū))。鮮木薯的淀粉含量在30%~35%左右,約7噸鮮薯可生產(chǎn)1噸燃料乙醇。2005年全國種植面積約650萬畝,總產(chǎn)量約730萬噸,畝產(chǎn)僅為1.1噸,如采用優(yōu)質(zhì)木薯品種,并加強田間管理和水肥到位,畝產(chǎn)可達3~5噸。目前,廣西、廣東、海南、福建、云南等省份仍有荒地、裸土地及后備宜林、宜農(nóng)、宜牧荒山等未利用土地約2億畝,若開發(fā)1/5用于種植木薯,按畝產(chǎn)2噸計算,可收獲8000萬噸,生產(chǎn)燃料乙醇約1000萬噸,折合1430萬噸標準煤。
(4)甘薯具有耐旱、抗風、病蟲害少等特性,能適應貧瘠土地。我國是世界上最大的甘薯生產(chǎn)國,2005年種植面積約7500萬畝,總產(chǎn)量超過1億噸。鮮甘薯淀粉含量在18%~30%之間,約8噸甘薯可生產(chǎn)1噸燃料乙醇,但因回收季節(jié)在秋冬季,易凍傷和腐爛,目前約有20%左右的甘薯在儲存過程中損耗,若及時加工,可生產(chǎn)燃料乙醇250萬噸左右,折合357萬噸左右標準煤。
(5)油菜是主要油料作物之一,適應范圍廣,發(fā)展?jié)摿Υ?。我國長江流域、黃淮地區(qū)、西北和東北地區(qū)都適宜油菜生長,適宜區(qū)域的耕地面積在15億畝以上。2005年我國油菜籽種植面積1.1億畝,年產(chǎn)量約1300萬噸。目前,我國南方水田區(qū)有冬閑田約0.6億畝,南方丘陵耕地、北方灌區(qū)、北方旱作耕地也存在不同類型的季節(jié)性閑地約0.8億畝。油菜畝產(chǎn)菜籽120公斤,平均產(chǎn)油率30%。如利用上述土地的50%種植油菜,菜籽產(chǎn)量可達到840萬噸,可生產(chǎn)生物柴油約250萬噸,折合標準煤350萬噸左右。
3.畜禽糞便
目前我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)每年產(chǎn)生約30億噸糞便,主要來源于農(nóng)村家庭散養(yǎng)和規(guī)?;B(yǎng)殖。全國現(xiàn)有生豬分散養(yǎng)殖戶0.9億戶,奶牛、肉牛養(yǎng)殖戶0.157億戶,蛋肉雞養(yǎng)殖戶0.85億戶,羊養(yǎng)殖戶0.26億戶。綜合考慮混合養(yǎng)殖、氣候和社會經(jīng)濟等因素對利用畜禽糞便生產(chǎn)沼氣的影響,約有1.48億農(nóng)戶適宜發(fā)展沼氣??紤]到城鎮(zhèn)化和養(yǎng)殖業(yè)變化,預計到2010年和2015年我國適宜發(fā)展沼氣農(nóng)戶分別為1.39億戶和1.30億戶,沼氣產(chǎn)量分別可達到539億立方米和502億立方米,分別相當于替代8460萬噸和7880萬噸標準煤。
全國現(xiàn)有豬、牛、雞三大類畜禽規(guī)?;B(yǎng)殖場約391萬處,其中,各類畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖小區(qū)已達4萬多個。存欄量約5.7億頭豬單位(30只蛋雞折算成1頭豬,60只肉雞折算成1頭豬,1頭奶牛折算成10頭豬,1頭肉牛折算成5頭豬),畜禽糞便資源的實物量為11.2億噸,理論上可生產(chǎn)670億立方米的沼氣。其中,大中型(養(yǎng)殖出欄3000頭豬單位以上)約11952處,養(yǎng)殖量約7528萬頭豬單位,畜禽糞便資源的實物量為1.42億噸。根據(jù)全國畜牧業(yè)發(fā)展第十一個五年規(guī)劃測算,預計到2010年和2015年,我國規(guī)?;B(yǎng)殖場畜禽糞便資源的實物量將分別達到25億噸和32.5億噸,約可產(chǎn)出沼氣1500億立方米和1950億立方米,分別相當于替代標準煤2.4億噸和3.1億噸。
4. 農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)副產(chǎn)品
農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)副產(chǎn)品主要包括稻殼、玉米芯、甘蔗渣等,多來源于糧食加工廠、食品加工廠、制糖廠和釀酒廠等,數(shù)量巨大,產(chǎn)地相對集中,易于收集處理。其中,稻殼是稻谷加工的主要剩余物之一,占稻谷重量的20%,主要產(chǎn)于東北地區(qū)和湖南、四川、江蘇、湖北等省;玉米芯是玉米穗脫粒后的穗軸,約占穗重的20%,主要產(chǎn)于東北地區(qū)和河北、河南、山東、四川等?。桓收嵩钦崽羌庸I(yè)的主要副產(chǎn)品,蔗糖與蔗渣各占50%,主要產(chǎn)于廣東、廣西、福建、云南、四川等省區(qū)(見圖2)。稻殼和玉米芯可通過固化成型、甘蔗渣可通過發(fā)電等方式提高利用效率。2005年上述副產(chǎn)品的總量超過1億噸,經(jīng)充分利用可生產(chǎn)0.31億~0.67億噸標準煤的能源。此外,我國作為世界最大的棉花生產(chǎn)國,每年棉籽產(chǎn)量1300萬噸,可產(chǎn)棉籽油200萬噸左右,由于近年來我國豆油產(chǎn)量迅猛增長,棉籽油消費量萎縮,大量的棉籽沒有充分利用,為生物柴油提供了一條重要的原料來源。
圖2 我國主要農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)副產(chǎn)品的主要產(chǎn)地
資料來源:根據(jù)中國農(nóng)業(yè)年鑒整理計算
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