全国林木生物质能资源评价技术指标体系(讨论稿)

全国林木生物质能资源评价技术指标体系全国林木生物质能资源评价技术指标体系 讨论稿讨论稿 能源是人类赖以生存的五大要素之一 是国民经济和社会发展的重要战略资源 是国 家和社会发展的基础保证 生物质能是蕴藏在生物质中的能量 是绿色植物通过光合作用 固定于地球上的太阳能 是利用自然界的植物 粪便以及城乡有机废弃物转化成的能源 在世界能耗中 生物质能约占 14 在不发达地区占 60 以上 全世界约 25 亿人的生 活能源 90 以上是生物质能 我国是矿物质能源相对贫乏的国家 充分利用生物质资源开发生物质能源 对改善我 国能源结构 减少对化石燃料的依赖 保障国家能源安全具有重大意义 发展林木生物质 能源 不仅可以提供丰富的清洁能源 减少环境污染 还可以构建具有多种功能的森林生 态系统 对改善生态环境作出积极贡献 大力发展林木生物质能源还是改善农民生活状况 提高贫困地区农民生活水平的有效途径 我国 80 的人口生活在农村 秸秆和薪柴等生 物质是农村的主要生活燃料 尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加 但生物质能仍 占有 70 的重要地位 因此 发展生物质能利用技术 为农村地区提供生活和生产用能 是帮助这些地区脱贫致富 实现小康目标的一项重要途径 一 林木生物质能资源的概念 我国林木生物质能资源主要包括森林及木材加工废弃物 能源木本植物 即木质利用 资源和油料利用资源 我国目前拥有用材林 7862 58 万公顷 薪炭林 2139 00 万公顷 竹林 484 26 万公顷 每年约有 1 5 亿吨森林采伐剩余物和木材加工产生的废弃物 每 年约有 1 亿吨疏伐树木整枝生物质和 200 多万吨林木果实种籽及天然树脂 这些林木生 物质资源为我国林产工业发展生物质产业提供了丰富的原料 林木生物质能源有着良好的 发展前景 二 建立林木生物质能资源指标体系的目的和意义 确立林木生物质能资源指标体系 是评价林木生物质能资源的一个核心和关键的环节 指标体系涵盖的是否全面 层次结构是否清晰合理 直接关系到评估质量的好坏 分析和 评价林木生物质能资源状况如何 除了进行定性的描述和分析之外 更重要的是需要对其 进行定量描述和定量分析 所谓的定量分析就是要寻找或建立一个度量标尺 通过这一度 量标尺去测量林木生物质能资源状况 进而回答人们普遍关心的问题 林木生物质能资源 总量有多少 可利用量有多少 能源木本植物有哪些 能源木本植物的分布和数量 开发利 用的可能性 经济性 生物能源的需求量 回答这些问题是度量或评价林木生物质能资源的 目的和意义所在 三 林木生物质能资源指标体系的作用 林木生物质能资源指标体系是以比较简明的方式 比较全面地向人们提供被评价林木 生物质能资源的总量及可开发利用量 其主要作用有几个方面 1 林木生物质能资源指标体系通过其总体资源量和可利用资源量 以及发展潜力来 刻划被评价林木生物质能资源的总体状况 2 林木生物质能资源指标体系可以使决策者关注林木生物质能资源在能源领域和国 民经济中的地位和作用 特别是在保障国家能源安全和可再生资源中的地位和作用 3 林木生物质能资源指标体系可以引导政策制定者和决策者在制定各项政策和决策 时 能够以林木生物质能资源的可持续发展为目标或按可持续发展的原则办事 使各项政 策相互协调 保证不偏离可持续发展的轨道 4 林木生物质能资源指标体系是决策者和管理者的调控工具或预警手段之一 通过 指标体系序列 决策者和管理者可以预测和掌握林木生物质能资源的发展态势和未来走向 有针对性地进行政策调控或系统结构的调整 四 林木生物质能资源指标体系的设计原则 为了建立一个可行的林木生物质能资源指标体系 首先要明确设计原则 之后依据这 一设计原则合理地设计林木生物质能资源指标体系的框架结构和指标内容 最后根据这一 框架结构和指标内容确定具体的指标计算方法和数据的获取方式 林木生物质能资源指标体系不是一些指标的简单堆积和随意组合 而是根据某些原则 而建立起来并能反映一个国家林木生物质能资源状况的指标集合 设计林木生物质能资源 指标体系一般应遵循以下原则 1 科学性原则 林木生物质能资源指标体系应当充分反映和体现林木生物质能资源的内涵 从科学的 角度去系统而准确地理解和把握林木生物质能资源的实质 2 完备性原则 林木生物质能资源指标体系应当相对地比较完备 即指标体系作为一个整体应当能够 基本反映林木生物质能资源的主要方面或主要特征 3 简洁性原则 林木生物质能资源指标体系中的指标数量不宜过大 在相对比较完备的情况下 指标 的数目应尽可能地压缩 以易于操作为限 指标数目过大将会使人们难以把握和采用 4 独立性原则 林木生物质能资源指标体系应具有独立性 即指标体系中的指标应当互不相关 彼此 独立 这样 一方面可以使指标体系保持比较清晰的结构 另一方面可以保证指标体系中 的指标数目得到压缩 5 可操作性原则 林木生物质能资源指标体系中的指标应具有可测性和可比性 定性指标也应有一定的 量化手段与之相对应 另外 这些指标的计算方法应当明确 不要过于复杂 计算所需数 据也应比较容易获得和比较可靠 6 稳定性原则 林木生物质能资源指标体系中的指标内容在一定的时期内应保持相对稳定 这样可以 比较和分析林木生物质能资源的发展过程并预测其发展趋势 当然 绝对不变的指标体系 是不可能的 指标体系格随着时间的推移和情况的变化而有所改变 五 林木生物质能资源指标体系的组成 根据林木生物质能资源指标体系的设计原则和设计思路 林木生物质能资源评价指标 体系有以下几部分内容构成 1 林木生物质能资源现有总储量 作为能源的一个必要条件是储量要足够丰富 林木生物质能资源是指在林地上由森林 植物将太阳能转化的生物量经林业的经营活动产生的可以成为能源的物质 广义的讲 它 是森林内绿色植物生物量的总和 因此林木生物质资源的现有储量可以根据林木生物质能 资源的组成以面积 蓄积等几个指标进行评价 1 林木生物质能资源现有面积 hm 蓄积 m 林地范围内生物质能现有资源面积 分类型 有林地 疏林地和灌木林地 林种 优 势树种组 龄组各类型面积 蓄积 其中公益林分重点公益林和一般公益林 2 能源树种的种类 面积 hm 林木生物质能可转化为固体 液体和气体燃料 能源树种是林木生物质资源中利用其 果实所含油脂转化为生物柴油的木本植物 3 林木生物质能资源生物量及折合的标准煤 t 分类型 优势树种组 龄组的生物量及折算的标准煤重量 t 2 林木生物质能资源的供给能力 林木生物质能资源的可再生性为林木生物质能的持续供给提供可能 根据森林和林木的生 长的特性 以及林业经营特点 可从以下几个指标进行评价 1 年净生长量 m 林地范围内生物质能现有资源面积分类型 有林地 疏林地和灌木林地 林种 优 势树种组 龄组各类型的年净生长量 2 能源树种的年产量 t a 主要利用含油脂果实转化生物柴油的能源树种 分树种的果实年产量 3 林木年采伐 加工剩余物 m 和果壳生物质能数量 t 林木的采伐 1 加工剩余物和果壳可以直接加工成固体燃料或通过加工转换成气体燃料 3 林木生物质能资源的发展潜力 1 林木生物质能资源规划发展面积 hm 现有无林地 含采伐迹地 火烧迹地 宜林荒山荒地 宜林沙荒地和经规划的其它宜 林地 中规划发展生物能资源面积 2 能源树种分树种的结实期 结实期长和单位产量 其中 结实期是指油料能源树 林的从种苗培育 种植至开始结果的年份 结实期长是指能源树种从结实开始到因树种果 实产量下降而更新的年份 4 林木生物质能资源的能量密度和品质 能量密度是指单位质量的物质释放的能量 作为能万资源的林木生物质能需要评价其 燃烧值的以及能源树种的单位面积产果量和果实的含油率 1 分树种 优势树种组和龄组的林木生物质能源的燃烧值 kJ kg 2 能源树种分树种的单位面积产果量 kg hm 3 能源树种分树种的果实含油率 5 林木生物质能资源的开发费用和利用能源设备的费用 林木生物质能作为能源资源进行开发和利用 应通过其开发费用和利用能源设备费用 以评估开发利用的经济可能性和技术可能性 1 开发费用 万元 2 设备费用 万元 台 套 林木生物质能可转换为固体 液体和气体燃料 不同利用 方向需要不同转化设备 设备费用是影响林木生物质能资源开发 成本的重要因素 6 运输费用和损耗 能源开发过程中 能源资源的运输费用与损耗也是影响能源开发成本的重要因素 可 利用目前木材运输费用和运输损耗作为林木生物质能资源的运输费用和运输损耗的参考值 1 运输费用 元 m km 2 运输损耗 m km 或 六 林木生物质能资源指标体系目前需要注意的问题 我国林木生物质能源工作开展较晚 采取何种方式评价林木生物质能资源 如何评价 指标体系 都还在研究和建立中 目前还存在着很多问题 如何解决这些问题也是今后这 些方面工作的重点和难点 1 目前的科学技术水平还不能使我们完整 准确和清晰地理解林木生物质能资源的 各个方面 甚至有些问题我们目前还没有发现 所以某些指标就很难得以提出和设定 2 人们希望能够建立起一个科学的 完善的 可行的林业生物质能资源指标体系 但现实告诉我们 不可能一次性地得到一个完善的林业生物质能资源指标体系 只能为了 实践的需求 尽快建立一个比较可行的林业生物质能资源指标体系 之后在实践中从理论 和实践两个方面不断使林业生物质能资源指标体系逐步得到完善 七 林木生物质能资源调查技术路线 1 总体思路 以第六次全国森林资源清查数据和 2004 年分类区划界定的生态公益林成果数据作为 控制数据 结合二类调查资料和遥感区划判读对所有潜在生物质能资源进行调查 统计各 类生物质能现有资源的种类 面积 蓄积或密度 并绘制生物质能资源分布图 通过标准 地调查 建立分树种组 龄组的生物量模型或各类型单位面积生物量平均值 根据模型或 各类型单位面积生物量平均值推算各类生物质能总生物量 结合部分专项调查 了解目前 年生物质能供给量与需求量 2 调查范围 在全国 31 个省 自治区 直辖市 范围内进行调查 调查对象涉及所有森林 林木和 林地 调查时以县 局 为单位 3 调查内容 1 生物质能源树种调查 根据树种生物学特性及有关研究成果 确定各省主要能源树 种名录 并调查其数量和分布 2 林地范围内生物质能现有资源面积 分类型 有林地 疏林地和灌木林地 林种 优势树种组 龄组调查各类型面积 其中公益林还需按事权等级 分重点公益林和一般公 益林 进行调查 3 非林地范围内生物质能现有资源蓄积 株数 分树种组 包括竹类和灌木树种 调查 四旁树 散生木的蓄积或株数 丛数 4 现有生物质能资源单位生物量 分类型 优势树种组 龄组调查各类生物质能单位面积 单位蓄积或单株平均生物量 以及年均生长量和 或 能源树种年均产量 如 石油植物 调查 单位面积年均产油量 富含糖 淀粉 纤维 油脂的能源植物调查单位面积年均产糖 淀 粉 纤维或油脂量 可将果壳作为生物质能源的经济林调查单位面积年均产果壳重量 5 规划发展生物质能资源面积 调查现有无林地 含采伐迹地 火烧迹地 宜林荒山 荒地 宜林沙荒地和经规划的其它宜林地 中规划发展生物质能资源面积 6 与生物质能有关的专项调查 年均森林采伐面积 蓄积与采伐剩余物比例 年均木 材和林产品加工材积与加工剩余物比例 各类生物质能与标准煤换算系数 不同树种的燃 烧值 木材运费 运输损耗量或损耗率 生物质能年供给量 7 开发费用和利用能源的设备费用调查 资源的开发费用 产业化的设备费用 建厂 费用等 8 生态影响调查 开发林业生物质能资源对生态环境的干扰 包括水土流失 生物多 样性 小气候 文化方面 对当地居民生活习惯的影响 等 4 调查方法 1 林地范围内生物质能现有资源面积调查 充分利用第六次全国森林资源清查成果和各地的二类调查成果 可采用遥感技术 将 遥感图像数据与数字化基础地理底图进行叠加后 作为工作底图 根据收集的一类调查 二类调查 生态公益林区划等资料 采用遥感判读 补充调查与资料收集相结合的方法进 行调查 各主要类型林地面积和公益林面积分别以第六次清查结果和 2004 年分类区划界 定结果作为控制数据 1 公益林面积调查 以按照 2004 国家林业局和财政部联合颁发的 重点公益林区划 界定办法 进行区划界定的结果 包括 2 肋 1 年公益林试点中已经兑现了国家公益林补偿 政策的林地 为依据 直接在工作底图上进行调查和相应届性数据记载 2 商品林及其它林地面积调查 最近五年进行了二类调查的县 以一类调查 二 类调查结果为依据 直接在工作底图上进行区划和相应属性数据记载 最近五年未进行 二类调查 但以前开展过二类调查的县 以一类调查 二类调查结果为依据 通过遥感判 读 补充调查和相关资料收集相结合的方法对二类调查结果进行修正 然后在工作底图上 进行区划和相应届性数据记载 从未进行过二类调查的县 以一类调查结果为参照 按 照遥感区划判读程序在工作底图上进行区划判读和相应届性数据记载 并进行部分现地验 证 2 非林地范围内现有生物质能资源株数 蓄积调查 最近五年进行了二类调查的县 以一类调查 二类调查结果为依据 直接调查记载四旁树 散生木的株数 蓄积 最近 五年末进行二类调查 但以前开展过二类调查的县 以一类调查 二类调查结果为依据 通过补充调查 相关资料收集记载株数 蓄积 从未进行过二类调查的县 以一类调查 结果为参照 按照一个县调查 3 个乡镇 一个乡镇调查 3 个村的抽样调查方法调查记载株 数 蓄积 3 生物质能资源可发展潜力调查 现有无林地 含采伐迹地 火烧迹地 宜林荒山荒 地 宜林沙荒地和经规划的其它宜林地 区划完成后 收集相应的发展规划资料 根据经 当地人民政府批准的规划确定哪些无林地用于发展生物质能 直接在工作底图上进行区划 和相应属性数据记载 当地油料能源树种的苗木基地面积 油料树种的结实期 盛果期和 单位面积产果量 4 现有生物质能资源生物量调查 生物质能资源生物量调查采用在有代表性的区域分 类型设置标准地的方法进行调查 1 标准地设置 每个优势树种组均要分龄组 幼 中 近成过 设置标准地调查 灌木林分地理位置选 取中等盖度 中等高度的地段设置标准地调查 原则上每个省设置标准地数约 100 个 每 个类型不少于 3 个 标准地面积大小一般为 0 0667 公顷 林下植被和灌木林可以设 0 01 公顷样方进行调查 2 选取标准木 在标准地中 根据优势树种平均胸径 平均树高大小 在优势树种中选取 3 5 株标 准木作为生物量测定对象 3 生物量调查方法 生物量测定包括地上部分和地下部分 本次原则上只要求调查地上部分生物量 各省 可根据实际情况对二者同时进行调查 乔木地上部分生物量测定 采用伐倒标准木进行测量的方法 将标准木伐倒后 用区分法测定材积 并分类 干 枝 叶等 分段 上 中 下 测量鲜重 然后分类 分段取样品带回烘干 测定其绝于重 量 然后推算标准木地上部分生物量 再推算到标准地和单位面积地上部分生物量 乔木地下部分生物量测定 将标准木地下部分全部挖出 称其鲜重 并分级取样品带回烘干 测定其绝干重量 然后推算标准木地下部分生物量 再推算到标准地和单位面积地下部分生物量 灌木层 草本层生物量测定 分别在标准地内设置 10m 10m 2m 2m 的小样方进行调查 具体方法是将样方内 所有灌木 草本收割 称其鲜重 并取样品带回烘干 测定其绝干重量 推算样方灌木 草本生物量 地下部分所占比例可参照乔木推算 并推算到标准地和单位面积灌木 草本 生物量 5 生物质能源树种调查 首先根据各树种生物学特性及有关研究成果 确定主要能源树种名录 然后利用一类 二类资料和部分实地补充调查 掌握其分布区域 并落实到工作底图上 6 单位面积能源树种年产量 采用社会调查方法 分树种 龄组调查能源树种单位面积年产量 并推算能源树种总 产量 吨 7 可将果壳作为生物质能源的经济林单位面积果壳重量 采取社会调查方法 分树种 果期调查可将果壳作为生物质能源的经济林单位面积产 果量 果壳鲜重和果壳干重 根据不同果期单位面积果壳干重推算可将果壳作为生物质能 源的经济林果壳生物量 吨 8 与生物质能有关的专项调查 1 年均森林采伐面积 蓄积与采伐剩余物调查 通过资料收集和社会调查 掌握各 省年均采伐面积 蓄积量 并通过抽取部分伐区进行现地调查 了解采伐剩余物比例 进 而推算年均采伐剩余物提供的生物质能数量 吨 2 年均木材和林产品加工材积与加工到余物调查 通过资料收集和对部分木材与林 产品加工厂进行调查 掌握各省年均木材与林产品加工数量 并调查每立方米木材加工剩 余物比例及其折合的干物质重量 进而推算年均木材与林产品加工剩余物提供的生物质能 数量 吨 o 3 生物量 能源树种年产量与标准煤换算系数 通过资料收集与社会调查 确定各 省生物量 能源树种年产量与标准煤换算系数 推算现有生物质能源折算的标准煤重量 吨 估计现有生物质能资源年供给能力 4 运费和运输损耗调查 通过资料收集与社会调查 确定各省内的木材运费和运输 损耗 估计运输成本 5 燃烧值调查 通过