摘要：本文敘述了林木生物質(zhì)能源的含義和優(yōu)點(diǎn)，闡述了其對于二氧化碳減排的意義，并通過分析評價(jià)中國現(xiàn)有的林木生物質(zhì)資源總量和可作為能源的利用量，計(jì)算出其可替代標(biāo)準(zhǔn)煤的數(shù)量，從而得到二氧化碳的減排量。最后預(yù)測出未來林木生物質(zhì)能源的發(fā)展?jié)摿投趸紲p排潛力，并得出相關(guān)的結(jié)論。
關(guān)鍵詞：林木生物質(zhì)能源；生物量；二氧化碳；減排
    氣候變化和全球變暖是人類現(xiàn)在正面臨的共同問題。IPCC于2007年2月發(fā)布的《第四次氣候變化評估報(bào)告》中指出：人類活動“很可能”是過去五十年來全球變暖的罪魁禍?zhǔn)祝渲幸匀祟惾紵V物燃料的禍根最大。這些化石能源在為我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)的同時也在深刻地破壞著我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境，并且在不遠(yuǎn)的將來石油、天然氣和煤炭也即將枯竭，這些能源供人類開采的年限分別只有40年、60年和220年。人類正在千方百計(jì)地?cái)[脫這種以犧牲環(huán)境為代價(jià)的發(fā)展模式，試圖尋找各種新能源來替代他們，并試圖使其環(huán)境成本較小，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。本文試圖探討發(fā)展林木生物質(zhì)能源在二氧化碳減排方面的積極作用和巨大潛力，從而為我國減少二氧化碳排放提供一些思考。
1 林木生物質(zhì)能源概述
1.1 林木生物質(zhì)能源的含義
    生物質(zhì)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用，是以生物質(zhì)為載體的能量。林木生物質(zhì)能源是指主要是利用樹木的木材、果實(shí)和枝葉等直接生產(chǎn)或間接加工成的能源，主要來源于薪炭林、林業(yè)生產(chǎn)的“三剩物”、灌木林平茬復(fù)壯、經(jīng)濟(jì)林修剪和林業(yè)經(jīng)營撫育間伐過程產(chǎn)生的枝條和小徑木。還有造林苗木截干、城市綠化樹和綠籬修剪等。
1.2 林木生物質(zhì)能源的優(yōu)點(diǎn)
    與傳統(tǒng)化石能源相比，林木生物質(zhì)能源具有下列優(yōu)勢：
(1)林木生物質(zhì)能源的可再生性。林業(yè)生物質(zhì)能由于通過植物的光合作用可以再生，與風(fēng)能、太陽能等同屬可再生能源，而非一次性能源，可以循環(huán)可持續(xù)利用。
(2)林木生物質(zhì)能源的低污染性。林木生物質(zhì)能源使用時雖然也排放一定量的二氧化碳，但是其排放的二氧化碳在下一個林木生物質(zhì)能源的培育周期內(nèi)可以被吸收，因此從可持續(xù)和長期的培育和使用角度考慮，林木生物質(zhì)能源排放的二氧化碳幾乎為零。另外由于林木生物質(zhì)的硫、氮含量低，作為燃料燃燒時，釋放較少的硫化物和氮化物。  
(3)林木生物質(zhì)能源的分布廣泛性：我國林木生物質(zhì)能源地域分布較為廣泛，在缺乏煤炭的地域可充分利用生物質(zhì)能。其中，東北及內(nèi)蒙古林區(qū)、華北和中原地區(qū)、南方林區(qū)和華南熱帶地區(qū)是林木生物質(zhì)能源集中分布區(qū)和可利用的優(yōu)先區(qū)域，
(4)林木生物質(zhì)能源的生產(chǎn)安全性。在廣大的宜林地和廢棄地上培育和開發(fā)林木生物質(zhì)資源，勞動強(qiáng)度低，操作簡便，生產(chǎn)安全，沒有生產(chǎn)煤炭等化石能源方面所存在的人身安全隱患和地質(zhì)隱患。
2 發(fā)展林木生物質(zhì)能源對二氧化碳減排的意義
2.1 替代部分化石性能源，優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)
    中國是僅次于美國的全球第二大能源消費(fèi)國，也是世界第二大二氧化碳排放國。在我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，以煤和石油以及天然氣為代表的化石能源占有絕對比重，而化石燃料燃燒會排放大量二氧化碳等溫室氣體。我國煤炭剩余可開采儲量僅為1390億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，按照目前的開采速度，只能維持83年；2004年我國凈進(jìn)口石油1.45億噸，進(jìn)口依存度上升到42%。因此，盡快改善能源消耗結(jié)構(gòu)，積極尋找替代能源，擴(kuò)大可再生能源在能源消費(fèi)中所占比例迫在眉睫。
    我國林木生物質(zhì)原料資源比較豐富。若將目前基本處于廢棄狀態(tài)的林木生物質(zhì)資源量收集起來，就有4億噸資源量可轉(zhuǎn)化為能源，從而替代部分化石性燃料。以林木生物質(zhì)為原料的生物質(zhì)能源在消耗過程中排放的二氧化碳量是樹木生長過程中從大氣中吸收的二氧化碳量，因此，從長期培育和利用生物質(zhì)能源角度考慮，基本實(shí)現(xiàn)了二氧化碳“吸收與排放平衡”。林木生物質(zhì)能源替代化石性能源所帶來的二氧化碳減排作用十分顯著。
2.2 營造和培育能源林，提高森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯作用
    發(fā)展林木生物質(zhì)能源，首先要叢林木生物質(zhì)能源的培育做起，可以在符合CDM造林、再造林碳匯項(xiàng)目的立地(過去50年的無林地或1990年1月1日是無林的立地)上營造能源林， 要根據(jù)林木樹種特性和立地條件選育符合發(fā)展林木生物質(zhì)能源要求的樹種。因?yàn)槟茉戳质且蕴岣邌挝粫r間、單位面積的生物量為主要目的，所以其對于二氧化碳的吸收作用相對于其他類型的森林類型更明顯。
2.3 改變傳統(tǒng)使用方式，提高燃燒效率  
    林木生物質(zhì)能源是人類開發(fā)利用最早的能源，傳統(tǒng)的利用方式是直接燃燒，這種方式對資源造成了驚人的浪費(fèi)，使得其對于化石性能源的替代作用大為降低。若能將傳統(tǒng)直燃方式轉(zhuǎn)換為林木生物質(zhì)能源成型產(chǎn)品，可以將林木的燃燒效率從25%左右提高到90%以上。按此計(jì)算，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不變，也可節(jié)約3/4的林木生物質(zhì)能源。這種能源使用效率的提高，會大大提高生物質(zhì)能源在二氧化碳減排方面所起的作用。
2.4 促進(jìn)造林綠化速度，減少毀林
    在LULUCF活動中，林業(yè)措施是減緩氣候變化最有效的技術(shù)手段。由于毀林，直接導(dǎo)致森林生態(tài)系統(tǒng)貯存的碳在數(shù)年內(nèi)排放到大氣中，因此，相對于造林和再造林而言，降低毀林速度是減緩大氣二氧化碳濃度上升的更直接手段。研究顯示，如果完全停止毀林，全球森林每年可保護(hù)1.2～2.2GtC的碳儲量。Reed etal(2001)估計(jì)，2000～2050年減少毀林的碳匯潛力可達(dá)14GtC。因此，通過對林木生物質(zhì)能源的開發(fā)利用，有利于提高那些不適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)的邊遠(yuǎn)土地和廣袤的荒沙、荒山、以及礦山、油田廢棄地的利用率，減少毀林，增加能源林的面積，實(shí)質(zhì)上降低了向大氣中排放的二氧化碳量。
2.5 增加土壤碳匯
    作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，森林所貯存的大量的碳，不僅存在于森林地上植被中，還存在于地下土壤中，并且森林土壤中貯存的碳要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地上生物量中貯存的碳。根據(jù)IPCC估算，在地球生物圈碳庫中，全球土壤固碳約占80%，其中森林土壤的碳貯存量約占全球土壤的39%。通過加強(qiáng)對林木生物質(zhì)能源的經(jīng)營管理，采用科學(xué)的撫育更新手段，確保林木生物質(zhì)的資源基礎(chǔ)——能源林建設(shè)的穩(wěn)定性，從而增加土壤碳庫的固碳量。
3 林木生物質(zhì)能源對二氧化碳減排的作用和貢獻(xiàn)
    根據(jù)第六次全國森林資源清查結(jié)果，結(jié)合應(yīng)用陸地生態(tài)系統(tǒng)生物量計(jì)算模式推算和樣點(diǎn)實(shí)地調(diào)研驗(yàn)證的多種方式測算表明：目前我國林木生物質(zhì)資源總量(地上部分)在180億噸以上。
3.1 林木生物質(zhì)能源相對于化石性能源的二氧化碳減排效果分析
    由于林業(yè)生物質(zhì)能源在生長時需要的二氧化碳量相當(dāng)于它燃燒時排放的二氧化碳的量，因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零。按照相應(yīng)的熱當(dāng)量換算，加工后的1.5噸林木生物質(zhì)能源可替代1噸標(biāo)準(zhǔn)煤，那么每噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的二氧化碳量即為利用1.5噸林業(yè)生物質(zhì)能源減排的二氧化碳量。
Q ＝ ｑ×ａ×ｂ
其中： Q ───   二氧化碳減排量
ｑ ───   林木生物質(zhì)能源使用量
ａ ------   化石性能源量轉(zhuǎn)換系數(shù)（0.67）
ｂ ------   噸標(biāo)準(zhǔn)煤二氧化碳排放量（0.7）
3.2 中國目前林木生物質(zhì)能源利用替代化石性能源對二氧化碳的減排量分析
    根據(jù)目前的科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)條件測算，可獲得的林木生物質(zhì)資源種類為：薪炭林、森林撫育間伐、灌木林平茬復(fù)壯、苗木秸稈、經(jīng)濟(jì)林和城市綠化修枝、油料樹種果實(shí)和林業(yè)三剩物(采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物)等，總量約8億～10億噸，其中，可作為能源利用的生物量為3億噸以上。如3億噸全部開發(fā)利用后可替代2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，能夠減少目前十分之一的化石能源消耗。
二氧化碳的減排量Q ＝ ｑ×ａ×ｂ ＝ 3 ×0.67×0.7=1.41億噸。
3.3 林木生物質(zhì)能源潛力及二氧化碳減排潛力分析
    我國林木生物質(zhì)能源資源發(fā)展前景十分廣闊，據(jù)測算，按目前林業(yè)發(fā)展速度測算，“十一五”期間全國林木生物質(zhì)將新增加6億噸以上。一是全國目前各類型區(qū)有無林地面積5571.97萬公頃，“十一五”期間如果將10%的無林地發(fā)展為能源林，即在現(xiàn)有能源林基礎(chǔ)上再發(fā)展557萬公頃能源林，使能源林面積達(dá)到860萬公頃。能源林樹種的生長量較高，在不同地區(qū)差別很大，其值約2噸/公頃•年～50噸/公頃•年。若按平均25噸/公頃•年計(jì)算，每年就能新增1億噸以上林木質(zhì)生物量。二是全國還有邊遠(yuǎn)和廢棄土地資源1億公頃。長期以來，這里的造林是僅有較高的生態(tài)效益的防護(hù)林，幾乎沒有其他林產(chǎn)品產(chǎn)出，因而，不能調(diào)動地方和農(nóng)民種植的積極性，土地長期荒廢。若能在這些地區(qū)營造種植抗逆性強(qiáng)的灌木林和建立林木生物質(zhì)能發(fā)電廠，就能大大調(diào)動地方和農(nóng)民的造林積極性，促進(jìn)造林治理速度，提供可觀的生物質(zhì)能資源。假設(shè)將其中的50%土地資源利用起來，營造種植抗逆性強(qiáng)的灌木林和其他喬木樹種5000萬公頃，若按平均10噸/公頃•年生長量計(jì)算，每年還可新增林木生物質(zhì)能源原料5億噸以上。三是今后我國連續(xù)年人工造林面積仍在700萬公頃左右，多年持續(xù)大規(guī)模地造林綠化使林木質(zhì)生物量迅速增長，每年新增枝丫生物量也相當(dāng)可觀。
    隨著《可再生能源法》的正式生效和國家《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》的出臺，我國能源林建設(shè)將有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。到2010年，我國每年可利用林木生物質(zhì)總量將超過8億噸。其中，木質(zhì)能源林面積將超過800萬公頃，林木生物質(zhì)產(chǎn)量將增加2億噸，達(dá)到2.6億噸。到2015年和2020年，每年可利用量將超過10億噸。
4 結(jié)論
    林木生物質(zhì)能源是一種大有潛力的可再生能源，相對于其他化石性能源具有可再生性、低污染性、低排放性，是一種清潔性能源。
4.1 應(yīng)該充分認(rèn)識林木生物質(zhì)能源對于二氧化碳的減排作用
    目前，社會各界對發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源的認(rèn)識還不足，尤其對其與二氧化碳的減排關(guān)系更是缺乏了解，應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)知識的宣傳和普及工作。林木生物質(zhì)能源能夠替代部分高污染的化石性能源，提高森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯作用，提高能源燃燒效率，減少毀林，增加土壤碳匯，從而減少二氧化碳排放。如果能充分利用好我國現(xiàn)有和潛在林木生物質(zhì)能源資源，2007至2010年平均每年減排二氧化碳量達(dá)到3.8億噸。可見林木生物質(zhì)能源對二氧化碳的減排貢獻(xiàn)巨大。
4.2 應(yīng)該大力培育和發(fā)展林木生物質(zhì)能源
    林木生物質(zhì)能源作為生物能源的一支新生主力軍，其廣闊的發(fā)展前景是不言而喻的。它的開發(fā)和利用給當(dāng)今的能源短缺帶來了新的曙光,其環(huán)境友好性、可持續(xù)利用性和低污染性等特點(diǎn)都預(yù)示著林木質(zhì)能源的巨大潛力和廣闊前景。因此，大力培育和發(fā)展林木生物質(zhì)能源勢在必行。充分利用我國的林木生物質(zhì)能源優(yōu)勢，不斷完善相關(guān)技術(shù)，大力給予政策上的支持,加強(qiáng)人們生物能源意識,促進(jìn)林木質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。
4.3 應(yīng)該重視研究和開發(fā)林木生物質(zhì)能源的利用技術(shù)
    林木質(zhì)生物質(zhì)能源雖然有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，但作為新生事物，必然面臨許多問題和挑戰(zhàn)，關(guān)鍵的制約因素就是技術(shù)。目前林木生物質(zhì)能源在某些利用和加工形式上成本相對較高，一定程度上阻礙了林木生物質(zhì)能源廣泛應(yīng)用和推廣。應(yīng)重視研究和開發(fā)林木生物質(zhì)能源的利用技術(shù)，通過不斷革新技術(shù),改造生產(chǎn)工藝流程,降低開發(fā)利用能源的成本，從而推動林木生物質(zhì)能源的快速發(fā)展。
4.4 應(yīng)該將林木生物質(zhì)能源納入國家二氧化碳減排計(jì)劃
    林木生物質(zhì)能源是典型的清潔能源、綠色能源,具有二氧化碳負(fù)排放作用,是應(yīng)對氣候變化的有效措施，是我國履行《聯(lián)合國氣候變化框架公約》等國際公約的具體行動,是一項(xiàng)從根本上平衡和協(xié)調(diào)國家經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境容量之間關(guān)系的重要途徑。鑒于林木生物質(zhì)能源對二氧化碳減排的巨大潛力，應(yīng)加緊將林木生物質(zhì)能源納入國家二氧化碳減排計(jì)劃，并制定相應(yīng)的政策支持措施。利用《京都議定書》確定的CDM減排交易機(jī)制,可以廣泛吸納發(fā)達(dá)國家的技術(shù)和資金,形成完成溫室氣體減排額度和加快發(fā)展清潔能源步伐的雙贏局面。