引言

地球上每年植物光合作用固定的碳達2×1011t，含能量達3×1021J，因此每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能，相當于全世界每年耗能量的10倍。生物質(zhì)遍布世界各地，其蘊藏量極大，僅地球上的植物，每年生產(chǎn)量就相當于現(xiàn)階段人類消耗礦物能的20倍，或相當于世界現(xiàn)有人口食物能量的160倍。雖然不同國家單位面積生物質(zhì)的產(chǎn)量差異很大，但地球上每個國家都有某種形式的生物質(zhì)，生物質(zhì)能是熱能的來源，為人類提供了基本燃料。

隨著社會的發(fā)展，煤炭、石油等一次能源不斷減少，世界面臨能源危機，生物質(zhì)、生物質(zhì)能越來越廣泛地被各國所重視，目前的生物質(zhì)包括從城市有機垃圾(Drs.OkkoV anAardenne，2001)，擴展到任何可再生的或可循環(huán)的有機物質(zhì)(不包括多年生長的用材林)，包括專用的能源作物與能源林木，糧食作物和飼料作物殘留物，樹木和木材廢棄物及殘留物，各種水生植物、花、草、殘留物、纖維和動物廢棄物、城市垃圾和其它廢棄材料(孫振鈞，2004)。生物質(zhì)能是蘊藏在生物中的太陽能，是綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量(蔣劍春，2002)。

一、以生物質(zhì)為原料制取燃料能源的優(yōu)點

以生物質(zhì)為原料所制取的燃料能源是化石燃料的良好替代品，生物質(zhì)燃料能源較普通化石能源具有許多特點:

(1)原料來源廣泛，可利用各種動植物油作原料。根據(jù)科技部中國生物技術(shù)發(fā)展中心、北京農(nóng)業(yè)大學國家糧食安全研究中心等機構(gòu)和有關(guān)專家調(diào)查顯示，如果把全國現(xiàn)有的陳化糧、富余的農(nóng)作物產(chǎn)品用于加工石油替代品，相當于再造一個大慶。

(2)污染性低。生物質(zhì)能燃燒過程中產(chǎn)生的硫氧化物、氮氧化物含量都較低;所產(chǎn)生的CO2可被植物吸收利用，CO2的凈排放量為零，可有效地降低溫室效應(yīng)。

(3)可再生性強。1年生的能源作物可連年種植收獲，多年生的木本植物可1年種維持數(shù)十年的經(jīng)濟利用期，效益高。

(4)生物質(zhì)燃料的閃點約為150℃，而普通石化柴油的閃點為50-65℃，因此其運輸和儲藏都更加方便安全。

二、生物質(zhì)能源利用方式

人類自古通過燃燒薪柴來利用生物質(zhì)能，但這種傳統(tǒng)的燃燒方式能量利用率過低，且不適合進行大規(guī)模能源生產(chǎn)供應(yīng)。直到近代，隨著人們對生物質(zhì)能源的進一步認識、重視以及研究，逐漸發(fā)現(xiàn)發(fā)明了多種生物質(zhì)能源的利用方法。大致可以分為以下幾種：

1.氣體生物質(zhì)燃料

氣體生物質(zhì)燃料包括沼氣、生物質(zhì)氣化制氣等。通常利用有機垃圾，生物質(zhì)廢料、殘留物、廢棄物等進行發(fā)酵等工藝生產(chǎn)出沼氣等類似可燃性氣體。這種利用方式開發(fā)歷史相對悠久，技術(shù)較完善。但往往受生產(chǎn)原材料供應(yīng)限制，大中型沼氣工程發(fā)展較慢，大多數(shù)還停留在小厭氧消化池的水平，少有集中大型能源生產(chǎn)工程。另一方面，可燃氣通常僅用于部分家庭，以及部分地區(qū)專用燃氣交通工具，能源使用范圍較窄。另有將產(chǎn)生的可燃氣體作為燃料燃燒進而進行發(fā)電，但同樣由于原料供應(yīng)環(huán)節(jié)存在問題，若僅依靠這種方式進行大規(guī)模能源供應(yīng)仍顯乏力。

2.液體生物質(zhì)燃料

液體生物質(zhì)燃料是指通過生物質(zhì)資源生產(chǎn)的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。近年來，生物質(zhì)燃料發(fā)展取得了很大的成績。

石油作為世界主要能源其儲量日益減少，能源危機是當今社會急需解決的問題之一。而生物柴油有望成為傳統(tǒng)石油的替代品。生物柴油的原料來源既可以是各種廢棄或回收的動植物油，也可以是含油量高的油料植物，例如麻風樹（學名小桐子）、黃連木等。若從根本上解決能源短缺問題，僅僅靠回收廢棄的動植物油遠遠不夠。必須建立以如文冠果、續(xù)隨子等含油量高的植物構(gòu)建的大規(guī)模生物柴油能源林。目前國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)業(yè)均有相當?shù)陌l(fā)展，但離完全替代石油，滿足世界能源需求還有很大差距。

此外以生物質(zhì)為原料提取的燃料乙醇也是生物質(zhì)能源發(fā)展的重要方面之一。目前部分國家推廣在燃油中添加乙醇的措施更是進一步促進了燃料乙醇的發(fā)展。一直以來以來，以糧食為原料生產(chǎn)乙醇以及以秸稈等為原料的非糧乙醇均是研究開發(fā)的重點，相關(guān)生產(chǎn)也已初步形成規(guī)模。但是，受糧食產(chǎn)量和生產(chǎn)成本制約，以糧食作物為原料生產(chǎn)生物質(zhì)燃料大規(guī)模替代石油燃料時，也會產(chǎn)生如同當今面臨的石油問題一樣的原料短缺，因此，開發(fā)以木質(zhì)纖維素為生產(chǎn)原料的非糧食原料乙醇生產(chǎn)技術(shù)逐漸成為關(guān)注的重點。目前已有若干實驗試點企業(yè)運行投產(chǎn)。

3.固體生物質(zhì)燃料

固體生物質(zhì)燃料分生物質(zhì)直接燃燒或壓縮成型燃料及生物質(zhì)與煤混合燃燒為原料的燃料。生物質(zhì)燃燒技術(shù)是傳統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)化形式，但傳統(tǒng)燃燒對其熱效率利用率較低，現(xiàn)代技術(shù)一方面采用新型燃燒技術(shù)使用新型爐灶、鍋爐提高熱效率利用率，另一方面把生物質(zhì)固化成型后采用略加改進后的傳統(tǒng)設(shè)備燃用，這種燃料可提高能源密度，但由于壓縮技術(shù)環(huán)節(jié)的問題，成型燃料的壓縮成本較高。此外，介于生物質(zhì)燃料直燃加工利用過程相對簡單，生物質(zhì)能投入率利用較高，因此在此基礎(chǔ)上的生物質(zhì)燃料發(fā)電也成為當前生物質(zhì)能開發(fā)利用的重要方向。

美國、英國、瑞典等國家均有生物質(zhì)能源發(fā)電站建設(shè)投產(chǎn)，我國在這方面也具有了一定的規(guī)模，主要集中在南方地區(qū)的許多糖廠利用甘蔗渣發(fā)電。廣東和廣西兩?。▍^(qū)）共有小型發(fā)電機組300余臺，總裝機容量800兆瓦，云南也有一些甘蔗渣電廠。中國第一批農(nóng)作物秸稈燃燒發(fā)電廠在河北石家莊晉州市和山東菏澤市單縣建設(shè)，裝機容量分別為2×12兆瓦和25兆瓦，發(fā)電量分別為1.2億千瓦時和1.56億千瓦時，年消耗秸稈20萬噸。

在諸多的生物質(zhì)利用技術(shù)中，生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是最具發(fā)展?jié)摿Φ睦眉夹g(shù)之一。因為該技術(shù)的終端產(chǎn)品—電的利用范圍較廣，而且可以充分利用現(xiàn)存電網(wǎng)設(shè)施，部分地區(qū)還可以實現(xiàn)分布式發(fā)電，從而滿足社會巨大的電力需求。同時國外經(jīng)過十幾年的探索研究認為，以高效直燃發(fā)電是最簡便可行的高效利用生物質(zhì)資源的方式之一。

三、國內(nèi)外生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀

上世紀七十年代石油危機以來，生物質(zhì)能的開發(fā)利用受到了各國的關(guān)注，生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)得到了較大的發(fā)展并廣泛應(yīng)用。丹麥率先研發(fā)的農(nóng)林生物質(zhì)高效直燃發(fā)電技術(shù)被聯(lián)合國列為重點推廣項目。農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)保持持續(xù)穩(wěn)定增長，主要集中在發(fā)達國家，但印度、巴西和東南亞等發(fā)展中國家也積極研發(fā)或者引進技術(shù)建設(shè)農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項目。

在美國利用生物質(zhì)發(fā)電已經(jīng)成為大量工業(yè)生產(chǎn)用電的選擇。2004年美國生物質(zhì)發(fā)電裝機720萬千瓦，占可再生能源發(fā)電裝機的41%。美國能源部提出了逐步提高綠色電力的發(fā)展計劃，預(yù)計到2010年，美國將新增約1100萬千瓦的生物質(zhì)發(fā)電裝機。

在國土面積只有我國山東省面積1/4強的丹麥已建立了15家大型生物質(zhì)直燃發(fā)電廠，年消耗農(nóng)林廢棄物約150萬噸，提供丹麥全國5%的電力供應(yīng)。同時，丹麥還有100多臺用于供熱的生物質(zhì)鍋爐。近十幾年來，丹麥新建的熱電聯(lián)產(chǎn)項目都是以生物質(zhì)為燃料，還將過去許多燃煤供熱廠改為燃燒生物質(zhì)的熱電聯(lián)產(chǎn)項目。

芬蘭本國沒有化石燃料資源，因此大力發(fā)展可再生能源，目前生物質(zhì)發(fā)電量占本國發(fā)電量的11%，居世界第一位。

德國對生物質(zhì)直燃發(fā)電也非常重視，在生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用方面也很普遍。截至2005年，德國擁有140多個區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)的生物質(zhì)電廠，同時有近80個此類電廠在規(guī)劃設(shè)計或建設(shè)階段。

據(jù)報道，到2020年，西方工業(yè)國家15%的電力將來自生物質(zhì)發(fā)電，而目前生物質(zhì)發(fā)電只占整個電力生產(chǎn)的1%。屆時，西方將有1億個家庭使用的電力來自生物質(zhì)發(fā)電，生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)還將為社會提供40萬個就業(yè)機會。

國內(nèi)，自國能生物發(fā)電集團有限公司單縣生物發(fā)電項目正式并網(wǎng)發(fā)電以來，我國五大發(fā)電集團華能、華電、大唐、國電、中電投等大型國有電力集團以及一些民營企業(yè)和外資企業(yè)紛紛投資參與我國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的建設(shè)運營。截至2007年底，國家和各省發(fā)改委已核準生物質(zhì)發(fā)電項目87個，總裝機規(guī)模220萬千瓦。截至2008年11月30日，國能生物發(fā)電集團有限公司已在全國10多個省份核準生物質(zhì)發(fā)電項目40個。其中，已正式建成投產(chǎn)項目14個，裝機容量34.8萬千瓦。今年1-11月，國能生物已完成綠色電量約15億千瓦時，各投產(chǎn)項目今年以來已消耗農(nóng)林廢棄物約200多萬噸，為當?shù)剞r(nóng)民增收約6億元，替代標煤100萬噸，減排二氧化碳170萬噸以上。

四、原料來源及分析

采用生物質(zhì)能源發(fā)電，其原料來源主要有以下幾種：

1.農(nóng)業(yè)廢棄物

美國學者Smil計算了20世紀90年代農(nóng)業(yè)廢棄物的總量約為35~40億噸/年，大約相當于65EJ的能源總量，或者巧億噸油當量。據(jù)學者Hall的估計，若僅僅考慮世界上主要的農(nóng)作物(例如小麥、大米、玉米、大麥及蔗糖等)及25%的農(nóng)業(yè)廢棄物回收率的話，能夠產(chǎn)生38EJ的能量，這些能量可以彌補大約3.5～4.6億萬噸的碳消耗。毫無疑問，占有很大比例的農(nóng)業(yè)廢棄物被浪費或者處理不當，從而對環(huán)境、生態(tài)及食品生產(chǎn)等造成了不良的影響。例如，美國學者Andreae估計全世界每年大約有20億噸的農(nóng)業(yè)廢棄物被焚燒，而smil在199對此的估計約為10~14億噸，其每年產(chǎn)生的二氧化碳為11~17億噸。全球以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料的電力裝機總?cè)萘考s為4500MW。

2.林業(yè)廢棄物

林業(yè)廢棄物總量的估計面臨的困難在于，如果要考慮一定的精度，那么對可用作能源使用的林業(yè)廢棄物潛力的估計，意味著對諸如每年總量的增長、種植密度、當前林業(yè)廢棄物的使用等等都需要考慮在內(nèi)。英國學者wods和Hall估計可回收的林業(yè)廢棄物總量約為35EJ/年，該估計中一個很大的便利之處在于由紙漿和木屑等工業(yè)產(chǎn)生的林業(yè)廢棄物總量值是容易獲得的。當前，林業(yè)廢棄物中很大比例的被用作轉(zhuǎn)化為能源使用了，不過毫無疑問這一比例還會有很大的繼續(xù)增長的潛力。例如，巴西造紙工業(yè)目前產(chǎn)生的林業(yè)廢棄物大約相當于50萬噸油當量。當前全球以林業(yè)廢棄物為原料的電力裝機總?cè)萘考s為1000MW。

3.禽畜糞便

當前世界上單由糞便產(chǎn)生的能量約為20EJ(而dos&Han，1994)。然而，由于存在過多的影響因素，如，禽畜糞便的種類、地點、喂食狀況等，因此該數(shù)字并不是一成不變的。這些差異存在的原因可歸結(jié)于缺乏一個統(tǒng)一的計算準則。此外，除了在特定的環(huán)境之下，禽畜糞便是否應(yīng)當在大范圍內(nèi)用作能源使用也是存有疑問的，這是因為:

(1)禽畜糞便有可能存在其他非能源的用途，如作為肥料可能會對農(nóng)業(yè)帶來更大的價值；

(2)禽畜糞便并不是理想的燃料，因此，當有可能時，人們傾向于用更好的油類燃料來替代它；

(3)出于對環(huán)境的考慮，如果把禽畜糞便用于肥料的話也許會更容易被人接受。

4.能源作物

在過去的十幾年中，已經(jīng)有人做過大量的研究來估計全球范圍內(nèi)能源作物的發(fā)展前景，其面積范圍大概為1~10億公頃。據(jù)估計，10億公頃面積的能源作物每年可以產(chǎn)生大約267EJ的能量。但是，考慮到如下因素，如土地的供應(yīng)狀況、燃料用途與食物用途的沖突、氣候影響、土地質(zhì)量下降帶來的更高的投資、土地使用權(quán)等等，因此，這么大范圍的能源作物的估計是有偏差的。最有可能的情況是在以上所提范圍的下限值，如1~3億公頃。

對比上面幾種原料來源，不論是農(nóng)林業(yè)廢棄物還是禽畜糞便均屬其他行業(yè)相關(guān)副產(chǎn)品，作為生產(chǎn)原料存在來源分散，收集運輸環(huán)節(jié)易復雜化、額外投入多等問題。從大規(guī)模發(fā)電能源供應(yīng)方面來看，這類原料目前只適合作為能源再生利用的能源輔助原料，若要從根本上滿足生物質(zhì)能源發(fā)電的集中能源供應(yīng)還應(yīng)從能源作物方面著手。當前的能源作物一類是用來提取生物柴油以及生產(chǎn)生物酒精的含油較高或含淀粉較高的作物，這類作物的產(chǎn)品通常提供給需要液體燃料的地方直接使用；另一類則是作為直燃燃料的作物，又可劃分為以象草等能源草為代表的草本能源作物和能源林類木本能源作物。兩者相比較，木本能源作物灰分相對較少，熱值普遍較高（目前主要能源草其熱值通常在14-15MJ/kg，而主要木本能源樹種其熱值最低也達到16MJ/kg以上），且生物質(zhì)產(chǎn)出較能源草應(yīng)用范圍更廣，故更適合作為生物質(zhì)直燃發(fā)電的原料。

五、生物質(zhì)發(fā)電能源林

木本植物是生物能源的主體，是最古老的能源物質(zhì)。國際社會普遍關(guān)注并大力發(fā)展能源林，目的是通過利用選育出的速生、高產(chǎn)、高熱值或高產(chǎn)油量的能源樹種種質(zhì)資源，以定向優(yōu)化集約栽培技術(shù)獲取高產(chǎn)能源收獲物，通過加工利用替代化石能源，解決目前世界性的能源危機問題。其中以生物發(fā)電為主要用途的能源林主要是指采取高密度、超短輪伐期的集約經(jīng)營技術(shù)，種植和培育高熱值、速生、萌蘗能力強、抗病蟲害強的喬木、灌木人工林，主要利用其木材發(fā)電。1976年瑞典率先啟動了瑞典能源林業(yè)工程，以柳樹(SalixL. )與楊樹( Populus L.)作為主要能源樹種，目前其能源供應(yīng)的15%來自于生物質(zhì)能。隨后，在80年代，法國以楊樹、桉樹(Eucalyptus) 、巨杉(Sequoiaden2d ron gigantea) 、梧桐(Firm iana sim plex )、柳樹等作為能源樹種，楊樹能源林每年每公頃可生產(chǎn)鮮物質(zhì)25～30 t (合12～15 t干物質(zhì))，桉樹每年每公頃可生產(chǎn)鮮物質(zhì)17～21 t (合12 ～15 t干物質(zhì)) ，巨杉每年每公頃可生產(chǎn)20m3  。而美國主要以柳樹、楊樹、桉樹、美洲蘇合香(L iquidam 2bar styraciflua ) 、美國印第安納楓( Acer sacca2rum ) 、一球懸鈴木( Pla tanusoccidentalis) 與刺槐(Robinia pseudoacacia )等作為能源樹種。丹麥、芬蘭、英國、加拿大、澳大利亞等國家廣泛開展生物發(fā)電，涉及的樹種主要包括柳樹、楊樹、桉樹等。目前，我國國能生物發(fā)電公司在山東單縣建設(shè)的生物發(fā)電廠，也已經(jīng)開始營造包括紫穗槐(Amor2pha fruticosa L. )、柳樹、刺槐等在內(nèi)的能源樹種試驗林，擬作為燃料的補充來源。

良種選育對能源林生產(chǎn)力的影響很大。Sims等在桉樹能源林樹種和種源選擇試驗中發(fā)現(xiàn)，生長表現(xiàn)最好的樹種與最差的相差20多倍，對多枝桉(E.viminalis)的10個種源的試驗中發(fā)現(xiàn)，最差的種源生長率是最快的一半。因此，各國非常重視能源林良種選育，歐洲各國在楊樹和柳樹、澳大利亞等國在桉樹的能源林良種選育方面做了大量工作。一般來說，燃料能源林樹種選育的目標為速生、萌蘗能力強、高生物量與抗逆性強等。

目前普遍被用做燃料能源林的樹種以楊樹、桉樹、柳樹等為主：

1.楊樹

在美國威斯康星州， Terry Strong等對雜種楊樹人工林的試驗表明，6個無性系中平均年生物量增長量(MAB I:mean annual biomassincrement)最大的是無性系NE - 41，為12. 8 t/ ( hm2·a) ;其次是NE- 386，為11. 4 t/ ( hm2·a )。APellis等人對17個楊樹無性系進行了試驗，1996年種植，2001年1月首次采伐，收獲周期為4～5年，在2001年末進行調(diào)查，表現(xiàn)最佳的是Wolter2son(黑楊P. nigra)和Primo (美洲黑楊與黑楊的雜交種P. deltoides ×P.nigra) ，其平均年生物量增長量為8 t/ ( hm2·a) 。

2.桉樹

Siml等在新西蘭對9個桉樹樹種、白柳與旱柳的雜交種(S. matsudana×alba)、金合歡與楊樹這些樹種或無性系進行了地上生物產(chǎn)量的比較試驗，結(jié)果表明:采伐周期為3年，首次采伐時，亮果桉的平均年生物量增長量最小，為2t/ ( hm2·a) ; 多枝桉( E. viminalis) 最大， 為39. 72 t /(hm2·a)，并且多枝桉10個無性系中的9個、E.pseudoglobulus與金合歡要顯著高于其他樹種。第2次采伐時，亮果桉也是最小，為2.94 t / ( hm2·a) ; 而E. pseudoglobulus最大，達到50. 64 t/( hm2·a) 。首次采伐與第2次采伐比較，桉樹分別為19. 08與29. 32 t/ (hm2·a) ，增長了54%;A. mea rnsii分別為18. 29與22. 93 t/ (hm2·a) ，增長了25%; Populuseurasia×yunnanensis分別為12.93與20. 33 t/ ( hm2·a)，增長了57%。兩次收獲的總生物產(chǎn)量，大多數(shù)桉樹樹種顯著高于其他樹種，多枝桉無性系3678與E.pseudoglobulus超過了35 t/ ( hm2·a)。

3.柳樹

研究人員發(fā)現(xiàn)，柳樹幼年生長量明顯高于楊樹等其他常見能源樹種，因此柳樹更適合于做為超短期輪伐矮林作業(yè)系統(tǒng)樹種給生物質(zhì)發(fā)電提供生產(chǎn)原材料。而短的輪伐期更容易保證生產(chǎn)原料供應(yīng)的頻率從而提高生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備的利用率。瑞典選育出優(yōu)良樹種蒿柳(S.viminalis)和毛枝柳( S. dasyclados) ，密度為1. 5萬～2萬株/hm2，輪伐期為3～5年，能達到最高產(chǎn)量。1999年在加拿大南魁北克棄耕地上，MichelLa2brecque等人對柳樹的10個無性系進行了生長對比試驗，結(jié)果表明，SX64與SX61兩個柳樹無性系的干物質(zhì)生產(chǎn)力最高，分別達到67.58 t/hm2與62. 34 t/hm2，宮部氏柳(S. miyabeana)與龍江柳(S.sachalinensis)的一些無性系生產(chǎn)力比蒿柳的無性系高，且更具抗病蟲害的能力。

另外，北京林業(yè)大學有在北京的實驗顯示，我國選育出的優(yōu)良無性系172柳當年生扦插苗在密度為15625株/hm2的情況下，單株地上部生物量較高，為0.13kg；密度為200000株/hm2的情況下，每公頃地上部生物量較高，為14087.93kg。此外，通過在北京、山東等地對柳樹另一新品種竹柳觀察實測顯示，當年生快繁苗在種植密度為12375株/hm2的情況下，地上部單株生物量為0.245kg，合每公頃3032.875kg；當種植密度為180000株/hm2時，竹柳快繁苗當年地上部生物量為0.21kg，合每公頃37800kg。目前的研究普遍認為柳樹能源林造林密度的一般為:為了機械采伐的方便，采取雙行栽植，株距為0.75m，行距為0.9m ，而雙行間的間隔為1.5m (MitchellCP ，1999;NeuhausenEF， 1996).此造林密度為10000株/hm2，這是由收獲周期的試驗研究而得出的，當造林密度大于10000株/hm2，密度對產(chǎn)量的影響不大(VERWIJSTT，1996)。但是，近年來在柳樹幾個樹種的無性系中采取2年與3年的輪伐作業(yè)的研究試驗表明，密度很大時產(chǎn)量更大(BullardM J， 2002):對于篙柳(Salix viminalis )，密度從10000株/hm2增加到100000株/hm2，收獲量增長34%。對于能源林來說，其林分育閉后密度對于其生物量的產(chǎn)出影響不大，高密度種植的最大意義在于可以使林分盡快育閉從而在較短時間內(nèi)達到其生物量產(chǎn)出最大化。但同時育閉后由于高密度造成的相互競爭會導致單株生物量嚴重降低。而就竹柳來看，由于其枝椏短少，樹冠小，在高密度種植條件下與低密度種植時相比其單株當年生地上部生物量僅由0.245kg減為0.21kg，只減少了14%，故竹柳更適宜于高密度種植，在150000-200000株/hm2的高密度下投入產(chǎn)出效益比遠高于其它樹種。

六、生物質(zhì)發(fā)電能源林效益分析

近5年來，瑞典柳樹無性系能源林的種植面積不斷增大，主要與瑞典農(nóng)民貿(mào)易協(xié)會及其他各種機構(gòu)把柳樹作為一種農(nóng)作物來推廣有關(guān)。同時政府的補助金制度也為柳樹能源林的大面積推廣提供了必要條件。目前，瑞典南部及中部柳樹能源林約有11000hm2，其中2 000hm2是1994年種植的，1995年計劃種植5000hm2。這些能源林每年每公頃平均的生物量生產(chǎn)為10～12t，相當于25～30m3木材或4～5m3燃油，約合25-30桶原油。如將所產(chǎn)的生物量用來發(fā)電，按照我國國產(chǎn)直燃發(fā)電機組發(fā)電效率單位電量原料消耗量1.37kg/kwh計算，這些能源林每年每公頃可供發(fā)電7300-8760kwh；若按照進口直燃發(fā)電機組發(fā)電效率單位電量原料消耗量1.05kg/kwh計算，則每年每公頃可供發(fā)電9500-11430kwh。如果以竹柳作為分析對象，在超高密度（150000-20000萬株/hm2）、超短期輪伐（輪伐期1～2年）的情況下，其每年每公頃平均的生物量生產(chǎn)可達37.8t以上，相當于94.5m3木材或15.12m3燃油，約合94桶原油。受目前全球金融風暴影響，國際原油價格暴跌，按照當前跌后價格平均43美元/桶計算，每年每公頃產(chǎn)值4042美元，折合人民幣約27500元（匯率6.8）。如將所產(chǎn)的生物量用來發(fā)電，按照我國國產(chǎn)直燃發(fā)電機組發(fā)電效率單位電量原料消耗量1.37kg/kwh計算，這些能源林每年每公頃可供發(fā)電27560kwh；若按照進口直燃發(fā)電機組發(fā)電效率單位電量原料消耗量1.05kg/kwh計算，則每年每公頃可供發(fā)電36000kwh。電價按照0.5元/kwh計算，每年每公頃產(chǎn)值為13780-18000元。

此外，為應(yīng)對全球氣候變化，國際社會積極行動，先后簽訂了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》。許多發(fā)達和發(fā)展中國家面臨經(jīng)濟發(fā)展和國際減排壓力。通過植樹造林活動吸收二氧化碳，抵減部分工業(yè)的溫室氣體的排放，是最可行、最有效的措施之一。由發(fā)達國家出資到發(fā)展中國家購買二氧化碳等溫室氣體額外減排量的“碳匯交易”機制已經(jīng)在我國逐步形成，由于森林、濕地等可以快速、大量地吸收、匯聚和儲存二氧化碳，林業(yè)資產(chǎn)的CO2負排放，未來企業(yè)建造豐產(chǎn)速生林就有機會通過出售排放權(quán)就可以直接獲得投資收益。

以建設(shè)竹柳能源林為例，其碳匯方面還可產(chǎn)生額外收益：有關(guān)資料表明人工林每生長1立方米約吸收1.83t二氧化碳，釋放1.62t氧氣，每立方米木材折合含碳量約0.25t。高密度竹柳能源林每年每公頃可生長木材約94.5m3，折合含碳量約23.6t。按照芝加哥氣候交易所的碳價格是10美元/噸，每年每公頃竹柳能源林碳匯收益有236美元，約合人民幣1600元(匯率按6.8計算)。

七、我國發(fā)展生物質(zhì)能源相關(guān)政策及前景

在人類對能源消耗不斷增長的同時，環(huán)境污染等問題也日益突出。為了應(yīng)付能源危機和環(huán)境污染，我國決定將發(fā)展可再生能源作為當前重要的工作，2005年，《中華人民共和國可再生能源法》提出，“國家鼓勵清潔、高效地開發(fā)利用生物質(zhì)燃料、鼓勵發(fā)展能源作物，將符合國家標準的生物液體燃料納入其燃料銷售體系”，并于2006年1月1日生效。對此，國家林業(yè)局能源辦和世界自然基金會聯(lián)合立項，開展了“中國林木生物質(zhì)能源發(fā)展?jié)摿ρ芯?rdquo;。國家“十一五”規(guī)劃綱要也提出，“加快開發(fā)生物質(zhì)能源，支持發(fā)展秸稈、垃圾焚燒和垃圾填埋發(fā)電，建設(shè)一批秸稈發(fā)電站和林木質(zhì)發(fā)電站，擴大生物質(zhì)固體成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生產(chǎn)能力”。同時為了鼓勵扶持我國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，政府已出臺若干政策，對相關(guān)產(chǎn)業(yè)進行稅收減免、財政補貼。

為進一步推動生物質(zhì)能源的穩(wěn)步發(fā)展，2006年9月，財政部、國家發(fā)展和改革委員會、農(nóng)業(yè)部、國家稅務(wù)總局、國家林業(yè)局聯(lián)合出臺了《關(guān)于發(fā)展生物質(zhì)能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》，在風險規(guī)避與補償、原料基地補助、示范補助、稅收減免等方面對于發(fā)展生物質(zhì)能源和生物化工制定了具體的財稅扶持政策。此外，自2006年1月1日《可再生能源法》正式生效后，醞釀中與之配套的各項行政法規(guī)和規(guī)章也開始陸續(xù)出臺。財政部2006年10月4日出臺了《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》，該辦法對專項資金的扶持重點、申報及審批、財務(wù)管理、考核監(jiān)督等方面做出全面規(guī)定。該《辦法》規(guī)定：發(fā)展專項資金由國務(wù)院財政部門依法設(shè)立，發(fā)展專項資金的使用方式包括無償資助和貸款貼息，通過中央財政預(yù)算安排。

許多業(yè)內(nèi)專家也提出了促進生物質(zhì)發(fā)電的政策建議：

1.建議加大對生物質(zhì)發(fā)電的政策支持力度。建議國家有關(guān)部門根據(jù)項目的投資和運營成本，合理調(diào)整生物質(zhì)發(fā)電的上網(wǎng)電價。同時，加快出臺有利于促進生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展的財政稅收政策，例如稅收減免、財政補貼、貼息貸款等。建議國家將生物質(zhì)發(fā)電列入可再生能源發(fā)展專項資金重點扶持范圍。建議按照《關(guān)于企業(yè)所得稅若干優(yōu)惠政策的通知》的有關(guān)規(guī)定，給予生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)3年～5年所得稅免征的優(yōu)惠；各省(自治區(qū)、直轄市)農(nóng)機部門應(yīng)將生物質(zhì)發(fā)電燃料收儲運相關(guān)設(shè)備納入農(nóng)機補貼計劃。

2.建議加強規(guī)劃指導和項目管理。國家以及各省應(yīng)根據(jù)區(qū)域總體規(guī)劃及生物質(zhì)能資源分布特點，在資源評價和環(huán)境評估的基礎(chǔ)上，結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展情況，結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，制定生物質(zhì)能發(fā)展規(guī)劃，促進生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。同時要加強項目管理，完善技術(shù)標準、檢測和認證體系。嚴格市場準入制度，提高市場進入的技術(shù)和資金門檻，強化技術(shù)監(jiān)督，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，防止“一哄而上”。

3.建議完善生物質(zhì)能利用產(chǎn)業(yè)鏈。加大科研投入，促進技術(shù)進步。建議國家有關(guān)部門重點支持研究開發(fā)適合于生物質(zhì)燃料收集、加工、儲存、運輸?shù)难b備，支持重點鍋爐制造企業(yè)提升設(shè)備制造能力和工藝水平。完善生物質(zhì)能利用相關(guān)的產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)。支持相關(guān)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)。

維護和保持我國能源可持續(xù)發(fā)展是基本國策之一。發(fā)展林木質(zhì)能源不僅是發(fā)展能源的新方向，又是發(fā)展林業(yè)的新方向，既可緩解能源危機，也是解決環(huán)境污染的有效措施之一。

發(fā)展林木質(zhì)能源可使處于廢棄和自生自滅狀態(tài)的資源有了用途和效益，從而促進農(nóng)民對森林撫育、林木生長、荒山綠化的積極性，并增加農(nóng)村的收入，這是脫貧致富的一種行之有效途徑。