新疆第二代生物液体燃料原料潜力评估

新疆第二代生物液体燃料原料潜力评估


2024年5月15日发(作者:戴尔笔记本电脑哪款好)

新疆环境保护2011,33(4):24—28 Environmental Protection of Xinjiang 

新疆第二代生物液体燃料原料潜力评估 

高庆国,付尔登(新疆环境保护科学研究院,乌鲁木齐830011) 

摘要:我国政府高度重视生物质能的开发,第二代生物液体燃料是一种清洁可再生的生物质能源,较第一代生物质能源更容易获 

得,因此大力发展第二代生物液体燃料对改善我国能源结构,实现节能减排具有重要意义。本文从年净生物量大、耐干旱、耐盐 

碱等角度出发,选择出适合新疆发展的棉花、甜高梁及红柳三种第二代生物液体燃料原料植物,并在了解新疆自然条件及国家和 

新疆政策法规、规划的基础上,预测到2030年三种生物质能源作物生物量,为相关部门制定生物质能源政策提供参考。 

关键词:生物液体燃料;新疆;潜力 

中图分类号:X382.1 文献标识码:A 文章编号:1008—2301(2011)04—0024—05 

Potential Evaluation of The Second Generation Biofuel Feedstock in Xinjiang.GAO Qing—guo.FU Er—deng 

(XinJiang Academy of Environmental Protection Science,Urumqi 83001 1,China).Environmental Protection of Xin— 

jiang 2011,33(4):24~28 

Abstract:Chinese government attaches great importance to the development of biomass energy.Second generation liq— 

uid biofuel is a kind of clean renewable biomass energy that is obtained more easily than the first generation of biomass 

energy,therefore,the development of the second generation of liquid biofuel to improve China ̄energy structure,to 

achieve energy saving and emission reduction has important signiicance.From the perspectifve of the annual net bio— 

mass,resistance to drought,resistance to salinity,suitable three kinds of materials about cotton,sweet sorghum and 

Tamarist for second generation biofuel development in Xinjiang were selected for project,and In the assessment based 

on Xinjiang natural conditions,national and Xinjiang ̄policies and regulations,the available feedstock volume of bi— 

omass by 2030 are predicted,For the relevant departments to develop biomass energy policy as reference 

Key words:liquid biofuel;Xinjiang;potential 

能源是人类赖以生存的物质基础,是国民经济的 

基本支撑,中国是能源消费大国,2009年全国石油生 

产量为18.949×10 t,消费量为38.384 x 10 t,有 

25.642×10。t的石油需要进口。化石能源资源的有 

限性及其开发利用过程对环境生态造成的巨大压力, 

原料,与传统的淀粉类和油籽作物相比,它们的每公 

顷生物质产量更大。此外,一些速生型多年生植物, 

如生长周期短的木本作物和大植株的草类,有时可以 

在贫瘠、退化的土壤中生长,而粮食作物生产在这样 

的环境下则非常困难。这两方面的因素都可以缓解 

与粮食和饲料作物生产争夺土地。第二代生物液体 

严重制约着经济社会的可持续发展,开发利用清洁的 

可再生能源已成为中国能源领域的一个紧迫课题。 

生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的 

能量形式,可转化为常规的液态燃料,替代石油等化 

石燃料,具有环境友好和可再生双重属性。 

燃料还有助于减少温室气体排放。因此我国政府高 

度重视生物质能的开发利用。为了了解第二代生物 

液体燃料潜力,本文对新疆到2030年第二代生物液 

体燃料原料量进行预测,为制定生物质能源政策提供 

参考。 

以糖和淀粉作物(乙醇)及油籽作物(生物柴油) 

为原料的液体生物燃料生产通常被称为第一代生物 

液体燃料。利用木质纤维素植物为原料生产液体燃 

料为第二代生物液体燃料。第二代生物液体燃料的 

收稿日期:2011—9—27 

第4期 高庆国等:新疆第二代生物液体燃料原料潜力评估 

1 生物质液体燃料原料的选择 

从农作物剩余物总量上分析,新疆农作物中适合 

发展生物质液体燃料的原料主要有棉花、玉米和小麦 

秸秆,这三种作物剩余物总量占到总量的94%;从可 

利用量上看,只有棉花秸秆可利用量较大,占到总可 

利用量的72%,适合作为液体生物燃料的原料,其他 

2.1农作物中生物质液体燃料选择 

2009年新疆农作物播种面积为471.03 X 

10 hm ,其中棉花、小麦和玉米播种面积最大,分别为 

140.93×10 hm 、115.33×10 hm 和59.84 x 

作物秸秆绝大多数都作为饲料等加以利用,基本无法 

进行能源的规模化利用。 

10 hm ,三者占到总播种面积的67.1l%。主要作物 

种植面积、产量及单位种植面积产量情况见表1。 

表1 农作物种植面积和产量 

Tab.1 crop planting area and yield 10 hm ,10 t 

注:数据来源于《新疆统计年鉴2o10) ̄ 

综合种植面积和产量情况,选择种植面积较大或 

产量较大的小麦、玉米、棉花、豆类和葵花剩余物进行 

进一步选择分析,这些农作物的剩余物情况见表2。 

表2农作物剩余物表 

Tab.2 crop residues 10 t 

作物种类 匕 主要用途 

注:谷草比数据来源于《李茂松、汪亚峰,近20年中国主要农 

作物秸秆资源动态及现状,全国农业面源污染与综合防治学 

术研讨会论文集,152}、《毕于运,秸秆资源评价与利用研究, 

2010,博士论文,66》 

2.2林业中生物质液体燃料原料选择 

新疆按照林地疏密分为有林地和灌木林地,两种 

林地情况见表3。 

表3 林地总蓄积量及单位面积蓄积量 

Tab.3 total forest volume and forest volume per unit area 

注:数据来源于《新疆2007年森林资源连续清查第五次复查》 

内部资料 

灌木植被主要分布在戈壁沙漠和荒漠生长,根据 

第五次普查结果,2006年新疆灌木林地虽然面积较 

大,为460.03×10 hm ,占总森林面积的69.54%,但 

灌木林中以天然灌木林为主,蓄积量较少,蓄积量不 

到总蓄积量的12%,单位面积蓄积量在8.3m /hm 

左右,是有林地单位面积蓄积量149.29m /hm 的 

5.55%,由于单位面积可利用生物量太小,因此,基本 

无法作为生物质能源原料进行利用,因此液体生物燃 

料原料主要考虑从有林地中获得。 

有林地中特用林主要为国防、环境保护等特殊用 

途,受特殊保护,薪炭林作为农村居民生活燃料,两者 

均无法作为液体生物燃料原料加以利用;防护林大多 

为位于山区的天然防护林,面积约110×10 hm ,具 

有水源涵养作用,禁止砍伐,也无法修剪,因此基本无 

利用潜力,可以用作生物液体燃料的林木主要从人工 

防护林、用材林和经济林中获得。根据第五次普查结 

果及上述分析,有林地中可获得资源量见下表4。 

新疆环境保护 第33卷 

表4按用途分不同类型林地、 

林地面积及剩余物量情况 

Tab.4 various forest lands and residuals 

a 。rding t。differem purp。 。 10 t 

删有 积 

注:有林地面积数据来源于《新疆2007年森林资源连续清查 

第五次复查》、产柴率参照《生物质发电技术,北京国电华电 

工程技术有限公司,2006.12,l6》,未利用系数参照《赵勇强, 

中国和重点省份生物质能资源状况,2007.11,l7》 

由上表可以看出,林业资源中可获得的资源量及 

未利用的资源量都很少,单位面积可利用资源量非常 

有限,因此不适合作为液体生物燃料的原材料。 

2.3草业中生物质液体燃料原料的选择 

由于新疆现有人工草场种植的草主要作为牲畜 

的饲草料,在新疆草地超载、退化严重,牲畜头数不断 

增加的情况下,未来没有用于种植能源草的空间。 

2.4可利用边际土地上可种植的能源植物选择 

除了在现有农业作物及林业中选择液体生物燃 

料原料外,还可以在有一定水源保证的边际土地上种 

植能源植物,在新疆适合作为生物质能源作物有甜高 

粱,能源林有速生杨、新疆杨、红柳、沙枣、梭梭、杏树、 

柳树和榆树等。能源草有芨芨草、沙芦草和布顿大麦 

草等。从可利用生物量大小、耐干旱程度、抗盐碱和 

经济性等方面综合考虑,选择甜高粱和红柳作为未来 

可用作生物液体燃料原料的能源植物。近年来新疆 

甜高粱正处于试验示范阶段,示范面积已超过 

1 333.3 hm ,甜高梁生物量大,每公顷产量可达到 

31.5t,耐盐碱和干旱,适合在新疆种植;红柳极耐盐 

碱和干旱,在新疆分布广泛,其寄生植物肉芙蓉经济 

价值较高,提高了种植者积极性,到2008年年底,新 

疆和田地区已经种植人工红柳1.67 x 10 hm ,用于 

人工种大芸。 

综上所述,最终选择棉花剩余物、甜高梁和红柳 

作为2030年生物质液体燃料原料进行预i贝0。 

3 生物质液体燃料原料量预测 

3.1 影响生物质液体燃料原料量的主要因素 

生物质液体燃料原料的种植主要受土地利用结 

构的影响,中国现在土地利用实行土地所有权归国家 

所有与集体所有(即公有制),承包权、经营权归农民 

所有制度。土地性质的改变(即由农用地转为建设 

用地等)主要由中央政府和各级地方政府作出,中央 

政府具有最高决策权,地方政府作为地方计划、规划 

的制定者和执行者,是土地利用变化的主要决策者; 

而具体的上地利用方式(如由种植小麦转为种植棉 

花、蔬菜、果树等)由个体根据个人的理性与偏好选 

择其最终决策。因此种植情况主要受中央及地方政 

府的规划计划、政策法规及个人的种植选择影响。 

3.1.1我国产业政策及规划 

农业生物质能产业发展规划(2007—2015年)中 

提出:始终把保障国家粮食安全作为农业发展的第一 

任务,开发能源作物应以不占用粮食、棉花等战略物 

资生产用地,不开垦草原为前提,充分利用荒地、盐碱 

地和冬闲田等不适宜种粮或未充分利用的土地资源, 

避免能源作物与粮棉作物争地。适度发展能源作物 

种植,满足国家对生物液体燃料的原料需要。“十一 

五”期间,重点在黑龙江、山东、内蒙古、新疆、河北等 

地利用盐碱地等边际土地,开发推广甜高粱系列品种 

和先进适用栽培技术。 

3.1.2退耕还林还草区域政策 

2000年,国务院发布了《国务院关于进一步做好 

退耕还林还草试点工作的若干意见》(国发[2000]24 

号),开展退耕还林还草试点工作,国家无偿向退耕 

户提供粮食、现金、种苗,并对生态林和经济林比例做 

出规定,生态林一般应占80%左右。这一政策的实 

施起到了显著的效果,根据国土资源厅统计,2001— 

2008年,全疆共完成生态退耕13.846×10 hm ,完成 

生态退耕情况见表5。但从表中还可以看出,近几年 

生态退耕土地面积越来越少,表明退耕难度越来 

越大 

第4期 高庆国等:新疆第二代生物液体燃料原料潜力评估 27 

注:数据来源于新疆国土资源厅网站整理 

3.1.3新疆土地利用规划 

严格保护耕地;贯彻“保粮、压棉、管果、促畜”原 

则,调整优化农用地结构;贯彻以水定地、因地制宜的 

原则。 

3.1.4人口的影响 

人口因素作为引发耕地资源变化的基本要素,其 

数量的增加必然导致住宅用地、公共设施、交通、城镇 

等各项建设用地需求增加,建设用地增长会在很大程 

度上造成对农用地特别是耕地空间的挤压。同时,人 

口数量的增长又直接增加对粮食的需求,进而增加对 

耕地的需求。2001—2009年,新疆人口从1 876.19 

万人增加到2009年的2 158.63万人,人口增加 

了15.05%。 

3.1.5农户种植结构的选择 

种植结构受经济利益的影响很大。在耕地面积 

有限的情况下,农户会选择种植经济效益高的作物, 

由于农作物中粮食作物经济效益较低,2005年以前 

粮食作物种植面积不断减少,2004年开始国家出台 

了一系列扶持粮食生产的政策,如取消农业税,实行 

粮食直补,增加良种、对种粮大户和农机具等实行专 

项资金补贴等措施,使农民种粮积极性有所提高。 

3.2 2030年生物质液体燃料生物量预测 

根据以上影响因素,棉花量按照现有农田种植结 

构,根据耕地增加量进行预测,甜高梁和红柳按照土 

地利用潜力及利用比例进行预测。 

3.2.1 2030年棉花秸秆可利用量 

2009年人口2 158.63万,耕地面积412.46× 

10 hm ,预i贝0到2030年人口为3 073.13万,随着科 

技的进步,单位面积粮食产量将会增加,参照《新疆 

维吾尔自治区土地利用总体规划说明》中单位面积 

作物产量增加数据,按照单位面积产量增加10%进 

行考虑,到2030年需耕地面积533.82×10 hm ,则 

需新增耕地面积121.36×10 hm ,在经济适宜性的 

情况下,新疆后备耕地资源可以满足新增耕地面积要 

求,但处于生态平衡考虑,预计增加的耕地面积仅限 

于满足人口增长的需求,不会开发更多的耕地用于粮 

食生产,因此预测耕地面积增加121.36×10 hm。,按 

照现有种植结构进行计算,到2030年新疆棉花秸秆 

产量见表6。 

3.2.2 2030年甜高粱和红柳可利用量 

在自然生态适宜性和经济适宜性条件下,2000 

年新疆后备耕地资源面积为147.41×10 hm 。根据 

2008年新疆维吾尔自治区国土资源公报,2001— 

2008年新疆土地增加面积为25.79×10 hm ,按照增 

加面积中有70%是通过土地开发方式获得,则目前 

新疆还有适宜种植粮食作物的后备耕地资源129.36 

×10 hm ,能够满足人口增长对耕地种植面积的 

需求。 

在2030年前有水源保证的情况下,新疆预计可 

开发后备耕地资源331.91×10 hm 。在满足耕地增 

长需要的条件下,尚有210.55×10 hm 的耕地资源 

可以利用,剩余宜农耕地资源基本上也是宜林地或宜 

草地,开发利用难度加大,由于甜高粱对自然条件要 

求较红柳高,因此预测有10%的土地用于种植甜高 

粱,35%用于种植能源林,则预测到2030年种植面 

积、产量及可利用量见表6。 

表6生物质液体燃料生物量预测 

Tab.6 volume prediction of biomass liquid fuel 

注:预测表明,新疆可利用的第二代生物质能源原料量 

为1 771.8(10 t),可利用潜力很大 

28 新疆环境保护 第33卷 

社.2011. 

4小结 

[2]王兆木,涂振东,贾东海.新疆甜高粱开发利用研究[J].新疆农业 

大力发展第二代生物液体燃料对我国改善能源 

科学,2007,44(1):51. 

[3j新疆维吾尔自治区统计局.新疆统计年鉴[M】.北京:中国统计出 

结构、实现节能减排具有重要意义。本文通过对新疆 

版社.2010. 

自然条件及农林种植情况进行分析,选择出棉花、红 

[4j吐热尼古丽・阿木提,阿里木江・阿不来提.新疆未来人1:2发展 

柳和甜高梁三种适合新疆种植的生物质液体燃料,并 

趋势研究[J].干旱区资源与环境,2011,25(4):12. 

对三种原料产量进行预测,通过预测,到2030年新疆 

[5]代兵,谷晓坤,陈百明.基于GIN的新疆后备耕地资源评价[J].农 

三种第二代生物质能源原料量为1 771.8×10 t,其 

业工程学报,2008,24(7):61. 

中棉花剩余物443.94×10 t,甜高粱剩余物664.65× 

[6]范兆菊,张永福,许萌.新疆后备耕地资源的开发利用研究[J].干 

旱地区农业研究,2005,23(3):180. 

10 t,红柳663.21×10 t。可利用的第二代生物质能 

源原料量较大。 

作者简介:高庆国(1979~),男,河北秦皇岛人,本科,助理工程师。 

参考文献 

主要从事清洁生产审核和环境影响评价工作。 

f 11国家统计局.中国统计年鉴2010[M].北京:中国统计出版 

(上接第23页) 

4) 生态足迹模型仅涉及生态足迹与生态承载力两 

4对生态足迹理论的思考 

者的对比,因而定量化程度较高,也便于应用。但仅 

进行两种的对比还不够,需要建立一个反映生态承载 

通过对生态足迹的分析以及在乌鲁木齐市域生 

量度的客观结果,即一类表征状态的指标,如生态质 

态承载力中的应用,笔者认为: 量或环境质量等相关的指标监测,来说明区域承载与 

1) 传统的生态足迹模型更适用于封闭型的区域, 

不承载所对应的反映结果。 

对于市域或者类似于市域这样一种开放式的系统,耕 

地、牧草地、水域等类型的生态足迹和生态承载力的 

参考文献 

计算意义不大,生态足迹模型提供的信息指导作用 

[1]REES W E.Ecological footprint and appropriated carrying capacity: 

有限。 

what urban economies leaves out[J].Environment and Urbaniza. 

2) 不同类型的生态生产性土地是不能够互补的, 

tion,1992,4(2):121—130. 

【2]WACKERNAGEL M,ONISTO L,BELO P,et a1.National natural 

因此不同类型的生态足迹和生态承载力也不适合相 

capital accounting with the e colo ̄cal fotprint concept[J]. ̄ologi- 

加,相加后得出的生态赤字或生态盈余的结论并不 

eal Economic。1999,29:375—390. 

科学。 

[3]LENZENM,M urray SA.Amodified ecologicalfootpimtmethod and 

3) 如不进行区域之间横向比较研究,仅进行某区 

its application to A ustralia[J].Ecological Economics,2001,37(2 

域不同时期的纵向比较研究,更适宜通过一个长时问 

):229—255. 

序列研究,最好能通过不同生态生产性土地的生产能 

[4]LUCK M,JENERETI'E G D,wu J,et a1.The urban funnel model 

and the spatialy heteorgeneous e cologicalf ootpimt[J]Ecosystems, 

力的估算,以及考虑未来的技术发展和管理要求等, 

2001,(4):782—796. 

来确定不同时期的产量因子。本文由于资料的有限, 

尚未进行这方面的研究,仅将产量因子作为预测的一 

作者简介:李涛(1975一),女,鸟鲁木齐人,硕士,工程师,主要从事 

个可变量,进行了简单的设定,这是本文不足,并需要 

环境保护方面的研究。E—mail:li—tower@sina.con 

进一步深入研究的地方。 


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