海南省生物质能源
范益民
海南是祖国的“南海明珠”,全省陆地(主要包括海南岛和西沙、中沙、南沙岛)总面积3.54万平方公里,海域面积约200万平方公里。常驻总人口836万(2006年)。1999年2月6日,海南省二届人大二次会议作出了《关于建设生态省的决定》,同年3月31日,国家环保总局批准海南为全国生态示范省。至此,海南开始了生态省建设的探索和实践。
10年来,海南秉持“生态立省”的理念,开发利用其丰富的生物质资源,发展生物能源,有效地促进了能源结构的调整,在构建新型低碳经济发展模式方面,进行了有益地探索。海南的生态环境质量保持了全国最高水平,实现了经济增长和环境保护双赢。
(一) 海南省生物质资源概况
海南省具有生物多样性的优势,生物质资源丰富,据初步估算,可开发利用的现有生物质资源总量不低于500万吨标准煤。
一、 有机废弃物资源
1、 农作物秸秆
表1: 2008年海南省主要农作物秸秆产量
农作物 | 种植面积 (万亩) | 产量 (万吨) | 谷草比 | 秸秆量 (万吨) | 折标煤系数 | 折标煤量 (万吨) |
稻谷 | 464.92 | 150.966 | 0.623 | 94.05 | 0.429 | 40.35 |
玉米 | 26.06 | 6.956 | 2.000 | 13-91 | 0.529 | 7.36 |
其它杂粮 | 0.41 | 0.167 | 1.000 | 0.16 | 0.486 | 0.08 |
豆类 | 11.50 | 1.500 | 1.500 | 2.25 | 0.543 | 1.22 |
薯类(番薯、马铃薯) | 129.02 | 30.701 | 0.500 | 15.35 | 0.486 | 7.46 |
油料 | 60.28 | 8.690 | 2.000 | 17.38 | 0.529 | 9.19生物能源 |
木薯 | 48.25 | 59.991 | 0.500 | 30.00 | 0.486 | 14.58 |
甘蔗 | 117.89 | 518.817 | 0.100 | 51.88 | 0.441 | 22.87 |
合计 | 224.98 | 103.11 | ||||
注:①甘蔗谷草比只含蔗叶。
②农作物谷草比取自中国农村能源行业协会“中国生物质开发利用与战略思考”。
③农作物产量系2008年底统计数,由海南省农业厅种植业处提供。
香蕉 种植面积72万亩,香蕉产量151.62万吨。香蕉种植按不同品种每公顷种植1590~2490株,按每公顷平均2200株计算,总株数为10560万株,每株蕉杆、蕉头按40公斤,蕉杆鲜重年产量为422万吨;按脱水后10%的干物质计,香蕉茎杆干物质总量约42万吨。目前我省有20%左右的蕉杆被机械打碎后还田,一部分为二造香蕉的吸芽生长提供养分后自然腐烂,大部分被堆放在地头风干腐烂未被利用。
菠萝 2008年种植面积21.4万亩,其中收获面积7.4万亩,菠萝产量28.11万吨。菠萝每公顷可收获鲜叶片60000~90000公斤,每亩4~6吨,菠萝鲜叶片含水79.4%,按20%的干物质计,每亩可获得干物质0.8~1.2吨,全省按7.4万亩计,每年可获得6~9万吨菠萝叶片干物质,目前除一部分被农民用于反刍动物的饲料,部分叶茎经机械破碎后还田,相当一部分都被在田间地头废弃。加工菠萝过程中,每加工1吨鲜果,可获得100公斤残渣和大量的菠萝皮,残渣可作为饲料。
椰子 椰林面积70余万亩,2008年椰子产量2.26亿个,海南年加工椰子4亿个。椰子干物质在400克~1000克/个,按800克/个计,海南仅椰子加工每年剩余物(椰棕、椰茸、椰壳)估计超过30万吨,还未计入资源量更大的椰树叶片的数量。
槟榔 2008年种植面积达196万亩,槟榔产量 11.65万吨 。每年有大量的槟榔叶片产生。
蔗渣 2008年甘蔗产量518.82万吨,制糖过程中,绝干蔗渣的产率约为13%,依此计全省年产绝干蔗渣67.45万吨 。目前蔗渣大部分被糖厂用于锅炉直接燃烧,小部分被省外收购用于造纸原料。制糖还产出糖蜜20万吨,目前,全部卖到省外作调味品加工。
全省每年冬季瓜菜种植面积有200多万亩,种植辣椒、豆角、茄子、冬瓜等,产生大量的茎杆、藤蔓,其资源量估计在30~40万吨。
综上所述,海南省农作物秸秆的资源量(干重)估算在420万吨左右,按0.48的系数,折合标准煤201.6万吨。
2、 禽畜粪便
表2: 2008年海南省主要禽畜的粪便可开发资源量
项目 | 牛 | 猪 | 家禽 | 羊 |
体重(千克) | 500 | 50 | 1.5 | |
饲养(出栏)周期(天) | 365 | 150 | 60(肉鸡) | |
一昼夜排粪量(千克/头、只) | 20 | 4 | 0.1 | |
一年排粪量(吨/头、只) | 7.3 | 0.6 | 0.006 | 0.18 |
年饲养数量(万头、万只) | 174.43 | 1017 | 21034 | 205.88 |
粪便资源量(万吨/年) | 1273.3 | 610.2 | 126.2 | 37.0 |
粪便收集系数 | 0.6 | 1.0 | 0.6 | 0.3 |
粪便可开发量(万吨) 其中:干物质含量(%) | 764.0 18 | 610.2 2 | 75.7 8 | 11.1 18(参照牛) |
折算系数 | 0.47 | 0.43 | 0.43 | 0.43 |
标煤量(万吨) | 64.63 | 5.25 | 2.6 | 0.86 |
标煤量总计(万吨) | 77.26 | |||
注:①牛、猪、鸡的一昼夜排粪量、一年排粪量、粪便收集系数、干物质含量取自《中国可再生能源发展战略研究丛书 生物质能卷》P.34,中国电力出版社。
②鸡未分肉鸡、蛋鸡,均按肉鸡的基数计算。
③羊的一年排粪量取自日本能源学会《生物质和生物能源手册》,P.8,化工出版社
④牛、猪、鸡、羊的年饲养数量,系2008年底统计数,由海南省农业厅畜牧处提供。
3、 林业及林产品加工剩余物
海南省具有丰富的森林能源资源。据海南省林业局的统计,2008年底,全省森林面积达2968万亩,其中:天然林989万亩、人工林1973万亩,森林覆盖率58.48%。活立木总蓄积量1.2亿立方米,其中:天然林蓄积量7467万立方米、人工林蓄积量4584万立方米。
在这些森林资源中,可作为能源利用的资源有:林木采伐、造材和加工剩余物,薪炭林采伐物,灌木林平茬更新复壮剩余物,森林抚育与间伐剩余物,经济林抚育管理剩余物,城市
绿化更新、修剪剩余物、油料能源树种果实等。据张希良、吕文等编著的《中国森林能源》根据第六次全国森林资源清查数据的计算,海南省采伐剩余物122.79万吨、抚育间伐472.23万吨、灌木林生物260.48万吨。另据《全国林业废弃物资源和能源林资源状况概要报告》的分析,国家批准海南的“十一五”期间年森林采伐限额为515.7万立方米,每年采伐剩余物生物量有190万吨。
海南现有木材加工企业有800多家,木材加工主要是利用橡胶木、桉木、相思木、松木、苦楝木、木麻黄等人工林资源,2006年消耗的林木资源208.5万立方米,按全国木材加工剩余物为原木的34.4%计,木材加工的剩余物有70万立方米。我省一些木材加工企业生产技术和设备落后,工艺水平低,平均原材料利用率不足60%,损耗严重。所以,木材加工剩余物的实际数量更高,估计超过40万吨。
我省橡胶林种植面积达900万亩,每年有10万亩左右的更新面积,由此产生大量的更新林木资源;橡胶林每年还产生30万吨左右的橡胶果,目前加工利用的数量极少,绝大部分都被废弃了。
全省还有芒果、荔枝、龙眼、槟榔、椰子等经济林440多万亩,每年有数十万吨整形修
剪的枝丫、叶片等废弃物。
从以上数据分析预测,海南省林业剩余物资源总量每年不低于300万吨。按薪柴能源折算系数0.571计算,折合标准煤171.3万吨。
4、 城镇有机生活垃圾
据统计,目前海南省县城以上城镇生活垃圾日产量约3000吨,其中,海口市颜春岭垃圾填埋场的处理规模1000吨/天,琼海市生活垃圾处理厂的处理规模100吨/天。据《海南省城镇垃圾处理控制性规划(2005—2020)》的预测,2010年,全省城镇垃圾的日产生量将达4500吨,总量达164万吨/年,垃圾折标煤系数0.143,折标准煤24万吨。其中,海口日产生量1296吨,三亚336吨。到2010年,海南省将投资10.6亿元建成21个垃圾处理项目。届时全省各市县都将建成城镇生活垃圾处理设施并达标运营,无害化处理率达到70%。这些项目将新增垃圾日处理能力3550吨,垃圾日转运能力3680吨,每年将新增130万吨左右生活垃圾资源。
海口目前城市垃圾的成分大体是:无机物占27.08%(煤炭、泥土、陶瓷砖瓦);有机物占
52.64%(厨余植物、动物残渣);废品类占20.28% (橡、塑、纸张、织物、金属、玻璃)。已腐有机物超过一半,基本符合国内南方地区城镇垃圾成份变化趋势。
全省最大的垃圾场海口市颜春岭垃圾填埋场已运行8年,采用国际上先进的垃圾处理技术对城市生活垃圾进行卫生填埋,累计垃圾填埋量已超250万吨,推算年产填埋气(LFG)约为1500万立方米左右。
5、 有机污水
据“2007年海南省环境状况公报”的数据,2007年全省废水排放总量为35158.6万吨,其中工业废水排放量为5960.1万吨,占17%,生活污水排放量为29198.5万吨;废水中COD(化学耗氧量)排放量约10万吨,其中工业废水中污染物COD排放量1.29万吨,生活污水COD排放量8.71万吨。全省城镇污水处理率58.5%。
我省已计划投资25.8亿元,建设28个污水处理项目,新增污水日处理能力75.9万吨,配套管网755.2公里,力争用3年时间实现城镇污水处理全覆盖。项目全部建成后,新增COD消减能力5万吨。
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