农村生物质能源消费的CO2排放量估算

1. 研究背景及意义

生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物体中的一种能量形式，是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，在世界能源消费中占14%，在中国能源消费中约占20%，在中国农村生活能源消费中占60%以上^[1]。随着农村人口的不断增长以及农民生活水平的逐渐提高，农村生活用能持续增长，生物质能被大量消耗，其燃烧过程产生的CO2是中国温室气体排放的重要组成部分。分析估算中国农村生活能源消费中生物质能利用的CO2排放量及其空间分布格局，对中国制定温室气体减排方案、确立减排策略以及预测分析温室气体减排潜力等方面具有重要意义。

中国正面临着前所未有的巨大CO2减排压力。根据二氧化碳信息分析中心(carbon dioxide information analysis center, CDIAC)的数据显示，中国已经成为继美国之后的世界第二大CO2排放国，而美国能源署（energy information administration, EIA)则预言中国在2030年之前将成为世界上最大的CO2排放国家^[2-3]。荷兰环境评估署(NEAA)甚至在2007年6月19日就已经宣布中国2006年的二氧化碳排放量已经超过了美国，成为世界上碳排放量最大的国家^[4]。

开发利用农村地区的有可供广泛开发利用的生物质能资源,对环境不产生或少产生污染,既是近期急需的补充能源,又是未来能源系统的基础,在未来的能源供需平衡中可发挥重要作用。生物质资源是指绿色生物通过光合作用产生的有机物质及其衍生物,既是生物物质的总称,又是生物能量的总载体。主要包括农业废弃物、木材及森林工业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便。因此，分析估算农村生物质能源消费的CO2排放，对确立减排潜力方面具有重要意义。

二、文献综述

文献研究表明，关于我国农村能源消费的研究，受到了国内外学术界的广泛关注。国外文献近年来对农村能源的研究区域主要集中在中国，Mac:和Stem分解了中国1971 - 2003年的co2排放，并于能源结构中引进了生物质能，结果表明生物质能占比下降对碳排放减少产生了积极影响^[5]。Zhongren Gho分析了中国农村家庭能源消费结构的变化^[6]；Gang Liu以台北为例，分析了家庭能源消费对生态环境的影响^[7]; Guozhu Li以甘肃的某个山区为例，计算了中国农村家庭能源消费所需支付的环境和经济成本^[8]等等。国内早期王革华分析了农村可再生能源对中国C02减排所做的贡献^[9]；师华定对农村能源消费所产生的环境效应进行了研究^[10];李光全等分析了中国农村生活能源消费的空间格局变化^[11];朱四海着重研究了我国农村能源政策的演变 ^[12]。

上述研究对于推动我国农村能源问题的探讨起到了积极作用，但其研究的视角主要集中在家庭能源消费、农村能源消费结构、农村能源消费对环境的影响及农村能源政策等方面，对我国农村生物质能源生活消费的碳排放缺少定量分析。

当前对生物质能源的研究普遍认为我国生物质能资源丰富，发展潜力^[13,14,15]，刘刚等对我国生物质能源的数量和地理分布进行研究，发现我国生物质能源虽总量丰富，但省际分布不均，差异明显^[13]。吕文等对我国部分地区林木生物质能源进行实地调查，研究其增长态势、分布以及需求等，预测到2020年，全国可利用林木生物质能源将突破10亿^[16,17]。王涛对我国生物质燃料油原料的主要木本植物资源进行全面普查分析，认为燃料油原料资源如黄连木等资源量丰富、分布广泛，发展潜力大^[18]。丁文斌等通过计量分析和灰色关联分析，指出农作物秸秆作为生物质能源的一个重要来源，蕴含量大，资源丰富且能持续供给^[19]。

发展生物质能源的效益研究主要集中在环境效益和经济效益两方面。阎竣等以四川、陕西和内蒙古为例，对农村户用沼气系统的社会经济效益进行评价，指出使用沼气可以节省时间、减少化肥和农药投入，同时可为农户的经营活动创造良好条件和就业机会等，增加农民收入^[20]。李铁松根据实地调研数据，对南充沼气能源建设进行经济效益和环境效益分析，指出沼气的使用在减少农户化肥、燃料花费的同时，改善了农户的生活卫生条件，提高了生态环境效益^[21]。为我国更好地发展生物质能源，需要进一步完善技术、健全法律法规、进行产业化生产，走非粮、非耕地的生物质能源发展道路^[22-25]。