１引言
    當(dāng)前能源危機(jī)已成為全世界面臨的問題傳統(tǒng)化石燃料的儲備已經(jīng)很難滿足人們的需求。專家預(yù)測現(xiàn)在的燃料儲備量最多能用１００年尋找替代品已經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的焦點(diǎn)和努力的目標(biāo)。林木以其可再生生物量大對環(huán)境無危害等優(yōu)點(diǎn)而備受社會關(guān)注。因此，發(fā)展優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的能源林勢在必行。林木生物質(zhì)能資源包括森林的能源林和間接來源于森林的林木廢棄物，其中能源林又可分為兩類一類是指利用樹木木質(zhì)成分直接燃燒或經(jīng)過化學(xué)或物理轉(zhuǎn)化獲得生物質(zhì)燃料。生物油木煤氣固體成型燃料等的木質(zhì)能源林喬木林和灌木林。一類是指由樹體或某一器官富含油分或類似石油乳汁的樹種組成的油料能源林，油料樹種所含油分或乳汁主要分布在莖葉花果籽中將其產(chǎn)物提取和加工可直接或間接作為汽油柴油或其他石油衍生物的替代品，與其他生物質(zhì)能資源相比林木生物質(zhì)能資源有著更加突出的優(yōu)點(diǎn)如分布廣產(chǎn)量高易生產(chǎn)易儲藏使用安全等。
２國內(nèi)外能源林發(fā)展現(xiàn)狀
２．１ 國外能源林發(fā)展動態(tài)
    作為一種新概念瑞典早在２０世紀(jì)７０年代就率先啟動了瑞典能源林業(yè)工程以柳樹與楊樹作為主要能源樹種。目前瑞典能源供應(yīng)的１５％來自于生物質(zhì)能２０世紀(jì)８０年代法國以楊樹桉樹巨杉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 ３０ｔ合１２ １５ｔ干物質(zhì)。桉樹每年每公頃可生產(chǎn)鮮物質(zhì)１７ ２１ｔ合１２ １５ｔ干物質(zhì)。芬蘭設(shè)立了國家能源林委員會計劃１９８０年代末使森林能源利用量達(dá)到全國總耗能的３０％ 。印度能源計劃部在１９８０年代初擬定了一份報告建議在其后每年種植薪炭林并決定充分利用荒地造林。英國利用８萬ｈｍ２土地專門發(fā)展能源林。加拿大有１２個實驗室和大學(xué)開展了生物質(zhì)的氣化和液化技術(shù)研究生物質(zhì)能源使用量占其能源總消耗的７％其中８０％以上的生物質(zhì)能源用于森林工業(yè)用木質(zhì)廢棄物替代化石燃料是森林工業(yè)的一個重要趨勢。
２．２ 國內(nèi)能源林發(fā)展動態(tài)
    目前林木作為能源的主要利用形式是薪炭以分散的直接燃燒為主平均熱效率不到２５％。 造成了資源的浪費(fèi)，由于對林木生物質(zhì)能在國家能源發(fā)展戰(zhàn)略中的地位認(rèn)識不足目前我國的樹種分類中尚沒有真正用于工業(yè)化利用生物能源的專用能源林。雖然同為滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對各類林產(chǎn)品的需求但能源林培育的各個環(huán)節(jié)如能源樹種的選擇良種育苗豐產(chǎn)栽培技術(shù)收獲利用等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于經(jīng)濟(jì)林速生豐產(chǎn)林的培育。嚴(yán)重影響了林木生物質(zhì)能源的開發(fā)進(jìn)程 近３０年來我國經(jīng)濟(jì)快速增長已成為能源的第二大消費(fèi)國能源短缺問題十分突出?？稍偕茉吹难芯块_發(fā)和利用是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵?，F(xiàn)今我國政府非常重視林業(yè)生物質(zhì)能源工作在加強(qiáng)林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展和管理上開展了大量工作。目前正在組織編制全國林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展規(guī)劃２０１１ ２０２０年，提出我國能源林面積規(guī)劃達(dá)到２０００萬ｈｍ２。每年轉(zhuǎn)化的林業(yè)生物質(zhì)能可替代２０２５萬ｔ標(biāo)煤的石化能源占可再生能源的比例達(dá)３％并與法國開發(fā)署合作開展中法生物柴油合作項目建設(shè)積極推廣內(nèi)蒙古毛烏素生物質(zhì)熱電廠吉林輝南宏日新能源有限公司等試點(diǎn)示范企業(yè)建設(shè)經(jīng)驗。
３我國發(fā)展能源林的優(yōu)勢
３．１ 資源豐富
    根據(jù)第七次全國森林資源清查全國森林面積１９５４５．２２萬ｈｍ２，森林覆蓋率２０．３６％ ，活立木總蓄積１４９．１３億ｍ３， 森林蓄積１３７．２１億ｍ３， 除港澳臺地區(qū) 外，全 國 林 地 面 積３０３７８．１９萬ｈｍ，２ 森 林 面 積１９３３３．００萬ｈｍ２， 活立木總蓄積１４５．５４億ｍ３， 森林蓄積１３３．６３億ｍ３ ，天然林面積１１９６９．２５萬ｈｍ２， 天然林蓄積１１４．０２億ｍ３， 人工林保存面積６１６８．８４萬ｈｍ２ ，人工林蓄積１９．６１億ｍ３， 人工林面積居世界首位。而且我國現(xiàn)有木本油料樹種面積超過了４００萬ｈｍ２，含油量在４０％以上的植物有１５４種果實產(chǎn)量５００萬ｔ以上這些大多可以作為生物液體原料。而且目前中國還有宜林荒地５７００多萬ｈｍ２ 這些都是政府規(guī)劃專門用于發(fā)展林業(yè)的土地，另外還有１億ｈｍ２的邊際性土地。
３．２ 資源集中
    我國東北和內(nèi)蒙古地區(qū)有大片的林區(qū)而且華北南方林區(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。
３．３ 投資小符合我國國情
    由于林木生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)從資源培育資源收集成型產(chǎn)品加工到燃燒利用的各個環(huán)節(jié)資金密集度不高基本上是勞動密集型產(chǎn)業(yè)資本有機(jī)構(gòu)成較低初期投資不大符合我國勞動力豐富但資金不足的國情。
４能源林資源的應(yīng)用
    利用林木生物質(zhì)能可以進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)電和一般居民家用燃料，但是未經(jīng)加工的林木生物質(zhì)本身含水率高會出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定熱效率低等缺點(diǎn)。所以必須對林木生物質(zhì)進(jìn)一步加工如今應(yīng)用較廣且簡易的方法是原料壓縮成型技術(shù)，即將松散的林木剩余物進(jìn)行粉碎烘干分級處理放入成型擠壓機(jī)在一定的溫度和壓力下形成較高密度的固體燃料，與松散的物料相比木質(zhì)固體燃料具有運(yùn)費(fèi)低燃燒強(qiáng)度大轉(zhuǎn)換利用的熱效率高等優(yōu)點(diǎn)。吉林輝南南宏日新能源有限公司利用林業(yè)剩余物加工成型燃料已經(jīng)具有年產(chǎn)達(dá)３萬ｔ成型燃料生產(chǎn)能力，林木生物質(zhì)加工工藝中所需機(jī)械裝備有以下幾種。
４．１ 生物質(zhì)收集裝備
    生物質(zhì)如何變成柴油酒精沼氣生物發(fā)電和生物基新材料等高新技術(shù)。其實這些技術(shù)我國在十一五期間就已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展和突破現(xiàn)在的關(guān)鍵問題是如何高效低成本地把林木生物質(zhì)資源收集起來并加以利用。由于林木作業(yè)種類多作業(yè)地點(diǎn)復(fù)雜給林木收獲機(jī)提出了更高的要求，國外小型的收獲機(jī)比較輕便便攜安全可靠刀具使用較好的材料因擦刀具堅固耐磨不需要經(jīng)常更換，對于大面積的能源林采收國外多采用拖拉機(jī)懸掛式，而且可以直接粉碎削片或打捆等聯(lián)合收割。
    我國現(xiàn)有的林木資源除了人造林能源林是比較集中其他的分布比較分散主要是小規(guī)模的農(nóng)戶種植和立地條件很差的西部沙地灌木林 所以選擇收割機(jī)時目前以中小型割灌機(jī)為主輕便易攜操作靈活，如多功能自走式灌木平茬收割機(jī)和手扶式平茬機(jī)。在西部立地條件相對較好的地方可以采用拖拉機(jī)懸掛式的中型收割機(jī)收割完后可以用打捆機(jī)收集好。對于種植的能源林就選擇聯(lián)合收割機(jī)械直接進(jìn)行粉碎削片和打捆。對于伐區(qū)內(nèi)枝丫樹枝等還要配備枝丫收集機(jī)起重臂清理機(jī)和劈根機(jī)等機(jī)械設(shè)備，國外對割灌機(jī)開發(fā)研究較早水平較高并形成了系列產(chǎn)品 以 德 國ＳＴＩＨＬ公 司ＳＯＬＯ公 司 為 代 表日本生產(chǎn)的割灌機(jī)的型號很多每年出口１００多萬臺。
４．２ 原料粉碎裝備
    粉碎質(zhì)量的好壞直接影響成型機(jī)的性能和產(chǎn)品質(zhì)量。利用能源林收獲機(jī)時往往已經(jīng)包括了粉碎階段為了加工時方便可以用粉碎機(jī)進(jìn)行二次工作。對于一些散亂的樹枝樹杈我們可以用粉碎機(jī)進(jìn)行作業(yè)。錘片式粉碎機(jī)以其粉碎質(zhì)量好維修方便和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)使之成為應(yīng)用最多的一種粉碎機(jī)。粉碎物的顆?？梢酝ㄟ^改變不同開孔大小的凹板來實現(xiàn)。但是對于較為粗大的木材一般要用木材切片機(jī)切成小片在進(jìn)行粉碎我國于２００８年自行設(shè)計了ＦＳＹ３０型 及３ＺＳＸ－２０型林木枝丫切碎機(jī)。它們吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上根據(jù)林區(qū)具體需要從整體到關(guān)鍵部件進(jìn)行了較大的改善以利于在實踐中推廣日本名古屋大學(xué)的小林信介稻野稔等進(jìn)行了連續(xù)型振動磨粉碎的木質(zhì)生物質(zhì)的有效開發(fā)在振動磨機(jī)使用嵌齒磁盤介質(zhì)實現(xiàn)高速沖擊粉碎，將傳統(tǒng)的振動研磨機(jī)連續(xù)粉碎系統(tǒng)進(jìn)行升級以增加木質(zhì)生物質(zhì)粉碎產(chǎn)量。此外他們還開發(fā)了封閉式的粉碎系統(tǒng)以增加粉碎的效率，加拿大修改了一種圓形打捆機(jī)－ｂｉｏｂａｌ－ｅｒ可以將自然柳周圍的雜草切成絲進(jìn)行打捆。
４．３ 壓縮裝備
    目前壓縮設(shè)備主要有螺旋擠壓成型活塞沖壓成型和壓輥式成型３種。
    １螺旋擠壓成型機(jī) 西歐和美國采用的是兩種大型壓塊機(jī)雙螺桿擠壓成型和錐形螺桿擠壓成型設(shè)備而東南亞多采用外部加熱的螺旋式成型設(shè)備。
    ２活塞沖壓成型機(jī) 北歐和美國生產(chǎn)的大型成型機(jī)采用這種形式較多如瑞典ＢｏｇｍａＡＢ公司生產(chǎn)的Ｍ７５型成型機(jī)美國Ｈａｕａｍａｎｎ公司生產(chǎn)的ＦＨ７５２００型成型機(jī)還有河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的ＰＢ－Ｉ型沖壓式成型機(jī)。
    ３壓輥式成型機(jī) 主要用于生產(chǎn)顆粒狀成型燃料對木屑進(jìn)行加工 國內(nèi)比較有代表性的成型設(shè)備有清華惠眾科技公司的生物質(zhì)顆粒燃料成型機(jī)江蘇蘇州恒輝生物質(zhì)能有限公司的核心產(chǎn)品ＨＰＢ－Ｖ型生物質(zhì)燃料成型機(jī)等。
５展望
    隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展能源的需求量必然會大幅增加，從長期來看我國的能源形勢必將越來越嚴(yán)峻同時我們對生存環(huán)境的要求也越來越嚴(yán)格從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略眼光來看不可再生且有污染的燃料將逐漸退出人們的視線開發(fā)利用能源林勢在必行木質(zhì)能源不僅解決了能源短缺的危機(jī)也解決了能源與環(huán)境的矛盾。我們應(yīng)借此次良機(jī)發(fā)展木質(zhì)能源是大有可為的。