中国生物质能源的定量评价及其地理分布

(2)畜禽粪便
畜禽粪便也是一种重要的生物质资源。畜禽粪便经干燥可直接燃烧供应热能，若经厌氧处理还可产生甲烷和肥料。畜禽粪尿排泄量与动物种类、品种、性别、生长期等因素有关[12]。
根据各类畜禽每日粪便产生量和畜禽的饲养周期可以估算畜禽粪便排放量，公式如下：

式中，D为畜粪实物量，Qdi为第i类畜禽的数目，di为第i类畜禽每天粪便的产量，mi为第i类畜禽的饲养周期，Mi为第i类畜禽在整个饲养周期内粪便排放总量。
值得指出的是，从统计年鉴中收集到的畜禽养殖头数一般包括出栏和存栏两部分，且各类畜禽生长期不一样。存栏头数的饲养期按全年365d计算，出栏头数的饲养期参考国外资料和实际调查，确定如下[13]：肉猪一般为300d；肉兔与肉禽大致相同，为55d。一般认为出栏的牛、猪、禽、兔分别为肉牛、肉猪、肉禽、肉兔，而对于生长期较长且当年出栏少的羊、马、驴、骡等则按照全年饲养计算。不同类型单位畜禽饲养期内的排泄量如表2所示。
表2本文选取的单位畜禽饲养期内粪便排放总量（Mi）（单位：kg）[10～15]

(3)薪柴和林木生物质能
通常的林木生物质能源是指可用于能源或薪材的森林及其他木质资源，主要来源于薪炭林、林业生产的“三剩物”、灌木林平茬复壮、经济林修剪和林业经营抚育间伐过程产生的枝条和小径木，还有造林苗木截干、城市绿化树和绿篱修剪等。
林木质生物资源量的估算可以用不同林种的面积、可取薪柴系数以及单位面积产柴量等指标计算得出[8]；也可以通过分类计算薪炭林，林业生产和更新剩余物以及灌木林、竹林等其他林木生物质资源来计算[16]。本文在这两种方法的基础上计算了薪炭林、林业生产采伐剩余物、森工加工剩余物和林木抚育间伐量等4种主要类型的林木质资源，公式如下：

式中，FR表示林木生物质资源实物量，Qfi为第i种林木资源量，ri为相应的折算系数。
根据各大林区采伐数据和样地试验数据[16]，ri的取值和相关计算参数如表3所示。采伐剩余物包括梢头、枝、叶等，约占林木生物量的40%，计算中用材林只取达到采伐标准的成熟林和过熟林，防护林和特种用途林取需要采伐更新的过熟林面积。木材加工剩余物为原木的34.4%，包括板条、板皮、刨花、锯末等。根据国家林业局的相关技术规定，中、幼龄林在其生长过程中间伐2～4次，针叶树种和阔叶树种的修枝次数平均为2～3次。
表3薪柴和林木生物质能计算相关参数[8，16]

(4)城市垃圾和废水
城市垃圾根据其组成可分为有机垃圾与无机垃圾资源。将城市垃圾直接燃烧可产生热能，或是经过热分解处理制成燃料使用。城市垃圾资源实物量(SW)可以通过统计年鉴中每年的城市垃圾清运量得到。城市废水分为生活污水和工业废水两大类。一般城市污水约含有0.02%～0.03%的固体与99%以上的水分，可以用于产生沼气。计算公式如下：

WW为废水产生的沼气量，Qw为废水总量，r1为废水中COD平均含量，r2为单位COD产生CH4的量。本文r1按《中国环境统计年报》有关统计计算，r2取0.907m3/kg[17]。
1.1.2折标能源总量
根据以上各类生物质能资源的实物量，乘以相应的折标系数，就可以得到不同种类生物质能的折合成标准能源的总量。对于秸秆资源能源潜力量ECR，就是在CR计算过程中引入不同类型农作物秸秆的折标系数η，其计算公式如下：

畜禽粪便资源能源潜力量ED，林木资源能源潜力量EFR，城市垃圾资源能源潜力量ESW和城市废水资源能源潜力量EWW计算方法与此相同。不同生物质能资源ηi值如表4所示。
表4不同种类生物质能源的折标系数[9,18,19](ηi)（单位：沼气kgce/m3，其它kgce/kg)