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[摘 要] 本文在农村能源大背景下对薪柴能源和农村能源的相关文献进行梳理并从薪柴燃烧的物理化学过程、利用现状、使用的优缺点、使用的影响因素、发展趋势几方面入手分析得出以下结论：1.薪柴是目前农村的主要能源之一.2.在未来相当长时期内,薪柴仍将是我国农村居民的主要生活用能之一.3.薪柴的进一步利用方式为薪柴固化、气化发电.4.科学高效地开发利用生物质能源将成为未来解决我国农村能源环境问题的有力措施之一.
[关 键 词 ] 薪柴；农村能源；综述
【中图分类号】 S71 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2014）07-003-2
一、农村能源背景
农村能源是农村地区的能源开发、供应、消费和管理以及各种农村用能问题,主要包括太阳能、生物质能、地热能、风能、小水电,多属于可再生能源.随着我国农村经济的发展,农村能源的利用除了上述之外还包括国家供应给农村地区的煤炭、电力、燃料油等商品能源.
目前我国农村传统能源结构主要依赖于当地的秸秆、薪柴等传统生物质能,能量的利用效率低,优质能源所占比例小.对山区贫困地区而言,能源消费以薪柴+秸秆+煤的混合型结构为主,生物质能占总消费量的82.8%,煤炭占12.0%.而在较发达的农村地区,能源的消费方式已由煤、薪柴为主,电为辅转变成“太阳能+电+煤”为主,液化气、薪柴为辅的消费结构.
在目前的农村能源利用现状中,还存在着一些不足.（1）能源利用上存在消费结构单一落后、薪柴利用缺乏规划、传统习惯制约等不足.（2）沼气等清洁能源使用比例小,太阳能等新型能源使用率较低.（3）农村生物质资源没有得到有效利用,有近51.9%的能源资源被浪费.
随着城乡一体化的推进,未来农村对能源的消费需求将会增加,能源消费的结构也将发生巨大变化.农村能源的消费前景将会朝着以下几方面转变：（1）农村能源消费结构由生物质一次能源主导型向商品能源主导型转变,商品能源的消费将以较快的速度增长,高电力和液化气将加速替代薪柴和煤炭等传统燃料.（2）农村可再生能源在未来国家能源体系中将占重要的地位,生物质能、太阳能、风能等将是今后农村生活能源利用的主要方向.（3）对保护区和山地农民来说,太阳灶和沼气建设是更好的方式.
二、薪柴燃烧的化学物理过程
生物质燃烧过程可分为起燃干馏、焰燃、闷烧三个阶段.燃烧情况与生物质的种类、器官部位、成熟程度、粉碎程度、生物质的含水量等有关.薪柴的燃烧是一个复杂的物理化学过程.随着温度的升高,薪柴先后经历干燥、热解、挥发分着火燃烧、木炭燃 烧、重碳氢化合物燃烧、燃尽等不同阶段.
（一）干燥阶段.初期随着燃烧的进行薪柴的水分不断蒸发,当温度达到100℃左右时,水分急剧蒸发直至薪柴被干燥.
（二）热解阶段.干燥后,薪柴开始热解并析出挥发性气体.当温度达到150-180℃时,木材中的半纤维素开始分解；当温度达到280-350℃时,纤维素、木质素开始分解.分解、析出挥发分后的剩余物中含有中间产物焦油和大量木炭.
（三）挥发分着火燃烧阶段.挥发分包括可燃性气体和非可燃性气体,挥发分中可燃物质在继续加热过程中与O2的化学反应急剧加快,形成明亮的黄色火焰.挥发分燃烧时,鉴于O2很难扩散到木炭表面木炭只能被加热而不能燃烧.
（四）木炭和重碳氢化合物燃烧阶段.挥发分基本烧完后,O2扩散到木炭表面上使木炭开始燃烧,并发出蓝色火焰,此时的温度约为500-580℃.当温度至780-850时℃,重碳氢化合物开始燃烧.
（五）燃尽阶段.木炭和重碳氢化合物燃烧完后,剩余的物质即为灰分.由于焦炭受到灰分包裹,空气较难渗透进入,故焦炭较难燃尽,最终残留余炭.
三、薪柴能源使用情况
（一）薪柴利用现状.目前农村生活用能中70-80%的燃料来源于薪柴.煤炭和薪柴共占到北京农村生活用能总量的90%以上,湖北农村生活用能以秸秆、薪柴为主.薪柴是自然保护区周边农户最为主要的能源,当地薪柴以自家采集为主,主要用途是做饭与取暖.西藏多数农村地区能源主要依靠畜粪、柴草等生物质能,柴草占农村能源消费的36.78%.随着我国农村地区经济的发展和流通渠道的完善,薪柴占农村能源消费总量的比例逐渐降低,从1991年的29.0%下降到2005年的21.2%.
从林木薪柴的资源类型来看,林业生产采伐剩余物和林木抚育间伐量是其主要两大类型.巴卡小寨薪柴消耗中34.5%来源于人工薪炭林,14.5%来源于集体林,44.3%来源于自留山,6.7%来源于自然保护区.林木薪柴资源较丰富的省份是西藏、四川、云南、黑龙江、内蒙古.陕西、甘肃、宁夏、青海四省区的薪柴资源分布不均.2004年重庆市全市森林覆盖率27.10%,薪炭林的年开发能力约191.99万吨.江苏省2005年可开发薪材约为327.16万吨.
尽管薪柴在农村能源结构中仍占据较大比例,但它的利用还存在着一些亟待解决的问题：（1）薪柴资源逐渐减少,由于薪炭林历经多年过量樵采薪柴资源逐年减少,单位面积产柴量降低.（2）薪柴资源分布不均,干旱和半干旱地区、半湿润的丘陵沟壑区以及人口密集的盆地、平原等地区对薪柴的开发利用比较困难.（3）薪柴利用方式单一,直接燃烧的效率太低,薪柴没有得到高效的利用.
（二）薪柴使用的优缺点.薪柴是一种便宜而清洁的能源,灰分低而且不含硫.薪炭林中绿色植物通过光合作用能把太阳能转化为生物能储存起来,因此薪炭林具有天然萌生能力,一旦种植后,可以多年受益.但作为常用的农村生活能源,薪柴还存在着一定的缺陷.
1.燃烧热效率低：薪柴直接燃烧的热效率十分低,一般只有10%-15%,这对资源造成了极大的浪费.
2.降低生态环境质量：过量砍伐薪柴会破坏土地植被,降低涵养水源的能力,加速土壤侵蚀,从而造成生态环境恶化. 3.占用劳动力：收集薪柴需要耗费大量的劳动时间和劳动力,从而产生劳动力占用问题.
4.破坏林木、植被：为了获得更多的薪柴能源,会发生乱砍乱伐,破坏森林的现象,尤其是一些珍贵树种和经济价值较高的品种也会被破坏.
5.遗留安全隐患：随处堆集薪柴,会造成居住环境的脏乱,容易诱发火灾、疾病等不安全隐患.
6.排放CO2：大量燃烧薪柴,容易引起大气污染,从而影响环境.1991-2001年我国每年因薪柴消耗排放的CO2约占全国每年CO2排放量的3%-5%.1996至2003年间,中国农村薪柴在传统利用方式下产生的CO2年均为24054.11万t.2001年至2007年,云南农村薪柴所排放的CO2年均新增分别为44.2、61.5、72.9、70.7、69.5、64.6和62.0万t.
（三）薪柴使用的影响因素.影响农村居民使用薪柴的因素有很多,主要有家庭特征、能源的可获得性、农村居民收入、地理特征、政策等.
1.能源的可获性.能源获得的难易程度是影响农村居民生活能源消费的重要因素.薪柴受资源禀赋的影响很显著；农民就地取材的习惯使薪柴成为其主要的生活能源.例如对保护区林缘社区村民来说,在生活能源消费中就以薪柴利用范围最大、用途最广.
2.家庭特征.农村居民生活能源的消费需求在很大程度上受到家庭特征的影响,如户主年龄、受教育程度、职业状况及家庭人口等.随着受教育程度的提高,相对于薪柴,农村居民更倾向于使用液化石油气.非农收入的增加会使薪柴的消费减少.
3.国家政策.不同政策下,农村生活能源的消费结构存在着很大的差异.国家对薪柴林种植的鼓励政策推动了农村地区薪柴消费的回升.而国家对农村沼气、太阳能利用技术的推广则会减少农村对薪柴的使用.
4.农村居民收入.农村生活能源消费结构与经济收入具有密切联系,农户的收入越高对生活质量的要求也相应更高,因此会选择清洁、高效的新能源；而收入低的贫困家庭所使用的生活能源结构中,薪柴占了较大的比例.
5.能源价格.能源初期使用成本是影响农村居民使用此能源的重要因素,新能源技术的成本较之传统能源往往较高,阻碍了农村居民使用高级能源.新能源技术的成熟可降低使用成本,增加农村居民对它的消费,从而对薪柴的使用产生较大的冲击.
四、薪柴资源的前景
薪柴能源的发展前景主要包括两方面：一是薪柴的进一步开发,二是清洁的替代能源的开发.
薪柴的进一步开发：薪柴作为农村主要的生物质能源之一,需要得到进一步的开发以便更好地利用.薪柴气化发电是相对洁净的利用方式,小规模薪柴气化发电比较适合于薪柴的分散利用,它投资较少,发电成本也低.薪柴固化成型技术能提高薪柴的燃烧效率,且便于运输和贮存,有较大的发展前景.
薪柴的替代能源开发：鉴于薪柴利用存在燃烧效率低、污染环境等问题,开发薪柴的清洁替代能源是不少人研究的重点.农村地区可供开发利用的可再生能源主要有太阳能、风能、小水电、地热能、生物质能等,从经济效益,生态效益,社会效益三方面来说沼气技术发展的前景十分广阔,秸秆沼气技术已经成熟并在不断推广.此外小水电技术、太阳能利用技术推广的速度也在不断增长.
五、小结
近年来,以薪柴为研究主体的文献较之往年越来越少,关于农村能源的研究重点正在往开发清洁的可再生能源不断转移.总结关于薪柴和农村能源的相关文献我们可得出以下四个主要结论：
1.目前,我国农村居民生活用能仍以秸秆、薪柴为主,大部分用于炊事和取暖.
2.在未来相当长的时期内,薪柴仍将是我国农村居民的主要生活用能之一.
3.我国农村地区传统生物质能源未来长期消费倾向于利用能源的气化、液化和固化技术,薪柴的进一步利用方式为薪柴固化、气化发电.
4.我国农村地区可利用的清洁可再生能源包括太阳能、风能、小水电、地热能、生物质能等；科学高效地开发利用生物质能源将成为未来解决我国农村能源环境问题的有力措施之一.