杭州市生物質顆粒燃料發展制約因素和對策建議

宋云蔚，華永新，徐鋼

(杭州市農村能源辦公室，浙江 杭州 310020)

生物質能作為清潔可再生能源，資源分布廣，開發潛力大，環境影響小，開發生物質能源是緩解能源危機、減少溫室氣體排放、解決生態環境問題和實現可持續發展的戰略選擇[1]。我國是農業大國，農業廢棄物資源豐富，每年約產生7億t農作物秸稈，還有大量林業采伐和林木制品加工廠產生的廢棄物，如枝丫、小徑木、板片和木屑等，總量近1億t[2]。據杭州市2017年統計數據，全市當年可收集秸稈為127萬t，林業廢棄物88萬t。

生物質致密成型技術生產固體燃料是把農林廢棄物加工再利用、解決生物質資源浪費和污染問題的一種重要技術手段[3]。生物質顆粒燃料具有易運輸、燃燒效率高、灰分少、污染低等優點[4]。隨著能源產業轉型升級，生物質顆粒燃料的生產應用受到了各級政府部門及生產應用企業的重視，近年來在杭州地區發展迅速。

1 生產使用現狀

1.1 生產現狀

杭州地區現有生物質顆粒燃料生產企業27家，年生產能力在20萬t以上，生產工藝以“冷壓縮”顆粒成型技術為主，即原材料收集后經削片、粉碎、烘干后常溫擠壓成型制粒，經冷卻后包裝、銷售。同時，各環節都配有嚴格的質量監控系統，以確保產品質量。產品形狀為棒狀，顆粒規格為直徑5～10 mm，長度50～100 mm。產品生產過程能源消耗主要為電耗，輔以顆粒燃料加熱烘干原料。

生產顆粒燃料的原料為木屑、竹屑、秸稈、枝柴、拆遷廢料、家具廠廢料、山核桃蒲等，個別企業用湖面漂浮的枝柴等作為原料。根據調查統計，27家顆粒燃料生產企業中，70%的企業以木屑、竹屑和枝柴為原料，50%的企業采用農作物秸稈生產生物質顆粒燃料。隨著企業生產規模的增加，原料的消耗量逐年遞增，2017年達到29.3萬t，其中秸稈消耗量為19 587 t，所占比例由2015年的2.1%提高到2017年的6.7%。

顆粒燃料生產企業成本主要由原料、人工、能源動力消耗、運輸、耗材等組成。經調查，杭州地區顆粒燃料的生產成本為800～1 000元·t-1，根據產品的售價不同，企業的利潤率為15%左右。成本中，原料占比超過60%，降低原料成本是提高企業積極性、促進行業健康穩定發展的主要手段。富陽區新登鎮和臨安區板橋鎮兩地顆粒燃料企業比較集中，主要由于當地竹制品加工企業眾多，原材料來源充足，原料價格和運輸成本較低。

根據抽樣檢測結果，杭州市生物質顆粒燃料產品熱值為15 907～18 837 kJ·kg-1，含水率為1.7%～6.2%，灰分1%～3.25%，硫含量0.02%～0.16%，各項指標均符合NY/T 1878—2010《生物質固體成型燃料技術條件》要求。

1.2 使用情況

生物質顆粒燃料作為常規能源的補充能源，主要應用于熱力管網覆蓋不到的區域和分散用戶。2017年，杭州地區生物質顆粒燃料年生產量20.23萬t，64%在杭州市內銷售使用。由于運輸成本的限制和各地對顆粒燃料的準入條件等政策不同，部分生物質顆粒燃料主要銷往湖州、嘉興、寧波、無錫、蘇州等長三角區域。

生物質顆粒燃料主要應用于加工制造業和服務業。其中，加工制造業主要包括紡織印染業、五金件加工業、化工、造紙、電鍍、食品加工、制藥、膠水等，服務業主要用于賓館酒店、浴室、洗滌等。根據調研數據，顆粒燃料主要的應用行業為針織企業，占比27.6%，其次是印染、電鍍、制藥行業，占比在10%以上。政策的波動、行業生產情況的改變導致顆粒燃料應用市場的波動較大。

生物質顆粒燃料產品在主要應用設備方面，主要有蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。其中，蒸汽鍋爐以額定蒸發量在10 t·h-1以下的小鍋爐為主，熱水鍋爐主要用在賓館酒店、浴室等的洗滌用水。

1.3 政策法規

清潔能源的利用、新能源的推廣，前期都離不開政策法規的引導。為促進經濟轉型升級，進一步改善農村生態環境，推動生態循環農業發展，從國家到地方，出臺了一系列政策法規為生物質能的開發利用保駕護航，推動了生物質顆粒燃料產業的發展。

2015年，國家財政部、國家稅務總局印發了《資源綜合利用產品和勞務增值稅優惠目錄》的通知，第四類別中，農林剩余物及其他項目中，利用農林牧廢棄物通過生物質壓塊利用的可退稅100%。2016年，國家能源局印發了《生物質能發展“十三五”規劃》的通知，為推進生物質能分布式開發利用，擴大市場規模，完善產業體系，加快產業專業化、多元化、產業化發展步伐奠定了基礎。

浙江省也出臺了一系列的政策，促進可再生能源和農作物秸稈等綜合利用。2012年，浙江省發布了《關于印發浙江省“十二五”及中長期可再生能源發展規劃的通知》(浙發改規劃〔2012〕891號)，同年又出臺了《浙江省人民政府辦公廳關于積極推進農村能源生態建設的意見》(浙政辦發〔2012〕115號)，2014年分別出臺了《浙江省人民政府辦公廳關于加快發展現代生態循環農業的意見》(浙政辦發〔2014〕54號)和《浙江省人民政府辦公廳關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見》(浙政辦發〔2014〕140號)等文件，促進農林牧廢棄物的綜合利用。

杭州市也積極行動。2015年，杭州市發布了《關于進一步推進農林牧廢棄物資源化綜合利用實施意見》(杭政辦函〔2015〕37號)和《杭州市高污染燃料小鍋爐淘汰改造實施方案》，為生物質顆粒燃料的發展提供了很好的機遇，當年杭州市生物質顆粒燃料企業產量首次突破5萬t。2016年，杭州市出臺《杭州市農林牧廢棄物資源化利用示范項目》，為農林牧廢棄物的利用找到了新的途徑。從2016年開始，農作物秸稈作為生物質顆粒燃料的原料比例逐年提高。富陽區和桐廬縣也出臺了相應的補助政策，其中富陽區出臺了《農林牧廢棄物回收處置綜合利用實施方案》，桐廬縣農業林業局出臺了農作物秸稈綜合利用項目、原材料收購補助等相關政策，進一步促進了農林牧廢棄物的綜合利用，為生物質顆粒燃料的生產提供了原料保障。

2 主要制約因素

在能源產業轉型升級和各種政策的引導支持下，到2017年，杭州市生物質顆粒燃料年產量已超過20萬t，折算標準煤11.4萬t，但是占能源總消耗的比重很小。目前，生物質顆粒燃料產業發展存在以下制約因素。

2.1 原料

不同原料的生物質含有不同含量的木質素及纖維素，可壓縮性及壓縮成型后的密度、強度、熱值等均不相同，對成型機的產量及動力消耗都不一樣。原料的含水率、儲存時間、顆粒度也都對生產工藝和成本有很大影響[5]。

木屑、竹屑和農作物秸稈是杭州地區主要利用的生物質原料。其中，木屑、竹屑的主要來源為周邊的木制品和竹制品加工企業。近年來，由于居民環保意識和環保執法力度的增強，部分木制品和竹制品加工企業停產整頓，導致生物質原料來源減少，制約了生物質顆粒燃料產業的發展。

農作物秸稈作為生物質顆粒燃料加工原料存在以下難點。一是收集困難。秸稈比較分散，收獲秸稈的季節性強，時間短，生產企業很難在短時間內把各家各戶的秸稈收集起來用于正常生產。二是倉儲困難。秸稈體積蓬松，生產企業由于條件的限制沒有足夠的倉儲空間。三是熱值偏低。用秸稈生產的顆粒燃料熱值相對較低，只能按照一定的比例和木屑、竹屑混合后生產，如果生產規模擴大，則面臨其他原料短缺或采購、物流成本不斷攀升的局面。根據杭州市農村可再生能源統計數據，2017年杭州市可收集的農業廢棄物資源量為127萬t，作為燃料利用的為6.36萬t，燃料化利用率只有5%左右。同時，由于原料成本居高不下，壓縮了企業的利潤空間，導致企業缺乏動力繼續擴大產能。

2.2 設備

顆粒燃料市場尚在培育階段，缺乏專用的成套化生產設備，目前在使用的設備以破碎機、烘干機、成型機等單件設備的組合為主，存在以下問題。一是設備標準化、定量化程度低。由于設備本身成套性不夠，匹配度不同，在實際生產中缺乏定量化的參數，對技術工人的經驗依存度高。例如環模壓縮成型機，由于環模與物料始終處于高速摩擦狀態，導致磨損非常嚴重，維修費用高。在實際調研中，一般企業1～2個月需要更換1個環模，個別企業甚至1個月換2個環模。二是生產設備能耗較高。由于設備的成套性不夠，設備工作穩定性較差，能耗較高。生產生物質燃料時，不僅成型設備消耗能量，而且工藝流程中其他環節均消耗大量的電能。個別生產企業變壓器的配置容量和實際生產能耗不匹配，導致能耗大幅提高，變壓器需要擴容。由于設備的成套性低、生產原料不同、產品的一致性差異等因素，在實際生產中，操作工人要根據原料及時調整相關的參數，影響連續生產，也導致了能源消耗較大。最好有相應的成套設備，并通過技術手段，根據原料、含水率等指標自動調節相應的成型參數，減少能耗，提高生產過程的連續性，保證產品穩定的品質。

2.3 政策

生物質顆粒燃料作為補充能源不可或缺，但配套政策尚不完善，缺乏長效能落地的政策支持。杭州市顆粒燃料行業發展至今，除了杭州市農林牧廢棄物資源化利用示范項目、桐廬縣農作物秸稈收購補貼政策外，沒有更多的政策推動行業發展，影響了企業收集利用農作物秸稈的積極性，也不能帶動周邊農戶增收。政策的波動直接影響生物質顆粒行業的健康穩定發展。

2.4 使用

顆粒燃料的主要使用者是燃氣、熱力管網未覆蓋區域內的熱力用戶。由于各地政府在不同時期對顆粒燃料的政策不同，導致顆粒燃料的應用情況存在差異。調研中甚至存在使用廠家把天然氣鍋爐改為顆粒燃料鍋爐后，又改回天然氣鍋爐的情況。以該廠生產1 t化纖產品的能源消耗為例，比較顆粒燃料、煤和天然氣之間的能源成本，其中燒煤單位產品能耗為140元·t-1，顆粒燃料200元·t-1，天然氣400元·t-1。使用天然氣作為能源供給，增加了企業的生產成本。

2.5 標準

各個廠家生產的顆粒燃料的燃燒效率、排渣數量、對環境的污染指標等存在顯著差異，但價格差異不大，行業缺乏切實有效的產品質量標準。已有標準包括NY/T 1878—2010《生物質固體成型燃料技術條件》、DB11/T 541—2008《生物質成型燃料》、DB33/T 2097—2018《生物質成型燃料鍋爐安全節能管理要求》等，但生產和使用標準無法覆蓋實際生產的全部流程。

3 對策建議

生物質顆粒燃料技術是生物質開發利用的主要方向之一，已形成了良好的政策法規環境，生物質固體成型燃料產業化關鍵技術已趨于成熟，但整個行業發展還存在一定的問題，為進一步推動杭州市生物質顆粒燃料產業健康發展，還需從以下幾方面發力。

3.1 完善政策措施，合力推進發展

生物質顆粒燃料是一個新興的產業，目前還是一個微利行業，發展離不開政府的支持。政府部門應結合鄉村振興和生態環境保護要求，依據不同地區資源優勢、產業發展方向和經濟社會發展水平，按照統籌兼顧、突出重點的原則，制定合理穩定的生物質顆粒燃料發展政策。由各級政府牽頭，農業、農機、電力、環保、國土、公安、交通、稅務、金融等相關部門緊密配合，協作推進，將生物質顆粒燃料設備列入農機購置補貼范圍，落實對生物質顆粒燃料企業在用地、電價、稅收、環保、交通、信貸等方面的優惠扶持政策，加大對生物質顆粒燃料項目的政策支持和資金扶持力度，特別是需要研究秸稈收集利用的長效機制，加大對秸稈收集的專項補助。對購置生物質顆粒燃料專用爐具和使用生物質顆粒燃料的企業、農戶給予財政補貼，引導和鼓勵企業、農民使用生物質顆粒燃料。

3.2 加大技術研發，增強科技支撐

鼓勵科研部門和有關單位進一步加強科技創新，通過技術手段、信息化技術開展關鍵技術和標準化參數的成套化設備的研發和推廣。解決設備自動調整控制、設備運行可靠性、易損件使用壽命、維修方便性、降低能耗等問題，同時，在生物質顆粒燃料產業的發展方向上，科研部門應著重研發能深入鄉村農戶和田間地頭的移動式秸稈固化設備，既可節省建廠投資，又能節約運輸費用，從而降低產品的生產成本，對促進產業發展具有重要作用。

3.3 開展試點示范，完善技術模式

不斷提升生物質顆粒燃料生產技術，在不同地區開展不同生產模式的技術適用性測試。對不同原料、用途、生產模式的生物質顆粒燃料技術進行試點，驗證工藝和設備的可靠性、可行性及適用性，加大對農作物秸稈在生物質顆粒燃料行業的利用研究，為下一步大面積推廣提供技術支持和管理經驗。

3.4 多方合作共贏，推進秸稈利用

在政府政策的支持引導下，堅持企業主導，不斷完善企業、合作社(經紀人)和農戶的對接服務與組織模式。以可持續利用秸稈的利益激勵機制在企業、農戶、經紀人和村委會之間建立連接機制和有效紐帶，用效益連接，讓市場說話，建立秸稈利用社會化服務體系。同時要發揮縣、鄉、村基層組織的作用，把分散的秸稈通過機械或人工收集起來，保證原料供應，推進秸稈生產生物質顆粒燃料產業的健康發展。

3.5 創新用能模式，擴大利用范圍

大膽創新顆粒燃料使用模式。由政府牽頭出臺政策，引進專業技術機構，通過設立綜合能源集中供熱項目、生物質燃料鍋爐供熱項目等合同能源管理模式，擴大顆粒燃料的使用范圍，提高農林牧廢棄物的利用效率，提升顆粒燃料的供給量，促進行業穩步向前發展。