淺析黑龍江秸稈資源與生物質氣化熱電聯產技術

郝玉波

摘 要：黑龍江農作物秸稈資源豐富，總量1.19億噸。生物質氣化熱電聯產技術具有生物質能利用和熱電聯產雙重屬性，既可解決秸稈焚燒的環境污染問題，又能帶動縣域秸稈產業創收，具有較好的發展前景。

關鍵詞：黑龍江；秸稈；生物質氣化熱電聯產技術

黑龍江是產糧大省，也是秸稈產出大省。但冬春季土壤適耕周期短，秸稈資源量大，造成作物秸稈直接還田能力不足。這不僅占用寶貴的土地資源，同時存在火災隱患等問題。生物質氣化熱電聯產技術在黑龍江蓬勃發展，據不完全統計，2018～2019年已經核準建設17個生物質氣化熱電聯產項目。如將打捆后的秸稈用生物質氣化熱電聯產技術轉化成電能和供熱，既可資源再利用延長農業產業鏈，又可促進農村剩余勞動力再就業，拉動鄉村經濟，實現鄉村振興。

根據國家統計局2018年黑龍江作物產量和各作物谷草比，我們計算出2018年全省秸稈總量約為1.19億噸，其中水稻、玉米和大豆的秸稈量分別為6073萬噸、4779萬噸和1052萬噸，分別占總秸稈量的51%、40%和9%。由于大豆秸稈量少且主要用于畜牧業養殖，因此黑龍江可用于生物質氣化熱電聯產技術的秸稈量約為1.1億噸。如將玉米芯和稻殼統計在內，水稻、玉米生物質總量可達1.37億噸，由此可見黑龍江每年生物質資源極其豐富。

生物質原料包括農業廢棄物、動物廢棄物、林業木材廢棄物、專用能源種植物、城市固體垃圾和掩埋氣、污水處理生物質氣、城市木材廢棄物以及食品殘渣。生物質氣化熱電聯產技術是指將秸稈等高溫分解，利用氧氣或含氧物質作為氣化劑獲得理論熱值為5724千焦/立方米的燃氣，其主要成分為一氧化碳占20%，氫氣占15%，甲烷占2%，二氧化碳占12%，氧氣占1.5%，氮氣占49.5%。經降溫、多級除塵和除焦油等凈化和濃縮工藝后，由羅茨風機加壓送至儲氣裝置中，然后將合成氣燃燒發電，同時余熱供暖的技術。

2.1 技術優勢

生物質熱電聯產項目具有生物質能利用和熱電聯產雙重屬性，具有使用靈活方便、啟停快的優點，尤其適合于遠離城市的偏遠地帶的發電供熱。與太陽能、風能等可再生能源相比，生物質能源供給穩定、溫室氣體排放量接近零、可規?；l電供熱、可加強本土秸稈等生物質資源的利用、降低對煤炭等能源的依賴性。生物質熱電聯產在解決能源問題的同時，環境影響很小，符合目前減排的局勢，具有很好的發展前景。

2.2 技術不足

不同的生物質原料需要不同的收集、儲存、運輸以及轉化技術；受到地域區別、氣候差別、土壤條件和生物質原料分布不均的限制，還不能保證完全穩定、可持續的產業化生產；生物質熱電聯產系統存在結垢、結渣、腐蝕等問題，而且不同生物質原料也會存在不同技術問題；目前，生物質燃料比傳統煤炭類化石燃料成本高，且氣化系統投資偏高、燃氣熱值偏低，企業需要政府財政補貼才能維持發展。

3.1 選址布局

選址布局是關系生物質熱電聯產項目成敗的關鍵問題。生物質熱電聯產是一個綜合的能源系統，系統形式和組成取決于生物質燃料類型和末端用戶的需求。生物質熱電聯產有望在燃料儲量充沛易于獲取、供應價格合理、環保要求較高的地區進行推廣。目前，在黑龍江省生物質氣化熱電聯產項目適合在以種植業為主的人口規模小的縣城和城鎮進行布局，這些地區熱網、電網相對完善，農林廢棄物較充足，應該優先支持發展。規模較小的縣城，在冬季供暖季以供熱為主，兼顧發電，可以有效解決地區冬季燃煤污染問題，在非供暖季以發電為主。而在農業農村結合區域的城鎮，原料充足、成本低，而人口相對較少且分散，應以發電為主，輔以供熱。企業的運營既可以帶動農村剩余勞動力就業，又可以通過秸稈收運、發電、供熱等項目創收，振興鄉村經濟。

3.2 產品銷售

生物質熱電聯產項目推廣難點在于產品銷售，特別是所發電量如何實時高效地并入國家電網。此外還存在上網電價的政策問題，如能優質優價，調動企業積極性，那么熱電聯產項目可取得較快進展。同時熱電聯產項目存在與傳統發電、供熱企業競爭問題，需多方協調。

3.3 秸稈問題

生物質熱電聯產項目設計時，區域秸稈資源量和收儲運輸半徑需重點考慮?，F在政府要求農作物秸稈還田量為55%，同時秸稈運輸的經濟半徑為15公里，這就要求項目建設前企業準確評估當地可利用秸稈量和預估不確定的收儲風險，特別是氣候因素可能造成秸稈收儲困難，應有應急預案，保證企業正常生產。建議企業收儲秸稈量以區域秸稈總量的1/3～1/2為宜，以減少秸稈直接還田壓力和收儲不足風險，否則可能存在吃不飽的問題。

3.4 安全生產

生物質熱電聯產技術項目應重視安全生產和環保問題。因秸稈含有大量的揮發成分，燃點低、易自燃，且秸稈燃料包密度小，且企業需要儲備半年以上的秸稈量，造成儲存空間規模較大，火災荷載高。而露天或半露天儲存形式更易受刮風、雷電天氣影響，火災風險突出，導致儲存場還費很多精力建立防雷、防雨、防火等設施。同時企業運營產生的廢氣、廢水、廢渣排放，不能危害當地生態環境。從企業生產和安全環保角度，項目建設最好選擇在臨近水源、遠離居民區的縣鎮下風口。

3.5 政策支持

生物質熱電聯產項目在前期審批、中期建設、后期運營和熱電銷售，需要各級政府政策支持及財政補貼。各政府部門要出臺優惠政策，如生產企業可享受農電價格、免收新建輸電線路增容費等相關費用等，保證項目順利投產和企業運營。

■基金項目：主要農作物提質增效栽培技術專項（HNK2019CX12）；黑土耕地資源可持續利用技術專項（HNK2019CX13）；黑龍江省農業科學院高效、綠色現代農業示范項目（TYG-2019-09）；國家自然科學基金青年資助項目（31501252）；黑龍江省農業科學院院級科研項目（2018YYYF034，2014QN017）。