生物質成型燃料：秸稈應該這么“燒”

洪鶴

我國農產品及加工副產物、剩余物逐年增多。初步統計，我國每年秸稈產量有9億噸，加工副產物有5.8億噸，這些加工副產物綜合利用率平均不到40%，60%以上的副產物被隨意堆放、丟棄或用作肥料還田、生活燃料。生物質成型燃料作為生物質能源的一種，具有原料來源廣泛、可以再生、比煤炭清潔等優點。雖然目前國內的利用率較低，但最近幾年成型燃料技術得到了快速發展，國家政策對可再生能源的循環利用提供了良好的開發環境。未來應用前景十分廣闊。

成型燃料 應時而生

農業生產所產出的不只有糧食，還有秸稈等副產品。長期以來，糧油果蔬之外的秸稈等均被視為廢棄物。然而，隨著能源危機加劇，人類的目光轉向作物秸稈等比糧食產量更高的可再生資源。它們主要包括農作物秸稈和農業加工剩余物：農作物秸稈是主要生物質資源之一，2016年，我國秸稈產量高達9億噸；農業加工剩余物主要是指農作物加工后的殘余物，如稻殼、玉米芯、花生殼等，2016年，我國的農業加工剩余物產量有5.8億噸之多。

農作物秸稈和農業加工剩余物共有作為生活用燃料、牲畜飼料、造紙等工業原料、直接還田、露天焚燒等五種用途。據初步統計，它們的綜合利用率平均不到40%，絕大部分被隨意堆放、丟棄或用作肥料還田、生活燃料，這相當于7億畝土地的投入產出和6000億元的收入被白白損失掉。因而，以其為原料的生物質成型燃料產業應時而生。

生物質成型燃料是以農林廢棄物為原材料，經過粉碎、烘干、成型等工藝，制成粒狀、塊狀、柱狀，大小相同、密度相同，可在生物質能鍋爐直接燃燒的新型清潔燃料，其燃燒充分， 無污染，便于運輸和貯存。

在國外，美國、丹麥、瑞典等國已經成功解決了秸稈灰熔點低、易結焦、腐蝕性強等不利于燃燒的屬性，研發出上百種改善秸稈燃燒性質的添加劑和一整套成型工藝設備，并被廣泛使用。

雖然我國在秸稈資源成型以及燃燒方面的技術和設備落后于這些國家，但這方面的研發已經展開并取得了階段性成果。

中國從20世紀80年代引進螺旋式生物質成型機。1990年以后，陜西武功、河南鞏義、湖南農村能源辦等單位先后研制和生產了幾種不同規格的生物質成型機和碳化機組。21世紀以來，生物質顆粒成型技術發展日趨成熟。江蘇正昌公司、吉林省華光所、河南省科學院能源所、河南德潤等國內幾十家企業在顆粒飼料機的基礎上先后研究出了多種類型的環模、平模顆粒成型機。同時開發了配套的生物質專用鍋爐和生活用爐。通過近些年的努力，已取得了生物質成型燃料規模化生產的一些經驗，探索了多種規?；a示范模式和管理模式。生物質成型燃料設備的穩定性、可靠性及主要性能指標都有較大提高。

在政策層面，國家相繼出臺一系列政策法規，鼓勵和支持秸稈能源化利用相關產業的發展。財政部于2008年11月發布了《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》，對秸稈能源化利用予以綜合性補助，山西、河南、黑龍江、遼寧沈陽、浙江寧波、吉林農安縣等地政府部門對秸稈成型燃料生產設備、爐具以及成型燃料推廣使用等也做出了詳細的補貼辦法。目前，生物質成型燃料主要用于農村居民炊事取暖用能、工業鍋爐和發電廠的燃料等。

新興產業 一石多鳥

生物質成型燃料產業，尤其是原料生產和供應，是具有較強經濟活力的新興產業，可以作為新的支柱產業，促進農業結構調整、農民就業和農民增收。

我國人均商品能耗相當于世界平均水平的二分之一。按照農業部的能源需求預測，到2020年，農村人均商品能源消耗將達到1.99噸標煤。按2020年城市化率50%，農村人口8億人計算，則農村商品能源總消耗將達到約 16億噸標煤，新增能耗約10億噸標煤，占新增總能源消耗增量的三分之二，相當于目前我國能源進口總量的5-8倍。在沒有外部因素影響的情況下，一方面農村傳統生物質能源消耗將逐步向化石能源消費過度，另一方面農村人均能耗將不斷提高，不僅對中國能源安全構成威脅，而且對國際能源安全構成沖擊。如果農村能源的剛性需求可以通過成型燃料產業發展自行化解，則可緩解化石能源的供需矛盾，為國家能源安全做出貢獻。

據統計，我國每年農業廢棄物秸稈總量達7億噸標煤，其中1/3用于解決農村生活需求，“煙熏火燎”的生活方式，秸稈、薪柴的直接燃燒產生的有害物質嚴重影響空氣質量，危及人體健康。傳統生物質能過量樵采致使植被破壞、森林退化、土地沙化、水土流失、自然災害等問題加劇，繼而加大“溫室效應”的壓力，農業生態系統日益失調。如果采用化石能源比如煤炭取代薪柴秸稈等，又會造成秸稈在田間地頭的直接燃燒，造成嚴重的空氣污染。如果將農林廢棄物轉化為生物質成型燃料，將從根本上改變農村的生產、生活方式，大大改善農村環境。

生物質成型燃料是農村生產、生活用能理想的替代燃料，目前3億噸標煤的傳統生物質消耗，由于能源利用效率只有15-20%，實際上真正轉化為熱的能源不足1億噸標煤，其余則成為空氣的污染源。如果采用成型燃料，由于能源利用效率提高3倍，理論上使用的生物質原料只相當于原來的1/3，即1億噸標煤相當于目前3億噸標煤傳統生物質能源的熱輸出，其余2億噸標煤和目前直接燃燒的近2億噸標煤的農林廢棄物可以轉化為成型燃料滿足城市用熱需求或解決農村城鎮化用熱需求，為農村帶來接近2000-3000億元的收入，相當于使農民收入在目前基礎上增加一倍。由于生物質成型燃料產業是資本、技術和勞動力密集型產業，產業發展將帶動資本和技術向農村回流，按照目前農村人均產值計算，可以帶來大量就業崗位。同時，成型燃料產業的發展將帶來農業的轉型，使農業向能源農業和未來的材料農業轉化，對解決“三農”問題具有戰略意義。

前景廣闊 尚需引導

國家已制定了生物質能源中長期發展目標：在生物質成型燃料的利用方面由目前的不足50萬噸/年，提高到2020年的2000萬噸/年。這給生物質成型燃料技術的應用找到了“市場”；從成型設備分析，成型燃料設備操作簡單，使用方便，適合農村使用。粉碎機、成型機的加工工藝并不復雜。生物質成型燃料的生產放在農村，成型燃料爐的使用可設在 中、小城鎮或農村，這樣秸稈從粉碎、成型到燃燒即可形成產業。生物質秸稈資源量大充足，覆蓋面廣，價格低，可以再生；農藝專家已提出秸稈應適量還田，不能連年全部還田，飼料化處理量有限，多數地區都采取了禁燒秸稈措施，為成型燃料技術的發展提供了原料保證。

總體而言，我國成型燃料產業發展處于產業化前期的產業化示范階段，具體體現在產業化技術裝備配套尚未完成，雖然關鍵技術接近成熟，產業化標準體系尚未完全成型。到2006年，以出口為目標，涌現了眾多成型燃料加工企業，到2010年全國成型燃料生產廠家達到數百家，但成型燃料的產業化進程始終緩慢，2006年國家制定中長期可再生能源發展規劃中，規劃2010年生物質成型燃料達到100萬噸生產規模，但實際只完成了不到1/3，產業發展總體處于產業化初期的實驗示范階段，由于燃油漲價導致運費上漲使出口受阻，大批從業企業退出該領域。國家從扶持產業發展角度結合新農村建設，在北京周邊懷柔、大興等地建立生物質成型燃料示范區，通過補貼農戶爐具和燃料試圖推進成型燃料產業的發展，但效果甚微。困擾生物質成型燃料產業發展的問題是：技術研究成果層出不窮，但產業發展進程緩慢；政府給予大力扶持，但企業依舊難以壯大，甚至依靠政府補貼生存。

生物質秸稈從田間收集、干燥、粉碎、成型、燃燒所需設備必須配套，才能在農村、城鎮推廣應用。收集環節是瓶頸，必須配套發展生物質秸稈收集設備。農村生物質成型燃料主要使用農業廢棄物（主要指秸稈），其合理收集半徑和加工規模與農村城鎮化一致。由于規模小、利潤低的緣故，即使有政府補貼，我國農村地區也無法形成生物質成型燃料的產業。當前，尤其需要與各級政府積極合作，將生物質成型燃料納入當地能源發展規劃，依靠政府開拓能源市場。endprint