发展中的我国生物质成型燃料及其炉具产业

郝芳洲

我国正在制定的国家能源法对农村能源的定位是“统筹城乡、因地制宜、多能互补、节能增效、综合利用、保护环境”。比过去确定的农村能源建设方针“因地制宜、多能互补、综合利用、讲求效益”更准确更全面。国家在农村发展沼气同时，已加速生物质成型燃料及其炉具产业的发展，对改善和提高广大农户的生活质量和增进人们的身体健康水平有着非常重要的意义。用生物质成型燃料配套高效低排放炉具和锅炉，节能减排效果十分明显。为普遍提高广大农民群众的生活用能水平，以公益事业对待，这实际上是一桩民心工程和民生工程。对改善村容村貌和环境卫生，全面提升新农村的精神文明和物质文明建设都将起到重要作用。

一农村室内空气质量不容忽视

现在一提起农村生活用的炉灶就会很自然地与室内空气质量联系起来，因为柴煤在传统炉灶里直接燃烧致使农户厨房烟尘严重污染，极大地损害着人们的身体健康。世界卫生组织和联合国计划开发署在2004年10月14日发表的联合声明中指出，厨房烟尘已经成为威胁人类健康的一大祸患，厨房的烟尘主要来自于柴煤的直接燃烧，没有烟囱和通风道的炉灶，导致混杂在烟雾中的有毒气体无法从房屋中排出。每年全球发展中国家大约有160万人被厨房烟尘夺取了生命，受害最深的是农村妇女和儿童，因此重视农村室内空气质量已成为热门话题。农村生活用能与环境、气候变化紧密联系在一起，重视室内空气污染的减少与增进人体健康作为炉灶改革的主要内容。使用高效低排放生物质炉具，燃用生物质成型燃料，就可以提高农民生活用能的品位。因此加快农村炉灶产品的更新换代已提上日程，这是投资少，见效快。解决我国生物质能源化利用的有效途径之一。

二生物质成型燃料及其加工设备

1、生物质成型燃料

生物质成型燃料就是将松散的有一定长度或粒度的秸秆等生物质，经过机械加工，制成具有一定规则形状的燃料产品，主要有颗粒状、棒状和块状3种。

生物质成型燃料在高效低排放生物质炉具和热水锅炉中

使用，能源密度相当于中质烟煤，可以替代煤炭和石油，节能减排效果显著。同时是解决秸秆焚烧的有效措施。

1)基本情况

生产生物质成型燃料的企业，大多数是从生产饲料转移过来的。据不完全统计，全国约有180家，年产量约40万吨。一般企业的规模比较小，以民营和个体经营为主。

2)应用范围

目前生物质成型燃料主要用于城镇非集中供暖的事业、企业和行政单位，以及少量的洗浴中心、城郊比较富裕的人群，再有一部分生物质颗粒燃料出口，主要是韩国。由于成型燃料的价格比较贵，中低收入水平的农户使用得很少。

2、生物质成型燃料加工设备(成型机)

近些年来，成型机的生产企业发展比较迅速。据不完全统计，约有160家，企业规模都比较小，年产量也比较低，生产成型机的企业以河北、河南、山东、江苏等省居多。为了适应市场的需求，很多企业加大了研发力度。

成型机主要类型有螺杆挤压、活塞冲压(液压驱动的为多)、轧辊式一平模和环模。现在多用的轧辊式。

成型机在加大生产量的同时，其存在的问题也不可忽视，主要是关键部件的磨损和故障率比较多；还有与成型机配套除尘装置很少，远达不到清洁生产的要求。灰尘飞扬，工人操作环境差。

对成型机的要求是：一次成型率高，应达到95％；物料种类适应性强；故障率低，即便有了故障，拆装和维修方便；使用时间长，关键部件的更换至少300h；能耗低。加工1t成型燃料不大于50kwh；价格要适中。

只有成型机的产品质量过关了，才能谈得上生物质成型燃料和生物质炉具的发展，否则就是一句空话。可以说，在发展生物质成型燃料和生物炉具中，成型机的可靠程度才是关键。目前成型机的产品质量是制约生物质成型燃料和生物质炉具与锅炉发展的瓶颈。

三生物质炉灶和常压热水锅炉

从环境保护的要求出发，用生物质替代煤炭和其它常规能源，已得到了各级政府、广大用户的认同和重视，因此从2007年起发展比较迅速，应用的试点也越来越多。而且有更多企业和人士积极参与示范和试点工作。

1、炉灶分离的秸秆气化炉

20世纪九十年代初期，在市场上曾经出现过的户用生物质气化炉，由于污染问题未能解决，所以没有推广开，这几年由于生物质能热起来，这种炉具又出现在市场上，使很多农民上当受骗。

户用生物质气化炉一般采用下吸式气化炉，燃料主要是锯末、散碎的树枝、秸秆、玉米芯等，优点是一次填料多次使用，但结构比较复杂，有发生炉(料仓和气化室)、鼓风机、管道、阀门和灶具等，因此售价比较高。更主要的问题是产生的焦油无法收集和处理，焦油和水一起排出来，污染了土地和地下水。

2、生物质半气化燃烧炉灶

生物质燃料在炉膛里直接燃烧，并合理配风，伴有气化的成分，这种炉具称之为半气化燃烧炉具，也有人称“准气化炉”。当这些炉具达到下列性能指标时称之为高效低排放炉灶。

热效率：

炊事炉(包括半商品化省柴灶)>35％：采暖炉>65％；炊事采暖炉>60％

环保指标：

烟尘排放浓度：<50mg／m³

NOx排放浓度：<150mg／m³

CO排放浓度：<0.2％

SO₂排放浓度：<30mg／m³

烟气林格曼黑度<1级

1)炊事炉具：

近几年来在农村推广应用约50万台，并引起了国际上的高度重视，有两个生物质炉具企业2007年和2009年分别获得设在伦敦的“阿什登可再生能源奖”，表彰他们研发生产的生物质炉具在节能减排中的贡献。

炊事炉具分为强制通风和自然通风两种。

强制通风：例如用3瓦送风机，烧生物质颗粒(木质)燃料1.2kg，蒸发水量4.3kg，燃烧效率达92％，热效率达51.8％：

自然通风是靠烟囱的抽力。例如烧生物质(玉米秸秆)块状燃料2kg，蒸发4.65kg水，热效率达44％，有的是纯炊事，也有的是炊事兼余热利用，可提供热水和洗浴用水。

顺便提提节能锅，锅底带翅片的铸铁锅，用同样的炉子，烧等量的柴(2kg)，普通锅蒸发3kg水，节能锅就可蒸发4kg水。节能效果相当明显。

2)更新换代的半商品化省柴灶

近年来在云、贵、川等省已推广半商品化省柴灶十多万台，燃料适应性强，农民不用花钱买燃料，操作方便，节能减排效果显著，是目前农村更新换代的产品。在居住分散、相对贫困的农村有广泛的市场。1987年我国农业部省柴灶验收时的要求，热效率达到25％以上为合格，目前的半商品化灶膛采用二次进风铸铁灶心的省柴灶热效率可达35％以上，提升十个百分点。

3)炊事采暖炉具和采暖炉具

这两年来才开始推广，约有4万台。随着生物质成型

燃料的发展，今后生物质采暖炉具会加速发展。

我国北方地区冬季寒冷，炉具大体分三种形式：采暖炉、炊事水暖炉和炊事水暖及热烟气进炕炉。

采暖炉根据消费群体不同，生活富裕人群用自动控制生物质颗粒燃料采暖炉。一般生活水平的人群用中低档采暖炉。这些炉具都与热水循环系统相连接。

4)生物质成型燃料热水锅炉

对于城镇非集中供暖的企事业和行政单位，锅炉供热面积在400～20000m²，使用生物质成型燃料替代煤炭燃烧，节能减排效果明显，已经出现在北京、天津、长春、郑州、青岛等地，有进一步扩大的趋势。一般是锅炉和燃料配套供应用户，否则燃料质量不易保证。

5)目前生物质炉具产业发展的障碍

(1)生物质半气化炉具产品质量参差不齐，有的产品粗制滥造，不经过性能检测就急于推向市场，往往事与愿违，欲速则不达。有的企业吃了大亏。

(2)有的生物质半气化炉具企业没有因地制宜开发产品，力没少费，往往效果不佳。有的注重了产品性能。而忽略了使用的方便性，给农民带来麻烦。有的农民干脆到废品收购站把炉子当废铁处理掉，给生物质炉具的推广带来很大的负面影响。

(3)有的企业把产品卖出去了。认为就算完事了，售后服务不到位，培训跟不上，影响了农民群众的正常使用。

(4)有的企业不讲诚信，生产的炉具产品自吹自擂，工作不踏实，搞虚假宣传，这样的企业很难做好做大。

(5)炉具产品在技术上仍需进一步提高

①生物质炊事半气化炉具，研发主要应从燃烧、传热以及与锅的配套上下功夫；有的炉具结构设计不合理，燃烧不完全，冒黑烟，排烟温度过高。

②生物质炊事采暖炉具，从使用来说采暖问题不大。主要是炊事火力强度不够，应使炊事采暖同步进行，才能适合北方广大农村推广使用。

有的炉具受热面布置不合理，排烟温度高达520℃，有效热量没有得到充分利用，还有的炉具存在烟囱高度及截面积与炉具功率不匹配的问题。

③生物质成型燃料以秸秆为主，秸秆的成分主要是纤维素，因此反映在采暖炉具的问题上是高温结渣，低温在受热面上积灰的问题，比较带有普遍性，因此应在燃料的配方和炉具的结构上综合考虑。下大力气加以解决，否则会影响推广应用。

④有的生物质颗粒燃料热水炉产品设计有缺陷，输送燃料部件经常出故障而影响使用。

四对生物质成型燃料及其炉具发展的看法

1、生物质成型燃料应首先满足农民的使用，提高农民的生活用能品位，政府还应出台鼓励农民使用的扶持政策，其次是满足城镇居民和单位使用。

2、为与我国目前农村电网相配套，生物质成型设备应以小型化为主，同时可以有效地解决收集、储藏、运输的问题，农民就可以少花钱或者不花钱就使用上清洁燃料。

在有条件的地方可以建年产万吨以上的生物质成型燃料加工厂，但要解决收集、储运等问题，减少安全隐患，并降低燃料成本。

3、为加速生物质成型燃料及其炉具产业的发展，可以把成型机一成型燃料一生物质炉具做成产业链。可以采取“公司+经销商+农户”的市场化运作模式和“政府+公司+农户”采取政府补贴的运作模式进行。并与CDM相结合，把CQ减排的实惠给农民。

4、加强宣传和引导，使广大干部和农民群众深刻认识到户用秸秆气化炉的弊病，其污染带来的危害，自觉抵制不环保的炉具产品在市场上流通。

5、建议尽快制定户用秸秆气化炉污染物排放限量标准，用标准来规范市场行为。针对生物质半气化炉具产品良莠不齐的现状，产品性能一定要由有资质的检测单位按照相关标准进行检测。性能要达到高效低排放的要求，同时使用要方便。

炉具企业要向社会公开“产品质量和售后服务”双承诺，这样才能使广大农民群众用上放心满意的炉具产品。

6，针对成型机和炉具技术上存在的问题。加大科研力度。采取产学研相结合联合攻关之路。早日使广大农民群众用上质量上乘的产品，在新农村建设中发挥其应有的作用。

7、根据各地农村的实际情况，因地制宜地选择好柴灶灶型，采用半气化燃烧技术，通过更新换代，全面提升省柴灶性能，在节能减排工作中继续发挥应有的作用。