“机制木炭”作为清洁燃料的可行性分析

夏冬前

（泰兴市环境监测站，江苏泰兴 225400）

严格意义上讲，清洁能源是不排放污染物的能源，包括核电和“可再生能源”。主要是太阳能、水能、风能、氢能、地热能、潮汐能、电能、核能等；其中风能、水能、太阳能、生物能源是国家正在推广的四大能源。在海边上建设的风能发电，成本较高，投资回收期较长；水能必须是在有江河水的地方由专业部门才能建设，也就是说，从事非能源生产的企业没有能力进行建设；太阳能虽然已经大规模建设，主要是用于居民的日常生活；这些清洁能源，在工业企业和三产服务业中，很难得到大规模的应用，只能是在国家组织的建设中，以转变成电能形式得到应用。而生物能源也在大规模的建设之中，但由于环保政策与应用的相关规定，还没有在工业生产上大规模的应用，尤其是生物质能，即指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。现实生活中，大量的秸秆，也是生物质能的集聚物，这些能源，曾经是农民生活中主要能源，但是，随着城镇化的发展和农民劳动力转向城市，秸秆被大量废弃，甚至在田间被大量焚烧，既恶化了环境空气质量，而且又连续地浪费着巨大的资源。如果将秸秆生产成“机制木炭”，并能在工业化生产中得到广泛应用，则秸秆焚烧带来的环境污染问题能够解决，又能节省大量的矿石能源，并减少因使用矿石能源，而带来的二氧化硫和烟尘的排放，同时，又将废弃的秸秆产品化，给产生秸秆的农民以及使用秸秆能源的企业带来经济效益。

1 “机制木炭”的定义和保障性分析

1.1 “机制木炭”的定义

“机制木炭”是采用农林废弃物（秸秆、稻壳、木屑、树枝等）为原料，通过专门加工设备在特定工艺条件下加工的块状、棒状或颗粒状产品，是可以用于工业锅炉燃烧后放出热量的生物质成型燃料。

1.2 “机制木炭”产品生产的保障性分析

1.2.1 “机制木炭”生产原料来源分析

“机制木炭” 作为能源产品，主要是有燃烧后产生大量的热量，目前农村生长的玉米、小麦、稻草、棉花、芦苇以及工农业加工产生的锯沫、花生壳、中药渣、工业垃圾、树枝树皮都可以作为生产“机制木炭”的原料。一般以秸秆为原料，其资源量很大，以江苏省为例，一年以小麦和水稻为主的秸秆产生量达到4000万吨，目前少部分被利用，大部分被农民在夏秋两季于田头焚烧。

1.2.2 “机制木炭”产品的性能

成型后的秸秆燃料，体积小，比重大，耐燃烧，便于贮存和运输，体积相当于同重量的秸秆的三十分之一，密度为0.9~1.4克/立方厘米，热值可达3200~6500大卡，是高挥发性的固体燃料.产生灰量达5%~9%，燃点低。煤炭燃烧后产生渣量在30%~40%，残留在渣中的热量30%左右，秸秆燃料燃烧完全，其与5000大卡的工业、发电煤炭有同等的燃烧价值。

1.2.3 秸秆能源产品生产成功的范例

目前，有成熟的秸秆煤炭加工厂的技术与加工机械，如泰兴市就已经有一家年产3000吨的小型加工厂正常运行，已经供几个小型企业加热锅炉使用。目前秸秆可以生产各种产品，生产秸秆能源加工产品就有好几类，有木炭类、有燃料块类以及生产建筑材料装饰板类，以及用造纸生产。其中用于能源的产品就有木炭类、有燃料块类，而能够用于工业生产上就是燃料块类产品，其使用机械技术已经成熟，产品产量和产质稳定，可以用于锅炉上使用。且无需对锅炉进行改造，仅需要注意鼓风燃烧技术。

2 “机制木炭”作为清洁燃料的条件和依据

“机制木炭”自身的质量决定了其成为清洁能源的可能性，“机制木炭”的质量可见表1；主要有七方面，一是有足够发热量，决定了“机制木炭”成为燃料的基础，而且，中国几千年来，农民生活的主要燃料就是秸秆；二是含硫量较低，低于清洁燃料中轻质柴油的含硫量，即低于0.2%，其较低的含硫量，决定了燃烧后产生和排放的二氧化硫较少，满足清洁燃料和环保要求。三是法律许可上，环境保护部办公厅《关于生物质成型燃料有关问题的复函》（环办函（2009） 797号）说明，采用农林废弃物（秸秆、稻壳、木屑、树枝等）为原料，通过专门设备在特定工艺条件下加工的块状、棒状或颗粒状等生物质成型燃料，可有效改善农林废弃物的燃烧性能，其硫、氮和灰份含量较低，在配套的专用燃烧设备上燃烧，可实现清洁、高效燃烧，产生的二氧化硫、氮氧化物和烟尘较少，不属于高污染燃料。甚至在城市燃气不足时，生物质成型燃料可作为一种替代燃料。四是“机制木炭”使用的广泛性，其可用于中小企业的各种工业锅炉，也可用于工业加热窑炉，能保障工业生产供热的供热需求。五燃烧产生的灰渣主要富含钾元素，秸秆灰渣是很好的钾肥，既可用于城市花草的花肥料，也可用于农村的农业生产，便于处理，符合“资源化、减量化、无害化”处理废弃物处理的原则。六其加工原料秸秆本身的廉价上，可以保障秸秆加工产品的利润和加工产品的市场需求，保障了企业使用机制木炭产品可能性，增加了产品市场竞争的能力。七按照《可再生能源法》的要求，财政部从2006年起设立了可再生能源发展专项资金，明确对可再生能源开发利用的科学技术研究、标准制定和示范工程等给予支持。在调研基础上，已与有关部门分别制定并实施了支持非粮生物能源、风力发电、太阳能和浅层地能在建筑领域规模化应用等可再生能源发展的政策措施，从实践情况看，效果良好。如泰兴市机制木炭类生产项目，已经得到了国家财政部的专项财政补助，表明我国有支持秸秆能源化利用的财政政策，将促进发展我国可再生能源事业的发展。

表1 燃料质量对比表

续表

3 推广利用“机制木炭”的优点

我国是一个多煤少油的国家，目前能源消费主要靠自给自足，问题是结构不合理，缺油。长远看，我国人口基数大，随着经济发展，能源消耗增长，能源供需矛盾会日益突出。发展可再生能源是优化能源结构、保障能源安全的必由之路。不管是在各乡镇的工业企业，还是在各工业集中区，不管是单独供热，还是集中供热，依次主要还是燃烧煤炭、燃烧重油、电加热和轻质柴油，而这些能源都是不可再生资源，同时，燃烧过程中产生和排放了大量污染物，主要表现在排放大量的二氧化硫和烟尘，影响了污染物减排的控制工作任务的完成，影响大气环境质量，影响工农业生产，影响我国经济的正常发展。而推广利用机制木炭类秸秆能源就可以排放二氧化硫的问题，保障大气主要污染物二氧化硫排放量如期消减任务的完成，并解决工业经济发展过分依赖石化燃料的问题，并保护不可再生的矿物资源的不被过分开发利用。

3.1 作为机制木炭原料的秸秆可以再生

秸秆自然资源丰富，来源广泛， 一年可生一季或三季，产生量大，利用秸秆能源，克服不可再生自然资源的缺点。

3.2 节约能源

据实际应用分析，一般地讲，以麦草为原料的机制木炭，燃烧后产生的热量与同质量5000大卡的煤炭燃烧后释放的能量相当。如一个县级市一年使用150万吨的煤炭，如能使用80万吨的机制木炭，则会节约80万吨的煤炭资源。

3.3 减少了污染物排放量

由于秸秆资源中含硫量较低，如以0.03%计算，则使用80万吨的秸秆能源，一年产生的二氧化硫的量仅480吨，而使用80万吨的煤炭，如以优质煤炭含低硫0.8%计算， 扣除进入煤渣中含硫量，一年产生的二氧化硫的量达到10240吨，相比使用秸秆能源，每年少产生二氧化硫达9760吨。在不进行削减二氧化硫的情况下，废气直接排放，也只有480吨，相比使用煤炭，不仅少排放了二氧化硫，还减少了大量的污染治理费用。

在原来焚烧秸秆的基础上，充分利用秸秆燃料，也减少了大量二氧化碳气体的排放，这对于提倡低碳经济的中国仍至于全世界，都有极大的好处。

3.4 固废处置设施投资少

由于秸秆能源使用后产生灰渣量少，仅在5%~9%之间，因此，相对于煤渣产生30%以上的量来说，其临时堆放场的大小建设要求就不同，尤其是可作为城市花草和农业用钾肥的灰渣，可随时用作肥料。

3.5 为社会积累了财富

用秸秆加工使用机制木炭有着明显的经济效益，外购5000大卡的一吨煤炭，以750元/吨计（现行价已达1250元/吨），如使用同质量同价格的秸秆能源，对社会而言，就节省了大量的矿物质能源，同时，将使用能源的价值转化成当地的经济财富，使当地的农民直接收益，增加了农民的收入，应该说，每亩地一年可增加125元以上。对于一个县级市而言，按年产生80万吨，按每千克0.2元计，可增加当地社会经济纯收入达到16000万元。如经过加工，其产品可达到700元/吨，在一个县级市可产生56000万元的财富，扣除加工电费等，加工过程中产生的纯利还能达到24000万元；同时，将使用煤炭消耗的财富留在了当地农民手中，富裕了一方百姓。

3.6 为禁烧秸秆提供了条件并改善大气环境质量

秸秆焚烧后，不仅使PM10大量上升，而且产生危害更大的PM2.5（阴霾）；每年秸秆焚烧工作花费了大量的人力物力，同时，夏、秋收期间，因为秸秆焚烧，大气质量已经达到污染以上，如将秸秆加工为机制木炭，作为能源进行利用，大量有效地利用了燃烧产生的热量，将有效地为秸秆焚烧工作提供条件，并控制环境空气污染，保护环境空气质量。

3.7 促进社会经济的发展

由于秸秆能源本身的价格较低，在工业经济上，可以保障工业产品在燃料使用上的低成本，提高产品的竞争力；同时， 秸秆能源加工行业的兴起，也能发展为一个产业，并带动相关机械、电子仪表行业的兴起。

4 秸秆燃料产品作为清洁燃料使用的存在的问题

4.1 秸秆燃料产量较少

就目前而言，泰兴市境内，从事生产秸秆燃料块的企业只有一家，虽然产品质量可靠，但年产也只有3000吨，只能满足一个小规模的企业供热所需，无法满足大量企业的正常生产需求。反过来，企业在项目规划建设时，也不能指望使用机制木炭来保障正常的生产所需能量，使得机制木炭的大规模生产受到限制。

4.2 项目建设审批中无明确的文件规定

在项目建设审批时，没有明确的政策规定，只有国家环境保护部对某单位的司法解释说明秸秆燃料不是高污染的燃料，没有文件明确说明是清洁燃料，在项目审批中， 致使一些部门和个人坚持使用轻质柴油、天燃气来维护正常的生产供热需求，而没有根据司法解释的内涵与意义来推广应用秸秆燃料块类产品，又使建设项目环保验收时碰到难题，无法保障项目的环保“三同时验收”，使得秸秆燃料类机制木炭找不到大规模的市场需求，限制了秸秆燃料的大规模生产。

4.3 秸秆收购运输的困难

由于秸秆本身的廉价，造成了运输费用和收购人工的费用相对较高，致使农民在收割时不愿意收集运输出售，虽然秸秆产生量大，但要保障大规模生产，还没有相关的政策出台进行支援秸秆的收购运输。

4.4 自然清洁能源较少直接用于工业经济建设项目

虽然太阳能、风能是清洁能源，但是，在建设项目中，尤其是工业项目建设能源应用上是很少应用。原因是该清洁能源由企业自身建设难以创造较大的能源量，不能满足企业的生产供热需求。到目前为止，没有一家生产性企业自主生产机制木炭，用于企业本身提供热量。

5 建议

（1）政府部分要重视机制木炭类等秸秆生物质燃料的应用，注意宣传和推广使用机制木炭类等秸秆生物质燃料，在工业和服务项目建设中，以适当比例规定秸秆能源燃料的使用量；可以随着项目经济的发展，产生巨大的秸秆能源利用市场，促进秸秆能源加工基地的建设，提供大量的秸秆能源。

（2）加大支持力度，建立秸秆能源产品的生产加工基地， 制定优惠的财政税收政策，减免秸秆能源产品加工经营的税收，提高秸秆能源加工建设的投资信心和投资量，增加秸秆能源产品的生产加工基地数量，提高秸秆能源产品量。

（3）由政府出台政策，鼓励生产加工企业与使用企业进行联产，保障机制木炭的使用量，确保生产加工的利益，提高生产加工的积极性。

（4）出台相关的财政补贴政策，用于提供秸秆收购价格，使农民在秸秆的收集、运输和销售上，有利可图，从而提供机制木炭大量加工使用的基础。

（5）在清洁生产审核工作中，将节电省煤节水减排与使用秸秆燃料量结合实际起来一起审核，使秸秆燃料使用量提高到控制范围内。

（6）国家明文规定秸秆燃料为清洁能源，让环境保护环评人员、项目建设环境审批人员、验收监测人员等有法可依。

6 结束语

综上所述，机制木炭类秸秆生物质燃料的推广使用工作，长远地看，利国利民，不仅保障我国社会能源的安全稳定使用，也能极大限度地保护环境质量。不仅保护了自然矿产资源，也保护生态环境，保护人民身体健康。因此，从产品作为清洁能源要求、本身产品的性能、市场需求、加工条件、经济和环境效益上，机制木炭都有可以作为清洁燃料，而应加以组织生产和使用。

［1］ 扬子晚报.江苏空气质量全国“中等偏下”［N］ .2010-8-19（A14）.

［2］ 环境保护部办公厅函.关于生物质成型燃料有关问题的复函，环办函（2009）797号.