戴敬,严巧玲,徐俊兵,马丽丽
(扬州市农业委员会,江苏扬州225002)
扬州市农作物秸秆能源化利用的实践与启示
戴敬,严巧玲,徐俊兵,马丽丽
(扬州市农业委员会,江苏扬州225002)
秸秆是一种具有多用途的可再生的生物资源。介绍了扬州市的几种秸秆高效能源化利用的方式,分析了扬州市秸秆能源化利用的现状和特点。扬州市秸秆能源化快速发展的实践,将给人们带来许多有益的启示和借鉴。
秸秆;能源化利用;实践;启示
秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、油料、棉花、薯类、甘蔗和其他农作物在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中,秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等,是一种具有多用途的可再生的生物资源。秸秆作为能源使用在我国由来已久,在20世纪80年代之前,农作物秸秆是农村居民生产生活的主要燃料。但随着我国社会经济的发展和农村居民生活水平的提高,秸秆已从原来的生产生活燃料变为农村环境的污染物。面对化石能源日益紧张和农村环境日趋恶化的双重压力,近几年来扬州市积极开展秸秆能源化利用的探索,以达到合理利用生物资源,以用促禁,实现秸秆禁烧和保护改善农村环境的目的。
秸秆沼气技术又称秸秆生物气化技术,是指以秸秆为主要原料,经微生物厌氧发酵作用生产可燃气体——沼气的秸秆处理利用技术。采用该项技术处理秸秆,能生产农村急需的高品质清洁能源,有效解决传统秸秆直燃效率较低[1]的不足,还能生产有机肥料。该技术按处理工艺可分为干法和湿法发酵两类,按规模可分为户用秸秆沼气和秸秆联户沼气集中供气工程两类。目前,扬州市户用秸秆沼气池已发展到8 000只,年产沼气3 200 km3;秸秆联户沼气集中供气工程发展到14处,发酵池容积3 000 m3左右,年产沼气450 km3,其中最大的工程发酵池容积达400 m3,可供气100户。
秸秆固化成型是指在一定温度和压力作用下,将秸秆压缩为棒状、块状或颗粒状等成型燃料,从而提高运输和贮存能力,改善秸秆燃烧性能,提高利用效率,扩大应用范围。秸秆成型后,体积缩小6~8倍,能源密度相当于中质煤,可以代替木材、煤炭为农村居民提供炊事或取暖用能,也可以在城市替代天然气、燃油、煤等作为锅炉燃料[2]。近几年来,扬州市十分注重秸秆固化(炭化)成型工程的建设,全市已建立15个秸秆固化(炭化)成型工程(企业),年可加工秸秆固化(炭化)成型产品6.3万t。仪征市鼎盛炭业通过秸秆固化、炭化,年产秸秆炭化燃料5 000 t,出口创汇10万美元。
秸秆发电是以农作物秸秆为主要燃料的一种发电方式,又分为秸秆气化发电和秸秆直接燃烧发电。秸秆气化发电是将秸秆在缺氧状态下燃烧,发生化学反应,生成高品位、易输送、利用效率高的气体,利用这些产生的气体再进行发电。秸秆直接燃烧发电技术是指秸秆在锅炉中直接燃烧,释放出来的热量通常用来产生高压蒸汽,蒸汽在汽轮机中膨胀做功,转化为机械能驱动发电机发电。目前,扬州市境内已建成的2处秸秆发电厂都已正常运行,其中宝应协鑫生物质发电有限公司采用秸秆直接燃烧发电技术,高邮市林源科技开发有限公司采用秸秆气化发电技术。
近年来,扬州市秸秆能源化利用技术发展较快,在省内率先建成秸秆联户沼气集中供气工程。在秸秆户用沼气技术上,通过应用两步发酵法,在原来传统的水压式户用沼气池上,增加了酸化降解池,解决了过去秸秆户用沼气池秸秆进出料不方便的难题。目前,扬州市的秸秆能源化利用方式已从过去的秸秆户用沼气逐步发展到秸秆联户沼气集中供气工程、秸秆固化加工成型、秸秆发电等,基本形成了多种利用方式共存的局面。另外,台湾远东集团还准备在扬州市投资2.5亿美元新建一个秸秆纤维乙醇生产基地,有望进一步提高扬州市秸秆能源化利用的水平和层次。
随着扬州市秸秆能源化步伐的加快,扬州市能源化利用的秸秆数量也快速提高。全市能源化利用的秸秆数量从2008年的20.80万t提高到2011年的57.66万t,年增长约40%;能源化利用的秸秆数量占秸秆生产总量的比例从2008年的7.00%提高到2011年的17.66%,年提高约3.5个百分点。其中,秸秆沼气、秸秆固化(炭化)成型等非秸秆发电的能源化利用秸秆数量从2008年的0.55万t提高到2011年的25.56万t,年约增加2.6倍;非秸秆发电的能源化利用秸秆数量占秸秆生产总量的比例从2008年的0.14%提高到2011年的7.83%,年提高约2.6个百分点。
扬州市秸秆能源化利用技术的发展普及,除秸秆发电外,已初步形成了秸秆沼气和秸秆固化(碳化)成型两个产业。其中,秸秆沼气产业包含了秸秆户用沼气和秸秆联户沼气两个方面,秸秆户用沼气的年产值从2008年的32万元提高到2011年的320万元,年增加约2.15倍;秸秆联户沼气的年产值从2008年的1.2万元提高到2011年的45万元,年增加约3.35倍。秸秆固化(碳化)成型产业从2008年的90万元提高到2011年的1 390万元,年增加约2.5倍。
表1 2008—2011年秸秆能源化产业发展动态(不含秸秆发电)
实践证明,秸秆的能源化利用具有较好的社会生态和经济效益。从经济效益上看,以秸秆固化加工成型为例,一处年收购加工5 000 t的秸秆固化成型点,年可生产秸秆固化成型燃料4 000 t(1 t秸秆可生产0.8 t固化产品),秸秆收购成本为120元/t,折算成每吨固化产品的生产原料为150元/t,再加上160元/t的生产费用,计每吨生产成本310元。按市场价380元/t计算,每吨毛利润70元,年销售额为152万元,可获利润28万元。同时,还可为当地解决8~10个劳动力就业。从社会和生态效益上看,推进秸秆能源化利用,不仅能合理利用秸秆这一生物资源,开发清洁能源,减少化石能源的消耗,而且拓宽了秸秆综合利用的途径,有利于促进秸秆禁烧,减轻环境污染。
完善的收贮体系是秸秆能源化利用的基础。农作物秸秆生产具有季节性和分散性。秸秆无法均衡收购,要维持企业的正常运转,必须有半年的储存量。且秸秆比重轻,体积大,堆入存储场占地大,还需一系列的防雨、防潮、防火等配套设备,投资建设和维护费用大。加之农作物秸秆的收购往往在农村大忙季节,收集秸秆的力量不足。这成为影响秸秆能源化利用的主要难题。因此,要推进秸秆能源化,就必须建立完善的秸秆收贮体系。高邮市在发展秸秆能源化利用工作中,十分重视秸秆收贮体系的建设,共成立秸秆收集与利用合作社23家,注册总资本达7 339万元,合作社成员达1 239人,基本形成了经纪人收购、合作社组织和龙头企业利用,以及机械加工企业配合的秸秆收集、加工利用的良性发展轨道,解决秸秆分布广、运输难、人力成本大等难题,为开展秸秆能源化利用奠定了较好的基础,成为扬州市秸秆能源化利用发展最快的县(市)。
有力的行政推进是秸秆能源化利用的关键。农作物秸秆是一项大量的、永续性的宝贵资源,促进秸秆能源化利用向规模化、商品化、产业化方向发展,不仅会带动传统农业向现代农业转变,促进农业生产的可持续发展,而且还可带动农业结构乃至整个农村结构的变革,形成农村经济的一个新的增长点,进一步促进农村经济实力的增强、农民生活质量的提高和城乡环境的改善。各地必须从树立和落实科学发展观、推进农业结构调整和产业化经营的高度出发,重视秸秆能源化工作,采取典型引路、政策扶持、行政推动、考核奖励等方式,通过召开培训班、现场观摩会、印发技术资料等形式,大力宣传、推广秸秆能源化利用技术,加快秸秆能源化利用步伐,使本地丰富而价廉的秸秆变废为宝,达到增收致富的目的,使秸秆能源化利用走上科技化、产业化的道路。
稳定的项目实施是秸秆能源化利用的动力。秸秆能源化利用的前期投入都比较大,而且还必须保证有一定的流动收购资金。近年来,中央和江苏省对农村能源和秸秆综合利用的扶持力度不断加大,项目资金规模也逐年增加。各地要抓住国家重视农村能源和秸秆利用的有利时机,积极申报各类项目,通过项目实施,推动秸秆能源化工作的快速发展。一要增加项目申报的数量,尽可能地保证所建立的秸秆能源化工程(企业)都得到项目的财政资金扶持,减轻工程(企业)的投资风险。二要提高单体项目的申报规模,以扶持企业发展步伐,全力打造龙头企业,发挥辐射带动作用。三要提升产业的发展质态,依靠科技进步,提高产业的核心竞争力和产品的市场竞争力。四要注重项目实施的经济效益,严肃项目资金管理,保证项目资金全额用于项目建设,真正对秸秆能源化的发展起到明显的促进作用。
高效的运行机制是秸秆能源化利用的活力。就秸秆能源化利用的系统而言,合理高效的运行机制是要做到秸秆的收贮、加工和产品销售三方面必须协调发展。从秸秆收贮角度来讲,所收购的秸秆必须要有加工企业需要,并能保证一定的利润;从加工企业角度来讲,收贮体系必须满足所需要的秸秆原料,生产的产品也要能销售出去;从产品销售角度看,能源化产品必须保证质量,且适合市场需求。就秸秆能源化工程(企业)而言,合理高效的运行机制必须注意4个环节:一是组织机构要精简高效,控制管理层次和环节;二是经营管理要协调流畅,降低运行成本;三是业绩考核要奖罚分明,提高生产效率;四是工资薪酬要按劳所得,调动员工积极性。
优化的政策环境是秸秆能源化利用的保障。适宜的市场环境是加快产业发展的重要因素。政府的任务不是直接指挥企业做什么和不做什么,而是实施有利于企业发展的政策,下大功夫创造有利于产业发展的区域经济环境。就秸秆能源化产业发展而言,优化的政策环境主要体现在以下几个方面:在资金扶持上,各级财政都尽可能地提高项目资金补助标准,以减轻工程(企业)的资金压力;在用地环节上,简化用地审批手续,应从政策上明确发展秸秆能源化工程(企业)的用地不需要再进行审批,不作为非农用地,不占用用地指标,满足发展需要;在信贷支持上,优化审贷业务流程,简化审批手续,增加工作的透明度和及时性,降低抵押要求,减免贷款利息,减少投资风险;在税收优惠上,要减征或免征所得税、营业税,保证发展后劲;在电力保证上,电力增容和电价要享受农业用电待遇,同时简化申请和建设手续,降低生产成本。
[1]董宇,马晶,张涛,等.秸秆利用途径的分析比较[J].中国农学通报,2010,26(19):327-332.
[2]李建南,倪俊.农作物秸秆固化成型燃料生产企业投资分析[J].能源研究与利用,2010(5):26-28.
The practice and enlightenment of the straw energy utilization in Yangzhou
DAI Jing,YAN Qiaoling,XU Junbing,MA Lili
(Agricultural Committee of Yangzhou City,Yangzhou 225002,China)
Straw is a kind of renewable biological resources for multi-purpose.The paper introduced several straw energy utilization mode in Yangzhou city,and analyzed the status and characteristics for straw utilization.The rapid development of the straw energy utilization in Yangzhou brings many beneficial enlightenment and reference.
straw;energy utilization;practice;enlightenment
F303.4;X71
A
1674-0912(2012)08-0012-04
2012-06-13)
2010年度扬州市“八大产业”科技攻关与成果转化专项资金资助项目(农业YZ2010054);2011年江苏省农业三新工程资助项目(sx[2011]408)
戴敬(1965-),男,江苏东台人,农技推广研究员,主要从事农村能源环保和生态农业研究与应用工作。