陆桂良 张飞 高晋宇
为贯彻落实江苏省委、省政府“263”行动计划和江苏省农业机械管理局“一项行动两大工程”工作部署,进一步掌握全省粮食烘干新能源技术应用情况,2017年6月份,省农机局和省电力公司联合印发了《关于联合开展粮食烘干新能源技术应用情况调研的通知》(苏农机科函〔2017〕14号),在全省组织开展粮食烘干技术应用情况调研。根据13个设区市农机部门统计上报数据和部分地区粮食烘干机应用情况报告,对2017年全省粮食烘干技术应用情况进行分析。
调查统计结果显示,截至2017年6月30日,全省共有粮食烘干机17 904台(不含粮食收储系统的烘干机),总吨位达到28.48万t。按照2016年全省粮食总产量3 466万t、年烘干50个批次测算,目前全省粮食产地烘干能力达到41%。
(1)保有量。全省烘干机保有量超过2 000台的有淮安市、盐城市、扬州市和泰州市4个设区市;保有量在1 000~2 000台的有徐州市、常州市、南通市、连云港4个设区市;保有量在1 000台以下的有南京市、无锡市、苏州市、镇江市和宿迁市5个设区市。各市烘干机保有量见图1。
(2)吨位。粮食烘干机总吨位超过3万t的有盐城市、扬州市、泰州市3个设区市,其中盐城市烘干机总吨位超过5万t,全省最高。各市烘干机总吨位情况见图2。
据统计,全省共有以煤炭为燃料的烘干机12 997台,占比为72%;以燃油为燃料的烘干机3 546台,占比20%;以生物质为燃料的烘干机639台,占比4%;其它动力烘干机584台,占比3%;空气源热泵烘干机约115台,占比约1%;以天然气为燃料的烘干机43台,数量最少。
图 1 13个设区市烘干机保有量
(1)燃煤动力烘干机分布情况。从13个设区市来看,盐城市、淮安市、扬州市、泰州市和常州市以煤为动力的烘干机保有量较多,每市保有量均超过1 000台,其中盐城市有2 239台,全省最多。苏州和无锡市燃煤动力烘干机保有量较少,每市不到100台。13个设区市燃煤动力烘干机保有量见图3。
(2)燃油动力烘干机分布情况。从13个设区市来看,无锡市、苏州市、南通市、泰州市以燃油为动力的烘干机保有量较多,每市保有量均超过500台,其中南通市665台,全省最多。南京市、徐州市、连云港市、镇江市、宿迁市燃油烘干机保有量较少,每市保有量不到100台。13个设区市燃油动力烘干机保有量见图4。
图 2 13个设区市烘干机总吨位对比
全省目前在用的生物质热风炉品牌主要有常州正义、泰州天禹、谷王、牧羊、三喜、江都龙锦等,配套烘干机的总吨位达到8 428 t,占全省烘干机总吨位的2.9%。
(1)生物质动力烘干机分布情况。从13个设区市来看,扬州市生物质动力烘干机保有量为221台,全省最多,其余每市保有量不到100台。淮安市目前生物质动力烘干机保有量是空白。
(2)实际使用情况。目前,生物质燃料烘干技术比较成熟,使用较为可靠。燃料以生物质块料、颗粒、稻壳为主,可以实现自动送料,热风温度稳定,烘干成本约为20~40元/t。以徐州市顺发米业有限公司使用的三久牌生物质粮食烘干机为例,烘干机与搅龙、提升机、清选装置等配套设备投资共500万~600万元,厂房建设花费150万~200万元,单机处理量30 t,5台1组,年平均烘干粮食4 000 t左右。溧阳市新联农机合作社使用的2台常州正义SY-4500型生物质热风炉,配套12 t三喜烘干机,烘干小麦20 t,消耗生物质颗粒燃料0.675 t,小麦烘干成本为33.75元/t。
(3)技术优势。生物质热风炉具有以下优势:一是烘干成本较低。生物质热风炉烘干成本约为30~40元/t,烘干效率较高,性能较为稳定。二是排放指标符合国家环保标准。据有关环保技术检测部门检测,某型号生物质热风炉的烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度和林格曼黑度达到国家标准GB 13271—2014《锅炉大气污染物排放标准》的要求,在节能环保方面具有较强优势。
热泵技术是通过制冷系统中压缩机的工作,把空气中的热量吸收过来,再加上为推动制冷系统工作而消耗的一部分电能,两部分的热能加热空气,把热风送到烘干塔的干燥部中烘干粮食。全省目前在用的空气源热泵热风炉主要是南京同立空调设备制造有限公司、宁波天海制冷设备有限公司、浙江如雷实业有限公司、河南高正农机设备制造公司等企业的产品。据统计,全省空气源热泵设备总功率669 kW,总用电量3 610 kW·h,配套烘干机的总吨位在370 t左右,占全省烘干机总吨位的0.1%。
图 3 13个设区市燃煤动力烘干机保有量
(1)空气源热泵烘干机分布情况。从13个设区市来看,以空气源热泵为动力的烘干机保有量主要集中在南京市、无锡市、苏州市、南通市和泰州市5个设区市,其中苏州市保有量48台,全省最多,其余8个设区市目前还没有发展空气源热泵烘干机。
(2)实际使用情况。2016年5月,六合区河王农机专业合作社建成5台套空气源热泵烘干机组,已完成两季稻麦烘干作业,作业质量和作业效率得到农户认可。在稻季,5台套烘干机共完成145个批次的作业量,粮食烘干作业享受农业用电价格,为0.499元/kW·h,烘干机作业的直接费用仅22.78元/t(粮食含水率为20%),远低于其它热源的直接作业费用。空气源热泵烘干机除了在进粮和出粮的时间段需要人工辅助之外,其他作业时间基本不需要人工看管。该烘干机地区适应性好,麦季热风温度可保持在50℃以上,稻季后期易受环境温度和湿度影响,热风温度有所降低,但基本能够保证烘干速度。
(3)技术优势。一是成本低、绿色环保。热泵烘干技术成本远低于燃油、燃气等传统热源烘干技术成本,且空气源热泵粮食电烘干技术可实现污染物零排放,不会对环境造成二次污染。二是高效节能、安全可靠。空气源热泵技术消耗的电能主要用于驱动压缩机。产生热风的热能来源于周围环境空气中潜藏的热量,能效比(COP值)高达3,产生的热量是消耗电能的3~4倍,较燃油烘干节能80%,较燃煤烘干节能60%。采用热泵技术无需燃料,无燃烧明火,不易发生火灾,安全性能好。三是粮食烘干品质好。采用热泵烘干技术,出风温度最高不超过60℃,高低温差不超过3℃,温度和水分控制比较精确,粮食干燥比较均匀,且热泵技术产生的热风为零污染,烘干的粮食无化学残留,食用安全,品质较好。
图 4 13个设区市燃油动力烘干机保有量
江苏省电力公司提供的相关数据显示,采用燃煤、燃油、生物质、天然气、电加热和空气源热泵6种不同燃料的烘干机,在同等条件下,如果不考虑人工等成本,仅仅按照烘干能源所提供的热值成本来比较,将1 t 30%含水率的湿粮烘干降至13.5%含水率的干粮,烘干成本差别较大。燃油烘干用能成本为132.98元/t,电加热烘干用能成本为122.2元/t,空气源热泵烘干用能成本为34.9元/t,燃煤烘干的用能成本为39.13元/t,生物质烘干的用能成本为47.3元/t,天然气烘干的用能成本为83.5元/t。
全省粮食烘干技术正处于快速发展阶段,目前仍存在一些问题和不足,主要有以下几方面:
目前省内在用的粮食烘干机品牌较多,产品品质良莠不齐,市场竞争异常激烈。企业营销手段五花八门,市场缺乏约束机制。空气源热泵烘干技术虽然在绿色环保、降低成本等方面具有明显优势,但是目前在用的热泵技术还存在着低温工况(20℃以下)性能较差,并且环境温度越低性能越差,10℃之下会出现严重供热不足、蒸发器结霜等技术问题。生物质热源粮食烘干技术,因燃烧介质为专业的生物质材料,需要定点采购,并且生物质材料的生产厂家较少,燃烧介质生产供应一定程度上制约了生物质烘干技术的发展。
江苏省粮食烘干技术发展较快,但是政策支持还需进一步加强。一是烘干设施用地矛盾仍然存在。烘干机机型庞大、需在室内作业和建立仓储周转库,不落实场地就无法投入运行和作业。尽管全省各地都在推动解决机库和烘干用地问题,但是总体上共需矛盾依然存在。二是烘干用电问题亟待解决。工业用电成本较高,一定程度上增加了粮食烘干成本,亟需出台粮食烘干用电实行农业电价等支持政策。空气源热泵粮食电烘干技术对受电设施要求较高,需要增设专用变压器或将原有专用变压器增容,部分规模较大的烘干点还需改为高供高计,增加高压开关柜等设备。三是补助扶持政策亟需加强。烘干机购置补贴、烘干中心建设补助等扶持力度有待加强。
党的十八大以来,习近平总书记提出了“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,多次强调“绿水青山就是金山银山”。省委、省政府也高度重视绿色发展,启动实施包括减少煤炭消耗总量在内的“263”专项行动,这对江苏省粮食烘干技术发展提出了更高要求。全省超过七成的以燃煤为主的粮食烘干中心,被纳入“263”行动“加强散煤治理”的范畴,烘干机用户面临设备清洁化改造或者关停的选择,很多燃煤烘干机的热源将会逐渐换成生物质、空气源热泵。
从总体上看,对大多数种粮大户、农机经营服务主体来讲,粮食烘干机及配套设施资金一次性投入较高,回收期较长。空气源热泵与燃煤、燃油等粮食烘干技术相比,热泵烘干技术一次性投资更大,回收期更长,且粮食烘干普遍带有季节性,在广大农村地区大气污染防治管控不严的情况下,农民一般不愿意实施电能替代燃煤改造。
针对全省粮食烘干技术应用过程中存在的问题,提出如下建议:
可以从以下几个方面加大粮食烘干技术发展的政策支持力度。一是解决烘干设施用地难题。各地政府可以结合当地粮食种植面积、粮食功能区划定,统一出台粮食烘干中心建设用地支持政策,以农业设施附属用地的形式,支持农业大县(市、区)发展粮食烘干。二是出台粮食烘干用电优惠政策。对粮食烘干中心用电按照农业用电价格计算。对使用空气源热泵的烘干中心,建议电力公司出台供电支持政策,对增容后总容量在160 kW以下的可采用低压供电,配变增容改造或新增配变费用由供电公司承担;对增容后采用高压供电的客户,其红线外电网接入工程部分由供电公司负责建设。三是争取项目扶持政策。在购机补贴政策方面,加大对空气源热泵等节能环保技术设备的支持力度,同时可结合环保部门的大气污染防治工作,将采用空气源热泵烘干技术的项目纳入替代燃煤烘干项目给予补贴,由经信委等部门给予相应的奖励。
粮食烘干中心的发展要加强区域规划布局:一是合理选址。一般以县(市、区)为单位,根据粮食种植面积和分布情况,靠近粮食购销集散区、粮食加工厂等附近选址,最好选择在公路沿线、交通要道、水运港口附近,方便粮食烘干和运输。二是总量控制。按照粮食种植面积和产量来合理测算烘干能力,预测县(市、区)总共需要发展多少吨位的烘干机,以免各乡镇盲目建设、重复建设,造成恶性竞争。三是主体适当。优先鼓励流转土地的农机合作社、种田大户、家庭农场等新型经营服务主体投资建设粮食烘干中心,鼓励农村集体经济组织投资兴建粮食烘干中心,服务粮食生产,增加集体收入。四是安全运行。粮食烘干中心需配备具有一定专业技术的操作人员,操作人员要经过专业培训,并掌握烘干机的构造原理及使用维护和故障排除技能,确保烘干设备操作安全。
建议农机技术推广部门加大生物质热风炉、空气源热泵等节能环保、技术可靠的绿色环保型烘干装备和技术的试验示范力度,选择一批质量好、价格适中、技术性能优越的新能源粮食烘干机械适时加以推广。鼓励在有条件的地区,农机、电力、经信委、环保等多部门联合开展热风炉更新换代试点,用空气源热泵、生物质热风炉等新能源烘干热风炉分批取代燃煤热风炉,既可降低农户淘汰燃煤热风炉的损失,又能缓解新能源热风炉前期资金投入大的压力,支持省委、省政府“263”专项行动的开展。
加大烘干机械装备和技术试验示范力度,选择质量可靠、技术成熟的产品加以推广,总结形成粮食烘干运行模式,以点带面,逐步推广。农机主管部门、业内媒体及涉农组织积极开展或举办机械作业演示、宣传推广、业务培训、技术服务等活动,让更多的农民用户了解掌握和接受绿色节能环保粮食机械化烘干技术和作业模式。大力培育发展粮食烘干经营主体,鼓励和支持粮食储备企业、粮食加工企业、具有一定规模的农机专业合作社和种粮大户发展粮食烘干机械化。鼓励和支持农业龙头企业、其他社会资本、工商资本投资经营粮食烘干机械,并通过示范带动作用,推动粮食烘干机市场快速发展。鼓励和引导各地涉农金融机构尽快出台、完善适合农民用户需要的贷款业务,解决农民用户购买烘干机资金难问题。