恩施州茶叶加工企业能耗现状及能源替代对策

张强，崔清梅，王永健，罗鸿，戴居会，梁金波

恩施自治州农业科学院，445000

当前，环境污染现象日益严重，倍受群众关注，引起党和政府的高度重视。事关民生福祉的环境问题，特别是雾霾天气的频繁出现引起全社会的热议。为严格控制污染物排放，加大环境污染治理力度，自党的十八大以来，党中央、国务院提出了一系列新理念，出台了一系列新法规，制定了一系列新举措，对所有排放超标的企业一律采取关停或者责令技术改造，在此严厉的政策管控下，恩施州以燃煤为主要能源的茶叶加工企业必将受到严格的控制。为响应国家政策，按照州委州政府提出的“生态立州”战略要求，开展恩施州茶叶加工企业能耗现状调研，找准问题根源，提出解决方案，达到保护恩施茶产业，促进恩施茶产业健康发展的目的[1]。

一、调研背景及意义

1.落实国家强力推进环境保护政策的需要

环境污染事件多发，党和政府高度重视，但污染事件仍没有减少，如2016年12月19—22日，一场雾霾波及吉林、辽宁、北京、天津等12省市，污染程度及污染面有越演越烈之趋势，为控制污染，政府及国家相关部委推出了一系列政策与法规，加强了管控的措施与力度。

2016年2月1日，国务院专门印发了《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》，明确提出煤炭行业去产能目标，将会关停规模以下煤矿。

2016年11月7日，最高人民法院审判委员会第1 698次会议、2016年12月8日最高人民检察院第十二届检察委员会第58次会议通过，自2017年1月1日起施行的“关于办理环境污染刑事案件适用法律若干问题的解释”，进一步加大对污染排放单位及个人的处罚力度。

2017年1月5日，经李克强总理签批，国务院印发《“十三五”节能减排综合工作方案》的通知，同时国家发改委、科技部、工信部、财政部、住建部等13部门，为确保完成“十三五”国内生产总值能耗降低15%、2020年能源消费总量控制在50亿t标准煤以内的目标任务，印发了《“十三五”全民节能行动计划》。因此加快推进恩施州茶叶加工企业清洁能源替代工程是响应国家政策的需要。

2.促进恩施绿色崛起，打造仙居恩施的需要

未来5年，恩施州将全力推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局，坚持稳中求进、创新驱动、绿色崛起不动摇，继续推进“五州战略”，努力打造“一谷、两基地、三示范区”，加快建设绿色、繁荣、开放、法治、文明的全国先进自治州，确保与全省同步全面建成小康社会，为实现第二个百年奋斗目标奠定坚实基础。实施恩施州茶叶加工企业清洁能源替代工程是促进恩施绿色崛起[2]，实现恩施“十三五”发展目标，打造仙居恩施的需要。

3.唱响恩施茶叶品牌，提升产品质量的需要

茶业是恩施山区最大的优势产业，是脱贫致富的支柱产业。在当今市场竞争激烈的环境下，突出恩施茶叶特色资源内涵，确保恩施茶叶产品质量更好、品质更优，开展恩施茶叶全程清洁化生产，是促进茶产业优化升级，实现恩施茶产业可持续发展的需要[3-4]。

二、调研方法及对象

2016年12月27—30日，根据州政府安排，组织相关人员对恩施州茶叶加工企业能耗现状进行了专项调查研究。

1.调研方法

（1）实地走访调查

通过对全州不同规模的茶叶加工企业进行有代表性的抽样实地走访调查，详细了解不同规模加工企业各加工环节中机械设备构成和能源种类、占比、替换方式、改进成本等内容。

（2）问卷调查

通过委托恩施站示范县工作人员、州农业局产业经济发展办公室进行全州范围内茶叶加工企业能耗情况调查。

2.调研对象及内容

调研对象为恩施州茶叶加工企业，包括规模及以上企业、中小型加工企业、个体加工作坊。

调研内容为耗能设备组成、能耗成本，以及能源种类、占比、替换方式、改进成本、改进后能耗成本等。

三、调研结果分析

1.恩施州茶叶产业发展现状

（1）茶园面积

图1 恩施州茶叶加工企业结构

截至2016年底，全州茶叶种植面积9.6万hm2，其中恩施市2.4万hm2、鹤峰县2.1万hm2、利川市1.43万hm2、宣恩县1.4万hm2、咸丰县1.2万hm2，这5个县市茶园面积占全州茶园总面积的88%。

（2）加工企业

截至2016年底，恩施州共有各类茶叶加工企业2 191家，其中规模企业92家，占4.2%；中小企业354家，占16.2%；个体经营加工作坊1 745家，占79.6%（图1）。目前，恩施州茶叶加工企业仍以个体加工作坊和中小企业为主。

（3）茶企分布

全州2 191家加工企业中，仅有4家茶叶加工企业位于城区，分别为金果茶叶公司、恩施清江茶业有限责任公司、利川金利茶叶公司及宣恩伍家台茶叶公司，700余家加工企业位于集镇或县市工业园区，其余1 489家加工企业全部散落在基础条件较差的乡村茶园附近。

（4）茶叶产量

截至2016年底，恩施州加工各类茶叶产量为9.3万t，规模以上企业年加工量为0.3万t，占总产量的3.2%；中小企业年加工量为6.75万t，占总产量的72.5%；个体加工作坊年加工量为2.25万t，占总产量的24.3%。

2.恩施州茶叶加工企业能耗现状

（1）能耗总量与能源分类

据调查，恩施州茶叶加工企业年消耗煤炭10万t，生物质颗粒燃料2 000 t，木柴5 000 t，天然气超过100万m3，电2 000 kW·h。以各能源燃烧值计算，煤炭和木柴作为能源的能耗占总能耗的95.41%，用电、天然气及生物质颗粒燃料仅占总能耗的4.59%。根据燃烧污染物排放量，电、天然气和生物质颗粒燃料为清洁能源。

（2）加工环节与设备能耗

茶叶加工企业能源消耗主要在杀青、做形、干燥3个环节产生，而干燥环节的能耗占总能耗60%以上，杀青与做形的能耗因加工茶的类型不同有差异，但这两个环节的能耗总计占总能耗的40%以下。在加工过程中主要耗能设备为杀青机、整形平台、烘干机、复干机。恩施州茶叶加工企业杀青机拥有量为3 200余台、整形平台1 000余台、烘干机5 000余台、复干机5 000余台。加工环节使用能源种类现状分析：①茶叶杀青环节用煤炭、木柴、电、天然气及生物质颗粒燃料都有，用电、天然气与生物质颗粒燃料基本上以名优茶加工企业为主，用煤炭与木柴大部分为大宗绿茶加工企业，其中使用天然气全是“恩施玉露”茶加工生产企业。全州茶叶加工企业用燃煤和木柴的杀青机有3 100余台，以清洁能源为燃料的不足100台；②做形环节所有茶叶加工企业都使用电能，以宣恩绿针、恩施玉露为主的茶叶加工企业利用整形平台做形，用燃煤和木柴的设备有950余台，以清洁能源为燃料的不足50台；③加工干燥环节基本上以用煤炭与木柴为主，生物质燃料与天然气使用很少，全州茶叶加工企业用燃煤和木柴的烘干机设备有4 500余台，以清洁能源为燃料的不足500台，复干机以燃煤和木柴的设备有4 500余台，以清洁能源为燃料的不足500台，用天然气干燥的仅有2家企业（图2）。

图2 茶叶加工设备使用能源种类情况

（3）清洁能源使用情况

截至2016年底，全州2 191家加工企业中，茶叶加工全程使用清洁能源（电、天然气、生物质颗粒燃料）的企业5家，占0.23%；在加工环节中以煤炭或木柴为能源的茶叶加工企业占99.77%。就茶叶加工生产线来看，恩施州共有各类茶叶加工生产线2 507条，其中加工主要环节用清洁能源的生产线61条，仅占全部生产线的2.4%。

（4）能源与茶叶加工成本

恩施州现有茶叶加工企业能源使用情况各不相同，同一加工企业不同加工环节使用不同能源是普遍现象。调查表明：生产名优茶的茶叶加工企业大多用清洁能源作燃料，主要用电和生物质颗粒燃料，但生产大宗绿茶的企业基本上都以煤炭为燃料，在恩施州这类企业很多。使用不同的能源加工茶叶的能耗成本差异很大，生产名优茶的企业能耗成本高，但产品售价有保障对企业没有影响，而生产大宗绿茶的茶叶加工企业因其产品售价基本上在20元/kg左右，若使用清洁能源能耗成本成倍增长，致使企业难以承受。根据调研结果表明：名优茶加工环节主要以清洁能源为主，其产品的能耗成本均在10元/kg以上，大宗绿茶用柴与煤能耗成本较低，在3元/kg以下，而改用清洁能源其能耗成本将增加2～4倍，但使用煤炭、木柴与生物质颗粒燃料其人工成本比使用电与天然气要高（表1）。

表1 加工环节使用能源与产品能耗成本表 元/kg

四、能源替代对策

通过对全州茶叶产业及能耗现状调研，基本摸清恩施州茶叶加工企业的机械设备构成、能源使用情况等综合信息。目前恩施州茶叶加工企业能源主要是煤炭和木柴，电能、天然气等清洁能源占比很少，能耗大的设备为杀青设备和干燥设备，这些设备原用能源正是要替代的对象。结合国家政策、现有技术支撑与恩施茶产业现状对恩施州茶叶加工企业能源替代对策提出以下建议。

1.电能替代

电能是公认的使用安全方便、清洁的能源，电能替代是实现恩施茶叶加工企业能源替代的最佳方案，并被茶叶加工企业接受与认可。就现恩施州供电现状而言，实现茶叶加工全程电力替代方案可行，宣恩县已有3家茶叶加工企业建成全程电力化生产线的成功案例。

使用电能的优势，第一是电网全覆盖，农村电网改造工程完成，确保茶叶加工企业不论规模大小均在国家电网覆盖范围内；第二是完全清洁化，使用电能不会产生废气、废渣、烟尘，既清洁环保，又不污染产品，使整个加工过程完全清洁化；第三是使用安全、便捷、省力，新型茶叶加工设备智能化程度越来越高，安全防控措施越来越好，操控越来越便捷，可以有效降低运行成本；第四是错峰用电，茶叶加工时间集中在每年3—6月份，此时正是发电高峰期，与居民用电高峰交错，对电网不形成压力。

限制电能使用的主要因素，第一是电增容投入大，1台千伏的变压设备成本在30万元左右，且只能供应一个规模为年产25 t左右的加工企业；第二是用电能耗成本高，茶叶加工企业用电按工业用电标准收费，价格在0.7元/kW·h左右，相比用煤来说，用电加工0.5 kg茶叶成本增加3～4倍；第三是加工设备造价高，目前一台100 kW的电磁杀青设备需要28万元左右，且仅能满足一个规模为年产12 t左右的加工企业使用；电力烘干设备要达到生产要求每平方米用电最小功率要达到10 kW，设备造价高，且现有产品技术并不成熟；第四是整体改造成本高，一个年产25 t的加工企业，需投入200万元的改造成本。

2.天然气、石化产品替代

该替代方案是在电能替代基础上的补充，在条件成熟的地方使用这种替代方式优势比较突出，同时针对生产“恩施玉露”的茶叶加工企业，是改造杀青设备能源的最佳选择，现金果茶叶与清江茶业全程采用管道天然气作为能源效果很好。使用天然气等能源第一是清洁无污染，天然气、液化气、柴油燃烧无废渣产生，燃烧完全只产生二氧化碳和水；第二是使用方便，天然气、液化气、柴油操控使用安全便捷，可以为企业减少人工投入；第三是价格相对低廉，天然气作为能源价格低廉，热值高，与电相比成本略低；第四是天然气、液化气、柴油为热源的加工设备已经成熟完善。

限制该种能源推广的主要因素，第一是天然气、液化气覆盖范围有限，最关键的制约因素是供应管网仅限城区，不适合分布在城区以外的茶叶加工企业采用；第二是茶叶加工企业开户费用过高，一个中等规模加工企业开户费用约需100万元；第三是企业自建加气站成本高，而且运行与管理成本增加。

3.生物质燃料替代

生物质燃料是一种污染物排放很低的新型清洁能源，由于生物质燃料的可再生性，在能源替代中有巨大发展前景，目前恩施州已有部分茶叶加工企业使用生物质燃料，使用效果比较理想。

生物质燃料替代最大优势，第一是现有茶叶加工机械的改造投入不大；第二是有利位居乡镇农村的茶叶加工企业采用；第三是适合中、小茶叶加工企业采用。

限制生物质燃料推广的主要因素，第一是生产中使用量大，加工设备技术改造不到位的情况下，其加工能源成本会很高；第二是使用时需专人负责增加了人工成本；第三是仍有一定量的污染物排放。

五、能源替代方案建议

恩施州现有茶叶加工企业仍以煤炭作为主要能源，重点是杀青与干燥环节用煤。为了实现茶叶加工清洁化，恩施州能源替代方案，电能替代是首选，其次为天然气、相关石化产品及生物质燃料。

（1）加工企业设备改造重点是干燥设备，其次是杀青设备，茶叶加工企业在实施能源替代，进行加工设备改造时，要结合自身产品的工艺要求进行；同一企业最好不要采用单一能源，建议在不同的加工环节采用不同的清洁能源实施替代。

（2）建议出台政策鼓励茶叶加工企业实施清洁能源替代及技术改造：一是以奖代补对实施完成清洁能源替代的企业给予奖励；二是对以电为替代能源改造的茶叶加工企业，实行实时用电补贴；三是设立技改专项资金，对恩施州主要茶产品，建设5～10条能源替代及技改示范加工生产线，集合科研单位、机械制造与茶叶加工企业共同完成，为恩施州能源替代工程起到示范推动作用。

（3）为了改变恩施州茶叶加工企业能源使用现状，进一步丰富恩施茶叶资源优势的内涵，建议率先在全国茶产区启动全域清洁能源替代工程，打造全国健康茶叶生产示范区，助推州委提出的“一谷、两基地、三示范区”的实现，促进绿色恩施的崛起。

致谢：本调研工作开展中得到了恩施州农业局经作科胡兴明、宣恩县农业局特产技术推广中心冉茂权、恩施市农业局茶办王银香、利川市茶叶局罗业文、鹤峰县茶叶局张新华、咸丰县茶叶局张建国等的大力支持，在此一并表示感谢！

[1]石开明.促进茶叶产业全面提升不断提高茶叶市场占有率——恩施州茶产业及茶叶市场调查研究[J].吉林农业,2015(16)：28-29.

[2]宋志禹,李尚庆.节能型自动化控制茶叶滚筒杀青机的介绍[J].茶业通报,2010,32(3)：137-140.

[3]丁娟.恩施州茶产业发展的现状与对策分析[J].经济与管理,2012,3(34)：183-186.

[4]崔清梅,张强,梁金波,等.恩施州茶产业发展现状、问题及对策[J].安徽农学通报,2009,15(13)：13-14.