中國農村能源行業協會
一、生物質成型燃料產業發展現狀
我國年產農作物秸稈約7億噸,其中約35%可用于能源開發。長期以來,秸稈就地焚燒已成為我國農村的社會問題。秸稈資源的開發利用,涉及到解決農村用能,可再生能源高效利用、提高農民生活水平,改善農民身體健康,解決農村面源污染、發展農村循環經濟、農村社會經濟可持續發展等一系列問題。
隨著農村經濟的迅速發展和農村生活水平的提高,最顯著的特征就是對優質能源和商品能源的需求劇增。采用致密成型技術將農作物秸稈加工粒狀、塊狀、棒狀等優質燃料供應給農村,可大幅度減少農村對其他商品能源的依賴,改善農村生態環境,減少溫室氣體排放。同時與沼氣工程配合,可形成因地制宜、多能互補的局面,從根本上解決農村用能短缺問題。發展生物質成型燃料產業牽涉收集、貯運、設備加工、燃料和爐具銷售、售后服務體系等產業鏈發展,為農民開辟一條型的致富和就業道路。
目前,生物質成型燃料產業自發于我國廣大農村市場,受到農村普遍歡迎,特別是近三年來發展規模、設備制造、爐具加工、燃燒技術、市場開發等每年都上一個新臺階、發展步伐越來越快,現在已處于產業發展的關鍵時期,富通新能源生產銷售的
秸稈顆粒機、
木屑顆粒機專業壓制生物質成型顆粒燃料。
總體而言,我國生物質成型燃料有如下特點:
1.目前在全國范圍內,大多處于企業、個人自發性質的示范推廣階段,規模化、市場化較差,但是已經具備了產業化、商品化的基本條件。
2.經過實踐中的優勝劣汰,成型設備的技術原理逐步先進,成本低廉、適合我國國情。
3.燃用秸稈成型燃料的爐具其制造加工、產品質量、燃燒技術、環保排放經過農業部、行業協會和國外組織的共同引導、推進,都處于國際領先水平。
4.使用適宜農村使用的高效地排放戶用生物質爐具經過農業部的試點示范,受到農民普遍歡迎,特別是為藏、蒙少數民族設計生產的生物質藏爐,極受用戶喜愛。
二、發展生物質成型燃料將成為繼沼氣工程之后我國農村能源建設的第二階段
我國是世界秸稈大國,合理利用秸稈資源是我國傳統農業的精華之一。在現代農業生產條件下,高效開發和集約利用秸稈資源,對實現引導“家居溫暖清潔化,農業生產無害化,庭院經濟高效化,生態環境良性化”,全面建設社會主義新農村具有重大現實意義和深遠意義,被人們稱之為改善農村生產生活條件的清潔工程,建立資源節約型社會的能源工程,減輕大氣污染環境工程,優化畜牧業結構的節糧工程,提高農民健康水平的衛生工程,實現農業可持續發展的生態工程,增加農民收入的富民工程。
1.發展生物質成型燃料是改善農村衛生條件的清潔工程
秸稈散裝、散運和在庭院內外、房前屋后隨意堆放是我國延續了數千年的收集儲藏方式。這種傳統的秸稈收集貯藏方式,不僅導致秸稈資源的大量浪費和環境污染,而且成為鼠、蚊、蠅等病蟲害的滋生場所和重要的火災隱患。生物質成型燃料用致密成型技術將秸稈體積壓縮到1/10~1/20,以粒狀、塊狀和棒狀的形式,簡單潔凈、便于儲存,有利于農林廢棄物的無害化處理,切斷疾病傳播渠道,有效地改善農村公共衛生臟亂差的現狀,是目前改善農村公共衛生最經濟、最有效、最便捷的方式。它不僅促進了農民傳統生活方式的改變,提高了農民的生活質量,改變了村容村貌,而且減輕了農村婦女的勞動強度,使廣大農民走向清潔、衛生、健康的生活之路。
2. 發展生物質成型燃料是建設節約型社會的能源工程
秸稈資源是當今世界上僅次于煤炭、石油和天然氣的的第四大能源。由于秸稈屬于可再生能源,是糧食生產的副產品,可以稱之為永不枯竭的煤田、油田、氣田。我國是農業大國,秸稈資源具有極大的新型能源化開發潛力。如果我國現有秸稈的1/3用于新能源開發,按30%的熱效率計(我國行業標準規定生物質炊事爐具熱效率大于35%,采暖爐具大于40%),相當于1.61億噸標準煤直接燃用。
目前,我國農村直接燃用秸稈約為2.4億噸,約占農村生活用能總量的1/4,占全國秸稈可利用總量的1/3,熱效率10%~20%。大量秸稈的低效燃用不僅造成了嚴重的資源浪費,而且污染大氣和家居環境,成為農村落后生活的典型表現。2020年全面實現小康是我國現代化建設的階段奮斗目標。屆時,以之相適應的我國農村必須初步實現能源消費的新型化,即形成新型可再生能源和商品能源為主的農村能源消費結構,千百年來傳統落后的生物質能消費形式要大大減少,不再直接燃用秸稈和薪柴,杜絕對林木和草地的過度樵采。生物質成型燃料能顯著提高秸稈資源的能源轉化效率,又可替代煤、天然氣、液化石油氣等化石能源,對于增加農村優質能源供應,不斷改善農村生活能源消費結構,緩解農村用能短缺具有重要的現實意義,為我國農村能源新型化、商品化早日實現作出積極的貢獻。
3.發展生物質成型燃料是減輕大氣污染的環境工程
我國農業連年豐收,農作物秸稈越來越多,而秸稈的綜合利用相對滯后,秸稈出現了相對剩余。每逢農村夏秋“雙搶”季節,由于大量秸稈得不到及時和妥善的處置,最終被付之一炬,全國相當部分地區出現了村村點火、處處冒煙的現象。一些地區特別是經濟和農業比較發達大中城市郊區,田間地頭焚燒秸稈現象十分普遍,不僅浪費了寶貴的秸稈資源,而且煙霧彌漫,污染環境,而由此造成的交通事故和飛機航班延誤,以及引發的火災和其它事故,每年都造成不同程度的社會經濟發展損失,給人民生活和經濟建設帶來不良影響,成為必須認真對待,下決心解決的迫切問題。
除秸稈焚燒外,目前我國農村每年燃用煤炭超過5億噸,占全國原煤產量的1/3以上。廣大農村秸稈和煤炭的大量低效燃用,已成為我國重要的大氣污染源。生物質成型燃料的應用,不僅可促進農民更加珍惜和利用有限的秸稈資源,而且可通過秸稈資源的新型能源化開發利用,有效地替代秸稈和煤炭的直接燃用消耗,降低農村能源消耗中CO
2和SO
2的排放量,減輕大氣污染。
4.發展生物質成型燃料是優化畜牧業結構的節糧工程
生物質成型燃料技術,來源于飼草加工成型。在示范點的經驗表明,生物質成型燃料既是優質的商品能源,又是冬春牛羊的優質飼料,示范點的燃料加工企業既供農戶使用,又供牛羊養殖專業戶,實現人畜兩用。據統計,目前中國人均糧食綜合消費量為發達國家的55%~60%,人均肉類、奶類消費量分別為發達國家平均數的65%和5%。隨著人口增長和人民生活水平的提高,我國將長期面對飼料糧短缺問題。為了我國的糧食安全和生態安全,必須廣辟飼料來源,大力發展以草食畜為主的節糧型畜牧業。但目前,一方面我國主要牧區超載放牧嚴重,草地生態建設需求迫切,當務之急是禁牧、休牧、限牧,進一步增加天然草地載畜量空間不大,另一方面我國耕地資源緊缺,人工草地只能在部分地區有限制地進行。因此,秸稈養畜在我國草食畜牧業的大發展中肩負無可推卸的歷史重任。以2005年為例,我國秸稈飼用量1.77億噸,相當于5300多萬噸玉米的凈能量,約為我國現實玉米總產量的40%。如果我國能有一半的秸稈用于牛羊養殖,在現實養殖水平下可養畜8億只羊單位,相當于我國現實草食畜養殖總量的2/3,可節約飼料糧1億噸。
5.發展生物質成型燃料是提高農民健康水平的衛生工程
世界衛生組織的統計數據顯示,室內空氣污染每年造成大約150萬人死亡 即平均每20秒鐘就有一例死亡發生,全球每天就有4000人因此失去生命。室內空氣污染將罹患肺炎和慢性阻塞性肺病(譬如,慢性支氣管炎)的風險增加了一倍。室內空氣污染是全球十大健康風險之一,它所導致的疾病占全球疾病總數的2.7%。
我國衛生部的研究表明,目前,中國農村有將近80%的家庭使用固體燃料作為生活能源,其中礦物燃料約占40%,生物燃料約占60%。固體燃料的不完全燃燒,尤其是在開放式燃燒或通風不良的情況下燃燒時,能釋放出對健康有害的數百種污染物,造成室內空氣嚴重污染。由于受農村傳統生活習慣的影響和經濟條件的制約,預計在未來相當長的時期內中國農村使用不科學的方法燃燒劣質固體燃料的狀況不會有太大的改善。長期暴露于被嚴重污染的室內空氣可以導致急性呼吸道感染、慢性阻塞性肺部疾病、肺癌(煤煙引起)、哮喘、鼻咽喉癌、肺結核和眼部疾病。中國每年因室內空氣污染所導致的超額死亡達11.1萬人,超額門診病人22萬人,超額急診病人達43萬人,健康危害的經濟損失達107億美元。室內空氣污染對人體健康的危害已經引起政府有關部門和衛生專家的密切關注。中國每年因室內空氣污染所致健康危害的經濟損失達107億美元。
中國發展生物質成型燃料并配用戶用高效低排放生物質爐具有效地改善了室內空氣環境,提高了以婦女、兒童為主體的健康水平,引起聯合國和國外同行矚目,進行過多次國際交流,是提高農民健康水平的衛生工程,功在當代,利在千秋。
6.發展生物質成型燃料是實現農業可持續發展的生態工程
發展生物質成型燃料實現秸稈資源的高效利用既可減輕超載放牧壓力,又可有效地減少林木消耗,對保護植被,鞏固生態環境建設成果具有重要作用,是實現農業和農村經濟可持續發展的生態工程。燃料、飼料短缺是我國西部地區較為普遍的現象,常為該地區農業資源過度利用和生態退化的重要根源。生物質成型燃料實現能源、飼料人畜兩用,可彌補農村資源的大量不足。目前,我國農村薪柴消費長年維持在2.6億噸左右,占全國森林資源年消耗總量的45%~50%。非合理利用薪柴1.2億噸左右。
生物質成型燃料可有效地減少森林砍伐量。農業部在西部地區的示范表明,每戶平均年耗柴草約15噸,高寒地區約20噸,相當于4~5畝林地的木材積蓄量。成型燃料用在高效低排放生物質爐具每戶可減少到4~5噸,有效地遏致了生態惡化。
7.發展生物質成型燃料是提高就業、增加農民收入的富民工程
將廢棄的農作物秸稈轉化為高品位的優質能源,替代煤炭等化石燃料,不僅可以緩解農村能源緊張的局面,實現農村能源的可持續發展,而且能給農民家庭帶來實實在在的經濟實惠,是提高就業、增加農民收入的富民工程。
生物質成型燃料是將廢棄的農作物秸稈通過壓縮固化成型為秸稈燃料塊,再配以高效節能的生物質爐具實現清潔燃燒,其熱能被利用,剩余爐灰可作優質鉀肥返還農田,實現“農田—秸稈—成型—供熱—爐灰—農田”的高效、循環、綜合利用。秸稈成型燃料能源化利用需要做好兩方面的工作,一是通過成型設備將秸稈轉化成高密度成型燃料,二是提供適合秸稈成型燃料的配套爐具。只有兩項同時經營,才能實現秸稈循環、有效利用。這是一個產業鏈工程,牽涉到秸稈收集、貯運、粉碎、壓縮成型、銷售幾個加工儲運環節,同時必須要有粉碎機、輸送機、成型機、生物質爐具及其它如小型拖拉機等運輸機械的配套,促進成型機、爐具產業的發展,因此是一個產業鏈工程,農民經過簡單培訓即可在自家地頭就地上崗,即降低了生產成本,又為農民增加了收入,為農村提供了就業、增收的渠道。
強調指出,全面發展生物質成型燃料將是繼沼氣工程之后,中國進行新農村能源建設的第二階段,該工程既適用于經濟發達地區,也適用于經濟落后地區,還適用于廣大農村中小城鎮。工程的推廣特別符合我國廣大農村養殖集約化后農戶禽畜糞便較少,冬季需要采暖,農業、林業廢棄物較多,農村青壯年勞動力大量外出等農村的現狀。示范點的實踐和經驗表明,工程投資少、見效快,操作簡單,深受農民歡迎。發展生物質成型燃料可以針對沼氣工程不能采暖、受溫度季節限制,運行維護復雜,產氣量有限等不足形成有利的補充,進而逐步實現我國 “以秸稈成型燃料為主、沼氣為輔”的多能互補局面,基本解決農村采暖和生活用能短缺問題,推進農村循環經濟的發展。
三、發展生物質成型燃料產業的技術經濟分析
1.生產成本估算
1噸秸稈成型燃料塊的生產成本費用估算為:150元(原料)+60元(成型耗能)+40元(用工費)+20(管理費)+10(稅金)+20(其他費用)=300元/噸。若秸稈成型燃料塊的每噸銷售價格為350元,每噸秸稈成型燃料塊可得到50元的銷售利潤。
對于300戶左右的普通自然村設立農民自主經營的小型秸稈壓塊廠,年產生物質壓塊1500噸,每個壓塊廠每年銷售壓塊燃料可獲得利潤75000元(50元/噸×1500噸)。有富余還可以賣給牛羊養殖專業戶,經濟效益十分顯著,可充分調動農民參與項目實施的積極性。
對于農戶,冬季采暖是生活支出的最大費用,用煤平均3噸,不計日常炊事、生活熱水燃料費用,按時價,要支出2000多元,相對花銷較大,部分農民被迫取消了采暖。如果使用秸稈壓塊做燃料,每戶需要4噸,支出1800多元,這樣用戶每年取暖就可節省大約200元的開支。隨秸稈壓塊燃料市場規模擴大,每戶農民還可從田間通過銷售自己的廢棄秸稈得到100元/噸左右的收入或用秸稈按一定比例直接兌換秸稈壓塊燃料,從而做到了農民不用花錢也能取暖,直接減少用戶采暖支出,帶來明顯經濟效益。
2.投資分析及建議
生物質成型燃料作為農村的生活用能,必須考慮農民的經濟承受能力,包括消費能力、成本價格、銷售市場。在目前的形勢下,如果得不到政府的財政補貼,在農村發展成型燃料存在建設資金和成型燃料的價格障礙。生物質成型燃料生產線建設投資不大,如果單純考慮農民自己消費,小型設備的生產能力完全可以滿足一個自然村的使用,但這樣的設備包括廠房等投資的也要40萬左右。這個投資水平對于一個只有300戶左右的農村來說是很大的。同時,秸稈壓塊如果僅在傳統爐灶上使用,與燃燒秸稈、原煤的差別不大,同樣造成浪費和污染,必須要改革落后爐具,購買適用于秸稈壓塊的高效低排放生物質炊暖爐具,才能發揮生物質成型燃料的優越性,也應給予補貼。
我國農業人口超過9.3億,農戶超過2億戶。以200~300戶為一自然村計算單元,建立生產線的費用約為4千億元。爐具補貼按每戶400元計約800億元,其余農民培訓、管理、服務等約200億元,總計5000億元的推動可以形成我國生物質成型燃料產業化,基本解決我國農村生活用能短缺問題,并進入良性循環發展機制。
投資方式建議對成型機、生物質爐具產物列入農機補貼,采用現已成熟的沼氣工程補貼機制,列入農機補貼國債項目,歸口農業部管理。即便少量資金也能發揮顯著的經濟和社會效益。
3.發展障礙
生物質成型燃料屬于可再生能源項目,理應受到國家的支持和補貼。目前,我國還沒有針對生物質能開發利用的完善的經濟政策,更沒有專門針對生物質成型機械和生物質爐具的經濟政策。
對于農民有一個適應過程,我國尤其是農村生物質成型燃料屬新生事物,農民已經習慣了免費燃用秸稈,對于高于秸稈價格2~3倍的秸稈成型燃料暫時難以接受。另外,一些經濟條件較好或煤炭資源豐富的地方燃煤取暖已成傳統,這就要求各級政府從環境效益和社會效益和角度出發,對使用成型燃料的農民給以合理的補貼。
我國對燃用化石燃料污染物的排放有詳盡的排放標準和相關的法律法規,但對廣大農村和小城鎮幾乎沒有任何約束力。建議國家對廣大農村加強環保監管,一件稍稍濃村的面源污染。
只要政策對頭,方法得力,在我國廣大農村將出現新的“中國奇跡”。