發(fā)展中的我國生物質(zhì)成型燃料及其爐具產(chǎn)業(yè)

郝芳洲

我國正在制定的國家能源法對農(nóng)村能源的定位是“統(tǒng)籌城鄉(xiāng)、因地制宜、多能互補(bǔ)、節(jié)能增效、綜合利用、保護(hù)環(huán)境”。比過去確定的農(nóng)村能源建設(shè)方針“因地制宜、多能互補(bǔ)、綜合利用、講求效益”更準(zhǔn)確更全面。國家在農(nóng)村發(fā)展沼氣同時，已加速生物質(zhì)成型燃料及其爐具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對改善和提高廣大農(nóng)戶的生活質(zhì)量和增進(jìn)人們的身體健康水平有著非常重要的意義。用生物質(zhì)成型燃料配套高效低排放爐具和鍋爐，節(jié)能減排效果十分明顯。為普遍提高廣大農(nóng)民群眾的生活用能水平，以公益事業(yè)對待，這實際上是一樁民心工程和民生工程。對改善村容村貌和環(huán)境衛(wèi)生，全面提升新農(nóng)村的精神文明和物質(zhì)文明建設(shè)都將起到重要作用。

一農(nóng)村室內(nèi)空氣質(zhì)量不容忽視

現(xiàn)在一提起農(nóng)村生活用的爐灶就會很自然地與室內(nèi)空氣質(zhì)量聯(lián)系起來，因為柴煤在傳統(tǒng)爐灶里直接燃燒致使農(nóng)戶廚房煙塵嚴(yán)重污染，極大地?fù)p害著人們的身體健康。世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國計劃開發(fā)署在2004年10月14日發(fā)表的聯(lián)合聲明中指出，廚房煙塵已經(jīng)成為威脅人類健康的一大禍患，廚房的煙塵主要來自于柴煤的直接燃燒，沒有煙囪和通風(fēng)道的爐灶，導(dǎo)致混雜在煙霧中的有毒氣體無法從房屋中排出。每年全球發(fā)展中國家大約有160萬人被廚房煙塵奪取了生命，受害最深的是農(nóng)村婦女和兒童，因此重視農(nóng)村室內(nèi)空氣質(zhì)量已成為熱門話題。農(nóng)村生活用能與環(huán)境、氣候變化緊密聯(lián)系在一起，重視室內(nèi)空氣污染的減少與增進(jìn)人體健康作為爐灶改革的主要內(nèi)容。使用高效低排放生物質(zhì)爐具，燃用生物質(zhì)成型燃料，就可以提高農(nóng)民生活用能的品位。因此加快農(nóng)村爐灶產(chǎn)品的更新?lián)Q代已提上日程，這是投資少，見效快。解決我國生物質(zhì)能源化利用的有效途徑之一。

二生物質(zhì)成型燃料及其加工設(shè)備

1、生物質(zhì)成型燃料

生物質(zhì)成型燃料就是將松散的有一定長度或粒度的秸稈等生物質(zhì)，經(jīng)過機(jī)械加工，制成具有一定規(guī)則形狀的燃料產(chǎn)品，主要有顆粒狀、棒狀和塊狀3種。

生物質(zhì)成型燃料在高效低排放生物質(zhì)爐具和熱水鍋爐中

使用，能源密度相當(dāng)于中質(zhì)煙煤，可以替代煤炭和石油，節(jié)能減排效果顯著。同時是解決秸稈焚燒的有效措施。

1)基本情況

生產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料的企業(yè)，大多數(shù)是從生產(chǎn)飼料轉(zhuǎn)移過來的。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國約有180家，年產(chǎn)量約40萬噸。一般企業(yè)的規(guī)模比較小，以民營和個體經(jīng)營為主。

2)應(yīng)用范圍

目前生物質(zhì)成型燃料主要用于城鎮(zhèn)非集中供暖的事業(yè)、企業(yè)和行政單位，以及少量的洗浴中心、城郊比較富裕的人群，再有一部分生物質(zhì)顆粒燃料出口，主要是韓國。由于成型燃料的價格比較貴，中低收入水平的農(nóng)戶使用得很少。

2、生物質(zhì)成型燃料加工設(shè)備(成型機(jī))

近些年來，成型機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展比較迅速。據(jù)不完全統(tǒng)計，約有160家，企業(yè)規(guī)模都比較小，年產(chǎn)量也比較低，生產(chǎn)成型機(jī)的企業(yè)以河北、河南、山東、江蘇等省居多。為了適應(yīng)市場的需求，很多企業(yè)加大了研發(fā)力度。

成型機(jī)主要類型有螺桿擠壓、活塞沖壓(液壓驅(qū)動的為多)、軋輥式一平模和環(huán)模。現(xiàn)在多用的軋輥式。

成型機(jī)在加大生產(chǎn)量的同時，其存在的問題也不可忽視，主要是關(guān)鍵部件的磨損和故障率比較多；還有與成型機(jī)配套除塵裝置很少，遠(yuǎn)達(dá)不到清潔生產(chǎn)的要求。灰塵飛揚(yáng)，工人操作環(huán)境差。

對成型機(jī)的要求是：一次成型率高，應(yīng)達(dá)到95％；物料種類適應(yīng)性強(qiáng)；故障率低，即便有了故障，拆裝和維修方便；使用時間長，關(guān)鍵部件的更換至少300h；能耗低。加工1t成型燃料不大于50kwh；價格要適中。

只有成型機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān)了，才能談得上生物質(zhì)成型燃料和生物質(zhì)爐具的發(fā)展，否則就是一句空話。可以說，在發(fā)展生物質(zhì)成型燃料和生物爐具中，成型機(jī)的可靠程度才是關(guān)鍵。目前成型機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量是制約生物質(zhì)成型燃料和生物質(zhì)爐具與鍋爐發(fā)展的瓶頸。

三生物質(zhì)爐灶和常壓熱水鍋爐

從環(huán)境保護(hù)的要求出發(fā)，用生物質(zhì)替代煤炭和其它常規(guī)能源，已得到了各級政府、廣大用戶的認(rèn)同和重視，因此從2007年起發(fā)展比較迅速，應(yīng)用的試點也越來越多。而且有更多企業(yè)和人士積極參與示范和試點工作。

1、爐灶分離的秸稈氣化爐

20世紀(jì)九十年代初期，在市場上曾經(jīng)出現(xiàn)過的戶用生物質(zhì)氣化爐，由于污染問題未能解決，所以沒有推廣開，這幾年由于生物質(zhì)能熱起來，這種爐具又出現(xiàn)在市場上，使很多農(nóng)民上當(dāng)受騙。

戶用生物質(zhì)氣化爐一般采用下吸式氣化爐，燃料主要是鋸末、散碎的樹枝、秸稈、玉米芯等，優(yōu)點是一次填料多次使用，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，有發(fā)生爐(料倉和氣化室)、鼓風(fēng)機(jī)、管道、閥門和灶具等，因此售價比較高。更主要的問題是產(chǎn)生的焦油無法收集和處理，焦油和水一起排出來，污染了土地和地下水。

2、生物質(zhì)半氣化燃燒爐灶

生物質(zhì)燃料在爐膛里直接燃燒，并合理配風(fēng)，伴有氣化的成分，這種爐具稱之為半氣化燃燒爐具，也有人稱“準(zhǔn)氣化爐”。當(dāng)這些爐具達(dá)到下列性能指標(biāo)時稱之為高效低排放爐灶。

熱效率：

炊事爐(包括半商品化省柴灶)>35％：采暖爐>65％；炊事采暖爐>60％

環(huán)保指標(biāo)：

煙塵排放濃度：<50mg／m³

NOx排放濃度：<150mg／m³

CO排放濃度：<0.2％

SO₂排放濃度：<30mg／m³

煙氣林格曼黑度<1級

1)炊事爐具：

近幾年來在農(nóng)村推廣應(yīng)用約50萬臺，并引起了國際上的高度重視，有兩個生物質(zhì)爐具企業(yè)2007年和2009年分別獲得設(shè)在倫敦的“阿什登可再生能源獎”，表彰他們研發(fā)生產(chǎn)的生物質(zhì)爐具在節(jié)能減排中的貢獻(xiàn)。

炊事爐具分為強(qiáng)制通風(fēng)和自然通風(fēng)兩種。

強(qiáng)制通風(fēng)：例如用3瓦送風(fēng)機(jī)，燒生物質(zhì)顆粒(木質(zhì))燃料1.2kg，蒸發(fā)水量4.3kg，燃燒效率達(dá)92％，熱效率達(dá)51.8％：

自然通風(fēng)是靠煙囪的抽力。例如燒生物質(zhì)(玉米秸稈)塊狀燃料2kg，蒸發(fā)4.65kg水，熱效率達(dá)44％，有的是純炊事，也有的是炊事兼余熱利用，可提供熱水和洗浴用水。

順便提提節(jié)能鍋，鍋底帶翅片的鑄鐵鍋，用同樣的爐子，燒等量的柴(2kg)，普通鍋蒸發(fā)3kg水，節(jié)能鍋就可蒸發(fā)4kg水。節(jié)能效果相當(dāng)明顯。

2)更新?lián)Q代的半商品化省柴灶

近年來在云、貴、川等省已推廣半商品化省柴灶十多萬臺，燃料適應(yīng)性強(qiáng)，農(nóng)民不用花錢買燃料，操作方便，節(jié)能減排效果顯著，是目前農(nóng)村更新?lián)Q代的產(chǎn)品。在居住分散、相對貧困的農(nóng)村有廣泛的市場。1987年我國農(nóng)業(yè)部省柴灶驗收時的要求，熱效率達(dá)到25％以上為合格，目前的半商品化灶膛采用二次進(jìn)風(fēng)鑄鐵灶心的省柴灶熱效率可達(dá)35％以上，提升十個百分點。

3)炊事采暖爐具和采暖爐具

這兩年來才開始推廣，約有4萬臺。隨著生物質(zhì)成型

燃料的發(fā)展，今后生物質(zhì)采暖爐具會加速發(fā)展。

我國北方地區(qū)冬季寒冷，爐具大體分三種形式：采暖爐、炊事水暖爐和炊事水暖及熱煙氣進(jìn)炕爐。

采暖爐根據(jù)消費群體不同，生活富裕人群用自動控制生物質(zhì)顆粒燃料采暖爐。一般生活水平的人群用中低檔采暖爐。這些爐具都與熱水循環(huán)系統(tǒng)相連接。

4)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐

對于城鎮(zhèn)非集中供暖的企事業(yè)和行政單位，鍋爐供熱面積在400～20000m²，使用生物質(zhì)成型燃料替代煤炭燃燒，節(jié)能減排效果明顯，已經(jīng)出現(xiàn)在北京、天津、長春、鄭州、青島等地，有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢。一般是鍋爐和燃料配套供應(yīng)用戶，否則燃料質(zhì)量不易保證。

5)目前生物質(zhì)爐具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的障礙

(1)生物質(zhì)半氣化爐具產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，有的產(chǎn)品粗制濫造，不經(jīng)過性能檢測就急于推向市場，往往事與愿違，欲速則不達(dá)。有的企業(yè)吃了大虧。

(2)有的生物質(zhì)半氣化爐具企業(yè)沒有因地制宜開發(fā)產(chǎn)品，力沒少費，往往效果不佳。有的注重了產(chǎn)品性能。而忽略了使用的方便性，給農(nóng)民帶來麻煩。有的農(nóng)民干脆到廢品收購站把爐子當(dāng)廢鐵處理掉，給生物質(zhì)爐具的推廣帶來很大的負(fù)面影響。

(3)有的企業(yè)把產(chǎn)品賣出去了。認(rèn)為就算完事了，售后服務(wù)不到位，培訓(xùn)跟不上，影響了農(nóng)民群眾的正常使用。

(4)有的企業(yè)不講誠信，生產(chǎn)的爐具產(chǎn)品自吹自擂，工作不踏實，搞虛假宣傳，這樣的企業(yè)很難做好做大。

(5)爐具產(chǎn)品在技術(shù)上仍需進(jìn)一步提高

①生物質(zhì)炊事半氣化爐具，研發(fā)主要應(yīng)從燃燒、傳熱以及與鍋的配套上下功夫；有的爐具結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，燃燒不完全，冒黑煙，排煙溫度過高。

②生物質(zhì)炊事采暖爐具，從使用來說采暖問題不大。主要是炊事火力強(qiáng)度不夠，應(yīng)使炊事采暖同步進(jìn)行，才能適合北方廣大農(nóng)村推廣使用。

有的爐具受熱面布置不合理，排煙溫度高達(dá)520℃，有效熱量沒有得到充分利用，還有的爐具存在煙囪高度及截面積與爐具功率不匹配的問題。

③生物質(zhì)成型燃料以秸稈為主，秸稈的成分主要是纖維素，因此反映在采暖爐具的問題上是高溫結(jié)渣，低溫在受熱面上積灰的問題，比較帶有普遍性，因此應(yīng)在燃料的配方和爐具的結(jié)構(gòu)上綜合考慮。下大力氣加以解決，否則會影響推廣應(yīng)用。

④有的生物質(zhì)顆粒燃料熱水爐產(chǎn)品設(shè)計有缺陷，輸送燃料部件經(jīng)常出故障而影響使用。

四對生物質(zhì)成型燃料及其爐具發(fā)展的看法

1、生物質(zhì)成型燃料應(yīng)首先滿足農(nóng)民的使用，提高農(nóng)民的生活用能品位，政府還應(yīng)出臺鼓勵農(nóng)民使用的扶持政策，其次是滿足城鎮(zhèn)居民和單位使用。

2、為與我國目前農(nóng)村電網(wǎng)相配套，生物質(zhì)成型設(shè)備應(yīng)以小型化為主，同時可以有效地解決收集、儲藏、運輸?shù)膯栴}，農(nóng)民就可以少花錢或者不花錢就使用上清潔燃料。

在有條件的地方可以建年產(chǎn)萬噸以上的生物質(zhì)成型燃料加工廠，但要解決收集、儲運等問題，減少安全隱患，并降低燃料成本。

3、為加速生物質(zhì)成型燃料及其爐具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以把成型機(jī)一成型燃料一生物質(zhì)爐具做成產(chǎn)業(yè)鏈。可以采取“公司+經(jīng)銷商+農(nóng)戶”的市場化運作模式和“政府+公司+農(nóng)戶”采取政府補(bǔ)貼的運作模式進(jìn)行。并與CDM相結(jié)合，把CQ減排的實惠給農(nóng)民。

4、加強(qiáng)宣傳和引導(dǎo)，使廣大干部和農(nóng)民群眾深刻認(rèn)識到戶用秸稈氣化爐的弊病，其污染帶來的危害，自覺抵制不環(huán)保的爐具產(chǎn)品在市場上流通。

5、建議盡快制定戶用秸稈氣化爐污染物排放限量標(biāo)準(zhǔn)，用標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范市場行為。針對生物質(zhì)半氣化爐具產(chǎn)品良莠不齊的現(xiàn)狀，產(chǎn)品性能一定要由有資質(zhì)的檢測單位按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。性能要達(dá)到高效低排放的要求，同時使用要方便。

爐具企業(yè)要向社會公開“產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)”雙承諾，這樣才能使廣大農(nóng)民群眾用上放心滿意的爐具產(chǎn)品。

6，針對成型機(jī)和爐具技術(shù)上存在的問題。加大科研力度。采取產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合聯(lián)合攻關(guān)之路。早日使廣大農(nóng)民群眾用上質(zhì)量上乘的產(chǎn)品，在新農(nóng)村建設(shè)中發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

7、根據(jù)各地農(nóng)村的實際情況，因地制宜地選擇好柴灶灶型，采用半氣化燃燒技術(shù)，通過更新?lián)Q代，全面提升省柴灶性能，在節(jié)能減排工作中繼續(xù)發(fā)揮應(yīng)有的作用。