農(nóng)村薪材與秸稈資源熱電轉(zhuǎn)化利用初探

劉鑒鋒

（四川省南充市農(nóng)牧業(yè)局，四川 南充637000）

1 引言

在發(fā)展中國家的廣大農(nóng)村，燃燒薪材與秸稈是生活能源的主要獲得方式，也是農(nóng)村生物質(zhì)能源利用的主要方式和途徑。但這種傳統(tǒng)燃燒方式，資源消耗量大，能源利用率低，容易造成環(huán)境污染和森林資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。我國有著豐富的生物質(zhì)資源，開發(fā)利用好此類可再生資源有利于改善我國農(nóng)村的能源結(jié)構(gòu)，對我國的能源戰(zhàn)略也可起到不可忽視的重要作用。

2 農(nóng)村薪材與秸稈資源的利用現(xiàn)狀

2.1 現(xiàn)階段農(nóng)村薪材與秸稈資源總量

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)資源十分豐富，是世界上秸稈產(chǎn)量最高的國家，各種農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量在7億t左右，折合標(biāo)準(zhǔn)煤量約3.53億t。全國林木總生物量約190億t，可獲得作為能源利用的薪材總量約3億t。

2.2 薪材與秸稈資源利用的主要途徑

在我國農(nóng)村，僅一小部分秸稈用作肥料還田、工業(yè)原料和畜禽飼料；薪材消耗量占木材總消耗量的80%左右。秸稈和薪材很大部分被用來直接燃燒，作為生活中炊事和取暖用能。在我國廣大農(nóng)村，此類生物質(zhì)資源基本處于高能耗、高污染狀態(tài)。

3 薪材與秸稈資源熱電轉(zhuǎn)化利用的新途徑

秸稈與薪材這類生物質(zhì)資源，產(chǎn)量潛能大，覆蓋面廣，燃料來源充足，燃燒利用含硫量很低，已經(jīng)被公認(rèn)為是新能源中最具開發(fā)利用規(guī)模的一種綠色可再生能源。

3.1 集中燃燒

全世界秸稈與薪材采取直接燃燒獲能的局面長期難以改變。高效清潔利用此類資源，首要的是將秸稈與薪材集中起來燃燒生成熱能以利規(guī)模利用。集中燃燒有利于改進(jìn)產(chǎn)能工藝，有利于提高能源利用率；另一方面可以減少由于在田間地頭大量焚燒、廢棄所造成的污染，還可變廢為寶，化害為利，集中處理燃燒中產(chǎn)生的煙塵和灰燼，徹底改變以往每家備柴房、每戶修灶屋的鄉(xiāng)村原始風(fēng)貌，從而大大改善農(nóng)村生產(chǎn)生活環(huán)境，提高農(nóng)民群眾生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量。

3.2 轉(zhuǎn)化利用

利用鍋爐和發(fā)電機(jī)把秸稈與薪材燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能，筆者認(rèn)為是薪材與秸稈資源利用的最佳途徑。經(jīng)測定，秸稈熱值約為15 000kJ／kg，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤的50%，其熱值相當(dāng)于0.492kg標(biāo)準(zhǔn)煤，也就是說每2t秸稈的熱值相當(dāng)于1t標(biāo)準(zhǔn)煤。在再生利用過程中，植物類生物質(zhì)燃燒排放的CO2與其再生時吸收的CO2能夠達(dá)到碳平衡，具有CO2零排放的作用，對緩解和最終解決溫室效應(yīng)具有潛在的貢獻(xiàn)價值。秸稈與薪材燃燒發(fā)電是21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用唯一現(xiàn)實(shí)的途徑，據(jù)估算，建設(shè)一個2.5萬k W的以秸稈和薪材為原料的發(fā)電廠，每年需要消這類原材料20萬t，按每噸收購價200元計算，可為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民直接增加約4 000萬元收入，惠及農(nóng)戶近5萬戶，不失為發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，增加農(nóng)民收入的重要舉措。使用秸稈發(fā)電，還可節(jié)約不可再生能源，降低煤的消耗。煤炭開采特別是礦井開采具有較高的風(fēng)險，且管理難度較大。農(nóng)作物秸稈和薪材與其相比，不僅開采風(fēng)險小，易管理，而且開拓了秸稈與薪材廢物利用的新路子。

3.3 集約經(jīng)營

集中燃燒獲能模式可以統(tǒng)籌利用秸稈和薪材資源，在我國人均森林覆蓋面積和耕地面積嚴(yán)重落后世界平均水平的國情下，薪材與秸稈資源相對較少，集約經(jīng)營尤為必要。要通過不斷提高發(fā)電技術(shù)水平，制定科學(xué)合理的薪材采伐制度和秸稈合理利用的科學(xué)規(guī)劃，從而提高單位面積能源貢獻(xiàn)率，真正實(shí)現(xiàn)可再生能源的綠色可持續(xù)發(fā)展。

4 對策與建議

4.1 煙塵與灰燼的利用和治理

國際能源機(jī)構(gòu)的有關(guān)研究表明，秸稈和薪材的平均含硫量只有3.8%，而煤的平均含硫量約為1%。且秸稈和薪材低溫燃燒產(chǎn)生的氮氧化物較少，除塵后的煙氣不需進(jìn)行特殊的脫硫處理，可直接通過煙囪排入大氣。丹麥等國家的運(yùn)行試驗(yàn)表明秸稈鍋爐經(jīng)除塵后的煙氣不加其他凈化措施完全能夠滿足環(huán)保要求。秸稈通常還含有3%～5%的灰分，這種灰分以鍋爐飛灰和灰渣／爐底灰的形式被收集，其中含有豐富的鉀、鎂、磷和鈣等營養(yǎng)成分，可用作農(nóng)業(yè)上的高效肥料。

4.2 采集方式的改進(jìn)

由于規(guī)模經(jīng)營的需要，秸稈和薪材需求量大，在生產(chǎn)上必須改變以往依靠人工刀砍斧劈的落后原始采集方式，建議推廣使用動力鋸等先進(jìn)采集工藝，同時注意保護(hù)好薪材林木資源的再生能力，從而從根本上提高生產(chǎn)效能。

4.3 貯能模式的探索

秸稈和薪材發(fā)電相比水電產(chǎn)能規(guī)模小，一些技術(shù)指標(biāo)難以控制，發(fā)電上網(wǎng)難度較大。在雨天和夜間不宜生產(chǎn)，給當(dāng)?shù)刈越o用電帶來一定局限性。需要探索解決電能貯存的難題，探索有效的電力貯能模式，從而保證秸稈和薪材資源豐富的邊遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)村自給用電，秸稈和薪材發(fā)電在農(nóng)村推廣應(yīng)用就會更加寬廣。

5 結(jié)語

隨著我國《可再生能源法》的頒布、生物質(zhì)發(fā)電優(yōu)惠上網(wǎng)電價、稅收減免等有關(guān)配套政策的不斷完善和秸稈發(fā)電技術(shù)的不斷改進(jìn)及原料收儲運(yùn)體系的不斷完善，中國秸稈發(fā)電產(chǎn)業(yè)必將取得更快發(fā)展，對改善偏遠(yuǎn)山區(qū)用電難，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮重要作用，為最終解決“三農(nóng)”問題，為建設(shè)社會主義新農(nóng)村做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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