開辟農林廢棄物能源化利用新天地楚天能源書寫生態環境保護新答卷

艾前進 艾佳

“人與自然是生命共同體，人類必須尊重自然、順應自然、保護自然”，“推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系”，是習近平總書記在黨的十九大報告中加快生態文明體制改革，建設美麗中國，促進鄉村振興的新要求。

生物質能源是可再生能源的重要組成部分，我國有大量的農林廢棄物等可利用的生物質資源。統計表明，我國農林業生產廢棄物每年高達12億噸，其中僅農業秸稈就有7億噸之多。但大都沒有利用，每年僅田間焚燒秸稈就有1.5億噸。如何合理利用變廢為寶，一些有識之士和胸懷理想的生物科技企業做了一些有益的探索。湖北楚天生物質能源科技開發有限公司是這支隊伍的先行者，產業顧問吳先金、公司總經理呂政權是這群探索者中的領頭人。

吃的是草，擠出來的是奶，是人們對牛的贊美。楚天生物質能源科技這頭“?！背缘囊彩遣荩皵D”出來的則是另一種“奶”——有機木炭、生物質燃氣、生物質固化成型燃料等產品。公司自2008年1月創立，具有農林綜合開發乙級設計資質及環保工程施工三級資質，圍繞市場設計和施工農業綜合開發、再生能源利用、農林廢棄物處理、環境保護等工程項目展開研究。公司除自身有較強的研發能力外，還與華中科技大學、華中農業大學、武漢工程大學、河南省化工研究所、中國林科院南京林產化工研究所、湖北省林業科學研究院等科研院所建立緊密的合作關系，其擁有的生物質炭化集中供氣、生物質氣化供熱、熱點聯產等技術在全國是領先的，從2008年起，在湖北省內就先后完成了武漢、襄陽、孝感、黃岡、十堰、荊門、隨州、仙桃等幾十個秸稈炭化、氣化、固化成型燃料工程建設。它的創新成就得到國家發改委、農業部等部門的高度評價。它的務實創新作為通過多種渠道，引發國家層面高度關注，2016年7月7日，全國政協以雙周協商會的形式，集中研討農林廢棄物綜合利用議題。

一 堅持深謀遠慮，編織農林廢棄物能源化利用之夢

湖北楚天生物質能源科技開發有限公司產業顧問吳先金，是原湖北省林業廳廳長，長期從事農業、林業管理與施政。在他的視野里，秸稈等農林廢棄物就是寶貝。他從專業角度認為，我國是農作物秸稈生產大國，按目前糧食年產6億噸計算，以1∶1.5的谷草比，農作物秸稈的產量就有9億噸。但全國的秸稈有效利用率較低，傳統的焚燒現象普遍，各地出臺禁燒政策，收效并不十分理想。究其原因，除了技術因素，沒有充分認識到秸稈的利用價值。這么多秸稈如果能得到資源化利用，實現變廢為寶，對于農業可持續發展、農民增收以及減排防霾都是重大利好。在世紀之初的湖北省林業廳長崗位上，他在落實國家天保工程、退耕還林、濕地資源保護、交通干道綠化等大項工程等方面做了大量的工作，自2004年起，他把目光瞄向林業廢棄物及秸稈上，夢想將其轉化為生物質燃氣，既解決了農村生態環境臟亂差的問題，又解決了農村和林區制約現代化建設的燃料問題。

專業分析農林廢棄物的綜合利用前景

利用好秸稈和林業三剩物，是農林業產業鏈的延伸。從熱量的角度看，兩噸生物質相當于一噸標煤。在現代條件下，運用先進的加工技術，農作物秸稈和林業三剩物不僅不是廢棄物，而且是非常重要的工業產品，同時還具有工業原料、食用菌基料、養殖業的飼料等用途，具有可觀的開發價值。綜合利用秸稈、林業三剩物，當前解決方法之一是生物質之能源化利用：一是生物質氣化，二是生物質炭氣油多聯產。生物質氣化技術有兩種方式，一種是規?；瘹饣?，利用專用的反應器把生物質在缺氧的狀態下經過了解氣化，使生物質轉變成熱值1200千卡左右的生物質燃氣。生物質燃氣經過凈化、貯存，經管網送至各家各戶供生活用；另一種是用家用氣化爐進行氣化。生物質炭、氣、油聯產技術就是把生物質裝入專用容器，在特定溫度下，經過裂解反應，使生物質炭化，可以同時得到生物質炭，熱值約4000大卡的生物質燃氣、木焦油、生物質液（主要成分是醋酸）等產品。燃氣經過凈化、貯存，經管網送至農村居民處供生活用，生物質炭可用于食品燒烤、制成活性炭用于工業和環保上，木焦油、生物質液都是重要的化工原料。炭化和氣化技術經過多年的改進日趨成熟。

精準對接生物質能化利用的扶貧功效

產業精準扶貧是當代扶貧工作的主要方式，能夠確保精準扶貧見實效、可持續。在國家產業政策大力支持下，生物質能源產業在發展實踐中已被證明可承擔精準扶貧重大責任與使命。我國是農林大國，如果將每年的農林廢棄物作為生物質原料生產可再生能源商品，可替代約7億噸標準煤，減排二氧化碳14億噸，帶動3000多萬農村勞動力就業，經濟效益、生態效益及社會效益均十分顯著。若對我國現有林地、宜林地及耕地等進行科學、高效經營管護，每年產生的總生物量約相當于55億噸標準煤，將其全部應用于生物質能源產業則可帶動8000多萬農村勞動力就業。若將該產業精準對接扶貧工作，可取得巨大成效。推廣利用農業秸稈、林業三剩物進行炭化、氣化利用，解決部分農村居民生活燃氣可以改善農民生活條件，提高生活質量，同時好進一步延長了農林產業鏈，增加經濟收益，比如一噸棉稈如果銷售價值為百元，經過炭氣化加工后可提高收入近千元，增值10倍。除此之外，生物質能化利用還有促進農民增收、利于森林資源保護、提高環保質量等功效。

科學規劃產業與現實利用的融合發展

近10年來，國務院及相關部委先后下發了關于解決農村能源問題的文件，把秸稈的能源化利用納入了重要的議事日程，北京市最早把農村“用氣”問題納入新農村建設內容。山西、遼寧、天津、山東等地在農村秸稈、林業三剩物利用方面行動快，推廣好。在他編織的農林廢棄物能源化利用之夢中，湖北農作物種類繁多，秸稈數量龐大，僅農作物秸稈及稻谷殼每年總產量約5000萬噸，有大量的林業三剩物，如木材加工剩下的邊角廢料、鋸末、刨花及林區林木采伐、撫育后的殘枝、雜灌，板栗外包殼，食用菌培植后的廢材等每年也大約有3000噸以上。這些農作物秸稈、林業廢棄物除用作燃料、肥料和少量工業原料外，大部分被就地焚燒或作為農林燃料或到處堆積丟棄，造成資源浪費、環境和空氣污染。編織夢想的目的是踐行夢想，楚天生物質能源科技公司通過科學規劃，從經濟轉型和產業扶貧入手，激發內需市場活力，引領縣域經濟發展轉向低碳經濟、循環經濟、生態經濟可持續發展模式等方面進行頂層設計，率先實現產業與扶貧的高度融合。公司最早的成功實踐有2個，通山縣九宮山鎮秸稈氣化站，擁有兩條炭化和氣化生產線，供600戶農家用氣。蘄春縣八里湖農場氣化站，集中供氣1000戶。時任省委書記羅清泉稱贊這是湖北樣本，要求省農村能源辦加大推廣力度，讓生物質能源化利用之花開遍荊楚大地。

二 發揚工匠精神，創造農林廢棄物能源化利用之術

今天完全可以變廢為寶的農林“廢棄物”，已經被國家接納為“全能”生物質能源原料，“全能”之一在于能發電，國家能源局統計表明，2016年我國生物質發電總裝機容量約1224萬千瓦，年發電量約634億千瓦時，而當年三峽水電站的發電量為869億千瓦時。“全能”之二在于它能做燃料，截至2016年，生物質成型燃料年利用量約800多萬噸，主要用于城鎮供暖和工業供熱等領域?！叭堋敝谟谒茏鋈細?，生物質經過炭化、氣化、發酵等工藝處理后，可以變成生物質燃氣，可供居民生活、工業及發電用。湖北省已有十多處生物質燃氣集中供氣項目運行多年，取得了很好的生態、社會及經濟效益。農林廢棄物能源化利用可直接減少秸稈露天焚燒、生活垃圾，減輕水、土、氣污染，而且現代科技使其資源化，延長了農林產業鏈，變廢為寶。早在2008年湖北楚天能源公司發揮引領作用，努力探索，集聚全國頂級專家和科技力量，用工匠精神和工匠作風大膽實踐，通過科研與技改，創造出了一系列農林廢棄物能源化的利用之術。

新技術提升利用效率

2008年楚天生物質能源科技公司進軍這一新產業時，農林廢棄物利用還停留在理念中或者只有小規模的試驗，盡管政府文件中有肥料化、能源化、飼料化、基料化、工業原料化等多種形式綜合利用的途徑，但在國內還沒有特別成熟的經驗可學習借鑒。難題在于農林廢棄物面廣量大，利用能力有限，利用技術不成熟，收集貯運難度大、成本高、效益低。由于生物質能源化利用是一個新的領域，且社會生態效益大大高于經濟效益，資金難以流向這一行業，國家又缺乏系統的政策支撐，致使行業發展較慢，秸稈能源化利用推廣不快。在這種形勢下，湖北楚天能源公司又探索了用循環經濟理念開發利用農林廢棄物，擬將秸稈收集、炭化、氣化，活性炭，炭基肥等產品開發到生態農業種植，這種模式將秸稈等生物質建成一個產業鏈，產生更好的生態社會和經濟效益。公司從全國挑選生物質能源研發專家，圍繞生物質再生能源集體攻關，先后完成了20多項獲得國家專利技術的“生物質氣化集中供氣技術”、“生物質固化成型技術”、“生物質炭化集中供氣技術”、“大中型沼氣集中供氣及發電技術”等科技成果。湖北楚天公司自行研發的生物質氣化技術，利用木質化程度較低的生物質(玉米桿、玉米芯、稻草、麥草等)，裝入特制的反應爐直接進行氣化，產生的生物質氣經過除塵，分離焦油、醋液后貯存，通過管道送給用戶生活用或用于發電，是可以大力推廣的成熟工藝技術；公司主推的自有成果生物質炭氣油聯產技術，利用木質化程度較高的棉稈、林業三剩物等生物質采取固定床、連續炭化等工藝生產優質燃氣、木炭、生物質液、木焦油，生物質燃氣通過集中管道給居民或工業供氣，木炭可生產活性炭、炭基肥等產品。

新工藝提高行業質效

湖北楚天生物質能源科技公司是較早進行農林廢棄物能源化利用、規?；玫墓荆梢哉f它是較早燃起的“星星之火”。公司集中力量研發轉化利用新工藝，內涵跨度變廣、產業鏈條變長、社會影響加深，形成了新的經濟增長點。隨著行業質效的提高，當初的“星星之火”，現在逐步被社會共識。在公司多年來的一系列生物質能源轉化應用的新科技中，生物質氣化裝置、生物質連續碳化裝置都是工藝提高的代表。生物質連續碳化裝置新工藝未“出生”之前，生物質碳化裝置主要采用間歇式操作，原料為成型料，碳化時間長，熱效率低，生產效率與經濟效益不高。雖然當時業內也有關于生物質連續式碳化裝置的報道，但存在熱效率低、原料適用性差的問題。湖北楚天綜合國內外的轉化應用技術結合實際更新改進應用工藝，在生物質連續碳化裝置中，設置進料烘干筒和加熱夾套，利用高溫裂解、烘干筒加熱、原料預加熱、碳化室加熱等原理實現整個裝置熱量循環。這一新工藝既降低了生產成本，提高了熱效率，又縮短了碳化時間，提高了生產效率。這一新工藝使生產應用的適用性和普遍性變得更加廣闊，可以處理稻殼、花生殼等林農果殼等。

新設備正在走向市場

多年來，湖北楚天生物質能源科技開發公司圍繞“質量第一，服務第一”的理念，一心一意開發生物質能源利用的新工藝、新技術、新設備，在全國各地承接生物質炭化氣集中供氣、生物質氣化集中供氣項目，由公司主導研發生產的生物質氣化集中供氣設備、生物質固化成型制造設備、高效生物質爐、戶用節柴灶等民用設備正在走向市場。公司研發的生物質氣化供氣設備，原理運用得當，結構合理，效果保持國內先進水平，生產安全系數高，普通農民通過短期培訓即可上崗操作，適宜農村推廣。公司研發生產的生物質炭化氣供氣設備，經過不斷的改進升級，使燃氣品質提升，超過行業標準，達到城市煤氣技術指標，可作區域規模民用燃氣供氣和工業熱源用氣。這種過去由低熱值秸稈氣化設備單一供氣升級為以生產產品為主的經濟效益型運營，成為農村和林區新的經濟增長點。

三 不斷開拓市場，闖出農林廢棄物能源化利用之路

近10年來，湖北楚天能源著力于農林廢棄物轉化為生物質燃氣和電力等綠色能源的技術、設備已經成熟，形成了秸稈燃氣集中供氣、氣化發電、秸稈燃氣用于鍋爐等多條技術路線。呂政權總經理帶領楚天人尊崇“踏實、拼搏、責任”的企業精神，以誠信、共贏、開創經營的理念，創造良好的企業環境，以全新的管理模式、完善的技術、周到的服務、卓越的品質，歷經千辛萬苦服務社會，不斷開拓市場，闖出了一條農林廢棄物能源化利用之路。

變廢為寶生光熱

“千湖之省”湖北，曾經不少農民收割莊稼后放一把火燒掉秸稈，造成不少灰霾、火災等生態災害和人為災難，而且秸稈焚燒使土壤的地力不斷下降。楚天能源科技大力宣傳、大力開拓市場，從2008年在省內先后推廣了近20個項目，從最初的生物質氣化集中供氣，逐步向生物質全產業鏈的技術進軍。黃岡市蘄春縣八里湖農場1500戶生物質秸稈氣化集中供氣項目是公司最早打造的一個樣板工程。2008年12月，在省政府的支持下，公司聯手八里湖農場總投資650多萬元，建設大型秸稈氣化供氣工程，將棉秸稈、雜木枝、木屑等生物質廢棄物轉化為民用燃氣；秸稈氣化后的草灰作鉀肥返還農田，形成“廢物——資源——產品”良性循環，最大限度地提高能源和資源的利用率，為解決農田焚燒秸稈、緩解農村能源供應短缺問題開辟了一條很好的路子。歷經10個月的建設，工程投產成功，每小時生產出高效燃氣600多立方米，供整個農場家庭使用。這一項目以秸稈氣化工程為紐帶，通過資源循環利用，實現了秸稈的無害化、資源化和商品化，成為當地生物質能源化利用的示范。

農民增收前景廣

長期以來，地處鄂西北的隨縣頭頂“能源赤貧縣”的帽子，沒有煤炭、石油、天然氣，能源消費全靠外地輸入，農民用電用氣更加困難。2012年，湖北楚天生物質能源科技公司與鴻錦新能源公司合作，提供生產技術和成套生產設備，在隨縣殷店鎮建成了一家占地24畝的生物質燃氣加工廠，利用秸稈、樹枝等農林廢棄物生產生物質燃氣、生物質碳、木焦油、木醋液等產品，供鎮1500多戶單位和農戶同時集中使用。這家公司每天消化10多噸秸稈，建有一個1500立方米的生物質儲氣罐，經管道直通居民家中，可同時滿足1500戶居民生活用氣。農民李常友滿意地說：“管道輸送的秸稈燃氣火力大、做飯快、很干凈，價格比液化氣低得多?！奔杏脷饨夥帕宿r民的生產力，增加了農民的致富路徑。不少農民購置農用車，為氣廠定向供應生物質能原料，每年收入凈增10多萬元。縣委縣政府從中看到新能源發展遠景，向天伸手，捕風發電、聚光發電、利用生物質發電，打破了能源“只進不出”的尷尬局面，并成功申報獲得了全國“新能源示范縣”的榮譽。

湖北楚天能源科技有限公司組織專家團深入基層進行生物質能源利用產業調研

仙桃郭河生物質炭化集中供氣項目

四 砥礪前行，共迎農林廢棄物能源化利用之春

工業文明走到今天，已面臨著資源、生態環境、全球氣候變暖為表現的各種危機，人類社會正在迎接一場以“新能源、新材料和生命科學”相結合的科技革命、產業革命，低碳經濟模式下的生態文明社會建設已經開始。湖北楚天生物質能源科技公司和一大批生物質能源化利用企業，堅持走自主創新道路，利用農林廢棄物生產高品質高清潔的生物質燃氣燃油。通過多年的創新與不懈努力，生物質能源化利用正在被社會認可。國家在“十三五”規劃中將“新能源、節能環保、新材料、信息技術等為代表的戰略新興產業”擺上重要位置，上升到了國家戰略。近幾年來，國家加大對清潔能源的支持力度，加速了對化石能源的替代工作，促進了生物質能源產業自身的進一步發展；國家“大力推進農業現代化”，也為生物質能源化利用帶來利好，政策層面支持之外，綠色金融落地，在資金層面上給予充分支持，進一步促進了生物質能源化利用的產業發展。特別是國家關于大氣治理的決定為生物質能源化利用的推廣提供了極大的商機，促進社會對生物質能源的接受度。國家能源局關于生物質能源的十三五規劃為生物質能源發展描繪了藍圖，迎來了生物質能源的春天。

產業地位得到提升

在世界能源“大棋盤”上，生物質能源在新能源中占有重要地位，歐洲比重超過60%，遠超風能、太陽能。全球化石能源面臨枯竭風險，應對全球氣候變暖的減排義務落實，必須尋找到全面替代化石能源的新型可再生能源。目前看唯有生物質能源可擔責任使命。湖北楚天生物質能源科技公司歷經近10年的探索，利用農林廢棄物生產高質量的能源產品，替代了項目所在地的化石能源，符合我國國情，走出了一條“不與人爭糧、不與糧爭地”的非糧路線。楚天的實踐表明，生物質能源在我國發展潛力巨大。生物質能源產業的發展可以加快我國城鎮化步伐，加速農業現代化進程，促進城鄉居民收入實現倍增，這也標志著生物質能源化利用產業在我國新能源產業發展中將起到無法替代的重要作用。

比較優勢更加突出

我國是一個農林大國，農業耕地、林業林地宜林地總面積約100億畝，生物質能源化利用的開發潛力巨大。我國現有7億多農民，勞動力資源充足、成本相對較低，這是我國與歐美發達國家相比的一個明顯的優勢。生物質能源化利用產業一個最大特點就是勞動密集型、資金密集型和技術密集型相結合。隨著我國加快城鎮化建設進程，農民變為市民后，未來我國縣域經濟的發展必須承擔起帶動城鎮居民的勞動就業責任，大力發展我國縣域經濟已成為未來社會穩定的調節器與安全閥。我國縣域經濟發展的最大優勢就是低碳經濟、循環經濟和生態經濟。從湖北楚天生物質能源產業發展看，他們堅持自主研發與創新，生物質能源產業化中熱電聯產、燃氣、液體燃料、固炭等核心技術已實現全覆蓋，工廠能源轉化凈效率水平不斷提高，有與市場相一致的競爭優勢，在生物質能源化利用的核心技術上搶占了制高點。中國科學院院士韓布興認為，我國生物質能源將迎來全球性市場機遇。

社會市場廣泛認同

企業標準高于行業標準、地方標準與國家標準。在經濟全球化的今天，“得標準者得天下”，標準的作用已不只是企業組織生產的依據，而是企業開創市場繼而占領市場的“排頭兵”。楚天生物質能源科技公司以先進的技術、工藝和設備，配合紅薪源公司一舉奪得湖北紅安循環經濟園區的生物質新能源供應工程，走出一條“紅色文化建設+特色小鎮建設+美麗鄉村建設+循環經濟產業園建設”路線。2017年2月，楚天配合紅薪源科技公司，共同打造紅安縣農村生物質燃氣供應覆蓋網，這個在建項目總投資3億多元，項目建成后，年消耗秸稈、林業三剩物等生物質原料15萬噸，年產生物質燃氣29萬立方米，可供整個園區工業能源，并解決2萬戶居民供氣。而且每年還可以生產碳化炭1.5萬噸、秸稈炭1萬多噸、生物質液1萬噸、運用燃氣生物質發電裝機 2000KW。專家測算，這一項目投產后社會效益和經濟效益明顯，既可以實現農林廢棄物變廢為寶和資源循環再利用，又延長了農業產業鏈，增加了農民收入，而且在服務循環經濟產業園建設的同時，有力地推動七里坪鎮特色小鎮和紅安生態文明建設提檔升級。

紅安縣七里坪項目將實施的連續炭化工藝