北方秸稈氣化在農(nóng)村中的應(yīng)用

許承杰

能源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，掠奪性的使用石油、煤炭、天然氣，不僅加速能源危機(jī)的早日到來(lái)，而且環(huán)境污染也斷加劇，秸稈氣化項(xiàng)目的實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)再生能源的有序利用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)村及小城鎮(zhèn)的用能品味。

目前北方農(nóng)村生活方式以直接燃燒為主，耗能在冬季僅能滿足10℃左右的室溫，這種缺能有浪費(fèi)能源的局面在農(nóng)村仍然還很?chē)?yán)重，大量生物質(zhì)直接燃燒不僅染污了環(huán)境，而且也抑制了生態(tài)環(huán)境的改善，農(nóng)村生活用能方式的改變，已是社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的必然。

1 秸稈氣化能夠在農(nóng)村實(shí)現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)

植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，太陽(yáng)能通過(guò)植物的光合作用，吸收大氣中的co2產(chǎn)出02，生長(zhǎng)期結(jié)束后，秸稈在缺氧的狀態(tài)下，加熱反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)移到可燃?xì)庵?，?jīng)用戶燃燒，吐出等量的co2 氣體，縱觀植物生長(zhǎng)和燃燒的全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大氣co2 氣體零的排放，同時(shí)由于秸稈燃?xì)獾脑鲜侵参锝斩?，成本較低，每個(gè)用戶（4口之家）每天用燃?xì)?～6m3，月費(fèi)用為0.6～0.9元，相當(dāng)于液化石油的三分之二，可降低用戶的燃?xì)赓M(fèi)用，同時(shí)植物秸稈轉(zhuǎn)化畝可增效150元，相當(dāng)于1畝玉米銷(xiāo)售的純效益。剩余秸稈轉(zhuǎn)化為飼料，可增加畜牧業(yè)的畜草量，促進(jìn)畜牧業(yè)的發(fā)展，秸稈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅增加農(nóng)村剩余勞動(dòng)力的就業(yè)，也可帶動(dòng)運(yùn)輸業(yè)和其它產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2 秸稈氣化基本原理

秸稈氣化就是秸稈在缺氧的狀態(tài)下加熱反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。秸稈原料進(jìn)入氣化反應(yīng)器～汽化爐后首先被干燥，然后隨著溫度的升高，其揮發(fā)物質(zhì)析出并在高溫下熱解，熱解后的氣體和碳在氧化區(qū)與供入的空氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳和水蒸氣，燃燒生成的熱量用于上部的熱解干燥和下部還原區(qū)的吸熱反應(yīng)，燃燒后的氣體經(jīng)過(guò)還原層與碳層反應(yīng)，生成含一氧化碳、氫氣、甲烷、碳?xì)浠衔锏瘸煞莸目扇細(xì)怏w，經(jīng)過(guò)除塵凈化系統(tǒng)，由真空壓縮機(jī)輸給貯存氣罐供給用戶。

3 秸稈氣化的工藝流程

秸稈氣化集中供氣采用了城市管道煤氣相似的輸送方法，以小城鎮(zhèn)或自然村為單位，一臺(tái)或多臺(tái)氣化設(shè)備聯(lián)合使用，建設(shè)一個(gè)集中氧化供應(yīng)站，將氣化機(jī)組產(chǎn)出的燃?xì)饨?jīng)過(guò)降溫、除塵、除焦油等措施后變成潔凈燃?xì)?，再由風(fēng)機(jī)成真空泵輸送至儲(chǔ)氣罐，再經(jīng)過(guò)管網(wǎng)送入用戶。

4 秸稈氣化的運(yùn)行模式

秸稈綜合開(kāi)發(fā)利用只有科技含量高的新技術(shù)，新成果才能提高秸稈綜合利用附加值，也就是說(shuō)秸稈綜合利用只有走多層次的開(kāi)發(fā)利用，才能形成產(chǎn)業(yè)化。一是產(chǎn)業(yè)鏈條必須有龍頭企業(yè)，秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈條龍頭企業(yè)是秸稈氣化站，通過(guò)氣化站把農(nóng)戶每天20～30斤的秸稈消耗降為4～6斤。二是農(nóng)戶使用秸稈燃?xì)夤?jié)省的大量秸稈可建設(shè)秸稈固化廠，將這些秸稈進(jìn)行深加工。三是秸稈氣化項(xiàng)目投資較大配套項(xiàng)目較多，為了激發(fā)農(nóng)戶的熱情，秸稈氣化采用股份合作方式，即農(nóng)戶以勞低資，持有秸稈氣化公司的股份，使其參與公司的運(yùn)營(yíng)，降低運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)科研部門(mén)已技術(shù)入股的方式參與建設(shè)，確保工程建設(shè)質(zhì)量。

5 秸稈氣化的社會(huì)效益

5.1推廣秸稈氣化技術(shù)，有利于提高農(nóng)民生活質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)村奔小康的進(jìn)程。通過(guò)秸稈氣化技術(shù)，利用農(nóng)村豐富的秸稈資源，以較低的成本向農(nóng)民供應(yīng)秸稈燃?xì)?，做到了“兩人燒火，千戶做飯”，即改善了居住環(huán)境，又降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)村內(nèi)少柴草，室內(nèi)無(wú)煙塵的愿望。

5.2推廣秸稈氣化技術(shù)，有利于秸稈資源的綜合利用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)民每年直接燃燒秸稈占全部秸稈總量的64%，大量的秸稈直接燃燒，不僅造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，也導(dǎo)致秸稈養(yǎng)畜、秸稈然掃后，還產(chǎn)生大量的co2 氣體和煙塵，造成空氣污染，而秸稈氣化技術(shù)可以有效解決這些問(wèn)題。同時(shí)秸稈燃?xì)獗葌鹘y(tǒng)的直接燃燒熱效率提高近一倍，可明顯減小秸稈和森林資源的消耗，對(duì)退耕還林、天然林保護(hù)工程、控制水土流失，起到積極地促進(jìn)作用。

5.3秸稈氣化技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域，有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。利用秸稈氣化技術(shù)供熱，可減少因燃燒造成的棚室內(nèi)煙塵大，植物莖葉表面和土壤層污染而影響植物生長(zhǎng)的弊端，可降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)秸稈氣化后的剩余物可作為植物生長(zhǎng)所需的鉀肥，冷卻燃?xì)獾臒崴勺鳛橄丛〉纳钣盟?，秸稈氣化技術(shù)的推廣，植物秸稈將會(huì)被全方位綜合利用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的最大化。

6 秸稈氣化項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)濟(jì)效益以年產(chǎn)2 100萬(wàn)立方米氣體為基礎(chǔ)，總需投資913.08萬(wàn)元，其中固定資產(chǎn)投資882萬(wàn)元，建設(shè)期利息12.3萬(wàn)元，產(chǎn)品銷(xiāo)售價(jià)格為0.2元每立方米，正常年平均收入420萬(wàn)元，全部投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為21.52%，年平均利潤(rùn)總額為172.68萬(wàn)元，投資利潤(rùn)率為17.13%，投資利稅率為22.64%，投資回收期為5.38年。

6.1產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)分析。秸稈燃燒技術(shù)已通過(guò)國(guó)家相關(guān)部門(mén)的驗(yàn)收，已處于成熟期，產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)關(guān)，生產(chǎn)的燃?xì)饪梢詽M足人們的炊事要求，效果較好。

6.2盈虧平衡分析。盈虧平衡點(diǎn)為年產(chǎn)142萬(wàn)立方米燃?xì)饧纯杀１荆?xiàng)目盈虧平衡點(diǎn)合理。

6.3敏感性分析。就經(jīng)營(yíng)成本、收入和投資的變化因素對(duì)內(nèi)部收益率、投資回收期、財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值的影響的敏感程度進(jìn)行了分析，表明秸稈氣化收入的變化量較敏感，經(jīng)營(yíng)成本次之，投資變化不太敏感。

總之，秸稈氣化是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目，它的建設(shè)對(duì)提高農(nóng)村能源的綜合利用及用能品位，凈化大氣環(huán)境，改善和提高農(nóng)民的生活質(zhì)量，促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)都具有重要的推動(dòng)作用，同時(shí)秸稈氣化項(xiàng)目的建設(shè)符合我國(guó)北方建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策，擁有良好的政策支持，項(xiàng)目的建設(shè)可有效改變農(nóng)村臟、亂、差的現(xiàn)象，探索出一條農(nóng)村向城市發(fā)展的跨越式的道路。