恩施州茶葉加工企業能耗現狀及能源替代對策

張強，崔清梅，王永健，羅鴻，戴居會，梁金波

恩施自治州農業科學院，445000

當前，環境污染現象日益嚴重，倍受群眾關注，引起黨和政府的高度重視。事關民生福祉的環境問題，特別是霧霾天氣的頻繁出現引起全社會的熱議。為嚴格控制污染物排放，加大環境污染治理力度，自黨的十八大以來，黨中央、國務院提出了一系列新理念，出臺了一系列新法規，制定了一系列新舉措，對所有排放超標的企業一律采取關?；蛘哓熈罴夹g改造，在此嚴厲的政策管控下，恩施州以燃煤為主要能源的茶葉加工企業必將受到嚴格的控制。為響應國家政策，按照州委州政府提出的“生態立州”戰略要求，開展恩施州茶葉加工企業能耗現狀調研，找準問題根源，提出解決方案，達到保護恩施茶產業，促進恩施茶產業健康發展的目的[1]。

一、調研背景及意義

1.落實國家強力推進環境保護政策的需要

環境污染事件多發，黨和政府高度重視，但污染事件仍沒有減少，如2016年12月19—22日，一場霧霾波及吉林、遼寧、北京、天津等12省市，污染程度及污染面有越演越烈之趨勢，為控制污染，政府及國家相關部委推出了一系列政策與法規，加強了管控的措施與力度。

2016年2月1日，國務院專門印發了《國務院關于煤炭行業化解過剩產能實現脫困發展的意見》，明確提出煤炭行業去產能目標，將會關停規模以下煤礦。

2016年11月7日，最高人民法院審判委員會第1 698次會議、2016年12月8日最高人民檢察院第十二屆檢察委員會第58次會議通過，自2017年1月1日起施行的“關于辦理環境污染刑事案件適用法律若干問題的解釋”，進一步加大對污染排放單位及個人的處罰力度。

2017年1月5日，經李克強總理簽批，國務院印發《“十三五”節能減排綜合工作方案》的通知，同時國家發改委、科技部、工信部、財政部、住建部等13部門，為確保完成“十三五”國內生產總值能耗降低15%、2020年能源消費總量控制在50億t標準煤以內的目標任務，印發了《“十三五”全民節能行動計劃》。因此加快推進恩施州茶葉加工企業清潔能源替代工程是響應國家政策的需要。

2.促進恩施綠色崛起，打造仙居恩施的需要

未來5年，恩施州將全力推進“五位一體”總體布局和協調推進“四個全面”戰略布局，堅持穩中求進、創新驅動、綠色崛起不動搖，繼續推進“五州戰略”，努力打造“一谷、兩基地、三示范區”，加快建設綠色、繁榮、開放、法治、文明的全國先進自治州，確保與全省同步全面建成小康社會，為實現第二個百年奮斗目標奠定堅實基礎。實施恩施州茶葉加工企業清潔能源替代工程是促進恩施綠色崛起[2]，實現恩施“十三五”發展目標，打造仙居恩施的需要。

3.唱響恩施茶葉品牌，提升產品質量的需要

茶業是恩施山區最大的優勢產業，是脫貧致富的支柱產業。在當今市場競爭激烈的環境下，突出恩施茶葉特色資源內涵，確保恩施茶葉產品質量更好、品質更優，開展恩施茶葉全程清潔化生產，是促進茶產業優化升級，實現恩施茶產業可持續發展的需要[3-4]。

二、調研方法及對象

2016年12月27—30日，根據州政府安排，組織相關人員對恩施州茶葉加工企業能耗現狀進行了專項調查研究。

1.調研方法

（1）實地走訪調查

通過對全州不同規模的茶葉加工企業進行有代表性的抽樣實地走訪調查，詳細了解不同規模加工企業各加工環節中機械設備構成和能源種類、占比、替換方式、改進成本等內容。

（2）問卷調查

通過委托恩施站示范縣工作人員、州農業局產業經濟發展辦公室進行全州范圍內茶葉加工企業能耗情況調查。

2.調研對象及內容

調研對象為恩施州茶葉加工企業，包括規模及以上企業、中小型加工企業、個體加工作坊。

調研內容為耗能設備組成、能耗成本，以及能源種類、占比、替換方式、改進成本、改進后能耗成本等。

三、調研結果分析

1.恩施州茶葉產業發展現狀

（1）茶園面積

圖1 恩施州茶葉加工企業結構

截至2016年底，全州茶葉種植面積9.6萬hm2，其中恩施市2.4萬hm2、鶴峰縣2.1萬hm2、利川市1.43萬hm2、宣恩縣1.4萬hm2、咸豐縣1.2萬hm2，這5個縣市茶園面積占全州茶園總面積的88%。

（2）加工企業

截至2016年底，恩施州共有各類茶葉加工企業2 191家，其中規模企業92家，占4.2%；中小企業354家，占16.2%；個體經營加工作坊1 745家，占79.6%（圖1）。目前，恩施州茶葉加工企業仍以個體加工作坊和中小企業為主。

（3）茶企分布

全州2 191家加工企業中，僅有4家茶葉加工企業位于城區，分別為金果茶葉公司、恩施清江茶業有限責任公司、利川金利茶葉公司及宣恩伍家臺茶葉公司，700余家加工企業位于集鎮或縣市工業園區，其余1 489家加工企業全部散落在基礎條件較差的鄉村茶園附近。

（4）茶葉產量

截至2016年底，恩施州加工各類茶葉產量為9.3萬t，規模以上企業年加工量為0.3萬t，占總產量的3.2%；中小企業年加工量為6.75萬t，占總產量的72.5%；個體加工作坊年加工量為2.25萬t，占總產量的24.3%。

2.恩施州茶葉加工企業能耗現狀

（1）能耗總量與能源分類

據調查，恩施州茶葉加工企業年消耗煤炭10萬t，生物質顆粒燃料2 000 t，木柴5 000 t，天然氣超過100萬m3，電2 000 kW·h。以各能源燃燒值計算，煤炭和木柴作為能源的能耗占總能耗的95.41%，用電、天然氣及生物質顆粒燃料僅占總能耗的4.59%。根據燃燒污染物排放量，電、天然氣和生物質顆粒燃料為清潔能源。

（2）加工環節與設備能耗

茶葉加工企業能源消耗主要在殺青、做形、干燥3個環節產生，而干燥環節的能耗占總能耗60%以上，殺青與做形的能耗因加工茶的類型不同有差異，但這兩個環節的能耗總計占總能耗的40%以下。在加工過程中主要耗能設備為殺青機、整形平臺、烘干機、復干機。恩施州茶葉加工企業殺青機擁有量為3 200余臺、整形平臺1 000余臺、烘干機5 000余臺、復干機5 000余臺。加工環節使用能源種類現狀分析：①茶葉殺青環節用煤炭、木柴、電、天然氣及生物質顆粒燃料都有，用電、天然氣與生物質顆粒燃料基本上以名優茶加工企業為主，用煤炭與木柴大部分為大宗綠茶加工企業，其中使用天然氣全是“恩施玉露”茶加工生產企業。全州茶葉加工企業用燃煤和木柴的殺青機有3 100余臺，以清潔能源為燃料的不足100臺；②做形環節所有茶葉加工企業都使用電能，以宣恩綠針、恩施玉露為主的茶葉加工企業利用整形平臺做形，用燃煤和木柴的設備有950余臺，以清潔能源為燃料的不足50臺；③加工干燥環節基本上以用煤炭與木柴為主，生物質燃料與天然氣使用很少，全州茶葉加工企業用燃煤和木柴的烘干機設備有4 500余臺，以清潔能源為燃料的不足500臺，復干機以燃煤和木柴的設備有4 500余臺，以清潔能源為燃料的不足500臺，用天然氣干燥的僅有2家企業（圖2）。

圖2 茶葉加工設備使用能源種類情況

（3）清潔能源使用情況

截至2016年底，全州2 191家加工企業中，茶葉加工全程使用清潔能源（電、天然氣、生物質顆粒燃料）的企業5家，占0.23%；在加工環節中以煤炭或木柴為能源的茶葉加工企業占99.77%。就茶葉加工生產線來看，恩施州共有各類茶葉加工生產線2 507條，其中加工主要環節用清潔能源的生產線61條，僅占全部生產線的2.4%。

（4）能源與茶葉加工成本

恩施州現有茶葉加工企業能源使用情況各不相同，同一加工企業不同加工環節使用不同能源是普遍現象。調查表明：生產名優茶的茶葉加工企業大多用清潔能源作燃料，主要用電和生物質顆粒燃料，但生產大宗綠茶的企業基本上都以煤炭為燃料，在恩施州這類企業很多。使用不同的能源加工茶葉的能耗成本差異很大，生產名優茶的企業能耗成本高，但產品售價有保障對企業沒有影響，而生產大宗綠茶的茶葉加工企業因其產品售價基本上在20元/kg左右，若使用清潔能源能耗成本成倍增長，致使企業難以承受。根據調研結果表明：名優茶加工環節主要以清潔能源為主，其產品的能耗成本均在10元/kg以上，大宗綠茶用柴與煤能耗成本較低，在3元/kg以下，而改用清潔能源其能耗成本將增加2～4倍，但使用煤炭、木柴與生物質顆粒燃料其人工成本比使用電與天然氣要高（表1）。

表1 加工環節使用能源與產品能耗成本表 元/kg

四、能源替代對策

通過對全州茶葉產業及能耗現狀調研，基本摸清恩施州茶葉加工企業的機械設備構成、能源使用情況等綜合信息。目前恩施州茶葉加工企業能源主要是煤炭和木柴，電能、天然氣等清潔能源占比很少，能耗大的設備為殺青設備和干燥設備，這些設備原用能源正是要替代的對象。結合國家政策、現有技術支撐與恩施茶產業現狀對恩施州茶葉加工企業能源替代對策提出以下建議。

1.電能替代

電能是公認的使用安全方便、清潔的能源，電能替代是實現恩施茶葉加工企業能源替代的最佳方案，并被茶葉加工企業接受與認可。就現恩施州供電現狀而言，實現茶葉加工全程電力替代方案可行，宣恩縣已有3家茶葉加工企業建成全程電力化生產線的成功案例。

使用電能的優勢，第一是電網全覆蓋，農村電網改造工程完成，確保茶葉加工企業不論規模大小均在國家電網覆蓋范圍內；第二是完全清潔化，使用電能不會產生廢氣、廢渣、煙塵，既清潔環保，又不污染產品，使整個加工過程完全清潔化；第三是使用安全、便捷、省力，新型茶葉加工設備智能化程度越來越高，安全防控措施越來越好，操控越來越便捷，可以有效降低運行成本；第四是錯峰用電，茶葉加工時間集中在每年3—6月份，此時正是發電高峰期，與居民用電高峰交錯，對電網不形成壓力。

限制電能使用的主要因素，第一是電增容投入大，1臺千伏的變壓設備成本在30萬元左右，且只能供應一個規模為年產25 t左右的加工企業；第二是用電能耗成本高，茶葉加工企業用電按工業用電標準收費，價格在0.7元/kW·h左右，相比用煤來說，用電加工0.5 kg茶葉成本增加3～4倍；第三是加工設備造價高，目前一臺100 kW的電磁殺青設備需要28萬元左右，且僅能滿足一個規模為年產12 t左右的加工企業使用；電力烘干設備要達到生產要求每平方米用電最小功率要達到10 kW，設備造價高，且現有產品技術并不成熟；第四是整體改造成本高，一個年產25 t的加工企業，需投入200萬元的改造成本。

2.天然氣、石化產品替代

該替代方案是在電能替代基礎上的補充，在條件成熟的地方使用這種替代方式優勢比較突出，同時針對生產“恩施玉露”的茶葉加工企業，是改造殺青設備能源的最佳選擇，現金果茶葉與清江茶業全程采用管道天然氣作為能源效果很好。使用天然氣等能源第一是清潔無污染，天然氣、液化氣、柴油燃燒無廢渣產生，燃燒完全只產生二氧化碳和水；第二是使用方便，天然氣、液化氣、柴油操控使用安全便捷，可以為企業減少人工投入；第三是價格相對低廉，天然氣作為能源價格低廉，熱值高，與電相比成本略低；第四是天然氣、液化氣、柴油為熱源的加工設備已經成熟完善。

限制該種能源推廣的主要因素，第一是天然氣、液化氣覆蓋范圍有限，最關鍵的制約因素是供應管網僅限城區，不適合分布在城區以外的茶葉加工企業采用；第二是茶葉加工企業開戶費用過高，一個中等規模加工企業開戶費用約需100萬元；第三是企業自建加氣站成本高，而且運行與管理成本增加。

3.生物質燃料替代

生物質燃料是一種污染物排放很低的新型清潔能源，由于生物質燃料的可再生性，在能源替代中有巨大發展前景，目前恩施州已有部分茶葉加工企業使用生物質燃料，使用效果比較理想。

生物質燃料替代最大優勢，第一是現有茶葉加工機械的改造投入不大；第二是有利位居鄉鎮農村的茶葉加工企業采用；第三是適合中、小茶葉加工企業采用。

限制生物質燃料推廣的主要因素，第一是生產中使用量大，加工設備技術改造不到位的情況下，其加工能源成本會很高；第二是使用時需專人負責增加了人工成本；第三是仍有一定量的污染物排放。

五、能源替代方案建議

恩施州現有茶葉加工企業仍以煤炭作為主要能源，重點是殺青與干燥環節用煤。為了實現茶葉加工清潔化，恩施州能源替代方案，電能替代是首選，其次為天然氣、相關石化產品及生物質燃料。

（1）加工企業設備改造重點是干燥設備，其次是殺青設備，茶葉加工企業在實施能源替代，進行加工設備改造時，要結合自身產品的工藝要求進行；同一企業最好不要采用單一能源，建議在不同的加工環節采用不同的清潔能源實施替代。

（2）建議出臺政策鼓勵茶葉加工企業實施清潔能源替代及技術改造：一是以獎代補對實施完成清潔能源替代的企業給予獎勵；二是對以電為替代能源改造的茶葉加工企業，實行實時用電補貼；三是設立技改專項資金，對恩施州主要茶產品，建設5～10條能源替代及技改示范加工生產線，集合科研單位、機械制造與茶葉加工企業共同完成，為恩施州能源替代工程起到示范推動作用。

（3）為了改變恩施州茶葉加工企業能源使用現狀，進一步豐富恩施茶葉資源優勢的內涵，建議率先在全國茶產區啟動全域清潔能源替代工程，打造全國健康茶葉生產示范區，助推州委提出的“一谷、兩基地、三示范區”的實現，促進綠色恩施的崛起。

致謝：本調研工作開展中得到了恩施州農業局經作科胡興明、宣恩縣農業局特產技術推廣中心冉茂權、恩施市農業局茶辦王銀香、利川市茶葉局羅業文、鶴峰縣茶葉局張新華、咸豐縣茶葉局張建國等的大力支持，在此一并表示感謝！

[1]石開明.促進茶葉產業全面提升不斷提高茶葉市場占有率——恩施州茶產業及茶葉市場調查研究[J].吉林農業,2015(16)：28-29.

[2]宋志禹,李尚慶.節能型自動化控制茶葉滾筒殺青機的介紹[J].茶業通報,2010,32(3)：137-140.

[3]丁娟.恩施州茶產業發展的現狀與對策分析[J].經濟與管理,2012,3(34)：183-186.

[4]崔清梅,張強,梁金波,等.恩施州茶產業發展現狀、問題及對策[J].安徽農學通報,2009,15(13)：13-14.