黑龍江省秸稈資源燃料化利用現狀分析與思考

張 財， 王 文， 劉昱英男， 朱 偉， 呂紅雨， 孫 勇， 張鴻瓊， 萬顯君

（1. 黑龍江省農村能源總站， 黑龍江 哈爾濱 150008； 2. 東北農業大學 工程學院， 黑龍江 哈爾濱 150030；3.海倫利民節能鍋爐制造有限公司， 黑龍江 綏化 152300）

0 引言

黑龍江省是我國的產糧大省，是國家糧食安全的“壓艙石”。 黑龍江省的農作物種植面積大，秸稈產量多，其中，2019 年的農作物秸稈產量高達1.3 億t，可收集量達1 億t[1]。基于政府引導管理和農民認識的提高，秸稈焚燒問題基本得到解決，但大量剩余秸稈的離田費用給農民帶來了很大的經濟負擔，秸稈的出路問題已經成為困擾農民和政府的難題[2]。 黑龍江省地處寒冷地區，全年平均取暖期為180 d， 是供熱取暖燃料消耗大省[3]。 針對當前傳統能源日益緊缺的壓力和秸稈離田利用的需求，開展秸稈燃料化利用，對于減少露天焚燒，充分利用秸稈資源，優化能源結構，改善環境質量， 建設美麗鄉村具有重大意義[4]。因此， 掌握黑龍江省的秸稈燃料化利用現狀，探討秸稈燃料化利用過程中的問題和發展趨勢十分必要。

1 黑龍江省秸稈燃料化利用現狀分析

1.1 秸稈特性分析

黑龍江省位于我國北方寒冷地區， 無霜期短， 其氣候特點導致農作物采收時間較為集中，秸稈處理壓力也較大。 當以秸稈直接還田的方式處理秸稈時， 由于寒冷地區的秸稈腐熟速度慢，若還田的秸稈量過大， 將嚴重影響春季播種，因此，秸稈離田利用已成為黑龍江省秸稈處理的主要方式[5]。

黑龍江省的秸稈收集具有如下特點： 收集時間短， 收集時間主要在10 月中下旬-11 月上旬，有效收集時間約為20 d； 采收的秸稈蓬松、 體積大、重量輕、運輸難；采收秸稈對應的零散地塊多，運輸距離長；采收的秸稈熱值低，熱效率達不到普通鍋爐的工況要求；采收的秸稈含水率高（30%～40%）， 不論是直燃還是固化成型都有一定的困難。

1.2 秸稈燃料化利用現狀及產業鏈分析

和秸稈的其他利用方式相比， 秸稈燃料化利用具有鏈條短、效率高、效益低的特點，已成為最適宜北方寒冷地區使用的方式之一。 秸稈燃料化利用的產業鏈條并不長，但是缺一不可。燃料化利用首先從秸稈離田抓起， 這一環節要進行拾撿打包。打捆、打包的秸稈在次年春種前、地沒化凍時，在田地做臨時過渡倉儲， 利用一個冬季的時間賣給成型燃料加工廠或者直燃、熱電等企業，買方可以按秸稈的含水率以梯次價格收購秸稈。

1.2.1 秸稈打包現狀及效益分析

秸稈打包是秸稈出地的關鍵環節， 是秸稈離田綜合利用的首要措施。 2019 年的統計數據顯示，2018 年黑龍江省的秸稈打包離田面積為413 hm2，配套建設秸稈收儲站點2 700 多個。 在政府政策引導和財政支持下， 依托秸稈打包收儲企業和各市縣農技推廣中心， 黑龍江省已經基本上能夠實現秸稈全部打包離田。通過多年的跟蹤分析，筆者發現：黑龍江省近5 年的年均秸稈打包、打捆加運輸成本為110～130 元/t， 送到用戶現場的平均價格為180 元/t，經營者獲利50 元/t，在秋冬兩季打包2 000 t 秸稈，利潤在10 萬元左右；將運輸半徑控制在10～20 km，可有效保證秸稈打包經營者的效益[6]。

1.2.2 秸稈成型燃料現狀及效益分析

秸稈成型燃料具有體積小、密度高、熱值高和便于運輸的優勢，是擴大秸稈銷售半徑的有效途徑[7]。 秸稈成型燃料還具有節能環保的特點，秸稈成型燃料通過生物質專用爐進行氣化、半氣化燃燒，對空氣的污染程度會大幅度下降[8]。 以供暖面積2 000 m2為例，一個取暖季需燃煤100 t，改燒生物質燃料后，可減少二氧化硫排放249.2 kg，減少氮氧化物排放174.3 kg，減少煙塵排放23.4 kg。僅2018 年，黑龍江省就新建秸稈固化壓塊站800多個，加工秸稈成型燃料200 多萬t。

目前，黑龍江省普遍使用的秸稈成型燃料有8 mm 的顆粒、30 mm 的方塊、35 mm 的圓棒，粒狀秸稈成型燃料的制造成本為471 元/t， 銷售價為520 元/t， 年產3 000 t 粒狀秸稈成型燃料的中小型壓塊站的年獲利為15 萬元。 在農村就近收原料，將使粒狀秸稈成型燃料的制造成本更低，可降至400 元/t 左右。制造塊狀、棒狀成型燃料時，對秸稈的含水率要求較低， 且不用將其粉碎為較小粒徑的顆粒， 成型燃料的制造成本大約可降低至321 元/t，市場銷售價為371 元/t，獲利50 元/t，年產3 000 t 成型燃料，可獲利15 萬元。 秸稈成型燃料的生產成本、市場售價和環保優勢等符合市場規律，有較大的發展前景[9]。

1.2.3 生物質鍋爐應用現狀及效益分析

生物質鍋爐的推廣應用是解決我國農村地區普通爐灶分戶直燃時能源利用效率低問題的有效途徑[10]。 生物質鍋爐已成為寒冷地區秸稈燃料化利用過程中一個不可或缺的產業鏈條。 黑龍江省在生物鍋爐推廣應用上發展很快，所用鍋爐既有外省出品，也有本地生產制造的，品種繁多，質量不一，有些企業的鍋爐產品性能、質量居全國節能爐具的領先地位，起到了促進秸稈燃料化推廣應用的作用。 1.8 t 的秸稈能夠產生1 t 煤的效能，在哈爾濱、綏化等地，1.8 t 秸稈的價格為360 元，而1 t 煤送至用戶現場的價格約為650 元/t 左右。黑龍江省海倫市推廣的生物質差速循環流化床鍋爐適用于熱電聯產和區域大型供熱企業， 鍋爐的熱效率在85%以上，與層燃鍋爐相比，運行成本下降30%以上，環保效果突出，環保投入可減少15%。 據測算， 一個取暖期的燃煤供熱費用為40.78 元/m2， 燃秸稈成型燃料供熱費用為17.68元/m2。 通過上述分析可知，生物質秸稈燃料、秸稈成型燃料在供暖、供氣、生產和生活中是最低廉的燃料，而且是可再生的。 因此，“生物質鍋爐+秸稈燃料”的應用前景廣闊，大有可為。

1.3 黑龍江省秸稈燃料化利用過程中存在的問題

近年來， 黑龍江省的秸稈燃料化利用產業發展很快，基本形成了收儲運、成型燃料加工、生物質鍋爐生產制造等相關產業化鏈條。 但在秸稈燃料化利用發展過程中仍存在著如下不容忽視的問題。

（1）秸稈成型燃料的生產成本較高

生產成本高造成銷售價格高， 影響了市場銷售。 秸稈顆粒燃料的加工成本為471 元/t，塊狀、棒狀成型燃料的加工成本為321 元/t， 每噸成型燃料的運費為31 元左右。造成加工成本過高的主要原因是東北高寒地區采收的秸稈水分和土含量過高，須經晾、曬、烘干、篩土等過程，增加了制造成本。

（2）生物質鍋爐的推廣仍不普遍

生物質鍋爐是秸稈成型燃料捆燒、 散燒和直燃的有效選擇，鍋爐不推廣，成型燃料的利用效果就不明顯。

（3）秸稈燃料沒有形成市場

目前， 用戶多數采取直接到燃料生產廠家購買的方式，燃料廠家有時不能保證供應。運輸距離較長也增加了用戶的負擔。

（4）傳統習慣影響了新能源的推廣應用

多少年來人們一直習慣用煤作為能源， 轉變這個習慣一要靠政府引導、管控；二要借助媒體宣傳；三要靠典型引帶。

（5）產業化鏈條不完整，打包完的秸稈賣不出去或者秸稈成型燃料沒有市場

一個區域內產業鏈條不均衡發展， 缺少市場指導性。 大型熱電聯產企業以及大、中、小型企業還擁有燃煤鍋爐，導致秸稈燃料銷量小，甚至出現打包的秸稈賣不出去而丟棄在地里的情況。

2 黑龍江省秸稈燃料化利用發展趨勢

2.1 秸稈燃料化利用是解決農村民生問題的需求

黑龍江省地處北疆，氣候寒冷，擁有半年取暖期，生活取暖和工業生產會耗用大量煤炭。由于環保要求，城市禁燃煤鍋爐，需要大量的清潔能源，因此， 秸稈燃料化利用不僅是環保問題、 能源問題，也是民生大事。 玉米秸稈離田費用約為1 000元/hm2，如果玉米秸稈由專業人員進行打包離田，種地農戶每公頃土地就少支出約1 000 元費用。按每打包1 t 秸稈獲利30 元計算，一名打包工人一個月打包2 000 t，可獲利約6 萬元。 所以，秸稈變廢為寶，可以有效解決民生問題，為農民開辟一條增收創收的途徑。

2.2 秸稈成型燃料使用范圍廣

秸稈成型燃料的熱值高，可以有效替代煤炭、液化氣等化石燃料。秸稈成型燃料作為高效、低排放的新型環?？稍偕茉?，在使用上具有廣泛性，可用于生活爐灶、取暖爐、熱水鍋爐、工業鍋爐等。秸稈成型燃料的密度大，便于運輸，可作為企業和農戶的廉價燃料，也可進入大、中、小城市進行直燃、氣化、耦合發電和供熱。

2.3 秸稈成型燃料適于中小企業投產

秸稈成型燃料的生產工藝相對簡捷、成熟，適合小型分散生產加工。 成型燃料生產要本著原料來源近和產品銷售近兩個就近原則，建立家庭式、農村合作社式中小型規模加工企業， 原料收購半徑為20～40 km，4～5 個村可建一個加工廠， 產量控制在2 000～4 000 t， 生產設備和產品類型要做到燃料跟著生物質鍋爐走。目前，這樣的小型加工廠在黑龍江省比較普遍，發展也較好，具有很好的可復制性和操作性。

2.4 秸稈燃料化利用扶持力度加大

國家的環保要求和各級政府的扶持政策，給秸稈燃料化利用創造了很好的發展空間。 黑龍江省出臺了《哈爾濱市、綏化市、肇州縣、肇源縣秸稈綜合利用三年行動計劃實施方案》，就秸稈“五化利用”在不同產業環節上給予相應的扶持政策，同時制定了嚴格的考核獎懲辦法。 燃煤鍋爐更換為生物質鍋爐的工作進行得比較順利， 使得燃煤鍋爐超排放和放荒焚燒秸稈的問題得到了有效遏制。

2.5 秸稈燃料化利用認可度提升

經過多年的政府引導和典型示范， 人們對秸稈燃料利用有了新的認識， 社會和用戶對秸稈燃料推廣應用的認可程度得到了很大提升， 由被動應用變成了主動應用， 秸稈燃料的銷售市場也逐年加大。只要秸稈燃料的價格低于煤炭，性能不低于煤炭，秸稈燃料化利用就會穩步發展。

3 結束語

農作物秸稈燃料化利用過程中會面臨更多新問題和新挑戰，雖然秸稈燃料化利用的問題很多，但是，市場有需求，政府有政策扶持，秸稈燃料化利用的前景廣闊，可有效推進黑龍江秸稈全量化、高值化利用， 打贏藍天保衛戰， 助力美麗鄉村建設。