我國秸稈成型燃料發(fā)展前景探析

余 玲 卞兆娟

全球氣候變化及清潔能源發(fā)展是當(dāng)今世界共同關(guān)注的焦點。近年來，隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)民對于傳統(tǒng)生物質(zhì)秸稈燃料的需求越來越少，每到夏收和秋收兩季時，秸稈焚燒的現(xiàn)象屢禁不止，嚴(yán)重影響了氣候環(huán)境，引發(fā)了大量的交通事故，而且浪費了大量的寶貴資源。秸稈成型燃料燃燒使用方便，排放的污染物少，是一種清潔高效的可再生能源，可廣泛應(yīng)用于中小型鍋爐、熱水爐、熱風(fēng)爐、取暖爐以及秸稈氣化、發(fā)電領(lǐng)域。

1 我國秸稈成型燃料發(fā)展現(xiàn)狀

我國秸稈成型燃料的發(fā)展已有20多年的歷史。自1979年國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會資助河南農(nóng)業(yè)大學(xué)（原河南農(nóng)學(xué)院）進行以秸稈為原料的活塞式棒狀成型機研發(fā)開始，我國秸稈成型燃料的研究得到了初步發(fā)展。而這一時期的秸稈壓塊成型設(shè)備主要還是由顆粒飼料成型機改進設(shè)計變型而來，存在模塊磨損嚴(yán)重、維修周期短、耗能高、適用性差等問題。

自20世紀(jì)末至今，隨著化石能源價格的飆升和國際石油價格的不斷上漲，煤資源的貯存量不斷下降，各國政府意識到資源的重要性，紛紛把目光都聚集到投資新能源產(chǎn)業(yè)上。我國自2007年開始，出臺了一系列政策，鼓勵發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)。農(nóng)業(yè)部2007年制定了《農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2007－2015年）》，中國科學(xué)院2009年發(fā)布了《中國至2050年生物質(zhì)資源科技發(fā)展路線圖》。2011年國家啟動了綠色能源示范縣建設(shè)工作，秸稈成型燃料又成為這個重點項目的主要應(yīng)用技術(shù)之一。在這種大背景下，秸稈成型燃料的發(fā)展地位得到了大大的提高，市場供給能力及需求得到了快速提升，大規(guī)模的發(fā)展趨勢又再次來臨。

目前國內(nèi)秸稈成型機進入市場較多的有三類。第一類是顆粒燃料成型機，這類設(shè)備大多數(shù)技術(shù)還是沿用飼料環(huán)模加工技術(shù)，主要應(yīng)用于木質(zhì)原料的加工，現(xiàn)已很少用于秸稈成型的加工，原因是秸稈粉碎耗能高，成型耗能也高，成型燃料應(yīng)用范圍窄。第二類是環(huán)模成型機或是平模成型技術(shù)。環(huán)模又分為立式環(huán)模和臥式環(huán)模，這是我國自主創(chuàng)新的設(shè)備，主要應(yīng)用于加工秸稈成型燃料。因為秸稈是所有生物質(zhì)中含有非金屬氧化物最多的原料，加工中磨損快、難粉碎、耗能高，因此一般采用環(huán)模及平模技術(shù)，將秸稈加工成直徑30 mm或橫截面30 mm×32 mm左右，長度5～30 mm的塊狀或棒狀燃料。這類機型是目前的主流機型，技術(shù)也較成熟，成本低廉，被大多數(shù)秸稈成型燃料加工廠商所接受。第三類是棒狀沖壓成型機。該機型既可用于木質(zhì)燃料的加工，又可用于秸稈成型燃料的加工，也可用于兩者的混合料加工，此類機型加工的成型燃料密度大、直徑大，多用于壁爐及大型的生物質(zhì)鍋爐。

總體來看，目前我國的秸稈成型燃料設(shè)備的技術(shù)原理比較先進，成本低廉，百姓易接受；但運行能力不高，管理不規(guī)范，缺乏支持政策，在全國范圍內(nèi)，還處于研究示范試點階段，規(guī)?；褪袌龌潭容^低，推廣速度緩慢。

2 發(fā)展中存在問題

2.1 設(shè)備、技術(shù)問題

（1）雖然目前我國秸稈成型機的發(fā)展已初具規(guī)模，但要真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還有一些技術(shù)障礙亟待解決。表現(xiàn)為：①大部分機組可靠性能差，運行不平穩(wěn)，易損件使用壽命太短，維修和更換不方便。環(huán)模成型機的成型機構(gòu)和喂入機構(gòu)磨損太快，成型產(chǎn)品加工質(zhì)量不高，密度較低，表面易開裂，運輸及貯存過程中易破裂。顆粒成型機耗能高，生產(chǎn)環(huán)境差，產(chǎn)量低。棒狀沖壓成型機能耗高，沖壓頭磨損快。②成型機含水率控制難度大，用戶不易掌握成型密度。③成型機生產(chǎn)效率低，成型料出機溫度難控制。夏天磨腔溫度易過高，成型料出機密度低；冬天溫度低，磨腔溫度低，成型料難出機，導(dǎo)致無法正常生產(chǎn)，產(chǎn)量不穩(wěn)定。

（2）秸稈成型燃料在應(yīng)用過程中存在結(jié)渣和腐蝕的問題。秸稈中含有較多的氯、鉀、鈣、鐵、硅、鋁等成分，這些元素特別是氯和鉀的存在，使得秸稈成型燃料在鍋爐內(nèi)燃燒時，當(dāng)爐溫達到一定溫度后，部分金屬和非金屬氧化物熔化，和未燃燒盡的燃料混合在一起易形成結(jié)渣，妨礙空氣進入爐膛。同時，由于秸稈中存在氯元素，鍋爐的受熱面易存在氯腐蝕的問題，這是秸稈成型燃料鍋爐應(yīng)用存在的最主要問題。

2.2 秸稈原料供應(yīng)問題

秸稈供應(yīng)具有季節(jié)性、分散性的特點，不利于秸稈成型燃料的工業(yè)化生產(chǎn)。建議采取分散設(shè)點加工及就地使用和集中調(diào)配使用的方法。

2.3 設(shè)備配套問題

由于秸稈成型機對原料的含水率要求較高，而成型設(shè)備自動化程度低，粉碎、進料和包裝設(shè)備沒有形成配套的生產(chǎn)線，工作時原料往往達不到生產(chǎn)用量。建議在研制和生產(chǎn)秸稈致密成型設(shè)備的同時，要配套相應(yīng)的粉碎和含水率智能檢測控制設(shè)備。

2.4 產(chǎn)業(yè)發(fā)展不成熟

我國秸稈成型燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還處于初級階段，原料和產(chǎn)品的價格還處于議價交換階段，秸稈收儲與加工的機械化程度差別較大，成型燃料和設(shè)備的生產(chǎn)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和檢測手段，成型燃料的使用對象以熱水爐、小型戶用生物質(zhì)爐具、熱風(fēng)爐為主，技術(shù)研發(fā)投入不足，成型燃料加工以個體私營為主，缺乏規(guī)?；\作及管理意識，抗風(fēng)險性較差。這些問題的存在嚴(yán)重制約著秸稈成型燃料產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

2.5 政策引導(dǎo)力不足

目前，雖然國家出臺了一些促進生物質(zhì)成型燃料發(fā)展的政策，但其引導(dǎo)作用還未完全體現(xiàn)出來，政策補貼的方法還不成熟，國家監(jiān)督體制還不完善，從而導(dǎo)致了成型燃料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程緩慢。

3 秸稈成型燃料發(fā)展前景及發(fā)展方向

農(nóng)作物秸稈是我國農(nóng)村重要的能源資源，生物質(zhì)成型技術(shù)的優(yōu)點是環(huán)保性和良好的經(jīng)濟性?？梢灶A(yù)見，隨著該技術(shù)一些關(guān)鍵問題的解決，全社會保護自然生態(tài)環(huán)境意識的日益加強和國家相應(yīng)配套政策的出臺，秸稈成型燃料的市場覆蓋率將逐漸擴大。

（1）秸稈成型燃料規(guī)?；瘧?yīng)用將成為我國農(nóng)村開辟新能源的重要途徑。它將從根本上解決秸稈焚燒和浪費問題，滿足農(nóng)民對優(yōu)質(zhì)能源的大量需求。隨著秸稈成型燃料技術(shù)研究的深入和農(nóng)村高品質(zhì)能源需求的增加，其技術(shù)規(guī)模化程度必將逐漸加大，必將促進秸稈成型燃料快速向產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化方向發(fā)展，并因此為社會提供更多的就業(yè)機會。

（2）秸稈成型燃料的規(guī)?；瘧?yīng)用是對我國能源短缺的補充，是改善農(nóng)村居民生活環(huán)境的有效途徑，可以有效提高農(nóng)村居民的生活質(zhì)量，保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，增加農(nóng)民的經(jīng)濟收入。研究秸稈成型燃料規(guī)?；夹g(shù)，不僅可以滿足國民經(jīng)濟發(fā)展對能源利用的需要，而且對于改善以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)，緩解能源生產(chǎn)和使用造成的環(huán)境污染，彌補化石能源的不足，保障能源供應(yīng)安全，建立可持續(xù)的生物能源系統(tǒng)，保障我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。

（3）秸稈能源的高效轉(zhuǎn)化可以解決我國農(nóng)村秸稈焚燒污染及資源浪費問題。秸稈成型燃料規(guī)?；瘧?yīng)用，是目前秸稈綜合利用的最為現(xiàn)實有效的方法之一。同時必須清楚地認(rèn)識到，由于多種因素的影響，加上我國秸稈致密成型裝備的研究與制造起步較晚，短期內(nèi)該技術(shù)還不能得到全面應(yīng)用，今后還應(yīng)在設(shè)備實用性、降低能耗、減輕磨損、原料適用性、系列化等方面下功夫，為大規(guī)模開發(fā)利用農(nóng)村秸稈生物質(zhì)能提供必要的技術(shù)儲備。