恩施州茶葉加工企業(yè)能耗現(xiàn)狀及能源替代對(duì)策

張強(qiáng)，崔清梅，王永健，羅鴻，戴居會(huì)，梁金波

恩施自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，445000

當(dāng)前，環(huán)境污染現(xiàn)象日益嚴(yán)重，倍受群眾關(guān)注，引起黨和政府的高度重視。事關(guān)民生福祉的環(huán)境問(wèn)題，特別是霧霾天氣的頻繁出現(xiàn)引起全社會(huì)的熱議。為嚴(yán)格控制污染物排放，加大環(huán)境污染治理力度，自黨的十八大以來(lái)，黨中央、國(guó)務(wù)院提出了一系列新理念，出臺(tái)了一系列新法規(guī)，制定了一系列新舉措，對(duì)所有排放超標(biāo)的企業(yè)一律采取關(guān)?；蛘哓?zé)令技術(shù)改造，在此嚴(yán)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(yè)必將受到嚴(yán)格的控制。為響應(yīng)國(guó)家政策，按照州委州政府提出的“生態(tài)立州”戰(zhàn)略要求，開(kāi)展恩施州茶葉加工企業(yè)能耗現(xiàn)狀調(diào)研，找準(zhǔn)問(wèn)題根源，提出解決方案，達(dá)到保護(hù)恩施茶產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)恩施茶產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的目的[1]。

一、調(diào)研背景及意義

1.落實(shí)國(guó)家強(qiáng)力推進(jìn)環(huán)境保護(hù)政策的需要

環(huán)境污染事件多發(fā)，黨和政府高度重視，但污染事件仍沒(méi)有減少，如2016年12月19—22日，一場(chǎng)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(shì)，為控制污染，政府及國(guó)家相關(guān)部委推出了一系列政策與法規(guī)，加強(qiáng)了管控的措施與力度。

2016年2月1日，國(guó)務(wù)院專門印發(fā)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于煤炭行業(yè)化解過(guò)剩產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)脫困發(fā)展的意見(jiàn)》，明確提出煤炭行業(yè)去產(chǎn)能目標(biāo)，將會(huì)關(guān)停規(guī)模以下煤礦。

2016年11月7日，最高人民法院審判委員會(huì)第1 698次會(huì)議、2016年12月8日最高人民檢察院第十二屆檢察委員會(huì)第58次會(huì)議通過(guò)，自2017年1月1日起施行的“關(guān)于辦理環(huán)境污染刑事案件適用法律若干問(wèn)題的解釋”，進(jìn)一步加大對(duì)污染排放單位及個(gè)人的處罰力度。

2017年1月5日，經(jīng)李克強(qiáng)總理簽批，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》的通知，同時(shí)國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部、財(cái)政部、住建部等13部門，為確保完成“十三五”國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低15%、2020年能源消費(fèi)總量控制在50億t標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)的目標(biāo)任務(wù)，印發(fā)了《“十三五”全民節(jié)能行動(dòng)計(jì)劃》。因此加快推進(jìn)恩施州茶葉加工企業(yè)清潔能源替代工程是響應(yīng)國(guó)家政策的需要。

2.促進(jìn)恩施綠色崛起，打造仙居恩施的需要

未來(lái)5年，恩施州將全力推進(jìn)“五位一體”總體布局和協(xié)調(diào)推進(jìn)“四個(gè)全面”戰(zhàn)略布局，堅(jiān)持穩(wěn)中求進(jìn)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、綠色崛起不動(dòng)搖，繼續(xù)推進(jìn)“五州戰(zhàn)略”，努力打造“一谷、兩基地、三示范區(qū)”，加快建設(shè)綠色、繁榮、開(kāi)放、法治、文明的全國(guó)先進(jìn)自治州，確保與全省同步全面建成小康社會(huì)，為實(shí)現(xiàn)第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)施恩施州茶葉加工企業(yè)清潔能源替代工程是促進(jìn)恩施綠色崛起[2]，實(shí)現(xiàn)恩施“十三五”發(fā)展目標(biāo)，打造仙居恩施的需要。

3.唱響恩施茶葉品牌，提升產(chǎn)品質(zhì)量的需要

茶業(yè)是恩施山區(qū)最大的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，是脫貧致富的支柱產(chǎn)業(yè)。在當(dāng)今市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境下，突出恩施茶葉特色資源內(nèi)涵，確保恩施茶葉產(chǎn)品質(zhì)量更好、品質(zhì)更優(yōu)，開(kāi)展恩施茶葉全程清潔化生產(chǎn)，是促進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)恩施茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要[3-4]。

二、調(diào)研方法及對(duì)象

2016年12月27—30日，根據(jù)州政府安排，組織相關(guān)人員對(duì)恩施州茶葉加工企業(yè)能耗現(xiàn)狀進(jìn)行了專項(xiàng)調(diào)查研究。

1.調(diào)研方法

（1）實(shí)地走訪調(diào)查

通過(guò)對(duì)全州不同規(guī)模的茶葉加工企業(yè)進(jìn)行有代表性的抽樣實(shí)地走訪調(diào)查，詳細(xì)了解不同規(guī)模加工企業(yè)各加工環(huán)節(jié)中機(jī)械設(shè)備構(gòu)成和能源種類、占比、替換方式、改進(jìn)成本等內(nèi)容。

（2）問(wèn)卷調(diào)查

通過(guò)委托恩施站示范縣工作人員、州農(nóng)業(yè)局產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展辦公室進(jìn)行全州范圍內(nèi)茶葉加工企業(yè)能耗情況調(diào)查。

2.調(diào)研對(duì)象及內(nèi)容

調(diào)研對(duì)象為恩施州茶葉加工企業(yè)，包括規(guī)模及以上企業(yè)、中小型加工企業(yè)、個(gè)體加工作坊。

調(diào)研內(nèi)容為耗能設(shè)備組成、能耗成本，以及能源種類、占比、替換方式、改進(jìn)成本、改進(jìn)后能耗成本等。

三、調(diào)研結(jié)果分析

1.恩施州茶葉產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（1）茶園面積

圖1 恩施州茶葉加工企業(yè)結(jié)構(gòu)

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

（2）加工企業(yè)

截至2016年底，恩施州共有各類茶葉加工企業(yè)2 191家，其中規(guī)模企業(yè)92家，占4.2%；中小企業(yè)354家，占16.2%；個(gè)體經(jīng)營(yíng)加工作坊1 745家，占79.6%（圖1）。目前，恩施州茶葉加工企業(yè)仍以個(gè)體加工作坊和中小企業(yè)為主。

（3）茶企分布

全州2 191家加工企業(yè)中，僅有4家茶葉加工企業(yè)位于城區(qū)，分別為金果茶葉公司、恩施清江茶業(yè)有限責(zé)任公司、利川金利茶葉公司及宣恩伍家臺(tái)茶葉公司，700余家加工企業(yè)位于集鎮(zhèn)或縣市工業(yè)園區(qū)，其余1 489家加工企業(yè)全部散落在基礎(chǔ)條件較差的鄉(xiāng)村茶園附近。

（4）茶葉產(chǎn)量

截至2016年底，恩施州加工各類茶葉產(chǎn)量為9.3萬(wàn)t，規(guī)模以上企業(yè)年加工量為0.3萬(wàn)t，占總產(chǎn)量的3.2%；中小企業(yè)年加工量為6.75萬(wàn)t，占總產(chǎn)量的72.5%；個(gè)體加工作坊年加工量為2.25萬(wàn)t，占總產(chǎn)量的24.3%。

2.恩施州茶葉加工企業(yè)能耗現(xiàn)狀

（1）能耗總量與能源分類

據(jù)調(diào)查，恩施州茶葉加工企業(yè)年消耗煤炭10萬(wàn)t，生物質(zhì)顆粒燃料2 000 t，木柴5 000 t，天然氣超過(guò)100萬(wàn)m3，電2 000 kW·h。以各能源燃燒值計(jì)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(zhì)顆粒燃料僅占總能耗的4.59%。根據(jù)燃燒污染物排放量，電、天然氣和生物質(zhì)顆粒燃料為清潔能源。

（2）加工環(huán)節(jié)與設(shè)備能耗

茶葉加工企業(yè)能源消耗主要在殺青、做形、干燥3個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生，而干燥環(huán)節(jié)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(gè)環(huán)節(jié)的能耗總計(jì)占總能耗的40%以下。在加工過(guò)程中主要耗能設(shè)備為殺青機(jī)、整形平臺(tái)、烘干機(jī)、復(fù)干機(jī)。恩施州茶葉加工企業(yè)殺青機(jī)擁有量為3 200余臺(tái)、整形平臺(tái)1 000余臺(tái)、烘干機(jī)5 000余臺(tái)、復(fù)干機(jī)5 000余臺(tái)。加工環(huán)節(jié)使用能源種類現(xiàn)狀分析：①茶葉殺青環(huán)節(jié)用煤炭、木柴、電、天然氣及生物質(zhì)顆粒燃料都有，用電、天然氣與生物質(zhì)顆粒燃料基本上以名優(yōu)茶加工企業(yè)為主，用煤炭與木柴大部分為大宗綠茶加工企業(yè)，其中使用天然氣全是“恩施玉露”茶加工生產(chǎn)企業(yè)。全州茶葉加工企業(yè)用燃煤和木柴的殺青機(jī)有3 100余臺(tái)，以清潔能源為燃料的不足100臺(tái)；②做形環(huán)節(jié)所有茶葉加工企業(yè)都使用電能，以宣恩綠針、恩施玉露為主的茶葉加工企業(yè)利用整形平臺(tái)做形，用燃煤和木柴的設(shè)備有950余臺(tái)，以清潔能源為燃料的不足50臺(tái)；③加工干燥環(huán)節(jié)基本上以用煤炭與木柴為主，生物質(zhì)燃料與天然氣使用很少，全州茶葉加工企業(yè)用燃煤和木柴的烘干機(jī)設(shè)備有4 500余臺(tái)，以清潔能源為燃料的不足500臺(tái)，復(fù)干機(jī)以燃煤和木柴的設(shè)備有4 500余臺(tái)，以清潔能源為燃料的不足500臺(tái)，用天然氣干燥的僅有2家企業(yè)（圖2）。

圖2 茶葉加工設(shè)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(yè)中，茶葉加工全程使用清潔能源（電、天然氣、生物質(zhì)顆粒燃料）的企業(yè)5家，占0.23%；在加工環(huán)節(jié)中以煤炭或木柴為能源的茶葉加工企業(yè)占99.77%。就茶葉加工生產(chǎn)線來(lái)看，恩施州共有各類茶葉加工生產(chǎn)線2 507條，其中加工主要環(huán)節(jié)用清潔能源的生產(chǎn)線61條，僅占全部生產(chǎn)線的2.4%。

（4）能源與茶葉加工成本

恩施州現(xiàn)有茶葉加工企業(yè)能源使用情況各不相同，同一加工企業(yè)不同加工環(huán)節(jié)使用不同能源是普遍現(xiàn)象。調(diào)查表明：生產(chǎn)名優(yōu)茶的茶葉加工企業(yè)大多用清潔能源作燃料，主要用電和生物質(zhì)顆粒燃料，但生產(chǎn)大宗綠茶的企業(yè)基本上都以煤炭為燃料，在恩施州這類企業(yè)很多。使用不同的能源加工茶葉的能耗成本差異很大，生產(chǎn)名優(yōu)茶的企業(yè)能耗成本高，但產(chǎn)品售價(jià)有保障對(duì)企業(yè)沒(méi)有影響，而生產(chǎn)大宗綠茶的茶葉加工企業(yè)因其產(chǎn)品售價(jià)基本上在20元/kg左右，若使用清潔能源能耗成本成倍增長(zhǎng)，致使企業(yè)難以承受。根據(jù)調(diào)研結(jié)果表明：名優(yōu)茶加工環(huán)節(jié)主要以清潔能源為主，其產(chǎn)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(zhì)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(huán)節(jié)使用能源與產(chǎn)品能耗成本表 元/kg

四、能源替代對(duì)策

通過(guò)對(duì)全州茶葉產(chǎn)業(yè)及能耗現(xiàn)狀調(diào)研，基本摸清恩施州茶葉加工企業(yè)的機(jī)械設(shè)備構(gòu)成、能源使用情況等綜合信息。目前恩施州茶葉加工企業(yè)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(shè)備為殺青設(shè)備和干燥設(shè)備，這些設(shè)備原用能源正是要替代的對(duì)象。結(jié)合國(guó)家政策、現(xiàn)有技術(shù)支撐與恩施茶產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀對(duì)恩施州茶葉加工企業(yè)能源替代對(duì)策提出以下建議。

1.電能替代

電能是公認(rèn)的使用安全方便、清潔的能源，電能替代是實(shí)現(xiàn)恩施茶葉加工企業(yè)能源替代的最佳方案，并被茶葉加工企業(yè)接受與認(rèn)可。就現(xiàn)恩施州供電現(xiàn)狀而言，實(shí)現(xiàn)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(yè)建成全程電力化生產(chǎn)線的成功案例。

使用電能的優(yōu)勢(shì)，第一是電網(wǎng)全覆蓋，農(nóng)村電網(wǎng)改造工程完成，確保茶葉加工企業(yè)不論規(guī)模大小均在國(guó)家電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)；第二是完全清潔化，使用電能不會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢渣、煙塵，既清潔環(huán)保，又不污染產(chǎn)品，使整個(gè)加工過(guò)程完全清潔化；第三是使用安全、便捷、省力，新型茶葉加工設(shè)備智能化程度越來(lái)越高，安全防控措施越來(lái)越好，操控越來(lái)越便捷，可以有效降低運(yùn)行成本；第四是錯(cuò)峰用電，茶葉加工時(shí)間集中在每年3—6月份，此時(shí)正是發(fā)電高峰期，與居民用電高峰交錯(cuò)，對(duì)電網(wǎng)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(tái)千伏的變壓設(shè)備成本在30萬(wàn)元左右，且只能供應(yīng)一個(gè)規(guī)模為年產(chǎn)25 t左右的加工企業(yè)；第二是用電能耗成本高，茶葉加工企業(yè)用電按工業(yè)用電標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)，價(jià)格在0.7元/kW·h左右，相比用煤來(lái)說(shuō)，用電加工0.5 kg茶葉成本增加3～4倍；第三是加工設(shè)備造價(jià)高，目前一臺(tái)100 kW的電磁殺青設(shè)備需要28萬(wàn)元左右，且僅能滿足一個(gè)規(guī)模為年產(chǎn)12 t左右的加工企業(yè)使用；電力烘干設(shè)備要達(dá)到生產(chǎn)要求每平方米用電最小功率要達(dá)到10 kW，設(shè)備造價(jià)高，且現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)并不成熟；第四是整體改造成本高，一個(gè)年產(chǎn)25 t的加工企業(yè)，需投入200萬(wàn)元的改造成本。

2.天然氣、石化產(chǎn)品替代

該替代方案是在電能替代基礎(chǔ)上的補(bǔ)充，在條件成熟的地方使用這種替代方式優(yōu)勢(shì)比較突出，同時(shí)針對(duì)生產(chǎn)“恩施玉露”的茶葉加工企業(yè)，是改造殺青設(shè)備能源的最佳選擇，現(xiàn)金果茶葉與清江茶業(yè)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(wú)污染，天然氣、液化氣、柴油燃燒無(wú)廢渣產(chǎn)生，燃燒完全只產(chǎn)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(yè)減少人工投入；第三是價(jià)格相對(duì)低廉，天然氣作為能源價(jià)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(shè)備已經(jīng)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(guān)鍵的制約因素是供應(yīng)管網(wǎng)僅限城區(qū)，不適合分布在城區(qū)以外的茶葉加工企業(yè)采用；第二是茶葉加工企業(yè)開(kāi)戶費(fèi)用過(guò)高，一個(gè)中等規(guī)模加工企業(yè)開(kāi)戶費(fèi)用約需100萬(wàn)元；第三是企業(yè)自建加氣站成本高，而且運(yùn)行與管理成本增加。

3.生物質(zhì)燃料替代

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

生物質(zhì)燃料替代最大優(yōu)勢(shì)，第一是現(xiàn)有茶葉加工機(jī)械的改造投入不大；第二是有利位居鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村的茶葉加工企業(yè)采用；第三是適合中、小茶葉加工企業(yè)采用。

限制生物質(zhì)燃料推廣的主要因素，第一是生產(chǎn)中使用量大，加工設(shè)備技術(shù)改造不到位的情況下，其加工能源成本會(huì)很高；第二是使用時(shí)需專人負(fù)責(zé)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(xiàn)有茶葉加工企業(yè)仍以煤炭作為主要能源，重點(diǎn)是殺青與干燥環(huán)節(jié)用煤。為了實(shí)現(xiàn)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(guān)石化產(chǎn)品及生物質(zhì)燃料。

（1）加工企業(yè)設(shè)備改造重點(diǎn)是干燥設(shè)備，其次是殺青設(shè)備，茶葉加工企業(yè)在實(shí)施能源替代，進(jìn)行加工設(shè)備改造時(shí)，要結(jié)合自身產(chǎn)品的工藝要求進(jìn)行；同一企業(yè)最好不要采用單一能源，建議在不同的加工環(huán)節(jié)采用不同的清潔能源實(shí)施替代。

（2）建議出臺(tái)政策鼓勵(lì)茶葉加工企業(yè)實(shí)施清潔能源替代及技術(shù)改造：一是以獎(jiǎng)代補(bǔ)對(duì)實(shí)施完成清潔能源替代的企業(yè)給予獎(jiǎng)勵(lì)；二是對(duì)以電為替代能源改造的茶葉加工企業(yè)，實(shí)行實(shí)時(shí)用電補(bǔ)貼；三是設(shè)立技改專項(xiàng)資金，對(duì)恩施州主要茶產(chǎn)品，建設(shè)5～10條能源替代及技改示范加工生產(chǎn)線，集合科研單位、機(jī)械制造與茶葉加工企業(yè)共同完成，為恩施州能源替代工程起到示范推動(dòng)作用。

（3）為了改變恩施州茶葉加工企業(yè)能源使用現(xiàn)狀，進(jìn)一步豐富恩施茶葉資源優(yōu)勢(shì)的內(nèi)涵，建議率先在全國(guó)茶產(chǎn)區(qū)啟動(dòng)全域清潔能源替代工程，打造全國(guó)健康茶葉生產(chǎn)示范區(qū)，助推州委提出的“一谷、兩基地、三示范區(qū)”的實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)綠色恩施的崛起。

致謝：本調(diào)研工作開(kāi)展中得到了恩施州農(nóng)業(yè)局經(jīng)作科胡興明、宣恩縣農(nóng)業(yè)局特產(chǎn)技術(shù)推廣中心冉茂權(quán)、恩施市農(nóng)業(yè)局茶辦王銀香、利川市茶葉局羅業(yè)文、鶴峰縣茶葉局張新華、咸豐縣茶葉局張建國(guó)等的大力支持，在此一并表示感謝！

[1]石開(kāi)明.促進(jìn)茶葉產(chǎn)業(yè)全面提升不斷提高茶葉市場(chǎng)占有率——恩施州茶產(chǎn)業(yè)及茶葉市場(chǎng)調(diào)查研究[J].吉林農(nóng)業(yè),2015(16)：28-29.

[2]宋志禹,李尚慶.節(jié)能型自動(dòng)化控制茶葉滾筒殺青機(jī)的介紹[J].茶業(yè)通報(bào),2010,32(3)：137-140.

[3]丁娟.恩施州茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與對(duì)策分析[J].經(jīng)濟(jì)與管理,2012,3(34)：183-186.

[4]崔清梅,張強(qiáng),梁金波,等.恩施州茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題及對(duì)策[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,15(13)：13-14.