云南省楚雄州生物質(zhì)烤房推廣應(yīng)用研究

鄭東方 曹敬東 付國潤 梅文強 柴建國 孫精華 徐洪剛 劉伯君 鹿晉琿 宦洪坤 肖毅為 董釗 劉江萍

摘要 通過對比傳統(tǒng)燃煤密集型烤房發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)烤房在燃料費、電費等方面較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房增加0.35和0.05元/kg;在用工方面，生物質(zhì)烤房較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房均有所下降，其中烘烤用工減少了0.27元/kg，減幅達40.3%;在環(huán)保、經(jīng)濟效益方面，生物質(zhì)烤房較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房有所增加，生物質(zhì)烤房CO2、SO2和CO排放量均有所下降，生物質(zhì)烤房上等煙比例、中等煙比例、煙葉均價較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房均有所增加。

關(guān)鍵詞 楚雄;烘烤;生物質(zhì);密集型烤房

中圖分類號 TU 26? 文獻標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）21-0193-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.049

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Study on the Extension and Application of Biomass Bakery in Chuxiong Prefecture of Yunnan Province

ZHENG Dong-fang，CAO Jing-dong，F(xiàn)U Guo-run et al

（Chuxiongzhou Branch of Yunnan Tobacco Company，Chuxiong， Yunnan? 675000）

Abstract By comparing with the traditional coal-fired intensive bakery， the fuel cost and electricity cost of biomass bakery increased 0.35 and 0.05 yuan /kg. The employment cost of biomass bakery decreased than that of traditional coal-fired intensive bakery， the employment cost of biomass bakery for drying tobacco leaves decreased 0.27 yuan/kg， the decreasing amplitude reached 40.3%. In terms of environmental protection and economic benefits， biomass bakery increased than the traditional coal-fired intensive bakery， the discharge of CO2 ， SO2 and CO all decreased. The proportion of superior tobacco leaves， the proportion of medium tobacco leaves and the average price of tobacco leaves increased compared with the traditional coal-fired intensive bakery.

Key words Chuxiong;Baking;Biomass;Intensive bakery

基金項目 中國煙草總公司云南省公司科技項目（2014YN27）。

作者簡介 鄭東方（1987—），男，云南雙柏人，農(nóng)藝師，碩士，從事煙葉烘烤研究。

收稿日期 2020-12-03

20世紀(jì)60年代，美國北卡羅萊納州立大學(xué)的Johnson等[1]開展了烤煙堆積烘烤的研究，開創(chuàng)了密集型烤房研究的先河，從此密集型烤房在全世界普及開來。一直以來，我國烤房建設(shè)都與煙區(qū)的煙葉綜合發(fā)展水平息息相關(guān)，經(jīng)歷了傳統(tǒng)自然通風(fēng)烤房[2-6]、熱風(fēng)循環(huán)烤房[7-11]、普改密烤房、密集式烤房等遞進式發(fā)展階段。2009年11月，印發(fā)了國煙辦綜[2009]418號文件，確定了密集型烤房連排建設(shè)方式，使我國密集型烤房建設(shè)水平和煙葉烘烤應(yīng)用技術(shù)水平大幅度提高。密集型烤房作為現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施和煙葉生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，成為全國各煙區(qū)煙葉烘烤的應(yīng)用主體。然而，國內(nèi)密集型烤房所用燃料主要是烤煤，由于其燃燒不均勻，升穩(wěn)溫不穩(wěn)定，并且還釋放大量的NOx、SO2、CO2、粉塵等，嚴(yán)重污染烤房周邊環(huán)境，持續(xù)造成大氣溫室氣體增加[12-13]。

楚雄州作為全國第三大煙區(qū)，全州共建設(shè)密集型烤房3萬余座。隨著人們生活水平的提升和環(huán)保意識的增強，開發(fā)新的清潔能源烘烤煙葉成為必需[14]。目前，較常見的清潔能源有太陽能、電能（電加熱和熱泵）、天然氣、生物質(zhì)等[15]。然而，大部分清潔能源烘烤都處于研究階段，其推廣及應(yīng)用面積較小。楚雄州結(jié)合自身實際情況，為減少空氣污染，推動烘烤向清潔可持續(xù)健康發(fā)展，2020年在全州將425座傳統(tǒng)燃煤密集型烤房改造成生物質(zhì)烤房，以期為下一步大范圍推廣應(yīng)用積累實踐經(jīng)驗。

1 材料與方法

1.1 試驗品種

試驗品種為云煙87。

1.2 試驗地點

2020年楚雄州推廣425座生物質(zhì)烤房，其中楚雄市30座、牟定縣55座、姚安縣125座、大姚縣165座、祿豐縣30座、雙柏縣20座。

1.3 供試設(shè)備

烘烤供試設(shè)備主要由2家設(shè)備廠提供：昆明明工機電有限公司、重慶和創(chuàng)簡一科技有限公司。供熱設(shè)備通過外接生物質(zhì)燃燒機，將燃燒機對接到加熱室中，實現(xiàn)外部加料、內(nèi)部加熱室內(nèi)燃燒，不對密集型烤房進行較大改動。

1.4 試驗設(shè)計

以傳統(tǒng)燃煤密集型烤房為對照，共設(shè)置2個處理，分別為處理①（傳統(tǒng)燃煤密集型烤房）和處理②（生物質(zhì)烤房）。2個處理分別選擇種植水平相近、大田煙葉生長平衡、營養(yǎng)水平相當(dāng)?shù)霓r(nóng)戶進行對比試驗。

1.5 測定項目與方法

跟蹤記載生物質(zhì)烤房和傳統(tǒng)燃煤密集型烤房的烘烤時間、減排情況、烘烤能耗情況、烘烤用工成本投入以及烤后煙葉質(zhì)量等。

CO2減排量=（節(jié)煤量×16 743 kJ÷29 300 kJ）×0.68t/tce×44÷12（1）

SO2減排量=（節(jié)煤量×16 743 kJ÷29 300 kJ）×0.015 6t/tce×64÷32（2）

煙塵減排量=（節(jié)煤量×16 743 kJ÷29 300 kJ）×0.009 6t/tce（3）

1.6 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 軟件進行數(shù)據(jù)整理及制圖，再使用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 能耗情況

通過生物質(zhì)烤房和傳統(tǒng)燃煤密集型烤房能耗比較（圖1）發(fā)現(xiàn)，根據(jù)當(dāng)前生物質(zhì)顆粒平均市價和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電價格計算，烘烤干煙葉生物質(zhì)烤房的燃料費為1.60元/kg，電費為0.60元/kg，總能耗費用為2.20元/kg;烘烤干煙葉傳統(tǒng)燃煤密集型烤房的燃料費為1.25元/kg，電費為0.55元/kg。生物質(zhì)烤房燃料費和電費較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房分別增加0.35和0.05元/kg，增幅分別為28.0%和9.1%，綜合能耗增加了0.40元/kg，增幅為22.2%。

2.2 用工情況

生物質(zhì)烤房實現(xiàn)了煙葉烘烤自動化供料，隨著烤房群規(guī)模的增加，用工減少越來越明顯。以10座烤房群為例，傳統(tǒng)燃煤密集型烤房需要烘烤技師1人、司爐工2人，但采用生物質(zhì)能源烘烤時只需司爐工1人，司爐工按3 000元/月的工資標(biāo)準(zhǔn)，用工3個月可節(jié)省9 000元，減輕了勞動強度，節(jié)約了人力成本。

通過生物質(zhì)烤房和傳統(tǒng)燃煤密集型烤房干煙葉用工比較（圖2）發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)烤房和傳統(tǒng)燃煤密集型烤房在編煙用工、裝煙用工和出爐用工相同，但生物質(zhì)烤房和傳統(tǒng)燃煤密集型烤房在烘烤用工方面干煙葉用工減少了0.27元/kg，減幅達40.3%。

2.3 環(huán)保效益

由表1可知，生物質(zhì)烤房CO2排放量為11.02%，傳統(tǒng)燃煤密集型烤房CO2排放量為12.11%，二者

不存在顯著差異;生物質(zhì)烤房SO2排放量為3.60 mg/kg，傳

統(tǒng)燃煤密集型烤房為82.31 mg/kg，方差分析顯示二者存在顯著差異;生物質(zhì)烤房CO排放量為384.21 mg/kg，傳統(tǒng)燃煤密集型烤房為2 763.15 mg/kg，方差分析顯示二者存在顯著差異。

2.4 經(jīng)濟效益

由表2可知，生物質(zhì)烤房上等煙比例為58.72%，較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房提升1.09百分點，增幅為1.89%;生物質(zhì)烤房中等煙比例為32.90%，較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房提升0.82百分點，增幅為2.56%;生物質(zhì)烤房上中等煙比例為91.62%，較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房提升1.91百分點，增幅為2.13%;生物質(zhì)烤房煙葉均價為23.68 元/kg，較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房增加0.49元/kg，增幅為2.11%。

綜上所述，生物質(zhì)烤房在燃料費、電費等方面較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房增加0.35和0.05元/kg;在用工方面，生物質(zhì)烤房較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房有所下降，其中烘烤用工減少了0.27元/kg，減幅達40.3%。在環(huán)保、經(jīng)濟效益方面，生物質(zhì)烤房較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房有所增加，生物質(zhì)烤房CO2排放量、SO2排放量、CO排放量均有所下降，生物質(zhì)烤房上等煙比例、中等煙比例、煙葉均價較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房均有所增加。

3 討論

烤煙生產(chǎn)投入的勞力、煙用物資和燃料較其他農(nóng)副產(chǎn)品更高。在美國，燃料費用約占生產(chǎn)烤煙成本的25%，在我國烤煙生產(chǎn)中煙葉烘烤成本占比更高[16]。自2009年以來，隨著規(guī)范化密集型烤房在我國各個煙區(qū)的推廣應(yīng)用，烘烤勞動強度和能耗均有較大改善，但大多數(shù)密集型烤房烘烤設(shè)備對煤炭的要求較高，特別是全自動烘烤設(shè)備必須要求是顆粒無煙煤，且煤炭價格較高，因此探索與密集型烤房相配套、成本低、燃透率高、污染少、使用方便的燃料就顯得十分必要[17]。我國生物質(zhì)能資源十分豐富，每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量在8億t以上，以直接燃燒為主，利用效率極低，大部分被直接遺棄或焚燒。這不僅會污染環(huán)境，而且造成了巨大的能源浪費[18]。我國是以煤炭為主要能源的國家，每年直接用于燃燒的煤炭在9億t以上，大量煙塵、SO2等污染物排放到環(huán)境中，形成以煤煙型為特征的大氣污染。生物質(zhì)作為煙葉烘烤替代能源，實現(xiàn)了CO2零排放和微硫化物排放，對于改善環(huán)境、降低溫室效應(yīng)都有極大的益處。

楚雄州作為全國第三大煙區(qū)，自2016年以來在全州改造傳統(tǒng)燃煤密集型烤房成生物質(zhì)烤房425座。通過對比傳統(tǒng)燃煤密集型烤房發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)烤房在燃料費、電費等方面較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房增加0.35和0.05元/kg;在用工方面，生物質(zhì)烤房較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房有所下降，其中烘烤用工減少了0.27元/kg，減幅達40.3%;在環(huán)保、經(jīng)濟效益方面，生物質(zhì)烤房較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房均有所增加，生物質(zhì)烤房CO2排放量、SO2排放量、CO排放量均有所下降，生物質(zhì)烤房上等煙比例、中等煙比例、煙葉均價較傳統(tǒng)燃煤密集型烤房均有所增加。生物質(zhì)烤房實現(xiàn)了煙葉烘烤節(jié)能減排，但是應(yīng)用推廣過程中發(fā)現(xiàn)本地柴煤價格較為便宜，維持在600元/t左右，然而生物質(zhì)燃料價格在1 200元/t左右，烘烤一爐煙葉2種類型烤房的燃料使用量均在1 200 kg左右，造成烘烤成本增加，煙農(nóng)接受度不高。如果需要進一步擴大推廣，需要由煙草部門給予一定的補貼，從示范引領(lǐng)入手，讓煙農(nóng)見到實惠才可以使生物質(zhì)應(yīng)用得到普及。

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