湖北省生物質(zhì)能集約化應(yīng)用的方向和途徑

湖北省生物質(zhì)能集約化應(yīng)用的方向和途徑

湖北省生物質(zhì)能集約化應(yīng)用的方向和途徑

1994年3月25日國務(wù)院第16次常務(wù)會(huì)議通過的“中國21世紀(jì)議程”--中國21世紀(jì)人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書中寫道：“開發(fā)利用新能源和可再生能源。把開發(fā)可再生能源放在優(yōu)先地位，加快水能、生物質(zhì)能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿拈_發(fā)，提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例”。這是我國政府對聯(lián)合國作出的政治承諾，也是各級政府和經(jīng)濟(jì)管理部門一項(xiàng)重要工作。實(shí)施小康家庭能源工程，推進(jìn)沼氣的集約化經(jīng)營，促進(jìn)生物良性循環(huán)，建立生態(tài)農(nóng)業(yè)。

生態(tài)農(nóng)業(yè)的基本特點(diǎn)：充分合理利用自然資源，依靠生物之間的多種物資循環(huán)，在良性循環(huán)中保持相對平衡，系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)可以多次重復(fù)利用；從時(shí)間上和空間上不斷提高太陽能的利用率和生物能的轉(zhuǎn)化率，求得投入少產(chǎn)出多，達(dá)到生產(chǎn)水平較高，土地利用率較高、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好的目的。

生態(tài)農(nóng)業(yè)本身就是一種多元能源的農(nóng)業(yè)發(fā)展道路，開發(fā)農(nóng)村能源是建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略措施。以多級循環(huán)為主的生態(tài)農(nóng)業(yè)，有各種各樣不同模式和類型，其中以沼氣為紐帶的生態(tài)模式堪稱是一枝獨(dú)秀。沼氣生產(chǎn)過程不僅可以最大限度地利用太陽能，并在沼渣沼液中保持原有的N、P、K等元素和有機(jī)質(zhì)成為生態(tài)系統(tǒng)第二循環(huán)過程中的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料和飼料，大大提高生態(tài)系中能流和物流的質(zhì)量，這就是沼氣生產(chǎn)在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的起的突出作用。

現(xiàn)在全國已有60%以上的沼氣戶發(fā)展以沼氣為紐帶的庭院經(jīng)濟(jì)，農(nóng)民增加收入9億元以上。湖北省開展沼氣、沼液、沼渣的綜合利用的農(nóng)戶已超過20萬戶，年增收4000多萬元?！熬盼濉逼陂g，隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，為農(nóng)村沼氣發(fā)展提供良好機(jī)遇，湖北省將新增20-25萬戶農(nóng)村家用沼氣池用戶，開展“三沼”綜合利用農(nóng)戶將達(dá)到35萬戶以上，種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)與沼氣三結(jié)合或種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)、沼氣四結(jié)合利用類型的模式將進(jìn)一步推廣普及。為使這種模式在湖北省農(nóng)村大量發(fā)展實(shí)施，應(yīng)該注重選擇各種養(yǎng)殖、種植業(yè)專業(yè)戶大力舉辦沼氣，以期獲取最好的能源、生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)提高農(nóng)民用能質(zhì)量和水平，充實(shí)小康內(nèi)涵。

2、實(shí)施能源--環(huán)保工程，推進(jìn)城鄉(xiāng)有機(jī)廢水的厭氧消化處理，獲得環(huán)保能源雙效益。

目前，我國工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢物廢水排放量相當(dāng)大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年輕工系統(tǒng)僅制糖、食品發(fā)酵、皮革等行業(yè)排放的高濃度有機(jī)廢水就達(dá)60億噸，占全國工業(yè)廢水排放總量的22%，廢水中含有機(jī)物排放量的50%，若利用其中的50%，即125萬噸來制取沼氣，年產(chǎn)沼氣可達(dá)億M3，相當(dāng)于原煤125萬噸，標(biāo)準(zhǔn)煤90萬噸，可發(fā)電億KW·h。同時(shí)，全國“菜籃子工程”的全面建設(shè)，集約化畜禽場的糞便排放量迅猛增加，給環(huán)境造成越來越大的壓力。解決這一問題的最優(yōu)化方案是采用生物質(zhì)能的厭氧消化技術(shù)。以有機(jī)廢物廢水和禽糞糞便為原料，興建大中型的沼氣工程，既可以有效地治理環(huán)境污染，又能為當(dāng)?shù)芈毠ず途用裉峁﹥?yōu)質(zhì)氣體燃料，還可以利用發(fā)酵后的沼渣，生產(chǎn)養(yǎng)魚喂豬的顆粒飼料。

近十年來，湖北省的厭氧消化技術(shù)經(jīng)多學(xué)科、多部門的科研攻關(guān)，取得了較大的進(jìn)展。在禽畜糞便的處理方面，先后興建了容積分別為200-800立方米的沼氣工程，采用上流式厭氧污泥床處理工藝，中溫發(fā)酵，平均產(chǎn)氣率/m3·d。特別是1994年由武漢市能源所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)建造的荊門出口豬場能源環(huán)保工程，采用上流式厭氧污泥床加固液分離器，后期為射流曝氣好氧處理，使得最后出水達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)，在工業(yè)有機(jī)廢水處理方面，共興建了九處工程，首先在淀粉廢水的中試研究上取得成功。為全國淀粉廢水處理首開先河。緊接其后，酒廠的廢水處理進(jìn)入高潮，先后在七個(gè)酒廠興建了沼氣工程，總?cè)莘e3250立方米，采用中高溫發(fā)酵，滯留期4-5天，產(chǎn)氣率/m3·d。湖北省這些大中型沼氣工程實(shí)現(xiàn)了工廠化產(chǎn)氣，商品化供氣，使能源建設(shè)上了一個(gè)新的臺階。它們有效地處理了酒廠的有機(jī)廢水和集約化禽畜場廠的糞便，改善了環(huán)境衛(wèi)生，對保護(hù)生態(tài)，促進(jìn)生產(chǎn)，都具有明顯的效益?！熬盼濉逼陂g，湖北省將按照國家制定的計(jì)劃，重點(diǎn)在大中城市郊區(qū)、“菜籃子”工程基地，實(shí)施采用厭氧消化技術(shù)，以保護(hù)環(huán)境，兼取能源回收的能源--環(huán)保工程10-20處。近期首先在松滋、天門等地，興建一批發(fā)酵工程總?cè)萘吭?000m3以上的大型工程，實(shí)現(xiàn)集中供氣，同時(shí)治理環(huán)境污染。

大中型沼氣工程，作為一項(xiàng)新興能源--環(huán)保工程，具有與其他能源工程不同的優(yōu)越性的特點(diǎn)；

a、在工程目標(biāo)上，煤氣工程單純制氣，而沼氣工程除制氣外，又治理污染，并可獲取有機(jī)肥料，而且不同的工程有不同的側(cè)重點(diǎn)。

b、在制氣原料上，煤氣工程使用煤炭，這些煤炭還需經(jīng)長途轉(zhuǎn)運(yùn)，而沼氣工程使用就地可取的可再生生物質(zhì)如禽畜糞便、食品、釀造、制藥等企業(yè)排放的有機(jī)廢水，全部是污染環(huán)境的廢棄物。

c、從規(guī)模講，煤氣工程一般規(guī)模較大，沼氣工程則可因地制宜，大中小并舉，國家計(jì)委、農(nóng)業(yè)部曾組織城市生物資源調(diào)查，不少中小城市的日排放高濃度有機(jī)廢水上萬噸。如按每噸COD5萬毫克/升濃度的廢水計(jì)算可產(chǎn)沼氣20立方計(jì)算，每天排放1500噸有機(jī)廢水所產(chǎn)的沼氣即可供近2萬戶居民使用。如將這些工廠和郊區(qū)畜牧場統(tǒng)一規(guī)劃，聯(lián)片供氣，將對城鎮(zhèn)煤氣化不足起到補(bǔ)充作用。

d、從建設(shè)周期來說，新建一個(gè)煤氣氣源廠，至少3-5年，而沼氣工程，從動(dòng)工到產(chǎn)氣不到一年。

e、從投資上看，“六五”期間，平均每戶1500元，政府還要對用戶每人補(bǔ)貼煤氣費(fèi)4元，現(xiàn)在每增加一個(gè)煤氣用戶至少投資2000元。如河北唐山市煤焦制氣廠每增加一個(gè)用戶需增加投資1250元，而河北華北制藥廠的沼氣工程，每戶僅需投資563元，還可節(jié)約排污罰款每噸元。上海浦東煤氣廠平均每戶基建投資1500元，每千卡煤氣成本×10-5元，而上海前進(jìn)農(nóng)場的沼氣站平均每個(gè)沼氣用戶投資709元，制氣成本為每千卡3×10-5元。

目前湖北省的大中型沼氣工程無論其規(guī)模，其范圍，其投資額均是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。一方面大量的糞便，工業(yè)有機(jī)廢水的排放污染了環(huán)境，另一方面，處處在呼吁能源短缺，廣大城鎮(zhèn)居民迫切要求使用優(yōu)質(zhì)氣體炊事燃料。這兩大矛盾的最優(yōu)化解決的辦法就是積極、慎重地興建大中型沼氣集中供氣工程，實(shí)踐已反復(fù)證明只有這種對生物質(zhì)能集約化應(yīng)用的方式可同時(shí)做到治理環(huán)境污染，回收優(yōu)質(zhì)能源的雙重效益。

3、開展生物質(zhì)固化和氣化的研究與試驗(yàn)，為農(nóng)村小康化提供商品性能源。

為適應(yīng)農(nóng)村小康發(fā)展對用有質(zhì)量的需求，我們在開展對生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究中，應(yīng)轉(zhuǎn)變過去那種單純以解決缺燒為目標(biāo)的觀點(diǎn)，而應(yīng)以實(shí)現(xiàn)小康為目的，把農(nóng)村的低級能源轉(zhuǎn)化為高級能源。因此，我們應(yīng)立即著手進(jìn)行生物質(zhì)能固化和氣化的轉(zhuǎn)化技術(shù)研究與試驗(yàn)，并開展氣化配套設(shè)施及用途的研制。如在木材、秸稈較為富余的地區(qū)，以這些原料或其它農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)出成型燃料，以供給嚴(yán)重缺柴區(qū)使用；同時(shí)，湖北省也應(yīng)對國內(nèi)生物能利用中極有前途的炭、油、氣綜合轉(zhuǎn)換技術(shù)盡早進(jìn)行研究及應(yīng)用試驗(yàn)，使常規(guī)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品位能源，供農(nóng)村生產(chǎn)和生活用。湖北省可用作氣化爐原料的生物質(zhì)資源，除按通常方法所統(tǒng)計(jì)的2678萬噸外，還有大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，如木屑、木片、棉殼、稻殼等，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全省可收集的棉殼有26萬噸，稻殼140萬噸。若用這些廢棄物作氣化爐的原料，則所得產(chǎn)品的成本將大幅度下降，產(chǎn)品的市場競爭力也得到提高。從炭、油、氣這三種產(chǎn)品的社會(huì)需求來看，潛力是很大的。僅原沙市市，一年的生活用炭和工業(yè)用炭量就在5000噸以上，武漢市僅工業(yè)用炭量一年就需4700噸；此外，農(nóng)民也迫切需要以秸稈變?yōu)槟咎拷鉀Q冬季取暖，至于木焦油、木質(zhì)氣、其用途更廣，既可作優(yōu)質(zhì)燃料，也可作化工原料。使用炭、油、氣綜合轉(zhuǎn)換設(shè)備主要以產(chǎn)炭為主，在調(diào)節(jié)爐內(nèi)熱解溫度后，也能成為以油、氣為主要產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。而在以產(chǎn)氣為主的氣化爐中，利用稻殼經(jīng)氣化后即可得到優(yōu)質(zhì)燃?xì)?，?jù)國內(nèi)外研究試驗(yàn)表明，用稻殼氣化、發(fā)電具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，整套設(shè)施的投資，在兩年內(nèi)即可收回。江蘇昆山有我國最大的稻殼發(fā)電系統(tǒng)，7套機(jī)組共1560千瓦，其發(fā)電量已成為糧食工業(yè)的主要能源。綜上所述可見湖北省盡早開展生物固化與氣化研究有百利而無一害，有原料、有市場、更有技術(shù)，湖北省科技力量雄厚、門類齊全，科技攻關(guān)勢在必行。按照全國21世紀(jì)議程的規(guī)劃，對于生物質(zhì)的高層次利用技術(shù)要在2000年取得突破性進(jìn)展，湖北省若不立即著手進(jìn)行必將落伍。因此，湖北省要充分利用自己技術(shù)、原料、市場三大優(yōu)勢對生物固體氣化轉(zhuǎn)換技術(shù)作高起點(diǎn)研究。

關(guān)于加快開展我省生物質(zhì)能集約化應(yīng)用的建議

綜上所述，既然開發(fā)生物質(zhì)能在湖北省具有重大的戰(zhàn)略意義，是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的根本有效措施，而湖北省又具有開發(fā)利用生物質(zhì)能的良好自然資源條件，對生物質(zhì)能的集約化應(yīng)用也具有一定的基礎(chǔ)，那么制定規(guī)劃，采取措施，加速湖北省生物質(zhì)能利用技術(shù)的發(fā)展則是當(dāng)然之舉。建議將生物質(zhì)能的應(yīng)用納入湖北省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“九五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃。

國家十分關(guān)心包括生物質(zhì)能在內(nèi)的新能源和可再生能源發(fā)展，1995年1月5日，國家計(jì)委、科委、經(jīng)貿(mào)委辦公廳聯(lián)合印發(fā)《新能源和可再生能源發(fā)展綱要》，提出的今后15年發(fā)展總目標(biāo)是：“提高轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本，增大在能源結(jié)構(gòu)中所占的比例。新技術(shù)、新工藝有大的突破，國內(nèi)外已成熟的技術(shù)要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、現(xiàn)代化生產(chǎn)，形成比較完善的生產(chǎn)體系和服務(wù)體系；實(shí)際使用數(shù)量要達(dá)到39000萬噸標(biāo)準(zhǔn)以上，為保護(hù)環(huán)境和國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)”。根據(jù)國家《綱要》精神，結(jié)合湖北省實(shí)際情況，相應(yīng)地編制湖北省生物質(zhì)能“九五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃，并做為湖北省生態(tài)農(nóng)業(yè)和能源發(fā)展的相關(guān)內(nèi)容，納入湖北省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“九五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃，使這一關(guān)系廣大農(nóng)民切身利益和農(nóng)村工作重要內(nèi)容的生物質(zhì)能發(fā)展列上黨和國家重要議事日程，并納入法制軌道。

2、制訂切實(shí)可行的優(yōu)惠政策和支持措施。

生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)是著眼于未來替代能源的、正在研究、探索、發(fā)展中的一項(xiàng)高新技術(shù)，許多技術(shù)的社會(huì)效益顯著而經(jīng)濟(jì)效益卻一時(shí)難以體現(xiàn)。許多項(xiàng)目是為貧困落實(shí)地區(qū)廣大人民造福的扶貧事業(yè)，是改善生態(tài)環(huán)境、保障生態(tài)平衡的公益事業(yè)。為了促進(jìn)這項(xiàng)戰(zhàn)略措施的發(fā)展，建議我國政府也和世界各國一樣，對于新能源的研究開發(fā)和推廣應(yīng)用給予積極的鼓勵(lì)和支持，實(shí)行免稅、減稅、補(bǔ)貼、無息或低息貸款等優(yōu)惠政策。比如對于大中型沼氣工程的投資除了政策的部分撥款外，可將所要使用的技術(shù)改造貸款等優(yōu)惠政策。比如對于大中型沼氣工程的投資除了政策的部分撥款外，可將所要使用的技術(shù)改造貸款納入政策性銀行，由于大中型沼氣工程同時(shí)也是一項(xiàng)環(huán)保工程，應(yīng)采取行政、法制和經(jīng)濟(jì)手段鼓勵(lì)甚至強(qiáng)制推廣應(yīng)用，從環(huán)保罰款中還可提留一定的比例作為投資來源之一。還可考慮從各種渠道籌集資金建立湖北省的生物質(zhì)能研究開發(fā)基金，作為有關(guān)部門和科研人員從事專題項(xiàng)目的研究經(jīng)費(fèi)。

3、抓好示范項(xiàng)目，推選產(chǎn)業(yè)建設(shè)。

由于生物質(zhì)能集約化應(yīng)用，目前主要是面向廣大農(nóng)村和中小城鎮(zhèn)，因此應(yīng)以點(diǎn)帶面，抓好示范項(xiàng)目，然后推而廣之，使之形成氣候，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)建設(shè)，示范項(xiàng)目的選取須注意：技術(shù)先進(jìn)而又成熟，工藝不甚復(fù)雜，成本不是很高，能源利用率較高，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯等，近期可以考慮圍繞省柴節(jié)煤灶、生物質(zhì)炭化有條件的地方可將固化氣體裂解等技術(shù)綜合使用和沼氣工程等示范項(xiàng)目推進(jìn)產(chǎn)業(yè)建設(shè)。

1981年起，國家提倡農(nóng)村使用省柴節(jié)煤灶，注重節(jié)約、實(shí)用、方便的統(tǒng)一，經(jīng)過十年努力，便迅速控制了過量燃用生物質(zhì)資源的嚴(yán)峻局面，新型高效爐灶成為農(nóng)民歡迎的廚具，現(xiàn)在全國有億農(nóng)戶使用熱效率超過20%的爐灶，較舊式爐灶節(jié)些30-50%，1994年我省普及省柴灶已達(dá)1000萬戶，目前是，省柴節(jié)煤灶正向多功能、商品化方向發(fā)展，是農(nóng)村能源一宗主要產(chǎn)業(yè)。

近年來湖北、河北、江蘇、山東、安徽等省將秸稈開發(fā)為“生物煤塊”，直接替代煤炭，供鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)鍋爐使用，或者進(jìn)一步炭化，供鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)鍋爐使用，或者進(jìn)一步炭化，制成生物炭，出售給冶金行業(yè)或提供出口，這樣每畝秸稈可增值40-50元，壓塊機(jī)和生物煤已成為新產(chǎn)業(yè)。

另外，大型的沼氣工程集中供氣站在抓沼渣沼液的綜合利用中，也呆派生出飼料、肥料等加工企業(yè)，小型戶用沼氣工程也可帶動(dòng)發(fā)展預(yù)制模塊，家庭沼氣--養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè)。

4、加強(qiáng)技術(shù)科研工作并突出重點(diǎn)。

新能源技術(shù)是世界新技術(shù)革命的支柱技術(shù)之一，高效率的利用生物質(zhì)屬于高科技領(lǐng)域，正在迅速發(fā)展，有許多技術(shù)難關(guān)須要攻克，有許多新產(chǎn)品有待開發(fā)研制，有許多成功的新技術(shù)要很好地消化吸收和推廣應(yīng)用，因此，科研工作至關(guān)重要，應(yīng)大力加強(qiáng)，增加投資。

由于小柴爐灶和沼氣工程已基本定型，只是鞏固推廣應(yīng)用的問題，湖北省在“九五”期間可將生物質(zhì)的氣化、固化技術(shù)列為近期重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目，隨著農(nóng)村小康目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，農(nóng)民用能水平、質(zhì)量和設(shè)備現(xiàn)代化將成為評價(jià)小康內(nèi)涵的重要內(nèi)容，可以預(yù)見，炊事和采暖用能及其設(shè)備最具市場活力，可再生能源產(chǎn)品從研制經(jīng)中試到商業(yè)利潤回收，不同階段應(yīng)形成自身的梯度構(gòu)架，即①成熟技術(shù)向市場投入一批，商業(yè)利潤回收一批；②向市場過渡中試示范投入一批；③重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目起動(dòng)一批。

“九五”期間逐步開展以下工作；

①進(jìn)一步研究完善生物質(zhì)氣化裝置，并擴(kuò)大功能，開拓市場，進(jìn)入食品、中藥材、養(yǎng)殖、種植業(yè)的烘干供熱領(lǐng)域。

②對生物質(zhì)固化成型技術(shù)，建議兩個(gè)面向，即一是制炭，一是制“生物煤”，制炭市場效益高，但對壓制成型技術(shù)要求高：比重，機(jī)械彎曲強(qiáng)度38kg/cm2，抗壓強(qiáng)度320kg/cm2，關(guān)鍵技術(shù)是磨損件的使用壽命和可靠性，低壓成型產(chǎn)品“生物煤”壓制強(qiáng)度低，比重，做到易燃，可運(yùn)儲(chǔ)，取代煤和柴。

③生物質(zhì)熱解液化技術(shù)難度較高，但應(yīng)安排少量科技人員跟蹤國內(nèi)外動(dòng)向，做些技術(shù)儲(chǔ)備，為下一世紀(jì)生物質(zhì)高品位產(chǎn)品進(jìn)入市場打下基礎(chǔ)。

以下項(xiàng)目對湖北省農(nóng)村的現(xiàn)實(shí)雖然是較長期的，投資是巨大的，但2010年可能是被接受的產(chǎn)品：

a、熱值達(dá)到×/m3的可管道輸