随着农业越来越发达,种植作物产量也越来越高,从来导致现在焚烧秸秆的数量也在逐年递增,有研究显示直接燃烧秸秆和雾霾天气有直接相关关系,而且当下环境污染和不可再生能源枯竭已经成为全人类需要解决的问题,党的十八大也将生态文明建设纳入到新农村建设的总体布局,基于生物质能源在节能、环保方面的明显优势,充分开发并利用无污染的生物质能源必将成为发展趋势。
2 秸秆生产现状很早就已经对生物质能源进行开发利用,比如建沼气池,制作酒精等,但是利用规模不大。大部分农作物秸秆处于低效利用方式即直接在柴灶上燃烧,作为农户炊事、取暖燃料,其转换效率仅为10% ~20% 左右。而且随着燃煤和液化气的普及,秸秆更是大量富余。因此,加快秸秆的优质化转换利用势在必行。
以玉米种植面积100万亩为例,年产干玉米秸秆50万t,农民为秸秆运输方便,一般会对秸秆进行燎杆。燎杆存在巨大能源、资源浪费。燎杆排放大气颗粒的主要组分是碳质颗粒和水溶性钾,其中碳质颗粒组分含量高达73% ,碳质颗粒是总悬浮颗粒物的重要组分之一,也是可吸入颗粒物(PM 10 )与细小颗粒物(PM 2.5 )重要来源,这些颗粒物是雾霾天气的罪魁祸首。
3 秸秆块燃烧特点
压制成型后的秸秆炭块,体积小,比重大,耐燃烧,便于储存和运输,体积仅相当于原秸秆的1/30,其密度为0.9-1.4g/m,热值可达到3500-5500大卡之间,是高挥发份的固体燃料。秸秆块可代替原煤、液化气等,广泛用于生活炉灶、取暖锅炉、工业锅炉、生物质电厂等。秸秆块燃烧后,CO 为零排放;NO 2 为14m g/m ;SO2 为46m g/m ;烟尘低于123m g/m 。
4 运营成本分析枯杆打捆机
4.1秸秆压块运营成本
以生产约320捆/h的秸秆压块机为例,出秸秆块约1.1t;每天运行8h可生产秸秆块约9t。每天生产所需电费约30元;生产用工的人工费约500元;加上机器损耗合计810元;秸秆成本大约0.5元/捆,每天所用秸秆价格约1250元。那么成本总价约2060元。秸秆块市场售价600元/t,每天产值约5000元,利润为3040元/d,吨利润350
元。按每村300户,1200亩玉米耕地计算,产生20.4万元捆秸秆计算,每年可生产82d,年利润约24万元。
4.2生物质能源锅炉运营成本
以供热面积为4万m 的供热锅炉为例,需要四个工人,每月人工费用8000元,电费3000元,水费500元,其它费用1000元,每月总计费用1.25万元,供暖期按四个半月算5.625万元,一个采暖季需要消耗秸秆块1200t,每吨600元计算共72万元,运营成本约77.6万元。取暖费按28元/㎡ 计算,按80% 入住率共收89.6万元,共盈利12万元。
5 环境效益分析
5.1农户冬季采暖
以农户家庭采暖为例,如果使用秸秆压块燃料,每户需要2t(每吨按600元计算),支出1200元,室内温度可达到21-24℃。相比燃煤,生物质固体燃料可分别减少70% 以上的二氧化碳排放、90%以上的二氧化硫排放,烟气中的CO、CO 2 、SO 2 及NOx的排放均达到国家环保标准,减少空气污染,有显著环保效益。
5.2城镇锅炉供热
以供热面积为4万平方米的小区为例。该小区2011年使用秸秆块代替原煤。使用秸秆块钱,小区锅炉年消耗原煤1200t,大约排放SO 2 为13.44t、NO X 为9t。居民平均室内温度16-18℃之间;使用秸秆块后,年消耗秸秆块也在1200t左右,年排放SO 2 为2.04t、NO X 为1.224t,居民室内温度达21-24℃。可见,秸秆块的利用降低了污染物排放量。
6 经济可行性分析
秸秆压块机、秸秆打捆机及秸秆块专用炉灶需要一定的购置费用。秸秆压块机市场价格约15万元,国家补贴3万元,购置费用约12万元。秸秆打捆机在15-30万元之间。秸秆块专用炉灶售价约1300元。其中,秸秆压块机与秸秆打捆机可采取政府补贴扶持村部购买或者政府引导商家投资方式进行购置,以减轻农民负担;专用炉灶可采用批量自制方式降低生产成本,以减少农民资金投入。
7 运营模式探讨
目前秸秆压块机没有得到广泛的使用,最主要原因在于投入较大,研究一种如何不增加农民负担的模式显得尤为重要,通过调研,得出2种可行的运营模式。
7.1 以秸秆换取秸秆块的经济模式
农民根据所送秸秆重量按比例换取秸秆压块成品。秸秆压块后提高了生物质热值,其热量提高部分足以支撑压块机运营成本及满足投资商对利润的需求。农民在不增加任何投入的情况下得到清洁、热值较高的燃料。投资运营商将剩余秸秆块销售以收回成本、赚取利润。
7.2 收购秸秆压块后市场销售的商业模式
政府引导商家投资兴建秸秆压块厂。秸秆压块厂回收农民秸秆,将产品以成本价卖给农民自用。剩余秸秆块销售到市场,代替原煤用于热水锅炉、工业锅炉、生物质电厂等。枯杆打捆机
8 发展前景
生物质秸秆作为清洁能源,对杜绝农民燎杆现象,降低雾霾天气发生率,提升空气质量,改善农村村容村貌,建设新农村均有积极意义,生物质秸秆块必将发挥其它能源不可替代的作用。
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