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庐江县农作物秸秆能源化利用的实践与思考

2021-03-25季立仁李布青华胜朱中宾刘姣姣

江西农业 2021年10期
关键词:庐江县沼气气化

季立仁,李布青,华胜,朱中宾,刘姣姣

(1.安徽省庐江县生态能源局,安徽 庐江 231500;2.安徽省农业科学院农业工程研究所,安徽 合肥 230031;3.安徽喜洋洋农业科技有限公司,安徽 庐江 231500)

安徽省庐江县是一个农业大县,地处安徽省中部合肥市南部,主要种植水稻、小麦、玉米和油菜等,耕作制度以一年两熟为主,农作物秸秆资源非常丰富。据调查统计,2020年全县(不含白湖农场)农作物秸秆理论资源量为80.68万t,可收集量为50.32万t[1]。

随着农村经济的快速发展和农民生活水平的不断提高,农村燃料结构发生了很大改变,电、液化气、天然气等优质清洁能源逐渐成为广大农民生活的主要能源,农作物秸秆逐渐变为废弃物,秸秆露天焚烧时有发生,随之解决秸秆禁烧带来的问题也成为各级政府的重要工作。近年来,国家和地方各级政府相继出台秸秆综合利用系列政策,对秸秆焚烧及其综合利用提出要求,尤其是安徽省人民政府出台了《安徽省农作物秸秆综合利用三年行动计划(2018年~2020年)》[2],全省各地秸秆综合利用工作蓬勃开展。庐江县抢抓机遇,大力开展秸秆综合利用,尤其在秸秆能源化利用方面,进行了积极探索,取得了显著成效,但也存在一些问题。本文结合近年来庐江县秸秆能源化利用工作实践,对目前存在的问题进行了分析,并对推进秸秆能源化工作提出发展建议,以期为各级政府和相关部门推进秸秆能源化利用提供一些借鉴和参考。

1 庐江县秸秆能源化利用的实践

近年来,庐江县在秸秆能源化利用方面进行了积极探索,重点在推广省柴灶和生物质炉、秸秆热解气化、秸秆固化成型、秸秆发电、秸秆沼气等方面进行探索,并取得了一定成效。至2020年底,全县推广使用省柴节煤炉灶13.3万户,新建秸秆气化站1处、推广生物质炉100台,新建秸秆固化成型燃料生产厂4家、生物质发电厂1家,推广户用秸秆沼气7000多户,利用秸秆作部分发酵原料的大中型沼气工程48处。2020年全县能源化利用秸秆量达16.22万t,占秸秆可收集资源量32.23%[1]。

1.1 推广省柴灶和生物质炉

省柴灶是指对农村老式柴灶的燃烧系统进行改进,改进后的热效率达到20%~35%;生物质炉一般以秸秆成型燃料为燃料,采用反烧原理来增加燃程,使得燃料完全充分燃烧,比其他炉灶节能30%~40%。

庐江县自上世纪八十年代末开始,在全县范围组织实施省柴灶试点项目,对农村老式灶进行改进,改进后的省柴灶热效率比老式灶提高50%以上,全县累计推广使用省柴灶13.3万户,为解决农村能源短缺和生态环境保护作出了重要贡献。2017年,在本县金牛镇部分农户示范使用生物质炉100台,受到农户普遍欢迎。

1.2 秸秆热解气化

秸秆热解气化是以农作物秸秆、稻壳以及农村有机废弃物等为燃料,经适当粉碎后,在气化装置中,进行密闭缺氧燃烧,使之产生含一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体作为农户的生活用能的技术[3]。

2010年,庐江县争取国家农业部项目支持,在本县泥河镇建设了1处秸秆气化集中供气工程,安装了GW型气化机组1套,配套建设340立方米储气柜及其附属工程设施;当年投入使用,发挥了较好的经济效益和社会效益,得到国家农业部专家验收组的充分肯定,省市业务主管部门组织省有关媒体进行了专题报道。后期由于企业缺乏建设资金,没有配套建设管网以致没有充分发挥项目效益。

1.3 秸秆固化成型燃料

秸秆固化成型燃料是指在一定温度和压力作用下,将农作物秸秆粉碎后压缩为棒状、块状或颗粒状等成型燃料,从而提高运输和贮存能力,改善秸秆燃烧性能,提高利用效率,扩大应用范围[3]。

近几年来,庐江县十分注重秸秆固化成型燃料项目建设,先后建成庐江县田陶生物质能源开发有限公司、安徽安定生物质能源科技有限公司、合肥市林峰新能源科技有限公司、庐江县穗丰农业科技有限公司等4家秸秆固化(炭化)成型企业,年加工秸秆固化(炭化)成型产品能力达18万t,2020年实际利用秸秆量3.83万t[1]。

1.4 秸秆直燃发电

秸秆直燃发电是指秸秆在锅炉中直接燃烧,释放出来的热量通常用来产生高压蒸汽,蒸汽在汽轮机中膨胀做功,转化为机械能驱动发电机发电[3]。

2013年,庐江县凯迪绿色能源开发有限公司生物质发电项目建成投产,总用地面积150亩,总投资2.70亿元,装机规模为1×30MW全进口德国西门子高温超高压汽轮发电机组,主体配套工程包括武汉凯迪公司自主设计研发的1×120 t/ h高温超高压循环流化床锅炉,年可消耗农林废弃物28万吨,生产能力按年运行7500小时计算,年发电总量约2.25亿kWh。2020年实际利用秸秆量5.27万t[1]。

1.5 秸秆沼气

秸秆沼气技术又称秸秆生物气化技术,是指利用微生物的厌氧消化作用将秸秆转化为沼气和有机肥的处理技术[4]。该技术利用农作物秸秆作为沼气发酵原料,有效解决了沼气推广过程中发酵原料不足的问题。根据厌氧消化器的容积大小,秸秆沼气分为户用秸秆沼气和秸秆沼气集中供气两种形式[5]。

1.5.1 户用秸秆沼气

目前,庐江县拥有正常使用的农村户用沼气池7000多户,近年来,主要以26个乡村沼气服务网点为服务载体,每个网点服务沼气用户约300户左右。由沼气服务网点技术员上门到沼气用户指导农户,对秸秆进行预处理,以替代畜禽粪便来制取沼气。

1.5.2 秸秆沼气集中供气

秸秆沼气集中供气工程是通过建设沼气发酵装置,利用农作物秸秆作发酵原料,所产沼气通过管网输送到农户家中使用[5]。

截止2020年底,庐江县已建成大、中、小型沼气工程48处,发酵池容积8000 m3,年产沼气99.15万m3,其中集中供气工程2处,通过管网供气100户。2020年全县户用沼气和沼气工程共使用秸秆量0.99万t[1]。

2 存在问题

2.1 思想认识不够

农村基层不少干部群众对秸秆能源化利用思想认识不够,没有把秸秆能源化利用当作新兴产业来对待;只是到了农作物收获季节或者是发现有焚烧秸秆现象时才想起抓秸秆禁烧,没有认识到秸秆是宝贵的可再生资源。

2.2 关键技术不完善

目前,该县秸秆能源化利用仍存在一些关键技术不完善问题。如秸秆热解气化存在热值低、焦油含量高问题;秸秆固化成型燃料生产存在着成型机模具磨损严重、运行不够稳定问题[6];秸秆发电存在锅炉腐蚀、结焦和机组效率低下问题[6];秸秆沼气集中供气项目存在建设成本高、运行费用高、出料难问题;等等。

2.3 扶持政策不配套

虽然近几年各级政府加大了对秸秆禁烧和综合利用的财政投入,但尚未形成稳定的投入机制,存在扶持政策不配套、政策落实不到位等问题,没有形成支持秸秆能源化利用产业持续发展的机制。

2.4 收储运体系不完善

庐江县地处江淮丘陵地区,不适宜大型机械进行秸秆收集,目前秸秆收集、运输等技术装备非常少,加上农村大量劳力外出打工,农忙时节劳动力缺乏,给秸秆的收集、储存和运输带来很大困难。目前全县大多数镇所建秸秆收储站标准不高,运行不好,少数镇尚未建设秸秆收储站,收储运体系不完善。

3 发展建议

3.1 广泛宣传,加大秸秆能源化利用行政推动力度

秸秆资源量大面广,弃之是垃圾,用之是宝贵的生物质能源。各级政府和相关部门要充分利用广播、电视、报纸、杂志、手机微信、QQ、网络等各种媒体,广泛宣传秸秆能源化利用的经济效益、社会效益和生态环保效益,引导农民树立秸秆是重要的生物质能源资源、开展秸秆能源化利用也能增收的新观念,形成全社会都关注和重视秸秆能源化利用的良好氛围。同时要采取召开会议、举办培训班、印发技术资料等多种形式,大力宣传推广秸秆能源化技术,加快秸秆能源化利用步伐,推动秸秆能源化利用走上产业化发展的路子。

3.2 健全投入机制,加大财政扶持力度

秸秆能源化利用项目需要大量前期投入。根据“十四五”要全面实施秸秆综合利用[7]的总体要求,各级政府应制定秸秆能源化利用的配套政策和激励措施,以激励措施来推动秸秆能源化利用的开展。

3.3 加强秸秆能源化利用技术研发和创新

要鼓励秸秆能源化利用企业依托高等院校和科研院所,进一步开展秸秆能源化利用技术开发、示范和推广应用,重点是对秸秆固化成型模具磨损快、气化热值低、焦油含量高、秸秆沼气集中供气稳定性等方面开展研究,争取在新工艺、新设备等方面取得突破[6],以推进秸秆能源化利用产业持续健康发展。

3.4 建立健全秸秆能源化利用收储运体系

秸秆收储运体系是秸秆能源化利用的基础。因为农作物秸秆生产具有季节性和分散性,无法做到均衡收购。要维持能源化利用企业正常运转,必须建立健全秸秆收储运体系,以保障能源化利用企业有源源不断的秸秆供给。

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