“不用煤、不用柴,秸稈制成‘燃煤’,放進‘生物質取暖爐’就可做飯取暖,效果一點兒不比煤差。”目前,我省邢臺、邯鄲、石家莊、唐山等多地正在布局示范點,積極推廣生物質燃料技術。
“秸稈更像是生長在耕地上的礦山,生物質燃料大有可為。”近日,該技術領軍人,中國科學院院士、中國工程院院士、中國農業大學教授石元春表示,這項能源新技術不僅使秸稈變廢為寶,還可以替代燃煤,一招封殺焚燒秸稈和煤炭燃燒兩大空氣污染源。根據估算,全省每年可得到2000萬噸以上的秸稈生物質燃料,如果能在全省推廣,完全可以替代1400萬噸標準煤。不僅如此,使用生物質燃料,可比燒煤每年戶均減支1600元以上,煙塵量、二氧化硫減排均超過九成。
12月17日,記者來到內丘縣西張麻村秸稈壓塊加工廠,目睹了秸稈變“燃煤”的整個過程。工人將粉碎后的玉米秸稈裝入運轉的機器設備內,幾分鐘后,這些原料就變成了一塊塊鎮紙一樣大小、硬邦邦的黑色長方體高密度壓塊燃料。
“一臺粉碎機,一臺壓塊機,生產流程非常簡單。一畝地的玉米秸稈,不到15分鐘就壓制好了。”工廠負責人李忠岐告訴記者,棉花、玉米、小麥秸稈在內的多種農副產品廢棄物都可變為生物質燃料。“經過粉碎的秸稈,在機器摩擦過程中升溫到100攝氏度左右,這時秸稈中的木質素會達到軟化點,在擠壓作用下快速塑成型,體積變成原來的十分之一甚至更小。”
“現在我家做飯、燒水、取暖都用它,火上來很快,洗菜的功夫就能燒開一壺水。”西張麻村村民李素格往生物質取暖爐里添加了一些秸稈生物質燃料,藍藍的火苗旋轉著直往上躥,大約20分鐘后,客廳溫度計汞柱就升到了21℃位置。
“這原理并不復雜。”參與研發這項技術的河北天太生物質能源開發有限公司總經理楊小亮表示,由于秸稈組成成分中揮發份占到百分之六七十,壓塊過程即通過加大秸稈密度,增加燃料和氧氣接觸面積,從而抑制揮發份逸出速度,使之在燃燒過程中不斷轉化成熱量。
現場觀察,秸稈生物質燃料并未散發出黑煙和刺鼻嗆味。“這是因為燃燒過程中,秸稈燃料先燒掉外面一層,再從表面到內部一層層進行燃燒。”楊小亮解釋說,以往田間地頭焚燒時,由于揮發份不能充分遇氧燃燒,就會大量逸出黑煙,熱量產生也較小。“壓塊之后則使每一層的揮發份都能充分遇氧燃燒。”
秸稈壓塊只是走出了第一步,“專門配備的生物質取暖爐還設計了二次配風環節。”楊小亮說,這可以使漏掉的揮發份和氧氣進行第二次“親密接觸”,確保秸稈燃料完全燃燒。
“秸稈生物質燃料配套取暖爐,經過充分燃燒的秸稈生物質燃料,每公斤熱值能達到4000大卡,而1公斤標準煤的熱值大概在7000大卡左右。”楊小亮說,這也就意味著,2噸秸稈壓塊的熱效和1噸標準煤相當。
相比煤來說,秸稈燃料具有價格低、污染小、可再生等多項優點。這些特點讓研究人員頗為心動。
石元春團隊實驗分析數據表明:生物質燃料氣體排放中每立方米煙塵量為46毫克,而煤炭為510毫克,減排超過90%;每立方米二氧化硫量為33.6毫克,煤炭為1280毫克,減排超過97%。研究人員認為:“表現出如此高的環保效益,主要利用了秸稈幾乎不含硫的特性。”
“不僅二氧化硫減排在90%以上,秸稈生物質燃料的氮氧化物、粉塵、二氧化碳等減排也很顯著。”楊小亮表示,此項技術可杜絕焚燒秸稈和煤炭燃燒兩大空氣污染源。
石元春建議,利用這一優勢,可讓秸稈生物質燃料向城市延展,替代城市中小鍋爐燃煤。他拿曲周縣王莊村為例說明:“村里一年可生產1500噸生物質燃料,滿足自需后,還剩下1000噸可對外出售,輸送到城市中的生物質燃料鍋爐中去。”據介紹,目前長春生物質燃料供熱面積已超過百萬平方米。
事實上,南車石家莊車輛有限公司已經開始嘗試秸稈生物質燃料工業化利用。12月18日,在南車石家莊車輛有限公司鍋爐房,記者看到,兩臺4噸、兩臺8噸的生物質燃料鍋爐內火勢正旺,源源不斷為南車石家莊車輛有限公司提供每天生產所需要的蒸汽。“這種新模式可以為城市工業企業替代燃煤鍋爐探索新路徑。”作為技術合作方,楊小亮介紹,根據測算,僅南車石家莊車輛有限公司一家企業,每年就能消耗秸稈生物質燃料10000噸左右。
技術的可推廣性還取決于成本。據測算,1噸標準煤的價格在八九百元左右,而秸稈生物質燃料價格為每噸六百元。“秸稈生物質燃料使用成本比標準煤略高,卻低于清潔能源天然氣,成本上還是有優勢的。”楊小亮說,如果有更多企業加入進來,就可以削減更多燃煤量,為減少大氣污染作出貢獻。
“原料是第一大難題,收不上原料來,再好的事也難干成。”由于工廠開業時間在11月份,李忠岐今年錯過了秸稈回收的重要時間,到現在只加工了三四十噸成品。
我省是農業大省,秸稈資源豐富。根據2012年我省玉米、小麥和棉花種植面積和谷草比,石元春率領的團隊估算出我省年秸稈總量為4881萬噸左右。“扣除40%還田量和15%的其他用途,如果用45%的秸稈來生產生物質燃料,全省每年就可以得到2000萬噸以上的生物質燃料。”石元春表示,按照獲得的熱量計算,這些生物質燃料完全可以替代1400萬噸標準煤。
那么為什么收不上來呢?是對農民不合算嗎?石元春給出如此測算結果:取暖季每戶每天燒秸稈生物質燃料約20公斤,其他季節每天約6公斤,一年4噸足夠。與燒煤相比,每年至少節省1600元。如加上賣秸稈的600元至800元,每年可節省2000元以上。
看上去既環保又省錢的新技術,為什么對農民吸引力不大呢?“機械化程度低是秸稈難以回收的一個重要原因。”楊小亮分析,秸稈收集、裝車、運輸沒有三個勞力難以操作。三人每天僅能收集3至5畝,在不足十天的收割季節里,很難將大量秸稈完全回收到田間地頭。“如此高勞動強度、低性價比,使得農民對此興趣不大,難以與在外打工相比,因此他們寧可每畝地花上六七十塊錢進行秸稈還田。”
為破解秸稈回收難題,楊小亮嘗試向農民推出以秸稈換燃料的方式。以李素格家為例,她家一共種了5畝地,如果直接回收秸稈,最多能掙500塊錢。可如果交到壓塊廠,2噸秸稈就可以換1噸燃料,那么5畝地可以換2.5噸燃料,差不多夠一冬天燒。“這提高了一部分農民回收秸稈的積極性。”不僅如此,楊小亮對加工廠采取“以秸稈壓塊抵頂一半設備款”的支持舉措,而加工廠也開始探索建立市場化運作模式,培養了一些秸稈收集經紀人,擴大了秸稈收集半徑。
不管怎樣,這些方法仍然是杯水車薪。“有些經濟條件好的地方,連一斤都收不上來。”楊小亮建議,作為一項可有效禁燒秸稈的環保舉措,政府應出臺相關政策在全省大力推廣生物質燃料技術,并通過行政力量和資金調節支持解決秸稈回收難題。
楊小亮認為,目前鼓勵土地向種田大戶流轉的政策,可以促進種田大戶向規模化、集約化發展,這將有利于規模化收集秸稈。“三五畝地的零星收入不會讓農民動心,但動輒成百上千畝的收入,對于種田大戶來說,一定會產生吸引力。”
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