我国秸秆成型燃料发展前景探析

余 玲 卞兆娟

全球气候变化及清洁能源发展是当今世界共同关注的焦点。近年来，随着我国农村经济的发展，农民对于传统生物质秸秆燃料的需求越来越少，每到夏收和秋收两季时，秸秆焚烧的现象屡禁不止，严重影响了气候环境，引发了大量的交通事故，而且浪费了大量的宝贵资源。秸秆成型燃料燃烧使用方便，排放的污染物少，是一种清洁高效的可再生能源，可广泛应用于中小型锅炉、热水炉、热风炉、取暖炉以及秸秆气化、发电领域。

1 我国秸秆成型燃料发展现状

我国秸秆成型燃料的发展已有20多年的历史。自1979年国家经济贸易委员会资助河南农业大学（原河南农学院）进行以秸秆为原料的活塞式棒状成型机研发开始，我国秸秆成型燃料的研究得到了初步发展。而这一时期的秸秆压块成型设备主要还是由颗粒饲料成型机改进设计变型而来，存在模块磨损严重、维修周期短、耗能高、适用性差等问题。

自20世纪末至今，随着化石能源价格的飙升和国际石油价格的不断上涨，煤资源的贮存量不断下降，各国政府意识到资源的重要性，纷纷把目光都聚集到投资新能源产业上。我国自2007年开始，出台了一系列政策，鼓励发展新能源产业。农业部2007年制定了《农业生物质能产业发展规划（2007－2015年）》，中国科学院2009年发布了《中国至2050年生物质资源科技发展路线图》。2011年国家启动了绿色能源示范县建设工作，秸秆成型燃料又成为这个重点项目的主要应用技术之一。在这种大背景下，秸秆成型燃料的发展地位得到了大大的提高，市场供给能力及需求得到了快速提升，大规模的发展趋势又再次来临。

目前国内秸秆成型机进入市场较多的有三类。第一类是颗粒燃料成型机，这类设备大多数技术还是沿用饲料环模加工技术，主要应用于木质原料的加工，现已很少用于秸秆成型的加工，原因是秸秆粉碎耗能高，成型耗能也高，成型燃料应用范围窄。第二类是环模成型机或是平模成型技术。环模又分为立式环模和卧式环模，这是我国自主创新的设备，主要应用于加工秸秆成型燃料。因为秸秆是所有生物质中含有非金属氧化物最多的原料，加工中磨损快、难粉碎、耗能高，因此一般采用环模及平模技术，将秸秆加工成直径30 mm或横截面30 mm×32 mm左右，长度5～30 mm的块状或棒状燃料。这类机型是目前的主流机型，技术也较成熟，成本低廉，被大多数秸秆成型燃料加工厂商所接受。第三类是棒状冲压成型机。该机型既可用于木质燃料的加工，又可用于秸秆成型燃料的加工，也可用于两者的混合料加工，此类机型加工的成型燃料密度大、直径大，多用于壁炉及大型的生物质锅炉。

总体来看，目前我国的秸秆成型燃料设备的技术原理比较先进，成本低廉，百姓易接受；但运行能力不高，管理不规范，缺乏支持政策，在全国范围内，还处于研究示范试点阶段，规模化和市场化程度较低，推广速度缓慢。

2 发展中存在问题

2.1 设备、技术问题

（1）虽然目前我国秸秆成型机的发展已初具规模，但要真正实现产业化，还有一些技术障碍亟待解决。表现为：①大部分机组可靠性能差，运行不平稳，易损件使用寿命太短，维修和更换不方便。环模成型机的成型机构和喂入机构磨损太快，成型产品加工质量不高，密度较低，表面易开裂，运输及贮存过程中易破裂。颗粒成型机耗能高，生产环境差，产量低。棒状冲压成型机能耗高，冲压头磨损快。②成型机含水率控制难度大，用户不易掌握成型密度。③成型机生产效率低，成型料出机温度难控制。夏天磨腔温度易过高，成型料出机密度低；冬天温度低，磨腔温度低，成型料难出机，导致无法正常生产，产量不稳定。

（2）秸秆成型燃料在应用过程中存在结渣和腐蚀的问题。秸秆中含有较多的氯、钾、钙、铁、硅、铝等成分，这些元素特别是氯和钾的存在，使得秸秆成型燃料在锅炉内燃烧时，当炉温达到一定温度后，部分金属和非金属氧化物熔化，和未燃烧尽的燃料混合在一起易形成结渣，妨碍空气进入炉膛。同时，由于秸秆中存在氯元素，锅炉的受热面易存在氯腐蚀的问题，这是秸秆成型燃料锅炉应用存在的最主要问题。

2.2 秸秆原料供应问题

秸秆供应具有季节性、分散性的特点，不利于秸秆成型燃料的工业化生产。建议采取分散设点加工及就地使用和集中调配使用的方法。

2.3 设备配套问题

由于秸秆成型机对原料的含水率要求较高，而成型设备自动化程度低，粉碎、进料和包装设备没有形成配套的生产线，工作时原料往往达不到生产用量。建议在研制和生产秸秆致密成型设备的同时，要配套相应的粉碎和含水率智能检测控制设备。

2.4 产业发展不成熟

我国秸秆成型燃料产业的发展还处于初级阶段，原料和产品的价格还处于议价交换阶段，秸秆收储与加工的机械化程度差别较大，成型燃料和设备的生产没有统一的标准和检测手段，成型燃料的使用对象以热水炉、小型户用生物质炉具、热风炉为主，技术研发投入不足，成型燃料加工以个体私营为主，缺乏规模化运作及管理意识，抗风险性较差。这些问题的存在严重制约着秸秆成型燃料产业化的发展。

2.5 政策引导力不足

目前，虽然国家出台了一些促进生物质成型燃料发展的政策，但其引导作用还未完全体现出来，政策补贴的方法还不成熟，国家监督体制还不完善，从而导致了成型燃料产业化发展进程缓慢。

3 秸秆成型燃料发展前景及发展方向

农作物秸秆是我国农村重要的能源资源，生物质成型技术的优点是环保性和良好的经济性。可以预见，随着该技术一些关键问题的解决，全社会保护自然生态环境意识的日益加强和国家相应配套政策的出台，秸秆成型燃料的市场覆盖率将逐渐扩大。

（1）秸秆成型燃料规模化应用将成为我国农村开辟新能源的重要途径。它将从根本上解决秸秆焚烧和浪费问题，满足农民对优质能源的大量需求。随着秸秆成型燃料技术研究的深入和农村高品质能源需求的增加，其技术规模化程度必将逐渐加大，必将促进秸秆成型燃料快速向产业化和商业化方向发展，并因此为社会提供更多的就业机会。

（2）秸秆成型燃料的规模化应用是对我国能源短缺的补充，是改善农村居民生活环境的有效途径，可以有效提高农村居民的生活质量，保护农业生态环境，增加农民的经济收入。研究秸秆成型燃料规模化技术，不仅可以满足国民经济发展对能源利用的需要，而且对于改善以煤炭为主的能源结构，缓解能源生产和使用造成的环境污染，弥补化石能源的不足，保障能源供应安全，建立可持续的生物能源系统，保障我国经济的可持续发展都具有十分重要的意义。

（3）秸秆能源的高效转化可以解决我国农村秸秆焚烧污染及资源浪费问题。秸秆成型燃料规模化应用，是目前秸秆综合利用的最为现实有效的方法之一。同时必须清楚地认识到，由于多种因素的影响，加上我国秸秆致密成型装备的研究与制造起步较晚，短期内该技术还不能得到全面应用，今后还应在设备实用性、降低能耗、减轻磨损、原料适用性、系列化等方面下功夫，为大规模开发利用农村秸秆生物质能提供必要的技术储备。