农村薪材与秸秆资源热电转化利用初探

2012-08-15刘鉴锋

绿色科技 2012年5期

刘鉴锋

（四川省南充市农牧业局，四川南充637000）

1 引言

在发展中国家的广大农村，燃烧薪材与秸秆是生活能源的主要获得方式，也是农村生物质能源利用的主要方式和途径。但这种传统燃烧方式，资源消耗量大，能源利用率低，容易造成环境污染和森林资源的严重浪费。我国有着丰富的生物质资源，开发利用好此类可再生资源有利于改善我国农村的能源结构，对我国的能源战略也可起到不可忽视的重要作用。

2 农村薪材与秸秆资源的利用现状

2.1 现阶段农村薪材与秸秆资源总量

我国是一个农业大国，生物质资源十分丰富，是世界上秸秆产量最高的国家，各种农作物秸秆年产量在7亿t左右，折合标准煤量约3.53亿t。全国林木总生物量约190亿t，可获得作为能源利用的薪材总量约3亿t。

2.2 薪材与秸秆资源利用的主要途径

在我国农村，仅一小部分秸秆用作肥料还田、工业原料和畜禽饲料；薪材消耗量占木材总消耗量的80%左右。秸秆和薪材很大部分被用来直接燃烧，作为生活中炊事和取暖用能。在我国广大农村，此类生物质资源基本处于高能耗、高污染状态。

3 薪材与秸秆资源热电转化利用的新途径

秸秆与薪材这类生物质资源，产量潜能大，覆盖面广，燃料来源充足，燃烧利用含硫量很低，已经被公认为是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源。

3.1 集中燃烧

全世界秸秆与薪材采取直接燃烧获能的局面长期难以改变。高效清洁利用此类资源，首要的是将秸秆与薪材集中起来燃烧生成热能以利规模利用。集中燃烧有利于改进产能工艺，有利于提高能源利用率；另一方面可以减少由于在田间地头大量焚烧、废弃所造成的污染，还可变废为宝，化害为利，集中处理燃烧中产生的烟尘和灰烬，彻底改变以往每家备柴房、每户修灶屋的乡村原始风貌，从而大大改善农村生产生活环境，提高农民群众生产效率和生活质量。

3.2 转化利用

利用锅炉和发电机把秸秆与薪材燃烧产生的热能转化为电能，笔者认为是薪材与秸秆资源利用的最佳途径。经测定，秸秆热值约为15 000kJ／kg，相当于标准煤的50%，其热值相当于0.492kg标准煤，也就是说每2t秸秆的热值相当于1t标准煤。在再生利用过程中，植物类生物质燃烧排放的CO2与其再生时吸收的CO2能够达到碳平衡，具有CO2零排放的作用，对缓解和最终解决温室效应具有潜在的贡献价值。秸秆与薪材燃烧发电是21世纪实现规模化应用唯一现实的途径，据估算，建设一个2.5万k W的以秸秆和薪材为原料的发电厂，每年需要消这类原材料20万t，按每吨收购价200元计算，可为当地农民直接增加约4 000万元收入，惠及农户近5万户，不失为发展农村经济，增加农民收入的重要举措。使用秸秆发电，还可节约不可再生能源，降低煤的消耗。煤炭开采特别是矿井开采具有较高的风险，且管理难度较大。农作物秸秆和薪材与其相比，不仅开采风险小，易管理，而且开拓了秸秆与薪材废物利用的新路子。

3.3 集约经营

集中燃烧获能模式可以统筹利用秸秆和薪材资源，在我国人均森林覆盖面积和耕地面积严重落后世界平均水平的国情下，薪材与秸秆资源相对较少，集约经营尤为必要。要通过不断提高发电技术水平，制定科学合理的薪材采伐制度和秸秆合理利用的科学规划，从而提高单位面积能源贡献率，真正实现可再生能源的绿色可持续发展。

4 对策与建议

4.1 烟尘与灰烬的利用和治理

国际能源机构的有关研究表明，秸秆和薪材的平均含硫量只有3.8%，而煤的平均含硫量约为1%。且秸秆和薪材低温燃烧产生的氮氧化物较少，除尘后的烟气不需进行特殊的脱硫处理，可直接通过烟囱排入大气。丹麦等国家的运行试验表明秸秆锅炉经除尘后的烟气不加其他净化措施完全能够满足环保要求。秸秆通常还含有3%～5%的灰分，这种灰分以锅炉飞灰和灰渣／炉底灰的形式被收集，其中含有丰富的钾、镁、磷和钙等营养成分，可用作农业上的高效肥料。