辽宁省生物质燃料锅炉主要类型及供暖成本分析

赖晓璐，周腰华，王兴伟，李宗泽，潘荣光，安景文

（辽宁省农业科学院，辽宁沈阳 110161）

辽宁省生物质燃料锅炉主要类型及供暖成本分析

赖晓璐，周腰华，王兴伟，李宗泽，潘荣光，安景文

（辽宁省农业科学院，辽宁沈阳 110161）

通过对辽宁省生物质燃料锅炉应用的实际情况进行专题调研，明确了辽宁省生物质锅炉主要类型：农用炊事采暖烧炕炉、生物质成型燃料热风炉、生物质成型燃料热水锅炉、农作物秸秆打捆直燃锅炉。不同燃料锅炉供暖成本分析表明：生物质燃料锅炉具有低成本、安全性和环保优势。

生物质燃料；供暖；成本分析

辽宁省具有丰富的农作物秸秆资源，2016年，全省农作物秸秆总产量3340万t，综合利用率83%。由于北方气候特点，冬季供暖燃料消耗量大，煤炭作为主要能源严重污染环境，农作物秸秆作为清洁能源成为重要的补充甚至替代供暖燃料。目前，辽宁省生物质锅炉供暖多以试点推广示范项目形式，由政府投入补贴资金运行。即在试点乡镇安装新型秸秆供暖锅炉，燃料选取试点乡镇附近田里压缩打包成捆的玉米秸秆或农作物秸秆加工成型颗粒。近日，课题组成员会同有关专家，赴辽宁省沈阳、铁岭、朝阳等地进行了生物质燃料锅炉应用情况专题调研。

1 生物质锅炉主要类型

辽宁省生物质能源综合利用相关设备研发与生产的企业比较多，如辽宁鑫能机械设备制造有限公司、辽宁合百意生物质技术开发有限公司、辽宁现代农机装备有限公司、沈阳圣火生物科技锅炉有限公司等，产品涵盖生物质成型燃料生产、加工、应用、燃烧等整个产业链中的全部设备，推进了辽宁省生物质新能源的开发与利用。

1.1 农用炊事采暖烧炕炉

集炊事、采暖、烧炕与一体，尤其适合北方农村，燃料广泛，生物质成型燃料、煤炭均可作为燃料，采用气化燃烧方式，燃烧充分，节能环保，热效率高，采暖速度快，炊事火力强度达，比传统炉具节约能源40%，燃料用量为1.2 kg／h，产品重量58 kg。如辽宁合百意生物质技术开发有限公司（锦州）生产的采暖炊事生物质炉具。

1.2 生物质成型燃料热风炉

由燃烧室、二次燃烧室及涡旋换热器组成，以生物质颗粒为燃料，高温燃烧，低温换热，烟气与空气你想换热，热风输出温度高，烟气排出温度低，能耗低，热效率高，同比燃煤热水炉节能40%，高自动化，节省人工80%，每加热1 t洗浴热水12.5元，远低于外购温泉水。可广泛的应用于农村蔬菜大棚、车间冬季供暖、粮食烘干等领域。如辽宁鑫能机械设备制造有限公司生产的涡旋换热生物质燃料热风炉。

1.3 生物质成型燃料热水锅炉

采用生物质颗粒成型燃料，电脑全自动控制，点火、送料、引风、鼓风、保火、保温、排渣全自动化，适用于企业厂房、办公楼集中供热、洗浴、温室大棚种植、别墅、养殖和民用供暖。如由能源管理公司（辽宁物源生物燃料有限公司）负责投资全套（除锅炉房土建）生物质能源锅炉设备及改造、生物质能源、运营管理，按约定的价格向客户提供能源服务并收取费用。

1.4 农作物秸秆打捆直燃锅炉

采用玉米等农作物打捆秸秆作为燃料，与生物质颗粒燃烧锅炉相比，其最大优势在于秸秆、菌棒等生物质直接使用，无需再耗能将秸秆加工为成型燃料。可广泛用于农村农户采暖、大棚生产和企事业单位集中供暖。采用此种燃料锅炉包括采用玉米秸秆贫氧倒置层燃技术的抚顺生产的“三省”生物质锅炉；承德市本特生态能源技术有限公司生产的秸秆打捆直燃锅炉；辽宁众缘锅炉制造有限公司研发的节能环保秸秆燃料专用锅炉。目前在辽宁省内适用范围较广泛，包括朝阳县贾家店农场政府和种子公司、铁岭县熊官屯镇政府、蔡牛镇政府、昌图县两家子农场等。

2 生物质与其它燃料锅炉供暖成本对比分析

2.1 基本情况

目前传统的燃煤锅炉因污染环境将逐步被新的采暖方式所取代，单一以燃煤为热源的格局已经改变。天然气和打捆秸秆、秸秆成型颗粒等生物质均可作为锅炉燃料提供热源。根据锅炉类型不同，采用的燃料不同，供暖成本相差较大。为了便于比较使用不同燃料的供暖成本，这里根据不同的供暖需求主体进行简单划分：农户和农业生产、企事业单位集体供暖两个类别分别进行分析。

2.2 供暖成本分析

2.2.1 农户供暖成本对比分析

调查中农户供暖采用普通炉具、三省CSS-100型供暖锅炉、合百意炉灶三种类型。分别使用烟煤、农作物打捆秸秆作为燃料。为了更便于体现不同燃料的使用成本，计算农户供暖总成本均包含燃料成本、电力成本（这里暂不列入锅炉或炉具成本）。供暖周期计算为150 d。调查中显示，农户采用生物质锅炉取暖，使用农作物打捆秸秆作为燃料，单位成本最低只有10.8元／m2，最高不超过12元／m2。而使用烟煤作为燃料的农户供暖成本最高达到22.2元／m2，是使用生物质燃料成本的2倍。

2.2.2 农业生产、企事业单位集体供暖成本对比分析

农业生产（大棚）、企事业单位集体锅炉供暖总成本构成包括燃料成本、人工成本、电力成本（这里暂不列入锅炉或炉具成本）。使用不同燃料锅炉供暖成本如表2。调查涉及锅炉及型号分别为三省 CSS-500型、三省 CSS-1000型、三省CSS-1500型、铁岭众缘2T、铁岭众缘6T、承德本特RM03-2、承德本特 RM40、沈阳清华锅炉20T（物源企业改造）、燃煤改造锅炉。

农业生产、企事业单位集中供暖使用生物质燃料供暖单位成本分别为：使用打捆秸秆为21.1～31.7元／m2，使用玉米秸秆成型燃料为30.9元／m2，使用花生壳成型燃料（压块）为25.2元／m2。其中，使用三省生物质锅炉供暖单位成本最低为25.9元／m2，供暖面积可达500～1 200 m2。打捆秸秆燃料单价明显低于玉米秸秆成型燃料（颗粒）和花生壳成型燃料，但是玉米秸秆成型燃料（颗粒）和花生壳成型燃料锅炉供暖面积较大。

按照近年来煤炭采购平均价格，使用煤作为燃料供暖单位成本为32元／m2。虽然煤热值高于生物质燃料，但其作为燃料供暖单位成本明显高于生物质燃料锅炉，燃烧排放物对环境的污染也要远远大于生物质燃料，且煤炭为不可再生能源，未来价格趋势也不会降低。

使用天然气作为供暖燃料，计算单位成本为：天然气燃气费为2.5元／m3（调研地燃气收费标准），采用燃气采暖炉供暖平均消耗0.7 m3／h的气，以烧15 h／d、采暖期150 d计算，燃气采暖炉供暖的单位成本为39.4元／m2。天然气在3种能源中热值最高，且对环境无污染，但目前供暖单位成本最高，也属于不可再生资源。

表1 生物质颗粒燃料锅炉参数和其它燃料成本经济性对比（农户）

表2 生物质颗粒燃料锅炉参数和其它燃料成本经济性对比（集中供暖）

3 小结

3.1 生物质燃料具有低成本、安全和环保优势

通过生物质与其它燃料锅炉供暖成本进行比较分析，生物质燃料无论从经济性、节能环保方面都明显优于其它燃料锅炉。煤作为锅炉供暖燃料具有热值高、易于运输和存储等优点。但是与生物质燃料相比，煤炭属于不可再生资源，而玉米等农作物秸秆、生物质颗粒作为锅炉能源属于可再生资源，如果加上资源成本，煤炭在成本上就不具有绝对的优势。天然气与生物质同样作为清洁能源，热值高，无污染，但是由于其不可再生，使用成本较高。另外，由于煤燃烧后产生的二氧化硫、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物等会造成局部空气污染，而生物质没有运输过程中的燃料损失和煤尘等污染物排放，可增加安全性和减少相应的环保费用。生物质成型燃料清洁卫生，投料方便，将减少工人的劳动强度和用于劳动力方面的成本。

3.2 生物质燃料锅炉能够满足不同供暖需求

生物质燃料锅炉采用燃料类型能够适用于不同供暖用户需求。首先，生物质燃料锅炉能够满足环保需求。将玉米秸秆、稻草、稻壳等农林废弃物作为原料，粉碎后经过专用生物质加工机械高温高压压缩成优质的生物质清洁燃料，成型后为颗粒燃料、燃料块或燃料棒，其燃烧值可达3 700～4 500 kCal／kg，燃料在燃烧过程中，不使用任何添加剂，燃烧后排放物完全符合环保标准，秸秆灰渣可以做有机肥辅料或直接还田，无二次污染。其次，生物质燃料锅炉经济性较高，同时能满足不同供暖用户需求。锅炉应用人工成本较低，使用打捆秸秆作为锅炉燃料综合成本较低。打捆秸秆作为锅炉燃料普遍适用于农户、农业生产、小型企事业单位供暖，特别是三省CSS-100型生物质锅炉对农户供暖面积100 m2以下综合成本低，经济性较高。使用秸秆颗粒燃烧模式的炉具（锅炉、炊事采暖炉具等），与秸秆直燃相比，由于采用的是气化燃烧方式，燃烧效率相对较高，但由于需要二次耗能将秸秆加工为成型颗粒燃料，单位成本高于打捆秸秆，因而使用此种燃料锅炉供暖综合成本高于打捆秸秆燃料锅炉。但秸秆成型燃料运输便利、易储存、热值高，可供暖面积远大于其它燃料锅炉，因此能够满足大型企事业单位生产和生活供暖需求。

3.3 秸秆能源化相关技术仍需不断完善

随着生物质燃料日渐成为秸秆能源化利用的重要方式，相关技术仍需不断完善。农作物秸秆作为生物质锅炉燃料，由于热值低于其它燃料，产生同样的热能需要更多的原料，因此需要提高生物质锅炉的热效率，降低燃料成本和人工成本，增强其使用的经济性。生物质燃料燃烧可做到SO2零排放，仅有氮氧化物颗粒排放，在实际应用中应配备相关除尘设备并不断提高烟尘除尘率。对于农户储存打捆秸秆的不便利问题，可以将秸秆加工成秸秆煤进行置换，由于成型后的燃料颗粒体积小、比重大、密度大，更便于加工转换、储存、运输与连续使用。在农村进行生物质节能炉灶示范，引导农民转变传统的秸秆直燃方式，促进秸秆能源清洁利用。

［1］ 王永明，蒋振山，朱小宁.我国秸秆能源化利用的瓶颈及解决思路［J］.节能与环保，2009（12）：13～15.

［2］ 王力力.燃煤锅炉替代方案及各种燃料供暖成本分析［J］.能源与节能，2017（1）：70～72.

［3］ 杨麟，王杨.工业锅炉清洁能源替代（煤改气）现状分析与建议［J］.工业锅炉，2017（4）：29～32.

［4］ 耿春梅，陈建华，王歆华，等.生物质锅炉与燃煤锅炉颗粒物排放特征比较［J］.环境科学研究，2013，26（6）：666～671.

［5］ 王建伟，徐琳，赵明海，等.生物质锅炉的应用实践［J］.工业锅炉，2013（4）：46～48.

S216.2

B

1002-1728（2017）06-0060-03

10.3969／j.issn.1002-1728.2017.06.013

2017-11-28

国家农业科技创新联盟协同创新项目；国家玉米产业体系项目（CARS-02-46）；辽宁省社科联项目（2018lslktwt-003）

赖晓璐（1980-），女，硕士，助理研究员，从事农村经济研究工作。E-mail：xiaolulai＠sina.com通讯作者：周腰华（1979-），男，湖北红安人，博士，副研究员，从事农业经济理论政策研究。E-mail：cnzhyh＠163.com潘荣光（1977-），男，黑龙江绥滨人，硕士，副研究员，从事农业经济研究。E-mail：prguang＠126.com安景文（1964-），男，辽宁法库人，研究员，从事植物营养与肥料研究。E-mail：Jingwenan＠126.com