北方秸稈氣化在農村中的應用

許承杰

能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的物質基礎，掠奪性的使用石油、煤炭、天然氣，不僅加速能源危機的早日到來，而且環(huán)境污染也斷加劇，秸稈氣化項目的實施，可以實現(xiàn)再生能源的有序利用，保護生態(tài)環(huán)境，提高農村及小城鎮(zhèn)的用能品味。

目前北方農村生活方式以直接燃燒為主，耗能在冬季僅能滿足10℃左右的室溫，這種缺能有浪費能源的局面在農村仍然還很嚴重，大量生物質直接燃燒不僅染污了環(huán)境，而且也抑制了生態(tài)環(huán)境的改善，農村生活用能方式的改變，已是社會進步和發(fā)展的必然。

1 秸稈氣化能夠在農村實現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展目標

植物在生長過程中，太陽能通過植物的光合作用，吸收大氣中的co2產出02，生長期結束后，秸稈在缺氧的狀態(tài)下，加熱反應的能量轉移到可燃氣中，經用戶燃燒，吐出等量的co2 氣體，縱觀植物生長和燃燒的全過程，實現(xiàn)了對大氣co2 氣體零的排放，同時由于秸稈燃氣的原料是植物秸稈，成本較低，每個用戶（4口之家）每天用燃氣4～6m3，月費用為0.6～0.9元，相當于液化石油的三分之二，可降低用戶的燃氣費用，同時植物秸稈轉化畝可增效150元，相當于1畝玉米銷售的純效益。剩余秸稈轉化為飼料，可增加畜牧業(yè)的畜草量，促進畜牧業(yè)的發(fā)展，秸稈產業(yè)的發(fā)展不僅增加農村剩余勞動力的就業(yè)，也可帶動運輸業(yè)和其它產業(yè)的發(fā)展。

2 秸稈氣化基本原理

秸稈氣化就是秸稈在缺氧的狀態(tài)下加熱反應能量轉化的過程。秸稈原料進入氣化反應器～汽化爐后首先被干燥，然后隨著溫度的升高，其揮發(fā)物質析出并在高溫下熱解，熱解后的氣體和碳在氧化區(qū)與供入的空氣發(fā)生燃燒反應，產生二氧化碳和水蒸氣，燃燒生成的熱量用于上部的熱解干燥和下部還原區(qū)的吸熱反應，燃燒后的氣體經過還原層與碳層反應，生成含一氧化碳、氫氣、甲烷、碳氫化合物等成份的可燃氣體，經過除塵凈化系統(tǒng)，由真空壓縮機輸給貯存氣罐供給用戶。

3 秸稈氣化的工藝流程

秸稈氣化集中供氣采用了城市管道煤氣相似的輸送方法，以小城鎮(zhèn)或自然村為單位，一臺或多臺氣化設備聯(lián)合使用，建設一個集中氧化供應站，將氣化機組產出的燃氣經過降溫、除塵、除焦油等措施后變成潔凈燃氣，再由風機成真空泵輸送至儲氣罐，再經過管網送入用戶。

4 秸稈氣化的運行模式

秸稈綜合開發(fā)利用只有科技含量高的新技術，新成果才能提高秸稈綜合利用附加值，也就是說秸稈綜合利用只有走多層次的開發(fā)利用，才能形成產業(yè)化。一是產業(yè)鏈條必須有龍頭企業(yè)，秸稈綜合利用產業(yè)鏈條龍頭企業(yè)是秸稈氣化站，通過氣化站把農戶每天20～30斤的秸稈消耗降為4～6斤。二是農戶使用秸稈燃氣節(jié)省的大量秸稈可建設秸稈固化廠，將這些秸稈進行深加工。三是秸稈氣化項目投資較大配套項目較多，為了激發(fā)農戶的熱情，秸稈氣化采用股份合作方式，即農戶以勞低資，持有秸稈氣化公司的股份，使其參與公司的運營，降低運營成本，同時科研部門已技術入股的方式參與建設，確保工程建設質量。

5 秸稈氣化的社會效益

5.1推廣秸稈氣化技術，有利于提高農民生活質量，促進農村奔小康的進程。通過秸稈氣化技術，利用農村豐富的秸稈資源，以較低的成本向農民供應秸稈燃氣，做到了“兩人燒火，千戶做飯”，即改善了居住環(huán)境，又降低了勞動強度，實現(xiàn)村內少柴草，室內無煙塵的愿望。

5.2推廣秸稈氣化技術，有利于秸稈資源的綜合利用，實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。農民每年直接燃燒秸稈占全部秸稈總量的64%，大量的秸稈直接燃燒，不僅造成資源的嚴重浪費，也導致秸稈養(yǎng)畜、秸稈然掃后，還產生大量的co2 氣體和煙塵，造成空氣污染，而秸稈氣化技術可以有效解決這些問題。同時秸稈燃氣比傳統(tǒng)的直接燃燒熱效率提高近一倍，可明顯減小秸稈和森林資源的消耗，對退耕還林、天然林保護工程、控制水土流失，起到積極地促進作用。

5.3秸稈氣化技術應用于生產領域，有利于促進農業(yè)和農村經濟結構的調整。利用秸稈氣化技術供熱，可減少因燃燒造成的棚室內煙塵大，植物莖葉表面和土壤層污染而影響植物生長的弊端，可降低生產成本，提高經濟效益，同時秸稈氣化后的剩余物可作為植物生長所需的鉀肥，冷卻燃氣的熱水可作為洗浴的生活用水，秸稈氣化技術的推廣，植物秸稈將會被全方位綜合利用，實現(xiàn)經濟和社會效益的最大化。

6 秸稈氣化項目的經濟效益分析

經濟效益以年產2 100萬立方米氣體為基礎，總需投資913.08萬元，其中固定資產投資882萬元，建設期利息12.3萬元，產品銷售價格為0.2元每立方米，正常年平均收入420萬元，全部投資財務內部收益率為21.52%，年平均利潤總額為172.68萬元，投資利潤率為17.13%，投資利稅率為22.64%，投資回收期為5.38年。

6.1產品風險分析。秸稈燃燒技術已通過國家相關部門的驗收，已處于成熟期，產品質量過關，生產的燃氣可以滿足人們的炊事要求，效果較好。

6.2盈虧平衡分析。盈虧平衡點為年產142萬立方米燃氣即可保本，項目盈虧平衡點合理。

6.3敏感性分析。就經營成本、收入和投資的變化因素對內部收益率、投資回收期、財務凈現(xiàn)值的影響的敏感程度進行了分析，表明秸稈氣化收入的變化量較敏感，經營成本次之，投資變化不太敏感。

總之，秸稈氣化是高技術產業(yè)化示范項目，它的建設對提高農村能源的綜合利用及用能品位，凈化大氣環(huán)境，改善和提高農民的生活質量，促進生態(tài)農業(yè)都具有重要的推動作用，同時秸稈氣化項目的建設符合我國北方建設生態(tài)農業(yè)的產業(yè)政策，擁有良好的政策支持，項目的建設可有效改變農村臟、亂、差的現(xiàn)象，探索出一條農村向城市發(fā)展的跨越式的道路。