莊永林

（大慶市新能源行業(yè)協(xié)會(huì)、大慶市經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)，黑龍江大慶163000）

　　摘要：堅(jiān)持發(fā)展非化石能源與化石能源高效清潔利用并舉，逐步降低煤炭消費(fèi)比重，提高天然氣消費(fèi)比重，形成與我國(guó)國(guó)情相適應(yīng)、科學(xué)合理的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略提出的目標(biāo)。秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)化，可以實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)出19，200億Nm3可燃?xì)猓瑴p少二氧化碳排放15.15億噸/年，有效補(bǔ)充天然氣需求缺口。低溫?zé)峤饧夹g(shù)以其技術(shù)先進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量高，單位產(chǎn)量投資少，單臺(tái)設(shè)備產(chǎn)量大，生產(chǎn)成本低等技術(shù)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，使秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)化成為可能。秸稈燃?xì)獍凑盏陀谔烊粴鈨r(jià)格30%銷售，市場(chǎng)規(guī)模37，800億元/年，拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)收益和節(jié)約進(jìn)口成本等所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值在2萬億元以上。鑒于秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)的政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義，應(yīng)該上升為國(guó)家戰(zhàn)略。

　　一、低溫?zé)峤饨斩捜細(xì)猱a(chǎn)業(yè)化的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

　　秸稈燃?xì)馐侵赣弥参锝斩?，包括農(nóng)作物秸稈，果樹、綠化樹木剪枝，蒿草等所有植物廢棄物，采用工業(yè)方式制備燃?xì)猓ú煌谡託猓?，作為燃料使用。因其在加工的過程中去除了焦油、二氧化碳等污染組分，產(chǎn)出的燃?xì)鉃榍鍧崥怏w，比天然氣潔凈，屬于加工產(chǎn)品和清潔能源。

　　秸稈燃?xì)獾纳a(chǎn)技術(shù)目前有3種：發(fā)酵技術(shù)、裂解技術(shù)、熱解技術(shù)。發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)出的為沼氣，問世時(shí)間最長(zhǎng)。在沼氣生產(chǎn)方面投入資本保守估計(jì)萬億以上，其中包括企業(yè)投入，國(guó)家投入。參與者包括研究院所、學(xué)校、企業(yè)，沼氣制備燃?xì)饧夹g(shù)成熟。但是，由于其不能連續(xù)生產(chǎn)（投料、發(fā)酵、清渣時(shí)間無法產(chǎn)氣），占用土地過大，產(chǎn)氣時(shí)間不足生產(chǎn)時(shí)間的1/15，產(chǎn)量太低，無法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，消化秸稈數(shù)量微乎其微。同時(shí)，受溫度制約（溫度低于35℃無法發(fā)酵），全國(guó)各地基本無法全年生產(chǎn)。裂解技術(shù)，單位產(chǎn)量投資大，秸稈轉(zhuǎn)化率低（燃?xì)獬善仿实停?，不?jīng)濟(jì)。熱解技術(shù)采用控溫控氧的方式，對(duì)秸稈進(jìn)行熱解處理，產(chǎn)出秸稈燃?xì)?。熱解技術(shù)分為高溫?zé)峤夂偷蜏責(zé)峤鈨煞N。高溫?zé)峤饧夹g(shù)采用熱解床對(duì)秸稈進(jìn)行高溫?zé)峤庵茪?，該技術(shù)熱解溫度高，要加入煤助燃，燃煤產(chǎn)生污染。同時(shí)，該技術(shù)采用高溫，使秸稈70%以上燒掉了，因此，秸稈轉(zhuǎn)化率很低。低溫?zé)峤饧夹g(shù)采用立式熱解爐對(duì)秸稈進(jìn)行低溫?zé)峤庵茪?，可以使秸稈轉(zhuǎn)化率達(dá)到1:2，是沼氣轉(zhuǎn)化率的4倍。

　　低溫?zé)峤饧夹g(shù)是目前最先進(jìn)的秸稈制氣技術(shù)。一是秸稈轉(zhuǎn)化率高。低溫?zé)峤饧夹g(shù)因其低溫?zé)峤猓紵舻慕斩挷坏?0%，其余70%的秸稈熱解為燃?xì)猓瑢?shí)現(xiàn)了秸稈高轉(zhuǎn)化率，達(dá)到了1:2，即1kg秸稈可以制備2Nm3燃?xì)?。二是工藝流程縮短。低溫?zé)峤饧夹g(shù)4階段就完成了全部工序，而高溫?zé)峤庖?階段完成全部工序。工藝流程縮短的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了單位產(chǎn)量投資僅僅是高溫?zé)峤獾?/3。三是單臺(tái)裝置產(chǎn)量大。單臺(tái)熱解爐每小時(shí)產(chǎn)量3000Nm3，年產(chǎn)2760萬Nm3。這樣的大裝置產(chǎn)量是高溫?zé)峤庋b置無法達(dá)到的。四是全流程密閉化生產(chǎn)，零污染。生產(chǎn)過程全部密閉化、自動(dòng)化，無任何開放性節(jié)點(diǎn)。制備過程將焦油等污染組分全部去除，所產(chǎn)秸稈燃?xì)饨M分包含甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）、氫氣（H）。如果把沼氣定義為生物天然氣3.0版本，本技術(shù)就相當(dāng)于5.0版本，相對(duì)沼氣技術(shù)提高了2個(gè)檔次。

　　低溫?zé)峤饧夹g(shù)研發(fā)與應(yīng)用相對(duì)成熟。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于天然氣的需求逐年擴(kuò)大，同時(shí)國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上天然氣需求的發(fā)展，研究證明：秸稈制氣是補(bǔ)充天然氣缺口的有效途徑。2006年，我們完成了實(shí)驗(yàn)室研究和實(shí)證，為某國(guó)有農(nóng)場(chǎng)建設(shè)第一套生產(chǎn)裝置，所產(chǎn)秸稈燃?xì)夤?yīng)分場(chǎng)居民采暖、燒飯等作為燃料使用，裝置規(guī)模30萬Nm3/年。裝置完全達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，質(zhì)量、產(chǎn)量滿足用戶需求。2008年，又建設(shè)了第二套裝置，裝置規(guī)模50萬Nm3/年。2009年，再次建設(shè)一套700萬Nm3/年裝置。

　　低溫?zé)峤饧夹g(shù)物料采用秸稈顆粒而非秸稈，其優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)輸半徑擴(kuò)大，可以達(dá)到500km，方便運(yùn)輸，沒有超高超寬的運(yùn)輸條件制約。同時(shí)，工廠倉(cāng)儲(chǔ)壓力減輕，顆粒含水指標(biāo)穩(wěn)定均衡。秸稈在收割時(shí)，收割機(jī)已經(jīng)將秸稈粉碎，由專業(yè)的打包機(jī)打包。打包后的秸稈運(yùn)輸至田間地頭或者村屯做壓縮造粒，制成秸稈顆粒待經(jīng)紀(jì)人收購(gòu)。秸稈打包機(jī)、秸稈造粒機(jī)制造企業(yè)眾多，價(jià)格低廉，政府都給予70%的購(gòu)買補(bǔ)貼，農(nóng)民購(gòu)買積極性很高。制氣企業(yè)采用經(jīng)紀(jì)人收購(gòu)秸稈顆粒模式，按照需求及供應(yīng)彈性培訓(xùn)3倍數(shù)量的經(jīng)紀(jì)人，預(yù)留2/3的經(jīng)紀(jì)人在蓄水池，采用黑名單制保證原料的質(zhì)量、數(shù)量、價(jià)格的穩(wěn)定。運(yùn)輸車輛由經(jīng)紀(jì)人自備，工廠只需要按照供應(yīng)彈性按量收購(gòu)，日常儲(chǔ)備1周的物料作為極端條件下生產(chǎn)保證。

　　全國(guó)12億噸的秸稈和樹木剪枝，是難得巨大能源資源，也是巨大的環(huán)境危機(jī)。制備燃?xì)猓喈?dāng)于獲得了國(guó)產(chǎn)天然氣2.2倍的清潔能源，而單純進(jìn)行野外焚燒帶來的污染則會(huì)造成巨大的環(huán)境危機(jī)。國(guó)家已經(jīng)嚴(yán)令禁止秸稈焚燒，目的就在于推廣新技術(shù)，保護(hù)環(huán)境。即便如此，還是有人思想認(rèn)識(shí)跟不上，恣意妄為，全國(guó)每年都有因?yàn)槁短旆贌斩挾艿叫姓徒?jīng)濟(jì)處罰的案例。農(nóng)民和各級(jí)政府干部，為尋找秸稈消化途徑殫精竭慮。制備秸稈燃?xì)庠诩夹g(shù)、經(jīng)濟(jì)上的可行性，為秸稈消化提供了良機(jī)，彰顯了秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)化的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

　　二、秸稈燃?xì)獾膽?yīng)用途徑

　　秸稈燃?xì)馐且越斩掝w粒為原料加工制備的燃?xì)?，不是沼氣，屬于生物天然氣。秸稈燃?xì)獾慕M分包括甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）、氫氣（H）。熱值1400大卡左右。由于秸稈燃?xì)馐羌庸て?，比天然氣潔凈，因此，天然氣?yīng)用的領(lǐng)域秸稈燃?xì)舛伎梢愿采w。就目前國(guó)家能源結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，主要應(yīng)用途徑是以下幾個(gè)方向：

　　1.淘汰關(guān)停燃煤發(fā)電廠，實(shí)行煤改氣。2018年，國(guó)務(wù)院國(guó)發(fā)〔2018〕22號(hào)《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》，要求“制定專項(xiàng)方案，大力淘汰關(guān)停環(huán)保、能耗、安全等不達(dá)標(biāo)的30萬千瓦以下燃煤機(jī)組?！边@些不達(dá)標(biāo)燃煤發(fā)電機(jī)組的關(guān)停，將造成數(shù)千億元的資產(chǎn)滅失，數(shù)百萬的發(fā)電企業(yè)員工下崗轉(zhuǎn)崗。如果利用秸稈燃?xì)鈱?duì)這些機(jī)組進(jìn)行煤改氣改造，只需要對(duì)燃燒室進(jìn)行改造，改造費(fèi)用很低。

　　2.城市燃?xì)狻０ǔ鞘芯用癫膳仩t燃?xì)?、其他工業(yè)制熱燃?xì)狻⑸虡I(yè)服務(wù)業(yè)燃?xì)夂途用袢細(xì)?。以一座中等?guī)模的縣城為例，建設(shè)一個(gè)年產(chǎn)3億Nm3秸稈燃?xì)獾墓S，消化秸稈15萬噸，就可以基本滿足縣城全部工業(yè)、商業(yè)服務(wù)業(yè)和居民燃?xì)獾男枨蟆?/p>

　　3.壓縮、液化秸稈燃?xì)?。秸稈燃?xì)饪梢圆捎媚刚緣嚎s和冷凍液化的方式，縮小體積采用撬車和罐車的方式運(yùn)輸至遠(yuǎn)距離的用戶，滿足清潔燃料的需求。

　　秸稈燃?xì)獾纳a(chǎn)工廠建設(shè)采用“門對(duì)門”方式，在發(fā)電廠、城市附近建設(shè)生產(chǎn)工廠，無需長(zhǎng)途管道運(yùn)輸，降低了運(yùn)輸成本。同時(shí)，分散建設(shè)秸稈燃?xì)饧庸S也降低了秸稈顆粒供應(yīng)的運(yùn)輸成本。

　　4.利用制氣余熱建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。采用大棚方式，以工廠余熱采暖，棚內(nèi)溫度全年12個(gè)月均保證25度以上，以產(chǎn)氣凈化工序出來的水與有機(jī)肥混合液滴灌植物。棚內(nèi)種植芒果、菠蘿、小米芭蕉、火龍果等熱帶水果，供游客觀賞、采摘，做到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和旅游觀光兩不誤。此外，利用制氣時(shí)產(chǎn)生的草木灰，每年可制造7500噸的高檔有機(jī)復(fù)合肥，有效提高全國(guó)高標(biāo)準(zhǔn)肥料的供給、使用。

　　三、秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)化可有效保護(hù)環(huán)境

　　按照焚燒1噸薪柴排放二氧化碳1467-1833（kg)計(jì)算，年消化秸稈12億噸，就可以減少二氧化碳排放15.15億噸。這對(duì)于保衛(wèi)藍(lán)天，保護(hù)環(huán)境意義十分重大。

　　國(guó)務(wù)院《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》要求：到2020年，二氧化硫、氮氧化物排放總量分別比2015年下降15%以上；PM2.5未達(dá)標(biāo)地級(jí)及以上城市濃度比2015年下降18%以上，地級(jí)及以上城市空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)比率達(dá)到80%，重度及以上污染天數(shù)比率比2015年下降25%以上。秸稈露天焚燒已經(jīng)成為重要的環(huán)境污染源。秸稈制備沼氣以及其他綜合利用技術(shù)消化一些秸稈，數(shù)量微乎其微。低溫?zé)峤饧夹g(shù)因其大規(guī)模、低成本、無污染的先進(jìn)性，可以實(shí)現(xiàn)秸稈的有效利用。建設(shè)一個(gè)30億Nm3/年的制氣工廠，就可以把一個(gè)產(chǎn)糧大縣的150萬噸/年秸稈100%消化掉，這就從根本上解決了秸稈露天焚燒的污染源。

　　四、秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)化經(jīng)濟(jì)效益顯著

　　秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)化是一個(gè)巨大的市場(chǎng)，蘊(yùn)藏巨大的商機(jī)?？梢允?2億噸的污染源變?yōu)樨?cái)富，可以使秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)拉動(dòng)機(jī)械制造、服務(wù)、秸稈造粒等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的財(cái)富增加。同時(shí)，秸稈燃?xì)鈱?duì)于天然氣供應(yīng)不足是有益補(bǔ)充，可以減少對(duì)于國(guó)外資源的依賴。一個(gè)新產(chǎn)業(yè)的誕生，可以增加數(shù)百萬的就業(yè)機(jī)會(huì)，增加社會(huì)福祉。

　　1.全國(guó)年產(chǎn)秸稈和樹木剪枝等植物資源12億噸，采用低溫?zé)峤饧夹g(shù)可以制備秸稈燃?xì)?9，200億Nm3，銷售價(jià)格以低于天然氣30%計(jì)算，年銷售收入3.78萬億元。

　　2.余熱利用，有機(jī)肥銷售大約0.3萬億元以上。

　　3.以秸稈燃?xì)馓娲蕴P(guān)停發(fā)電廠燃煤，使這些發(fā)電廠得以存續(xù)，避免其資產(chǎn)滅失，數(shù)額也當(dāng)在數(shù)千億元。

　　4.秸稈燃?xì)庋a(bǔ)充上來，減少對(duì)于進(jìn)口天然氣的依賴，利于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

　　5.秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)化可以拉動(dòng)機(jī)械制造、運(yùn)輸、秸稈造粒等相關(guān)產(chǎn)業(yè)2萬億元的投入，這個(gè)投入所產(chǎn)生的就業(yè)機(jī)會(huì)、GDP增量、稅收增加是巨大的。

　　五、秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)化應(yīng)該上升為國(guó)家戰(zhàn)略

　　秸稈燃?xì)饽戤a(chǎn)19，200億Nm3，4萬億元的市場(chǎng)規(guī)模，應(yīng)該上升為國(guó)家戰(zhàn)略。

　　1.有利于國(guó)家能源安全。2030年，天然氣需求5000億Nm3，其中2500億Nm3需要國(guó)外進(jìn)口。一旦發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)、制裁、災(zāi)害等極端情況，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來的傷害和損失將是巨大的。所以用秸稈燃?xì)馓娲M(jìn)口天然氣十分必要。

　　2.有利于能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整。按照熱值計(jì)算秸稈燃?xì)庀喈?dāng)于3360億Nm3的天然氣，可以使天然氣在能源結(jié)構(gòu)占比提高17%，對(duì)于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。

　　3.資源是可再生、產(chǎn)量是均衡有保證的。植物秸稈年年有，產(chǎn)量是均衡、穩(wěn)定的，為秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)化提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，秸稈燃?xì)庠诋a(chǎn)品質(zhì)量、價(jià)格上具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

　　4.新興產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。秸稈燃?xì)馐莾r(jià)值巨大的新興產(chǎn)業(yè)，這個(gè)產(chǎn)業(yè)無需投入勘探開發(fā)成本，無需建設(shè)長(zhǎng)輸管道、無需建設(shè)LNG接卸港口倉(cāng)庫(kù)，這會(huì)節(jié)約數(shù)千億元的建設(shè)投資。同時(shí)，是把廢棄的污染物利用起來造就了這樣一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。

　　5.上升為國(guó)家戰(zhàn)略可以調(diào)動(dòng)各方面的積極性加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展。可以調(diào)動(dòng)企業(yè)、銀行、金融市場(chǎng)投資的積極性，可以調(diào)動(dòng)能源企業(yè)的建設(shè)積極性，可以調(diào)動(dòng)地方政府參與的積極性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)秸稈燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。