【摘要】秸稈打捆直燃鍋爐供熱是將秸稈在田間打包后直接送至鍋爐燃用，實現(xiàn)從田間到灶頭無縫銜接，減少秸稈二次加工和轉運環(huán)節(jié)，燃料成本低，而且秸稈直燃鍋爐的熱效率達80%以上。秸稈能源化是利用農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)再利用的一條主要途徑，也是秸稈高值化利用的主要方向，與生態(tài)環(huán)保、能源替代優(yōu)化息息相關。本文通過對鐵嶺順鑫熱力有限公司供暖實踐進行總結提煉分析對比優(yōu)勢和運營模式，提出未來的發(fā)展方向和對策。

【關鍵詞】秸稈打捆；直燃供暖；清潔能源；可再生資源；碳核算

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.04.047

Research and Analysis on the Benefits of Straw \"Baling Direct Combustion\" Heating Mode

ZHAO Manli1， ZHOU Zhensheng2

（1.Liaoning Inspection， Examination Certification Centre， Shenyang 110036， China； 2.LiaoningAgricultural Development Service Center， Shenyang 110034， China）

Abstract： Straw bundling direct combustion boiler heating is the process of packaging straw in the field and directly sending it to the boiler for combustion， achieving seamless connection from the field to the stove， reducing the secondary processing and transportation of straw， reducing fuel costs， and achieving a thermal efficiency of over 80% for straw direct combustion boilers. The energy utilization of straw is a main way for the recycling and reuse of agricultural waste， and it is also the main direction for high-value utilization of straw， which is closely related to ecological protection and energy substitution optimization. This article summarizes and analyzes the heating practices of Tieling Shunxin Thermal Power Co.， Ltd.， compares its advantages and operating models， and proposes future development directions and strategies.

Keywords： straw bundling； direct combustion heating； clean energy； renewable resources； carbon accounting

2023年中央一號文件提出，發(fā)展農(nóng)村可再生能源。秸稈就是可再生資源，能源化利用在農(nóng)村地區(qū)應用中大有可為，也迎來了新的發(fā)展機遇。秸稈是被放棄不被重視的生產(chǎn)剩余物，秸稈能源化利用是農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)再利用的一條主要途徑，也是秸稈高值化利用的主要方向，與生態(tài)環(huán)保、能源替代優(yōu)化息息相關。

農(nóng)作物秸稈含碳量在40%以上，其能源密度為14.0～17.6兆焦/千克，約2噸秸稈的熱值與1噸標準煤熱值相當。秸稈能源化利用途徑主要有直接燃燒和能源化利用技術兩種。直接燃燒是農(nóng)作物秸稈最基本、最傳統(tǒng)、最直接的利用方式。秸稈能源化利用技術主要包括秸稈打捆直燃、壓塊成型燃料、秸稈氣化、熱解炭氣聯(lián)產(chǎn)、沼氣/沼氣工程/規(guī)模化生物質天然氣、纖維素乙醇等，由固態(tài)-氣態(tài)-液態(tài)的能源利用渠道，可有效替代化石能源，溫室氣體排放僅為煤炭的1/10～1/7，顯著減少溫室氣體、二氧化硫和顆粒物排放，具有良好的生態(tài)、社會和經(jīng)濟效益。本文以秸稈打捆直燃案例為例，重點分析研究能源化利用并提出未來能源化發(fā)展方向[1]。

1鐵嶺順鑫熱力有限公司

鐵嶺順鑫熱力有限公司是鐵嶺縣腰堡鎮(zhèn)的一家民營供暖企業(yè)，主要負責全腰堡鎮(zhèn)的集中供暖。鐵嶺縣腰堡鎮(zhèn)全鎮(zhèn)區(qū)域面積110平方千米，耕地面積7.9萬畝（1公頃=15畝），年產(chǎn)秸稈3萬噸。2021年10月，該公司在腰堡鎮(zhèn)安裝了4臺6噸秸稈打捆直燃鍋爐，總投資600萬元，供暖面積30萬平方米，供暖對象是學校、法院、居民、醫(yī)院等。

順鑫熱力供暖公司作為運營管理主體，有多年供暖的實踐經(jīng)驗，結合秸稈的收集、運輸、貯藏和使用，探索出企業(yè)+合作社的運管模式。秸稈直燃鍋爐的運行、管理、取暖費收取由供暖公司負責；鍋爐日常維修、維護由生產(chǎn)廠家（遼寧眾緣節(jié)能鍋爐有限公司）負責；秸稈打捆、運輸、貯藏由鐵嶺縣新臺子鎮(zhèn)緣眾清潔能源專業(yè)合作社負責簽約供應。合理兼顧了各方職責和利益，實現(xiàn)了政府、企業(yè)、用戶互利共贏。

該項目2022年一個供暖季的秸稈總用量為1.8萬噸，大約可利用3.6萬畝地產(chǎn)生的秸稈。燃料費用一個取暖季比燃煤節(jié)省270萬元，節(jié)支約43%。平均每天節(jié)省約1.79萬元，即完成了燃煤替代，同時達成了減排固碳、生態(tài)環(huán)保的目的。

2對比優(yōu)勢

2.1與煤比較

一是秸稈收獲期與供暖期時間完全吻合。10月份農(nóng)作物收獲，11月份開始供暖，秸稈經(jīng)過1個月的晾曬，含水量剛好能夠滿足秸稈直烯鍋爐的燃料要求。二是應用廣泛，可用于縣域以下一、二、三產(chǎn)業(yè)所有供暖、供氣用燃煤鍋爐使用。三是建設和運維省錢省力，低成本投入，高收益回報，可獨立運行。四是與秸稈能源化其他技術相比，節(jié)約了二次耗能和人工成本，省時省力，簡單便捷。五是就地就近分散式利用，規(guī)避了秸稈密度小，不利于遠距離運輸?shù)谋锥恕Ａ翘岣吡私斩捑C合利用途徑和利用率，降低了農(nóng)村秸稈露天焚燒、環(huán)境污染、亂堆亂放和安全隱患等問題。

2.2與電、氣比較

一是秸稈打捆直燃集中供暖設備投資成本低，供暖1萬平方米使用的2噸直燃鍋爐投資大概是30萬元，而如果以電化、氣化供暖，1萬平方米基礎設施、取暖設備一次性投入在100萬元以上。二是經(jīng)濟性價比高。秸稈打捆直燃集中供暖一個采暖季每平方米供暖成本為18～22元。如果用電取暖，據(jù)測算，每80平方米每小時需要消耗5.6度電，一個采暖季耗電量為：5.6度×12小時×150天=10080度。按照每度電0.5元計算，80平方米一個采暖季采暖成本達到5040元，平均每平方米63元。三是電化、氣化取暖耗能量大且集中，容易造成電荒氣荒問題[2]。

3運作模式

我省秸稈打捆直燃集中供暖的方式經(jīng)過多年、多主體探索，總結出三種運行模式。一是企業(yè)為主的運作模式。由企業(yè)和政府兩方面共同投資，企業(yè)占比超過50%，作為運營主體，負責專業(yè)化運營。企業(yè)根據(jù)自身業(yè)務實際，可自行收集燃料，也可與當?shù)剞r(nóng)業(yè)合作社簽約供應秸稈。我省先后將鐵嶺順意熱力公司、遼寧北方藍天公司、遼寧美加凈公司、沈陽光大環(huán)保有限公司引入到秸稈供暖行業(yè)中來，實行企業(yè)化運作，規(guī)避政府風險，保證項目持續(xù)運行。二是由當?shù)睾献魃缲撠熯\行，合作社負責收集秸稈并供暖。三是由政府或企業(yè)主體自己運行。

4經(jīng)濟效益對比分析

以每年11月到次年3月末為供暖周期，5個月計152天，以1.4 MW（2噸/小時）秸稈打捆直燃鍋爐和燃煤鍋爐供暖經(jīng)濟性對比。秸稈打捆直燃供暖鍋爐和燃煤鍋爐設備投資相當，不計入計算。供暖1萬平方米的秸稈打捆直燃鍋爐和燃煤鍋爐運行成本對比一覽表見表1。

從表1可以看出，秸稈打捆直燃供暖鍋爐總運行成本是18萬元/萬平方米，燃煤總運行成本是20.55萬元/萬平方米（不含除硫費用），一個采暖期至少節(jié)省2.55萬元，兩者相比，秸稈打捆直燃供暖鍋爐總運行成本要略低于燃煤鍋爐，是農(nóng)村地區(qū)替代燃煤最經(jīng)濟的替代能源，并且秸稈替代燃煤符合國家“雙碳”要求[3]。

5發(fā)展建議

秸稈打捆直燃供熱要實現(xiàn)規(guī)?；茝V，仍面臨不少難題。一是秸稈打捆直燃鍋爐供熱的一次性投資較大，在金融策略及運行收益分配上，還需探索有效機制。二是環(huán)保政策與技術適宜性存在制約，此前的環(huán)保政策曾將生物質鍋爐供熱納入污染技術行列，雖然后續(xù)進行了修改，但仍導致技術發(fā)展受到一定制約，未能在窗口期進入城鎮(zhèn)區(qū)域供熱體系。同時，整個生物質供熱市場秩序剛剛形成，仍待進一步規(guī)范[4]。

5.1加大政策資金扶持力度

重點傾向農(nóng)村清潔供暖，不僅在集中供暖上加大扶持力度，更要在戶用供暖方面增加扶持。要整合大氣污染防治資金和地方秸稈綜合利用資金用于秸稈清潔供暖，有條件的地方引進社會資本參與農(nóng)村清潔供暖，可有力促進秸稈能源化利用，減少農(nóng)戶取暖設備支出。就集中供暖而言，天然氣、沼氣和熱解氣供暖費用較高，成型燃料與燃煤的供暖費用相差不大，而秸稈打捆直燃供暖成本比燃煤要低，目前可重點推動秸稈打捆直燃供暖技術和秸稈成型分散供暖技術[5]。

5.2優(yōu)化秸稈能源利用結構

綜合縣域以下國家“雙碳”政策要求和當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展狀況，有序推進打捆直燃、秸稈成型燃料、熱解炭熱聯(lián)產(chǎn)等生物質清潔炊事供暖技術，適量發(fā)展建設秸稈生物天然氣工程，并對其他的高值化能源利用技術開展研究。最終實現(xiàn)農(nóng)村散煤替代，低碳減排和技術儲備的利用結構。

5.3加強裝備和技術不斷創(chuàng)新

現(xiàn)有推廣的技術裝備僅能滿足當前形勢下低碳減排的要求，在不斷推進過程中，要加強與科研單位的合作，加強技術工藝成熟化、裝備系統(tǒng)化和智能化，提升能量轉化效率，降低單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本。創(chuàng)新高值化清潔燃料與生物基材料和綠色化學品聯(lián)產(chǎn)，減控污染物生成，提升附加值。

6結束語

目前農(nóng)村地區(qū)清潔能源短缺，特別是北方農(nóng)村地區(qū)清潔供暖需求大，從近期至中期看，仍需大力推進成型燃料、秸稈捆燒等清潔供暖供熱技術應用。但從長遠發(fā)展來看，秸稈高深技術加工，高附加值利用將會成為熱點和方向。秸稈能源化利用技術未來的發(fā)展方向是什么。筆者認為，秸稈類生物質是可以替代石油生產(chǎn)液體燃料和化學品物質的重要物質，從中長期來看，下一步利用方向是制取液體燃料及化學品；沼氣、熱解炭氣聯(lián)產(chǎn)等技術具有很大的減排固碳潛力，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村碳中和目標下也應加大發(fā)展力度。

【參考文獻】

[1]霍麗麗，姚宗路，趙立欣，等.秸稈綜合利用減排固碳貢獻與潛力研究[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2022，5（1）：349-359.

[2]李占濤.東北地區(qū)秸稈直燃鍋爐供暖調查分析[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學，2022（3）：82-83.

[3]劉曉飛.農(nóng)作物秸稈燃燒化利用價值分析[J].農(nóng)民致富之友，2019（8）：233.

[4]裴占江，劉杰，史風梅，等.東北地區(qū)秸稈打捆直燃供暖案例及效益分析[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2019（12）：111-113，118.

[5]周腰華，賴曉璐，潘榮光.玉米秸稈能源化利用：模式、問題與政策建議：基于遼寧省的調查[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學，2018（2）：41-44.

【作者簡介】

趙曼麗，女，1972年出生，高級農(nóng)經(jīng)師，學士，研究方向為農(nóng)村能源環(huán)保、薪酬管理、社會保險等。

周振生，男，1971年出生，正高級農(nóng)藝師，研究方向為農(nóng)村能源、生態(tài)農(nóng)業(yè)和秸稈綜合利用等。

（編輯：于淼）