隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的持續(xù)加速，能源資源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題日益突出。加快生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用，開(kāi)辟新型能源供應(yīng)，對(duì)于緩解國(guó)家能源供需矛盾，減少化石能源消耗，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有積極的推動(dòng)作用。提高資源利用效率，發(fā)展可再生能源資源，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，保障國(guó)家能源安全，將成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略任務(wù)。
1、生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀及發(fā)展目標(biāo)
1.1生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀
截至2006年10月，黑龍江墾區(qū)應(yīng)用新型專利技術(shù)，建設(shè)了7處秸稈氣化集中供氣工程、3處大中型沼氣工程、3700戶戶用沼氣池、6套秸稈固化成型燃料機(jī)組、15套稻殼發(fā)電機(jī)組，建設(shè)總投資28400萬(wàn)元。秸稈氣化工程年利用作物秸稈5800t，可節(jié)約常規(guī)能源折合標(biāo)準(zhǔn)煤900t，直接受益農(nóng)戶2196戶。大中型及戶用沼氣工程年可處理畜禽糞便6萬(wàn)t，節(jié)約常規(guī)能源折合標(biāo)準(zhǔn)煤2200t，直接受益農(nóng)戶5100戶。利用秸稈固化成型技術(shù)生產(chǎn)秸稈固化燃料年可替代原煤4200t。稻殼發(fā)電機(jī)組總裝機(jī)容量達(dá)24800kW，年可利用稻殼21萬(wàn)t，年發(fā)電量4590萬(wàn)kW。應(yīng)用生物質(zhì)氣化、固化及稻殼發(fā)電技術(shù)，提供新型清潔能源，改善了傳統(tǒng)用能方式，提高了生活質(zhì)量和用能品位，降低了生產(chǎn)和生活成本，防止了畜禽糞便污染，既取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，也帶來(lái)了減少二氧化碳、二氧化硫、廢棄物等污染物排放的環(huán)境效益，為墾區(qū)節(jié)約能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境走出了一條新路。
目前存在的主要問(wèn)題，一是受傳統(tǒng)觀念影響，農(nóng)村能源開(kāi)發(fā)利用與墾區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)總體發(fā)展水平差距較大，資源潛力沒(méi)有得到有效開(kāi)發(fā)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈還沒(méi)有形成。二是生物質(zhì)能源技術(shù)及裝備處于較低水平，其可靠性和穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高。三是生物質(zhì)能源項(xiàng)目初始投資較大，比較效益低下，難以實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化、商業(yè)化運(yùn)作。
1.2發(fā)展目標(biāo)
“十一五”期間，黑龍江墾區(qū)大力推進(jìn)以生物質(zhì)為原料的氣化、固化、液化及發(fā)電工程建設(shè)，計(jì)劃建設(shè)40個(gè)生物質(zhì)氣化站，生物質(zhì)固化燃料年生產(chǎn)能力達(dá)到20萬(wàn)t、液化燃料5萬(wàn)t，裝備20臺(tái)套稻殼發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量4萬(wàn)kWh，建設(shè)2座生物質(zhì)直燃發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，裝機(jī)容量5萬(wàn)kWh。生物質(zhì)年利用量占一次能源消費(fèi)總量的8%，發(fā)電裝機(jī)容量占全國(guó)的2%。
富通新能源生產(chǎn)銷售的秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)專業(yè)壓制生物質(zhì)顆粒燃料。
2、開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能的優(yōu)勢(shì)與潛力
黑龍江墾區(qū)地處東北三江平原，總面積5.62萬(wàn)km2。其中，耕地面積220萬(wàn)km2，農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力433.6萬(wàn)kW，總?cè)丝?58.6萬(wàn)人，年糧食生產(chǎn)能力達(dá)1000萬(wàn)t，已成為國(guó)家重點(diǎn)商品糧基地和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地，因此，發(fā)展生物質(zhì)能源具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)與潛力。
一是資源優(yōu)勢(shì)。黑龍江墾區(qū)年可利用作物秸稈量達(dá)800多萬(wàn)t。2005年末，大牲畜存欄80.5萬(wàn)頭，生豬存欄174萬(wàn)頭，年畜禽糞便量達(dá)622萬(wàn)t。集約化、規(guī)模化生產(chǎn)為生物質(zhì)能利用提供了基礎(chǔ)保證。有效利用作物秸稈及畜禽糞便等生物質(zhì)能，可進(jìn)一步調(diào)整生產(chǎn)用能結(jié)構(gòu)、提高生活用能質(zhì)量、改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)民增收、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
二是機(jī)械化優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)代農(nóng)機(jī)裝備作業(yè)區(qū)已達(dá)到160個(gè)，大馬力作業(yè)覆蓋面積約900萬(wàn)畝，農(nóng)業(yè)綜合機(jī)械化率達(dá)到93%，農(nóng)機(jī)化總水平居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，機(jī)械化作業(yè)為生物質(zhì)收集利用提供了先決條件。
三是農(nóng)墾小城鎮(zhèn)建設(shè)優(yōu)勢(shì)。按照墾區(qū)“十一五”規(guī)劃，計(jì)劃將原有2000多個(gè)生產(chǎn)隊(duì)合并建成660個(gè)管理區(qū)，農(nóng)業(yè)職工全部集中居住，住宅全部實(shí)現(xiàn)磚瓦化。利用小城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施完善、服務(wù)功能齊全、信息便捷的優(yōu)勢(shì)，使更多的農(nóng)業(yè)富余勞動(dòng)力向小城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，壯大城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口規(guī)模，為生物質(zhì)利用提供了發(fā)展空間。
四是典型示范優(yōu)勢(shì)。在國(guó)家和省有關(guān)部門積極支持下，已建成多處大中型沼氣、秸稈氣化、秸稈固化、稻殼發(fā)電等生物質(zhì)能源示范工程項(xiàng)目，積累了豐富的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，為生物質(zhì)利用提供了技術(shù)支撐。
3.1.2可行性
發(fā)展大型沼氣工程及沼氣綜合利用，是解決墾區(qū)規(guī)模化養(yǎng)殖糞便處理、發(fā)展生態(tài)有機(jī)農(nóng)業(yè)的最有效途徑。充分利用畜牧業(yè)廢棄物生產(chǎn)清潔能源，可進(jìn)一步改善農(nóng)場(chǎng)職工生活條件，減少環(huán)境污染，探索和形成墾區(qū)“糧一畜一沼一肥一糧”的資源良性循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)新模式。
實(shí)踐證明該工藝在北方地區(qū)運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)氣效率平均高達(dá)0.6m3/( m3．d)，沼氣、沼渣、沼液應(yīng)用前景廣闊，具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，適宜在6000頭豬以上的規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)及集中居民區(qū)附近建設(shè)。
3.2秸稈氣化集中供氣工程
3.2.1工藝方案
推廣使用下吸式固定床氣化爐技術(shù)。下吸式固定床氣化爐具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠；(2)原料適應(yīng)性強(qiáng)；(3)氣化效率高；(4)熱裂解充分，焦油含量低。工藝流程示意圖如下。
3.2.2可行性
以往農(nóng)作物收獲以后，除少量的秸稈粉碎后還田用于飼料及燒柴外，其余全部在田間燒掉，造成資源極大浪費(fèi)，也給環(huán)境帶來(lái)了污染。同時(shí)，隨著煤炭、液化石油燃?xì)鈨r(jià)格不斷上漲，居民生活用能成本不斷增加。充分利用秸稈燃?xì)猓瑒t可以更好地滿
3、生物質(zhì)能工程技術(shù)方案及可行性
3.1大中型沼氣工程
3.1.1工藝方案
綜合考慮大中型養(yǎng)殖場(chǎng)物料特點(diǎn)及北方地區(qū)氣候寒冷等因素，適宜采用底物濃度高、加熱量小、運(yùn)行費(fèi)用低和沼液量少的“能源生態(tài)型”臥式池中溫發(fā)酵工藝。工藝流程示意圖如下。是人們的生活需要，提高生活用能品位，帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
3.3生物質(zhì)液化燃料工程
3.3.1工藝方案
根據(jù)黑龍江墾區(qū)地域及氣候特點(diǎn)，重點(diǎn)發(fā)展甜高梁秸稈制取燃料乙醇。工藝流程示意圖如下。
發(fā)展燃料乙醇有利于中國(guó)能源多元化、減少環(huán)境污染、發(fā)展畜牧養(yǎng)殖、增加農(nóng)民收入。黑龍江墾區(qū)土地資源豐富，種植甜高梁產(chǎn)量高，成本低。生產(chǎn)甜高梁乙醇，可替代石油資源，減少車輛尾氣污染，廢渣廢液可作優(yōu)質(zhì)飼料和液體肥料綜合利用，是一項(xiàng)從種植到加工、從農(nóng)業(yè)到能源的新型能源農(nóng)業(yè)工程。
目前，黑龍江墾區(qū)在已建成甜高梁良種繁育基地的基礎(chǔ)上，又?jǐn)U大試種面積3000km2，為生產(chǎn)燃料乙醇提供了原料保證。
3.4生物質(zhì)發(fā)電工程
秸稈發(fā)電是一項(xiàng)新興能源產(chǎn)業(yè)。據(jù)調(diào)查，黑龍江墾區(qū)糧食作物區(qū)25km半徑內(nèi)，大豆、玉米、水稻等秸稈剩余量達(dá)5 8萬(wàn)t。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，糧食單產(chǎn)進(jìn)一步提高，秸稈剩余量將進(jìn)一步增加。發(fā)展秸稈發(fā)電，一是可以加快秸稈轉(zhuǎn)化步伐，增加農(nóng)民收入，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展；二是可以增加電力供應(yīng)，拉動(dòng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)；三是可以提高資源利用效率，改善生態(tài)環(huán)境；四是可以拉動(dòng)農(nóng)區(qū)運(yùn)輸服務(wù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
項(xiàng)目采用具有國(guó)際先進(jìn)水平的生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)，工藝系統(tǒng)主要包括機(jī)組、電氣、熱力、燃燒、燃料輸送、水處理、除灰、采暖、通風(fēng)、除塵、消防等裝置。黑龍江農(nóng)墾所屬寶泉嶺、紅興隆、建三江、牡丹江、九三等地區(qū)地質(zhì)條件良好，水源充足，交通方便，電力接口便捷，可充分利用發(fā)電余熱等優(yōu)勢(shì)，適宜建設(shè)25。50MW秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電項(xiàng)目。
4、發(fā)展生物質(zhì)能源的對(duì)策措施
(1)進(jìn)一步加大《可再生能源法》的宣傳力度。通過(guò)典型示范，提高開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源的認(rèn)識(shí)，加快農(nóng)村能源項(xiàng)目的推進(jìn)和落實(shí)，形成全社會(huì)支持生物質(zhì)能發(fā)展的良好氛圍。
(2)全面開(kāi)展生物質(zhì)能資源評(píng)價(jià)。制定農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范，調(diào)查生物質(zhì)資源量、能源作物適宜土地資源量，選育能源作物優(yōu)良品種。
(3)推動(dòng)生物質(zhì)能技術(shù)進(jìn)步。鼓勵(lì)科研和教學(xué)單位加強(qiáng)生物質(zhì)能工程技術(shù)研發(fā)能力建設(shè)，對(duì)生物質(zhì)能關(guān)鍵和共性技術(shù)進(jìn)行自主研發(fā)和引進(jìn)吸收，優(yōu)先支持采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物質(zhì)能技術(shù)示范和轉(zhuǎn)化項(xiàng)目。
(4)培育完善生物質(zhì)能技術(shù)服務(wù)體系。整合市場(chǎng)資源，拓寬服務(wù)范圍，加強(qiáng)生物質(zhì)能技術(shù)服務(wù)隊(duì)伍建設(shè)，提高技術(shù)服務(wù)能力，積極推廣應(yīng)用生物質(zhì)能新技術(shù)和新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能由公益性建設(shè)逐步向市場(chǎng)化運(yùn)作、物業(yè)化管理方向發(fā)展。
(5)建立多渠道融資機(jī)制。通過(guò)項(xiàng)目示范，引導(dǎo)和推動(dòng)社會(huì)各方面加強(qiáng)對(duì)生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)的資金投入。采取市場(chǎng)直接融資、爭(zhēng)取國(guó)際金融組織及外國(guó)政府貸款、合同能源管理等形式，開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能發(fā)展?jié)摿Γ龠M(jìn)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
