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生物质成型燃料产业化的理性思考 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|30码期期必中 / 13-11-04

0、引  言
    2003年,中国政府提出了2020年全面建设小康社会的总体目标。全面建设小康社会是以全面建设农村小康社会为基础的。没有农民的全面小康就没有全国人民的全面小康,没有农业和农村的发展也不可能有整个社会和国民经济的发展。十六大报告指出:“建设现代农业、发展农村经济、增加农民收入,是全面建设小康社会的重大任务。”农村能源问题与农村的经济和社会发展密切相关,是改善农民生活水平、提高农民收入和发展现代化农业的保障,是全面建设小康社会必须面对的问题。
1、中国农村能源的现状
1.1用能结构不合理,资源浪费严重
    中国农村秸秆资源非常丰富,长期以来中国农村一直使用薪材和秸秆作为主要生活用能。农业部的数据显示,目前生物质能仍占农村能源消费量的70%,而且绝大部分是未经处理的直接燃烧,热利用率仅为10%~15%,资源浪费严重,而且造成土壤有机质含量减少,肥力减弱;同时释放大量污染物危害农民的健康,污染环境;与此同时,为了弥补燃料的不足,过渡砍伐森林,造成森林消失、草地减少、植被破坏、土地沙漠化加重。
1 2  农民生活水平提高,对能源供应提出更高的要求
    随着农村经济的发展和人民生活水平的提高,农村能源的消费情况发生了变化:农村生活用能仍以秸秆和薪材为主,但对商品能源的消费总量呈增加趋势,从1980年的15.7%到2002年的42.0%。人均生活用能从1980年的328 kgce提高到2002年的579 kgce,而商品能源由人均52 kgce提高到244 kgce,提高3.7倍。到2020年,农村生活用能需求将达到407.3~602.9M tce,比2000年增长10.1%~62.9%。商品能源的比重将达到260.7~558.6M tce.比2000年增长62.9%~249.1%。
    农村用能量的激增,给国家的能源供应系统造成了一定压力。专家预测中国国内能源的缺口量c3i: 21世纪初期将超过1亿t标准煤,2030年约为2 5亿t标准煤,到2050年约为4 6亿t标准煤。大量的能源进口,造成了巨额资金外流,同时国家的能源安全得不到保障。中国以煤炭为主的能源结构决定了农民将成为煤的主要使用者,使环境问题更加突出:2000年中国酸雨面积占国土面积的30%~40%,居世界第二位,酸雨造成的损失1000亿元/a,已达当年国民生产总值的2%以上,30码期期必中生产销售颗粒机木屑颗粒机等生物质燃料成型机械设备,同时我们还大量销售杨木木屑和玉米秸秆颗粒燃料。
    为了解决日益严重的环境问题和资源枯竭问题,应对全面小康对农村能源的要求,必须调整和优化能源结构,立足农村实际,因地制宜地开发各种可再生能源,缓解能源短缺,改善生态环境。
    在众多可再生能源技术中,生物质成型燃料技术成熟、原料丰富、易于实现大规模的生产,便于储存和运输,具有广阔的发展前景。
2、生物质成型燃料产业化分析
2.1生物质成型燃料技术和产品性能
    生物质成型燃料是将各种分散的、没有一定形状的秸秆经干燥、粉碎到一定粒度后,在一定的温度、湿度和压力条件下,挤压成规则的、较大密度的棒状、块状、球状或颗粒状的固体燃料。经过几十年的发展,成型燃料技术已基本成熟,具备产业化的基础。
    河南农业大学研制,委托生产的液压成型设备生产能力300~400 kg/h,连续生产时间达16 h以上。按300 kg/h,每天生产8h,年生产300 d计算,则年产量达720 t。调查表明:中国农村农户的分布情况一般是300~450户/村,耕作面积少于150hm2,秸秆产量约为2000 t,为生物质成型燃料的生产提供了充足的原料来源;农户成型燃料的消费量为3~4 kg/(d  户),则农户年成型燃料的消费量达1. 46 t,每个村子成型燃料的年消费量为438- 657 t,每个村子一条成型燃料生产线即可满足农户的用能需求。
    成型后的燃料燃烧性能得到极大改善,燃烧效率由秸秆直接燃烧的10%~15%提高到30%~40%; RT-2000A手持式快速红外测温仪测得SDBF炊事燃烧炉稳定燃烧时最高温度967℃,稳定燃烧温度多集中在600~900℃。
    生物质成型燃料的生产,一方面克服了生物质体积大、不易运输的缺点:另一方面保持了生物质挥发性高、易燃烧、灰分少、燃烧时几乎不产生SO:、不造成环境污染等优点:加之成型燃料的使用与农民长期以来燃用固体燃料的习惯一致,作为煤的良好替代品,成型燃料在将来农村燃料市场的份额会越来越大。实现生物质成型燃料的产业化,将为优化农村能源结构、建设社会主义新农村开辟新的思路。
2 2  生物质成型燃料的效益分析
    1)经济效益
    一套成型燃料生产线(包括粉碎设备、技术培训)投资15万元,使用寿命lOa,厂房(包括原料仓库、成品仓库、车间)采用租赁方式:
    总成本:原料(80元/t)+能耗(67 8元/t)+工人工资(15元/t)+设备折1日、厂房租金(42元/t)+维护管理费(5 6元/t)=210 4元/t;
    销售价格:280元/t;
    设备生产率300 kg/h,年工作300 d,每天工作8h,年产量720 t:
    年经营成本= 210 4×720=15 15万元:
    年销售收入= 280×720= 20 16万元;
    年利润=5 01万元;
    成型燃料项目作为可再生能源项目之一,享受国家免税政策。如实行两班工作制,则年利润达10万元。(在不同的地区,厂房建设费用、原料的价格、工人工资、产品的销售价格、生产时间等因当地的经济发展状况和资源现状而异,从而出现不同的结果。)
    2)社会效益
    资料表明:中国每一百亿元人民币产值的生物质能源工业可提供100多万个就业岗位[5]。一条成型燃料生产线在生产方面可提供4个就业机会,还可拉动运输业、设备制造业、维修业等相关产业的发展,为农民增收和社会稳定作出贡献;同时农户人均秸杆销售收入增加80- 100元/a。
    3)环境效益
    随着中国石油、天然气和煤炭大量的消耗和使用,空气质量状况每况愈下,严重威胁着人们的健康;而生物质成型燃料则属于清洁、可再生能源,基本实现CO2零排放。采用3012H型自动烟尘测试仪在烟囱出口检测林格曼黑度小于1级,KM 9106综合烟气分析仪检测不到CO、NO X、SO:等污染物,不会造成大气污染。
    燃煤发电(35%):中国目前发电效率是发电0 42kg/(kW  h),1 kg煤发电排放CO:约2 25 kglkg;
    燃煤锅炉供热(70%):1 kg煤(按平均发热量5200kcal= 21. 7MJ计算)燃烧效率70%,则提供热量21.7×0 70=15 19MJ/kg,所以1 kg煤供热排放CO:为21.7×Q 70×Q 121=1.84 kg/kg;
    秸秆简单燃烧(15%):1 kg秸秆(按3500 kcal=14 6MJ计算)燃烧效率15%,提供热量为14 6×0 15=2  19M J/kg,所以1 kg秸秆燃烧排放CO2为14 6×Q 15×Q 0459=0 10 kg/kg;
    同样可以算出:1 kg SDBF燃烧(40%)排放CO:为14 6×0 40×Q 0172=Q 10 kg/kg。
    It煤燃烧排放的CO:量约为2t,生物质成型燃料燃烧排放的CO:量比煤减少90%,加之秸秆生长过程中吸收了空气中的CO:,生物质成型燃料燃烧时CO:的净排放量基本为零,NOx排放量仅为燃煤的1/5,S0:的排放量仅为燃煤的1/10,环境效益显著。
2 3政府职能
    由于常规能源将其对环境、社会效益等造成的负面影响即外部成本转移给了社会,成本大大低于实际水平,使包括成型燃料在内的可再生能源成本与常规能源相比失去优势,造成市场狭小、需求不足,发展限于举步维坚的境地。根据“谁受益、谁补贴”的原则,作为综合效益最大的受益者一政府,应充分发挥其职能作用,实现外部效益的内部化,加快成型燃料的产业化进程。虽然补贴会给国家财政带来一定的负担,但却凸显了社会效益和环境效益:且成型燃料处于产业化初期,市场还不成熟,急需政府的扶持。国外经验表明,政府的支持是可再生能源加速发展的重要途径。
    1)方法
    《微观经济学》中对于为了提高某种消费品的消费量提出了两种补贴方法:明补和暗补。明补指的是:政府补贴一定数额给消费者,使得消费者工资收入增加,从而消费量增加。暗补指的是:对于某一种产品,政府每单位产品补贴一定额度给生产者,使得生产者以较低价格将产品卖给消费者,从而增加消费量。这两种方法的效果见图1。
  M消费者的原有收入,Ⅳ明补后的消费者收入
    AB:piX+y=M
    p1产品原来的价格,p2暗补后的产品价格
    A E:p2x+y=M
x产品消费量,1,其他方面的消费支出
    原来的消费水平在F点,经过暗补后的消费水平在G点。可见,经过暗补后,对该产品的消费量增加了,消费者效用值或满意度增加了,生活水平提高了。经过明补后的消费水平在H点。可见,相对于明补前,对各项物品或劳务的消费量都增加了,消费者满意度增加,生活水平提高。H点和G点对比,H点的生活水平要高于G点:但若只看对该产品的消费量,则G点大于H点。
    综上所述:明补和暗补都能提高消费者的生活水平。但若侧重于提高消费者对某产品的消费数量,暗补效果比明补更好。
  2)补贴额度
  根据中国农村能源消费情况,以及政府对待可再生能源发展所采取的措施,构造一个简单的完全信息静态博弈。博弈的参与者:政府与农户。农户的战略选择:燃用成型燃料和燃用煤;政府的选择:补贴和不补贴。假设
    1)农户三口之家年耗煤的支出为295元(365 d×3
块×Q 27元/元/块);
  2)农户三口之家年成型燃料支出409元(1.46 tla
×280元/t);
  3)政府对成型燃料的补贴为x元/t;
  4)不考虑成型燃料专用炉与煤炉的价格。
  根据上面的假设,此博弈的支付矩阵如下(表2)。  表2单元格中的第一个数字表示左边所列出的参
与人(农户)在该战略组合下的支付(效用水平),第二个数字表示上边所列参与人(政府)在该战略组合下的的支付。很明显,若政府不予补贴,农户无疑选择继续燃用煤。
    如政府对成型燃料的使用选择予以补贴的话,从表2可以看出:农户的选择依赖于不同情况下的支付水平。农户使用成型燃料的前提条件是:
    一  409+  1.46x>-  295
    则x> 78元/t
    只有在政府对成型燃料的补贴大于78元/t的前提下,农户会接受成型燃料而放弃煤。然而在现实生活中,不同农村地区的生活用能中传统生物质能所占的比例差异显著,商品能源的份额不尽相同。上述分析是在农民全年使用商品能源基础上的理想情况,所以实际补贴的额度要大于78元/t。
    国家统计局1990- 1999年农村燃料消费支出数据表明:虽然农村燃料消费支出以年均1 3. 0%的速度增加,但燃料支出占人均纯收入的比例仍然很小(表3)。
    根据表3的数据,利用EXC EL软件得出农民人均收入)和燃料消费支出(Y)的回归方程为:Y-0 0102X -  Q 1252.R2=Q 9981(回归效果显著)。2005年农民人均收入3255元(中华人民共和国国家统计局),则2005年农民人均能源消费支出33. 08元,户均燃料支出99 23元。根据上述博弈分析,2005年政府对成型燃料用户的补贴额度应为2 1 2元/t。今后随着成型燃料产业化进程的推进和市场的成熟、农民生活水平的提高以及农民对成型燃料综合效益更全面的认识,补贴的数量将由多到少直至取消。
3、结论
    中国常规能源的供应已不能满足经济快速发展的需要,而作为清洁、可再生能源的生物质成型燃料项目具有显著的综合效益,顺应国家的能源发展政策,符合中国的国情,发展前景广阔。但农户使用免费燃料的习惯根深蒂固,历年的商品能源支出数额很少,购买成型燃料作为生活用能难度很大,造成需求市场狭小。为了拉动成型燃料的市场需求,政府职能作用的发挥至关重要。因此政府应对成型燃料用户予以补贴,充分调动农户使用成型燃料的积极性,扩大成型燃料在能源市场的份额,为成型燃料的产业化创造宽松的发展环境。

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