摘 要：秸稈能源化利用是解決秸稈焚燒的有效途徑之一。在當(dāng)前河南縣域城鎮(zhèn)集中供熱需求背景下，結(jié)合農(nóng)作物秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性分析，采用熱電聯(lián)產(chǎn)方式是解決秸稈能源化利用的最好途徑之一。然而，河南秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)利用過(guò)程中存在燃料供應(yīng)、管理、設(shè)備運(yùn)行上的難點(diǎn)，地方政府必須通過(guò)合理規(guī)劃，加大科研投入和政策支持，加快土地流轉(zhuǎn)等措施加以推進(jìn)。

　　關(guān)鍵詞：秸稈;熱電聯(lián)產(chǎn);集中供暖;政府規(guī)劃

　　1 農(nóng)民焚燒農(nóng)作物秸稈的成因

　　在農(nóng)耕社會(huì)年代，秸稈是農(nóng)民重要的生產(chǎn)生活資料，是人們做飯、取暖的重要燃料，同時(shí)也是牲畜的重要食料。那時(shí)候秸稈往往還不夠農(nóng)民生產(chǎn)和生活使用，多余的秸稈也可以用來(lái)堆肥作為肥料，所以，根本不存在秸稈焚燒的問(wèn)題。隨著我國(guó)的改革開(kāi)放，大批青壯年勞動(dòng)力到城市務(wù)工，農(nóng)村打理莊稼的大多是老人和婦女，做飯、取暖開(kāi)始使用煤或液化石油氣，除了一些養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)戶很少有農(nóng)戶再養(yǎng)殖牲畜，秸稈已不再是農(nóng)民主要的生活能源和牲畜食料。秸稈堆肥需要大量的勞力，隨著大部分農(nóng)民種田完全使用化肥，秸稈堆肥也很少使用。

　　為了解決秸稈問(wèn)題，很多農(nóng)村采用秸稈還田或引進(jìn)秸稈發(fā)電企業(yè)進(jìn)行燃燒發(fā)電。但這 2 種方式也存在很多問(wèn)題，首先秸稈還田容易產(chǎn)生害蟲(chóng)，同時(shí)也影響種子的出芽率;其次，我國(guó)秸稈收割機(jī)械還不完善，特別是秸稈打捆機(jī)械，導(dǎo)致秸稈收割運(yùn)輸勞動(dòng)強(qiáng)度大，不是一般的老人、婦女所能完成的，而且電廠收購(gòu)價(jià)格較低，所以，農(nóng)民沒(méi)有出售秸稈的積極性;第三，生物質(zhì)電廠目前主要依靠政府補(bǔ)貼來(lái)維持生產(chǎn)，沒(méi)有更多的財(cái)力直接到農(nóng)田里收購(gòu)秸稈，所以，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)利益還是從種植需要，農(nóng)民情愿把秸稈直接焚燒在地里。

　　2 河南農(nóng)作物秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)方式利用的意義

　　將秸稈進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)方式利用，對(duì)河南省農(nóng)村、農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義，不但將解決縣域小城鎮(zhèn)供熱的需求，改善秸稈發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，增加農(nóng)民的收入，同時(shí)還將優(yōu)化農(nóng)村能源的結(jié)構(gòu)，具有明顯的生態(tài)效益。

　　2.1 滿足縣域小城鎮(zhèn)對(duì)集中供熱的需求河南地處夏熱冬冷地區(qū)和寒冷地區(qū)的交界區(qū)，根據(jù)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代的節(jié)能要求，很多縣及縣級(jí)市都沒(méi)有規(guī)劃集中供暖，居民大多采用小煤爐或小鍋爐進(jìn)行供暖，由于燃燒不充分，沒(méi)有煙氣凈化裝置，帶來(lái)了較大的空氣污染。隨著我國(guó)縣域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和新型城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，人民生活水平有了較大的提高，對(duì)住宅集中供暖有了迫切的需求[4] 。如果利用農(nóng)村豐富的秸稈資源進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，不但解決了農(nóng)村地區(qū)用電緊缺問(wèn)題，而且也將解決集中供暖能源不足、秸稈焚燒污染環(huán)境的問(wèn)題。

　　2.2 提高目前秸稈發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益秸稈焚燒之所以屢禁不止，主要原因就是秸稈收割成本太高，農(nóng)民覺(jué)得不合算。而秸稈發(fā)電企業(yè)的秸稈收購(gòu)成本太高，造成企業(yè)難以盈利。隨著縣城集中供熱的實(shí)施，采用熱電聯(lián)產(chǎn)的方式，企業(yè)除了發(fā)電收入，還有供熱收入。為企業(yè)提高秸稈收購(gòu)價(jià)格，或提供更好的秸稈收購(gòu)服務(wù)提供了空間[5-6]。

　　2.3 增加農(nóng)民收入利用秸稈進(jìn)行燃燒發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了廢物利用，農(nóng)民也增加了收入。每公頃土地約產(chǎn)秸稈 7.5 t，按收購(gòu)價(jià) 250 元 /t，農(nóng)民每公頃土地夏秋季賣(mài)秸稈就收入 7 500 元。如果實(shí)施土地流轉(zhuǎn)，進(jìn)行大型機(jī)械化作業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益更加可觀[7]。

　　3 秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)方式利用的可行性研究

　　3.1 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本原理熱電聯(lián)產(chǎn)是發(fā)電廠在發(fā)電同時(shí)，又向外提供熱能，鍋爐中產(chǎn)生的高溫高壓的蒸汽首先在汽輪機(jī)中做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，做功后的乏汽熱為用戶供熱，凝結(jié)水回到除氧器中，通過(guò)給水泵送到鍋爐進(jìn)行再循環(huán)(圖 1)。根據(jù)供熱方式的不同又分為抽汽式和凝汽式。

　　3.2 技術(shù)可行性研究河南是農(nóng)業(yè)大省，秸稈資源量非常豐富。據(jù) 2015 年河南省統(tǒng)計(jì)年鑒，全省耕地面積 792.6 萬(wàn) hm2 ，人均耕地 807.1 m2 ，縣城人均居住面積 39.85 m2 ，縣市城鎮(zhèn)化率 33%。河南省共有 108 個(gè)縣市，縣城常住人口 2 618.7 萬(wàn)人[9] ，建筑面積 10.4 億 m2 。按供熱負(fù)荷 60 W/m2 ，每年 100 d 供暖期計(jì)算，則河南省每年供暖需要熱量 5.4×1017 J。2011 年河南省秸稈資源量已達(dá) 7 150 萬(wàn) t[10] ，按 10%的含水量，秸稈的低溫發(fā)熱量按 14 600 kJ/kg 計(jì)算，約合 10.4×1017 J，完全可以滿足城市供熱的需求[11-12]。

　　4 河南農(nóng)作物秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)利用面臨的主要問(wèn)題

　　4.1 燃料供應(yīng)不穩(wěn)定目前，河南農(nóng)村家庭式的耕種模式?jīng)]有大規(guī)模的改變，秸稈資源散布于千家萬(wàn)戶。而且秸稈季節(jié)性強(qiáng)、體積大、不易儲(chǔ)存和運(yùn)輸;沒(méi)有合適的收割機(jī)械，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，種種因素導(dǎo)致秸稈收購(gòu)很不穩(wěn)定，成本較高[13] 。當(dāng)前在河南大部分農(nóng)村，農(nóng)業(yè)已不再是農(nóng)民的主要收入來(lái)源，而且現(xiàn)在農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格較低，租金較低，一定程度上影響土地流轉(zhuǎn)。小農(nóng)生產(chǎn)模式造成大型秸稈收割設(shè)備沒(méi)有施展的空間，大型秸稈收割設(shè)備沒(méi)有市場(chǎng)，影響生產(chǎn)商對(duì)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，形成惡性循環(huán)。發(fā)電廠燃料供應(yīng)不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響其經(jīng)濟(jì)效益，給投資造成較大風(fēng)險(xiǎn)，影響投資的積極性。

　　4.2 管理模式陳舊目前，秸稈電廠管理模式上仍然是基于傳統(tǒng)火力發(fā)電廠的管理方法，燃煤發(fā)電廠燃料價(jià)格一般由集團(tuán)公司與煤企業(yè)統(tǒng)一談判，簽訂燃料供應(yīng)合同。而秸稈燃料是由成千上萬(wàn)農(nóng)戶的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，在農(nóng)村沒(méi)有大型秸稈收儲(chǔ)企業(yè)。目前秸稈發(fā)電廠燃料的收購(gòu)要么直接面對(duì)成千上萬(wàn)的小農(nóng)戶，要么通過(guò)村里的代理人收購(gòu)，不能像煤炭一樣由上級(jí)集團(tuán)公司和煤炭集團(tuán)直接簽訂合同，和農(nóng)戶或合作社簽訂燃料收購(gòu)上沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)。另外，在我國(guó)秸稈直燃發(fā)電盡管已有十幾年的發(fā)展，但其技術(shù)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行管理一直沒(méi)有受到人們足夠重視，運(yùn)行管理人才匱乏，年運(yùn)行時(shí)間平均只有 5 800 h[14] ，遠(yuǎn)低于火電 7 200 h，設(shè)備利用率低，電廠經(jīng)濟(jì)效益較差。秸稈密度與煤相比小得多，燃料堆放需要占用較大的土地，也會(huì)增加電廠的建設(shè)成本[15] 。

　　5 河南發(fā)展秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)利用的對(duì)策

　　5.1 合理規(guī)劃秸稈發(fā)電企業(yè)和供熱管網(wǎng)布局結(jié)合全球能源互聯(lián)網(wǎng)，調(diào)查全省的生物質(zhì)資源量及用熱需求，合理規(guī)劃布局秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠，避免電廠之間相互爭(zhēng)搶生物質(zhì)燃料的現(xiàn)象，為燃料堆放規(guī)劃足夠的空間，避免二次搬運(yùn)，同時(shí)也便于燃料的集中管理。建立適合當(dāng)?shù)厍闆r的燃料收購(gòu)體系，如果土地流轉(zhuǎn)較好，則建立大客戶收購(gòu)模式，與大客戶簽訂秸稈收割協(xié)議。如果以小農(nóng)戶為主，則需要與農(nóng)戶簽訂秸稈收割協(xié)議，企業(yè)購(gòu)買(mǎi)秸稈收儲(chǔ)設(shè)備，雇傭人員對(duì)農(nóng)戶的秸稈直接收儲(chǔ)，盡管這樣浪費(fèi)了電廠較大的人力和物力，但能夠減少秸稈的中間收購(gòu)環(huán)節(jié)，保護(hù)電廠和農(nóng)戶的利益，保障原料充足和高質(zhì)量的供給，為電廠穩(wěn)定高效運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。統(tǒng)籌規(guī)劃與供熱相關(guān)的市政管網(wǎng)、換熱站等市政設(shè)施，引進(jìn)社會(huì)資本或由秸稈發(fā)電供熱企業(yè)參與管網(wǎng)的建設(shè)與運(yùn)行，為企業(yè)供熱提供產(chǎn)品輸送的渠道。

　　5.2 加大科技投入目前，我國(guó)的火力發(fā)電裝備已走在世界的前列，但生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備還存在一定差距。生產(chǎn)生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備的多是一些小型企業(yè)，大型電站裝備企業(yè)很少涉及這樣的產(chǎn)品。目前的生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備還存在如粘污、腐蝕、爆管等問(wèn)題，成本也是燃煤發(fā)電設(shè)備的近 2 倍。秸稈打捆設(shè)備、破碎設(shè)備有待完善。大力發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國(guó)國(guó)情的秸稈發(fā)電設(shè)備，不但能夠避免昂貴的技術(shù)許可費(fèi)，而且能夠提高設(shè)備的利用率。

　　5.3 創(chuàng)新管理模式各電廠除了在工程建設(shè)階段做好原料收購(gòu)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存的規(guī)劃，在燃料收購(gòu)模式上還需要?jiǎng)?chuàng)新，如與農(nóng)戶或?qū)�業(yè)合作社建立良好的關(guān)系，簽訂秸稈收購(gòu)協(xié)議;采購(gòu)秸稈收割設(shè)備，幫助農(nóng)戶收割秸稈，以保證燃料的供應(yīng)。與當(dāng)?shù)卣�府協(xié)調(diào)好關(guān)系，爭(zhēng)取更大的政策支持，如廉價(jià)的土地，為秸稈的收儲(chǔ)爭(zhēng)取更大的便利。在運(yùn)行上也要加強(qiáng)設(shè)備管理和提高運(yùn)行人員技能，提高設(shè)備的利用率，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)目前秸稈發(fā)電企業(yè)的運(yùn)行情況，只要能夠保證設(shè)備利用率在 7 000 h 以上，就能夠有一定的盈利[18] 。

　　6 結(jié)論

　　河南省能源與環(huán)境現(xiàn)狀以及河南省城鎮(zhèn)化發(fā)展現(xiàn)狀，為河南秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)利用提供了機(jī)遇。但河南的秸稈發(fā)電企業(yè)面臨著燃料供應(yīng)難于保證，管理模式有待進(jìn)一步創(chuàng)新，設(shè)備適應(yīng)性有待提高、產(chǎn)業(yè)鏈有待完善的困局。秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)是具有明顯生態(tài)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的朝陽(yáng)行業(yè)。企業(yè)應(yīng)進(jìn)行管理模式上的創(chuàng)新，政府應(yīng)對(duì)秸稈發(fā)電企業(yè)和供熱管網(wǎng)進(jìn)行合理規(guī)劃、加大科技投入、增加財(cái)政稅收政策的支持、組織好對(duì)農(nóng)民秸稈的收購(gòu)，同時(shí)對(duì)農(nóng)民加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的宣傳教育，推動(dòng)秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]劉科，金立科. 河南農(nóng)村秸稈焚燒問(wèn)題分析及其政府治理[J]. 創(chuàng)新科技，2016(1)：68-71.

　　[2]聶勝委，郭占玲，張巧萍，等. 河南省作物秸稈資源利用現(xiàn)狀分析及對(duì)策[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43(5)：599-602.

　　《河南農(nóng)作物秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)利用方式研究》來(lái)源：《山西農(nóng)業(yè)科學(xué)》，作者：李彥普。