“生物質燃料是未來最寶貴的零碳燃料,要大幅度提高生物質燃料化利用比例,使秸稈和糧食一樣得到珍惜”。近日,在黑龍江海倫市舉辦的全國低零碳鄉村培育現場交流活動暨零碳村鎮促進項目技術培訓班上,中國工程院院士江億說。多位與會專家也表示,農村地區生物質資源豐富,是可就地開發利用的清潔可再生能源,是推動農村能源革命、建設零碳村鎮的重要實施路徑。
全國低零碳鄉村培育現場交流活動暨零碳村鎮促進項目技術培訓班
“秸”盡所能 變廢為寶
讓屋更暖天更藍
走進海倫市海北鎮君佳新能源供熱有限公司院內,成捆的秸稈大包整齊碼放,工人有條不紊地駕駛叉車將秸稈大包投放在上料機上,一捆捆秸稈通過機械上料有序進入爐膛,鍋爐內火焰騰騰,“吃”掉廢棄秸稈,釋放清潔熱源。
海北鎮20噸秸稈打捆直燃鍋爐上料系統
“這就是為海北村供熱的秸稈打捆直燃鍋爐,燃料是農田里常見的廢棄秸稈,相比傳統燃煤鍋爐可以節省燃料費用50%以上。不僅為我們供熱公司帶來了效益,也讓藍天更藍,老百姓屋里更暖?！焙愂芯研履茉垂嵊邢薰究偨浝斫鹈鞲＝榻B道。
各省農村能源部門觀摩海倫利民20噸秸稈直燃鍋爐供熱現場
據了解,海北村地處高寒高地區,冬季寒冷漫長,供暖期長達六個月,冬季燃煤供暖能耗高污染大。2020年,海北村采用一臺14MW秸稈打捆直燃鍋爐替代了老式燃煤鍋爐。項目實施后,每年消耗廢棄秸稈約1.48萬噸,為村鎮23.5萬平方米的面積進行清潔供暖,惠及全村83%人口。
近年來,在散煤污染治理、煤炭價格上漲以及秸稈綜合利用趨勢下,秸稈打捆直燃作為新技術在我國東北地區逐步進入快速發展階段。據黑龍江省農村能源總站站長張思濤介紹,目前,黑龍江省已安裝秸稈直燃集中供暖鍋爐130臺,輻射農戶約11.16萬戶,2023年度秸稈打捆直燃供暖項目的秸稈利用量達到123.42萬噸。
最大的優勢就是省錢
比燃煤節約成本50%以上
金明福算了一筆賬:“以前我們用熱值為4000~5000大卡的煤炭供暖,每個供暖季消耗8200多噸,按照煤炭價格700元/噸計算,一個供暖季燃煤費用約574萬元,過高的煤價讓我們差點撐不下去。再三考慮后,我們改用秸稈打捆直燃鍋爐供暖,一個供暖季消耗秸稈約1.48萬噸,秸稈價格200元/噸,一個供暖季秸稈費用約296萬元,相比燃煤節省燃料成本約50%。”
不僅在居民供暖領域,在糧食烘干等領域,秸稈打捆直燃有著更為明顯的經濟優勢。
“我們用的是一臺日產400噸的糧食烘干塔,以前燒煤每天大約是18噸,按照今年煤價1150元/噸計算(6200大卡優質煤),僅1天的燃料成本就高達2萬元。如果煤炭價格不下降,燒煤烘糧只能虧損,只有降低烘干成本才是唯一的出路。秸稈打捆直燃熱風爐最大的好處就是可以大幅降低烘干成本,現在我們每天燒秸稈220包左右,每包價格30元(自己打包),每天的燃料費僅6600元,相比燃煤節省燃料成本67%?！焙愂旋埣Z中信糧食有限公司總經理宋泉介紹說。
秸稈直燃熱風爐烘干糧食
“秸稈打捆直燃鍋爐的最大優勢就是省錢,與同容量燃煤鍋爐相比,可節省燃料費用50%—60%?！惫枮I工業大學教授別如山表示。秸稈是一種很好的清潔可再生能源,在滿足用能需求的前提下,不但有效地解決了因煤炭價格上漲導致用能成本增高的問題,也緩解了田間秸稈處理難、燃煤廢氣排放不達標造成的環境污染問題,而且秸稈鍋爐運行成本最低,可以幫助企業實現扭虧為盈。
爐內動態破包+解耦氣化燃燒技術
打破秸稈直燃鍋爐做不大“魔咒”
秸稈打捆直燃何以具有如此明顯的經濟優勢?據海倫市利民節能鍋爐制造有限公司董事長萬顯君介紹,“秸稈直燃鍋爐供熱是將秸稈在田間打包后直接送至鍋爐燃燒,由于不需要二次加工和轉運,燃料成本低廉,每噸成本僅需200元左右,而每2噸秸稈的熱值就相當于1噸標準煤,因此燃料成本極低”。
此外,不同于傳統的秸稈成捆靜態燃燒鍋爐,海倫利民公司與哈爾濱工業大學聯合研發了行業領先的生物質解耦氣化燃燒技術,秸稈通過封閉式成捆上料、爐內動態破包、烘干、解耦氣化再燃,保證了秸稈充分燃燼,鍋爐熱效率高達85%~88%,解決了傳統秸稈直燃鍋爐熱效率低、污染物排放高、燃料結焦和煙氣焦油等行業共性難題,且能有效抑制氮氧化物生成。目前,該項技術已獲得多項國內國際發明專利。
秸稈直燃鍋爐清潔供熱系統模型
別如山教授指出,海倫利民秸稈直燃鍋爐的爐內動態破包和解耦氣化再燃技術成熟,特別是爐內動態破包技術是一項重大的技術突破,可以保證秸稈在含水率較高的情況下也能充分燃燒。新設計鍋爐容量可達到10~130t/h,打破了此類鍋爐不能做大的“魔咒”,開創了秸稈直燃鍋爐的新時代。鍋爐不僅更大而且更環保,秸稈燃燒產生的煙氣在鍋爐尾部煙道中經專業裝置凈化,顆粒物排放可降至30mg/m3以下、SO2可降至50mg/m3以下、NOX可低于200mg/m3,完全符合《鍋爐大氣污染物排放標準》?！?
助力“中國零碳村鎮”建設
秸稈打捆直燃鍋爐清潔供熱正當時
“黑龍江是黑土糧倉,秸稈資源豐富,海倫市在推動秸稈打捆直燃鍋爐集中供暖方面具備很好的基礎,培育了很好的產業,為有效促進國家自主減排目標、推動鄉村生態振興和“雙碳”戰略目標的實現提供了‘龍江樣板’?！鞭r業農村部農業生態與資源保護總站首席專家王全輝表示。
在碳達峰碳中和目標背景下,生物質作為零碳能源成為推動零碳村鎮建設、農村能源革命的重要內容之一,也迎來了“最好的時代”。
事實上,近年來,隨著散煤治理的推進以及“雙碳”目標的提出,生物質清潔供熱持續獲得政策支持。例如,《2030年前碳達峰行動方案》《加快農村能源轉型發展助力鄉村振興的實施意見》《“十四五”推進農業農村現代化規劃》《“十四五”現代能源體系規劃》《鄉村建設行動實施方案》《關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案》《“十四五”可再生能源發展規劃》《農業農村減排固碳實施方案 》《空氣質量持續改善行動計劃》等,均提出推動生物質利用相關內容。
秸稈捆包儲料場
但即使是農業大省黑龍江,秸稈燃料化利用仍有極大的提升空間?！昂邶埥∈寝r業大省,也是秸稈資源大省,全省秸稈可收集資源量約為7700多萬噸,目前利用率為95%,其中燃料化利用僅占約12%,秸稈能源化利用潛能巨大。”張思濤表示。下一步,黑龍江將以低零碳鄉村建設為引領,以生物質清潔采暖技術模式為重點,采用秸稈打捆直燃集中供暖技術、生物質爐具分戶式采暖技術,實現區域冬季清潔供暖,打造農村能源革命典型樣板,推進農村能源轉型,助力鄉村振興。”
“當前,秸稈打捆直燃供熱行業尚處于發展的初級階段。未來3—5年,隨著更大型秸稈打捆直燃鍋爐的研發成功,將為我國清潔供熱市場注入更多新的活力。而且生物質是零碳能源,未來的碳匯交易也將是一項重要的經濟收入?！眲e如山預測說。（海倫）