秸秆成型燃料技术创新思考

——河南农业大学原校长 张百良教授

       【2015节能环保炉具（锅炉）及生物质燃料成型设备行业发展论坛-发言摘要 九】

       生物质成型燃料是世界可再生能源的一个重要发展方向。2012年全球成型燃料产量3305万吨，万吨级厂634家，主要是木质颗粒厂。成型燃料，特别是颗粒燃料，包括成型设备，是比较成熟的技术了。

       目前，我国的生物质成型燃料产业取得很大进展，木质颗粒技术也是成熟的，大家提的比较多的，还是秸秆成型燃料。今天，我主要针对秸秆成型燃料讲一些问题。

       现在，国内发展成型燃料存在一些问题，很可能是受到一些市场或整个行业政策不清晰影响。从长远来看，成型燃料这项技术是非常有前途的，是可再生能源中，特别是在秸秆消耗中比较成熟，而且是消耗量比较大的一项技术。不能说是多新的技术，但是一个新的利用技术，不要怀疑它的前途，不要怀疑它的利用。我国的秸秆每年至少有2亿吨必须要处理掉，否则农业生态就会存在一定问题。

       实际上来看，成型燃料也是成熟的，主要指颗粒燃料，无论中国，还是美国，其他国家在这方面做了很多政策上的支持，发展都比较快，应用的比较多。如非洲、英国都在大量推广使用新型生物质炉。我国从国家层面来看，也没有哪一项法律或者规定对于成型燃料的发展，尤其是对秸秆成型燃料的发展有不理解的地方，大的层面上没有太大的问题，大家不要怀疑。

       存在的一些主要问题

       第一，使用成型燃料的排放标准是按燃气还是按燃煤？曾经有一个省里给环保部办公厅写过一个报告，对它的检测要按照气体的检测标准去做，这从理论上不通，成型燃料就是固体。我以人大代表名义给提建议，后来办公厅回复应该按固体。秸秆可以变成固体、气体、液体。我觉得这个回答非常好，所以成型燃料最后按煤的排放标准，我们最近出的成型燃料标准也是按煤的标准。

       第二，国内一些城市和地区淘汰燃煤，同样作为固体燃料，误解也会淘汰成型燃料，这个说法不对，生物质和煤的燃烧有很多不同的地方，不能说都是固体，不用煤了就也不能用成型燃料。对此我跟环保部门讲过这个道理，说这样做不行。由此生物质可能会受到了一定影响，但行政部门是干预不了它的。

       第三，秸秆成型燃料是否属于高污染燃料？首先说法就不科学，学术上、理论上没有定义燃料的污染属性，更没有按污染去对燃料分类。污染是指排放特性，如汽车、汽油和PM2.5的关系，没有人说汽油是高污染燃料，但汽车是导致PM2.5重要源头之一。一些地方出台这样的政策，已影响到了企业的发展，实属不应该。

       第四，大家议论最多的是对成型燃料补贴的停止。拿不到补贴企业意见就大。在我看来，一项新政策或新技术出现一些问题是正常的，而且这个问题的责任绝对不是因为哪一种不规则的人、腐败分子或者投机倒把的人，而是因为个别企业造假导致，这是我们执法主体的责任。一个企业能拿国家二千万的补贴，这需要经过地方申请、上级，再经过考察、评审，钱才能拿到，很难的，这个主要是我们执法的主体有责任。

       第五，发展秸秆生物质能，从环境、生态、能源方面考虑，在农村带有公益性，就像城市的生态环境、卫生一样，前期政府投入很大，才变得好起来；农村秸秆也一样，政府理应投入大量的支持和投入。农村的卫生差、生物质比较多，要消除它，政府就有责任。另外，成型燃料的商品属性并不完善，国家为推进其资源化利用，给予补贴是应有之义，在法规不完善，执法主体责任不到位的条件下出点问题不奇怪，但不应停止，因为这是农民该得的利益，不能因噎废食。对此，我提两点建议：一是对投机倒把骗取国家利益的行为，从过去、今天、未来要保持高压惩罚的权利，全行业都可以来揭发。不能因为一些企业不良行为，损坏到一个行业，这对行业的影响太大了，这个行业伤不起。二是我们的会议可以行业名义向国家相关部门提建议，因为它带有公益性，涉及农民利益，是政府应该负的责任。如果要以专家名义联合签名的话，我首先第一个签字。

       一个行业在发展中出点问题是正常的，但是企业不应把这根绳子押在补贴上，应该押在市场上，我们可以集体去做努力，可以有其它渠道，很多地方政府在做，我们看到安徽、湖北、河北、江苏的报道，地方政府积极性很高。我们该怎么做，就怎么做，不要因为取消补贴创伤企业的积极性，这个行业是有前途的，还是要有更多的企业去做的。

       对于生物质对PM2.5的贡献，北京市有一个比例图，从整体来看占比4%左右，而且主要是荒烧造成的，不一定是成型燃料，但是它毕竟要产生PM2.5。特别提醒大家，成型燃料的发展关键还在于炉子的创新，现在我们的炉子都还没有测PM2.5。我的判断，这个PM2.5肯定要测，国家一旦把环境指标压到地方政府的时候，地方政府就要测，那个时候你不合格就要被处罚。从北京市的这个比例图来看，成型燃料对PM2.5的贡献比较小，这说明它在长期利用上，还是很好的。

       化石能源商品属性的逐渐回归将会使成型燃料具有成本优势。从成本来说，成型燃料比较低。我们现在计算的成本是全程成本，计算秸秆成本的时候应该从它的种子开始，很多都不应该由企业或者农民承担，之所以国家要补贴成型燃料，就是基于全程计算，它的公益性怎么去做，所以给它补贴理论上说的通。

       秸秆废弃荒烧对环境的污染不容回避，秸秆已成为农村主要污染源之一，PM2.5贡献了11%。环保部《大气十条》增加了PM2.5的检测，清华大学起草了《大气污染物源排放清单编制指南》（设备：锅炉、户用炉具、散烧；燃烧：薪柴、荒烧、成型燃料）。现在，我们的燃烧设备都还没有检测PM2.5。我建议，要制定“燃炉创新带动战略”，以应对更严格的环境要求。炉子如果没有一个好的、革命性的创新技术，对成型燃料就没有一个好的标准，制定的也是一个落后的标准。炉子的创新、成型燃料的创新、成型燃料设备的创新，是我们应该考虑的。有了“燃炉创新带动战略”，才好决定成型燃料做成什么形状，什么样的质量，什么样的大小更好，这样成型燃料才能有一个好的发展方向。

       下面我从理论上讲几条，总结一些问题，可以形成一个建议，通过大家的共同努力来积极推动对行业有利政策的出台。

       第一，现在的秸秆成型燃料炉具和锅炉，在设计上存有问题，很多企业宣称煤、秸秆什么都可以烧，这从市场宣传角度听起来不错，但是在燃烧上说不通，也不能这样说，因为秸秆成型燃料自身有它需要规避的一些缺陷，就是高温结渣、低温沉积腐蚀。

       第二，秸秆成型燃料的形状与燃烧特性。这是一种新技术，尤其是秸秆压块，是中国的创造、中国的技术。那么炉子的革新，就要考虑到秸秆成型燃料的形状和燃烧特性。

       第三，大家对成型机埋怨较多，主要集中在模具问题，这不正常。现在我们一些好的秸秆成型设备，模具可以连续运转100小时都不用更换。

       第四，成型燃料的成本高，这是一个服务方向的问题，秸秆成型燃料的发展方向在哪里？是农村包围城市，搞大规模集中式的，还是分布式的发展？中间高消耗是主要原因。成本决定了成型燃料分布式发展，可以在农村大规模生产运到城市应用。当然也有比较集中规模化的颗粒厂，这是另外的问题了。

       第五，部件标准化。应组织产品标准化设计，批量专业化生产，保护知识产权，要有市场准入门槛。我牵头制订过一些成型机的标准，标准可以用来规范产品。对于降低成本，提高产品质量，走机械化的道路，我们现在的做法不行，还处在一种传统的机械加工，一家一户作坊式的加工，没有形成专业化、自动化控制，管理上也都有问题。这就需要实现部件的专业化。

       第六，创新的出路是技术创新与模式创新。首先炉子企业要革新，开发出用户喜欢、使用方便的秸秆成型燃料炉子，由炉子创新来带动成型燃料的发展；其次，我们的需求在进步，需要新的东西，需要新的案例。

       使用秸秆成型燃料有一个最大弊端，就是秸秆成型燃料含CL2和K，会造成对锅炉的腐蚀。这一点炉子企业一定要重视，这是秸秆成型燃料自身必然存在的问题，我们设计炉子时要消除这个问题。另外，就是高温结渣，遇到超过700-780度高温时就要结渣，结渣了就清除不了，所以生物质锅炉设计与燃煤不一样，要特别注意。秸秆550度以下就以挥发份形成释放总能量的70%左右，这在理论上就要求设计时要考虑充分的挥发空间。这些理论在我编著的《生物质成型燃料技术与工程化》这本书上都有，大家可以看一看。

       成型燃料的形状，一般是压块，直径18 -30mm，做成块状在设计上是有理论根据的，成型必须分成三段，如果不分三段压出来的产品就不是整齐的。现在看来，这个块状需要重新考虑一下，我们要求成型燃料燃烧是分阶段的，存在上面提到的一些缺陷，所以我认为，秸秆成型燃料能否做成大一点的颗粒，直径15～30mm的圆形大颗粒，这样它的流动性好，燃烧容易实现。那么我们的炉子也就应该从这个角度考虑去设计，这个值得我们考虑。

       成型机磨损问题。因为含有非金属氧化物比较多，带有二氧化硅等这些东西，流动性差，生产过程中会有磨损，问题是对于磨损我们采取的措施不够，普通机器加工出来的设备不行，已经落后了，加工处理都不过关，所以会磨损。

       新材料、新工艺应用太少。现在一套设备3吨重，太重了，建议企业大幅度减轻设备体重和动力消耗，可以将差速传动、塑料、陶瓷等非金属材料和已成熟的孔加工、热处理技术应用在新型秸秆成型机上。这些我们都做过了多次实验，是完全可以应用的。

       运营模式问题。秸秆成型燃料如何加工，为谁加工？适宜建立“分布式”生产网络，以村或镇为单位，与农机行业联合建立产业服务中心，“收割—粉碎—收集—储存—成型—消费”一体化。中心对农户实行物业化管理, 多种经营。河北天太建立50个基地，采用保护农民利益调动了积极性，内蒙古也在建秸秆收集基地，这就是分布式。原料从当地取，成功不成功关键在于利益分配，国家应该在发展秸秆成型燃料方面推一把、扶持一下，帮助农户解决这个问题，不解决这个问题就交代不了，农村还是那么脏乱差，秸秆还要那样荒烧，而且成型燃料产业发展也会困难。

       关于设备的专业化。现在的一些成型机，一个传统系统、一个滚轮就自成体系，生产出来，然后宣传它如何好，我不相信。我们应该支持专业化的企业，政府的功能应该从这方面推进，大企业要带这样的头，这样成本才会降下来。没有标准化，没有先进技术的革新，就无法实现专业化。因此，我值得给大家提个醒：一是必须要市场创新，我们现在取得了很大成绩，如果停留下来，依靠补贴生存，必然要垮台；二是靠材料创新、管理创新，我们讨论这一方面多，也可以向同行、向国家提一些这样的问题。

       新一代的技术、新工艺、新材料，我们还没有用上。炉子的设计，理论上还有很多走不通，需要革新才能进步。我们的管理要创新，要发挥燃炉创新带动作用。我们优秀的企业家、管理者一定会在这些方面创新，做出一些新的东西，带动整个产业发展，带动农村经济发展。

       相关链接：2015节能环保炉具（锅炉）及生物质燃料成型设备行业发展论坛专题报道