生物質(zhì)氣化技術(shù)是一種生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)，是將農(nóng)作物秸稈作為主要原料，在缺氧狀態(tài)下使秸稈不充分燃燒，產(chǎn)生大量的氫氣、甲烷和一氧化碳等可燃?xì)怏w，再將燃?xì)膺M(jìn)行冷卻、除雜、去焦處理，送進(jìn)儲(chǔ)氣柜，然后經(jīng)過(guò)管網(wǎng)輸給農(nóng)戶。秸稈熱值約為15000千焦／千克，相當(dāng)于民用煤炭的70%，且其平均含硫量只有3.8‰，而煤的平均含硫量約達(dá)l0‰。
生物質(zhì)能以其清潔性和可再生性在我國(guó)農(nóng)村得到廣泛使用。與使用煤炭相比，按煤炭市場(chǎng)均價(jià)500元計(jì)算，農(nóng)村每戶使用煤炭一個(gè)月的消耗大約是30元，而使用秸稈氣，有玉米等原料的家庭不需要花費(fèi)，沒有原料的家庭每月只需交9元的使用費(fèi)，對(duì)老百姓是實(shí)實(shí)在在的實(shí)惠。而生產(chǎn)剩余的木炭市場(chǎng)價(jià)格達(dá)到1800多元，每年剩余的木炭經(jīng)過(guò)加工對(duì)外銷售，還可以為民謀得利益。因此無(wú)論從徑濟(jì)上還是環(huán)境上，秸稈氣化工程都是利國(guó)利民的工程。
山西陽(yáng)城縣西河鄉(xiāng)秸稈氣化和沼氣池工程通過(guò)近幾年的建設(shè)，取得了明顯的效果。為了對(duì)這項(xiàng)技術(shù)及使用有更全面的了解，課題組于2010年7~8月走訪了山西陽(yáng)城縣西河鄉(xiāng)，重點(diǎn)對(duì)A村的秸稈氣化利用情況進(jìn)行了調(diào)研。本論文對(duì)山西省農(nóng)村使用秸稈氣和沼氣的現(xiàn)狀和問題進(jìn)行分析，并提出我國(guó)農(nóng)村發(fā)展生物質(zhì)能源的措施建議，以期對(duì)我國(guó)發(fā)展生物質(zhì)能源提供一些參考。
1、山西陽(yáng)城縣西河鄉(xiāng)生物質(zhì)能農(nóng)村發(fā)展現(xiàn)狀
西河鄉(xiāng)位于山西省陽(yáng)城縣，其秸稈氣化工程經(jīng)過(guò)幾年的建設(shè)，取得了較好效果。西河鄉(xiāng)的特點(diǎn)是村落分布不均、人口居住分散，主要形成了人口居住較集中。近年來(lái)，A村通過(guò)建造秸稈氣化站集中供氣，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
秸稈氣化站的修建成本相對(duì)較高。一是秸稈氣化站需要一定的裝備和設(shè)施，二是秸稈氣不能以液態(tài)形式輸送，必須鋪設(shè)管道。二者費(fèi)用下來(lái)使得秸稈氣化站成本大大提高，A村引進(jìn)了國(guó)家先進(jìn)的秸稈氣轉(zhuǎn)化裝置，并花費(fèi)幾十萬(wàn)元鋪設(shè)村里秸稈氣輸送管道，把秸稈氣化站的秸稈氣送到家家戶戶，修建秸稈氣化站總投資200多萬(wàn)元。
秸稈氣化站的加工主要有兩種：一種是把玉米芯等原料通過(guò)機(jī)器直接進(jìn)行加工，產(chǎn)出秸稈氣；另一種是把農(nóng)村的樹枝木柴收集起來(lái)，通過(guò)特定的機(jī)器設(shè)備粉成碎末，再經(jīng)過(guò)定型做成碳棒，在碳棒加工的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一種廢氣，剩下的是木炭，木炭是一種吸附材料。最后通過(guò)過(guò)濾裝置將秸稈氣過(guò)濾，得到純凈的氣體，并且儲(chǔ)存于相應(yīng)的設(shè)備中，農(nóng)作物秸稈等廢棄物經(jīng)過(guò)秸稈粉碎機(jī)粉碎后，可以經(jīng)過(guò)秸稈顆粒機(jī)或者秸稈壓塊機(jī)壓制成生物質(zhì)成型顆粒燃料或者顆粒燃料，這樣不僅做到了資源的綜合利用，而且還能使來(lái)百姓的收入增加。
由于當(dāng)?shù)氐淖魑锸且杂衩缀透吡粸橹鳎詺饣久磕晔召?gòu)農(nóng)民的玉米殘物等作物殘料，然后將生產(chǎn)出的秸稈氣輸送給村民使用。沒有作物的村民每天只需繳納0.3元即可用上秸稈氣。這種物質(zhì)循環(huán)利用的模式，使農(nóng)村的作物殘料得到了有效利用，避免了由于焚燒而造成的環(huán)境污染。
2、經(jīng)濟(jì)效益分析
(1)農(nóng)民使用秸稈氣費(fèi)用分析。農(nóng)戶炊事如果完全依賴于秸稈氣，一天用氣約5立方米，燃?xì)鈨r(jià)格0. 25元／立方米，假設(shè)有400戶，共計(jì)用氣2000立方米，則秸稈氣化站日產(chǎn)值Q= 2000×0.25= 500元，農(nóng)民每日每戶花費(fèi)1. 25元，月費(fèi)用37.5元。與使用煤炭相比，按每戶每月用煤0.5噸、煤炭?jī)r(jià)格500元／噸計(jì)算，則每月用煤花費(fèi)約250元。所以，使用秸稈氣每戶農(nóng)民每月可以節(jié)省212.5元。
(2)秸稈氣化站成本收益分析。成本為：可變成本2574元1月，其中，原料120元/月，電費(fèi)54元/月，人工1500元／月（3人），日常維護(hù)600元／月，日常管理300元／月；固定成本3800元／月（設(shè)備48萬(wàn)元，設(shè)備折舊年限10年，按財(cái)政部規(guī)定固定資產(chǎn)凈值按固定資產(chǎn)原值的5%確定，平均年限法計(jì)算得）。則秸稈氣化站每月成本6374元，實(shí)際產(chǎn)值15000元／月（如上文所述，秸稈氣化站日產(chǎn)值500元），共收益8626元／月。
綜上，秸稈氣化方案可以使農(nóng)民每戶每月節(jié)省212.5元／月·戶，而秸稈氣化站月贏利近9000元，是一個(gè)利國(guó)利民的工程。
3、生物質(zhì)能利用中存在的主要問題
我國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年的糧食產(chǎn)量呈遞增速度增長(zhǎng)，所以生物質(zhì)能對(duì)于解決農(nóng)作物殘料和環(huán)境污染問題具有重要意義，但是這項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)的推廣使用仍然存在不少問題。
(1)規(guī)模生產(chǎn)易造成原料短缺。秸稈氣規(guī)模生產(chǎn)的副產(chǎn)品對(duì)秸稈氣化站而言經(jīng)濟(jì)利益十分可觀，因此一旦將此項(xiàng)目商業(yè)化，容易造成原料木柴的短缺，繼而給農(nóng)村的綠化帶來(lái)威脅，從而使節(jié)能工程變成耗材工程。
(2)持續(xù)性評(píng)價(jià)。生物質(zhì)能秸稈氣的使用不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生環(huán)境和社會(huì)問題。如秸稈氣原料的利用可能會(huì)造成土壤肥力逐漸降低、土壤質(zhì)量不斷退化，從而對(duì)農(nóng)田產(chǎn)生不利影響。而對(duì)于社會(huì)問題，則需要在開發(fā)的同時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決。
(3)開發(fā)力度。我國(guó)在生物質(zhì)能技術(shù)開發(fā)方面已經(jīng)取得一系列成果，但將其市場(chǎng)化還需要加大研究力度。同時(shí)我國(guó)地區(qū)性差異也要求對(duì)不同地區(qū)采取不同的生物質(zhì)能開發(fā)策略。
(4)修建秸稈氣化站的成本較高。修建一個(gè)秸稈氣化站需要200多萬(wàn)，如果村落不集中，管道鋪設(shè)費(fèi)用還會(huì)增加，目前秸稈氣化較適合于經(jīng)濟(jì)能力強(qiáng)的村。進(jìn)一步降低秸稈氣的利用成本是此項(xiàng)技術(shù)推廣的關(guān)鍵。
(5)部分農(nóng)民難以改變傳統(tǒng)的生活習(xí)慣。農(nóng)民習(xí)慣了以煤炭為燃料的生活方式，由于不理解生物質(zhì)能源的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，部分農(nóng)民無(wú)法接受這一改變，仍需要加大生物質(zhì)能源的宣傳力度。
4、對(duì)策建議
(1)將生物質(zhì)能源的生產(chǎn)與種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)相結(jié)合。目前農(nóng)村秸稈氣生產(chǎn)是以農(nóng)作物作為主要原料，建議將秸稈氣化站與種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)廢水、垃圾的處理相結(jié)合，以解決原料短缺的問題。一是種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)中包含了大量的秸稈氣生產(chǎn)原料，與秸稈氣化站相結(jié)合，將會(huì)部分解決原料供應(yīng)不足的問題。二是由于工業(yè)廢水、生活用垃圾都是富含碳的有機(jī)物，可以模仿沼氣的生產(chǎn)，將工業(yè)能源二次利用，政府可將其制度化，從而使環(huán)境和企業(yè)達(dá)到雙贏。
(2)因地制宜，多策出擊。結(jié)合不同地域優(yōu)勢(shì)給予一定的政策和資金支持。秸稈氣化站在農(nóng)村的利用處于博弈的狀態(tài)。農(nóng)村非常適合發(fā)展秸稈氣和沼氣池，但又面臨著修建秸稈氣站和沼氣池的大量的資金需求。決策時(shí)就需要充分考慮成本和效益間的關(guān)系。除考慮地理人口上的分布特點(diǎn)，更需要將整體進(jìn)行劃分，跨越村落之別，因地制宜地發(fā)展秸稈氣和沼氣。
(3)加大政策扶植力度。使用秸稈氣和沼氣能夠給農(nóng)民帶來(lái)真正的實(shí)惠，但有些農(nóng)戶因?yàn)椴辉敢獬鲥X購(gòu)買秸稈氣氣表和沼氣爐，所以并非所有居民都用上了沼氣灶，造成了秸稈氣的浪費(fèi)。因此建議政府給予一定的財(cái)政扶植，如對(duì)困難家庭進(jìn)行生活補(bǔ)助，免收其原料費(fèi)等。
(4)形成可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。為避免農(nóng)村因推廣和發(fā)展生物質(zhì)能源而造成的生態(tài)破壞和環(huán)境污染，建議政府統(tǒng)籌考慮全面規(guī)劃，形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式，使農(nóng)村、農(nóng)民和企業(yè)三者的利益都得到有效保障。
5、結(jié)論
生物質(zhì)能具有清潔、安全、可持續(xù)等特點(diǎn)，開發(fā)和利用生物質(zhì)能，符合可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念。針對(duì)低碳和減排的雙重約束，生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用，雖然會(huì)遇到一些困難，但利大于弊。發(fā)展生物質(zhì)能源，既是實(shí)行能源戰(zhàn)略多元化、解決我國(guó)能源問題的有效途徑，也是解決農(nóng)村勞動(dòng)力就業(yè)、促進(jìn)農(nóng)民增收的重要渠道。
