0、引言
目前，因大量使用化石能源造成的生態(tài)環(huán)境破壞已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展中最為重要的問(wèn)題之一。自中央提出振興東北老工業(yè)基地政策以來(lái)，遼寧省成為國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度最強(qiáng)勁的地區(qū)，遼寧的能源消費(fèi)總量躍居全國(guó)各省的第5位，能源對(duì)外依存度達(dá)到55.7%。歷史上形成的以原煤為主的能源結(jié)構(gòu)和高能耗的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也使遼寧的能源需求形式和減排降耗形勢(shì)十分嚴(yán)峻。這種以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)和以重化工業(yè)為主的工業(yè)結(jié)構(gòu)很難在短期內(nèi)發(fā)生根本性改變，在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)，遼寧的節(jié)能減排的壓力仍將呈逐漸增大的趨勢(shì)。因此，增加可再生清潔能源在能源生產(chǎn)和消費(fèi)中的比重，有計(jì)劃地利用農(nóng)作物秸稈等清潔可再生能源資源，對(duì)優(yōu)化能源生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)，減少溫室氣體的排放、實(shí)現(xiàn)能源供給的多樣性和安全性，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要意義。發(fā)達(dá)的國(guó)家城市化、工業(yè)化歷程表明，在工業(yè)化初、中期階段，經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)必然帶來(lái)能源消費(fèi)量的大規(guī)模增加，導(dǎo)致污染物排放的增加，尋找和利用可再生能源，走能源與環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展良性循環(huán)的路子，是解決未來(lái)能源問(wèn)題的主要出路。
我國(guó)每年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈7.2億t，農(nóng)作物秸稈是一種重要的生物質(zhì)資源，具有資源量大、可再生、含硫量低和作為能源利用時(shí)C02零排放等優(yōu)點(diǎn)。作為規(guī)模化能源利用原料要考慮收集、儲(chǔ)運(yùn)成本和能源轉(zhuǎn)化效率等問(wèn)題。本文對(duì)遼寧農(nóng)作物秸稈資源量及其分布密度進(jìn)行了調(diào)查測(cè)算和量化評(píng)價(jià)，分析了秸稈能源轉(zhuǎn)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，旨在為遼寧秸稈能源化利用和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。
1、遼寧農(nóng)作物秸稈資源置及分布
1.1遼寧農(nóng)作物秸稈資源量
秸稈實(shí)物資源量是指在一定范圍內(nèi)每年所產(chǎn)農(nóng)作物秸稈的總量，可根據(jù)各類(lèi)農(nóng)作物的產(chǎn)量和相應(yīng)農(nóng)作物的谷草比系數(shù)(Residue to ProductRatio，RPR)計(jì)算獲得嗍。因作物種類(lèi)、品種和產(chǎn)地不同．RPR有所差異，本文所取數(shù)值是在遼寧的實(shí)際調(diào)查并參照有關(guān)文獻(xiàn)確定的。秸稈實(shí)物資源量中，用于農(nóng)民炊事的秸稈約20%，用于牲畜飼料的秸稈約20%．還田及收集損失量約15%．用于造紙等工業(yè)原料約3%，則遼寧可能源化利用的農(nóng)作物秸稈量約為實(shí)物資源量的42%。各類(lèi)農(nóng)作物秸稈折合標(biāo)準(zhǔn)煤的系數(shù)取自文獻(xiàn)，農(nóng)作物秸稈可以經(jīng)過(guò)
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制成生物質(zhì)顆粒燃料或者飼料，這樣做不僅可以做到農(nóng)作物秸稈的綜合利用而且還可以增加老百姓的收入。
根據(jù)遼寧省統(tǒng)計(jì)局公布的2006年各類(lèi)農(nóng)作物產(chǎn)量計(jì)算，遼寧2006年秸稈實(shí)物資源量、可用于能源的秸稈量以及折合成標(biāo)準(zhǔn)煤的量列于表1。由表1可知，遼寧省每年秸稈實(shí)物資源量為3195.8萬(wàn)t；可用于能源資源的量為1 342.2萬(wàn)t．折合標(biāo)準(zhǔn)煤688.7萬(wàn)t。從農(nóng)作物秸稈的組成來(lái)看，可能源化利用的玉米秸稈占79.7%．稻谷秸稈占12.1%，其它作物秸稈的總和僅占8.2%。
目前，遼寧主要使用秸稈等柴草作炊事用能的農(nóng)戶占農(nóng)村居民戶數(shù)的87%。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和收入水平的提高，農(nóng)民用秸稈作炊事用能的量將會(huì)有所下降，同時(shí)由于國(guó)家實(shí)施嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，農(nóng)作物種植面積及產(chǎn)量都將會(huì)得到保證，農(nóng)作物秸稈量不會(huì)出現(xiàn)大幅度下降，即未來(lái)遼寧每年可用于能源的秸稈的收集量將不會(huì)低于1300萬(wàn)t。
1.2遼寧農(nóng)作物秸稈資源分布，
圖l是遼寧農(nóng)作物秸稈實(shí)物資源量在各地的分布情況。由圖1可見(jiàn)，省內(nèi)各地秸稈分布極不均勻，地處遼寧中兩部、北部的鐵嶺、沈陽(yáng)、錦州等市的秸稈實(shí)物資源量較大，分別達(dá)到569萬(wàn)．507萬(wàn)和323萬(wàn)t/a。東部山區(qū)的秸稈資源量較小，本溪僅有43萬(wàn)t/a，撫順僅有97萬(wàn)t/a。當(dāng)然，這與各地的土地面積、農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)和降水、光熱等自然條件有關(guān)。
為了更準(zhǔn)確地反映秸稈分布情況，需要根據(jù)各地市的土地面積，計(jì)算出單位土地面積的農(nóng)作物秸稈實(shí)物資源量，即秸稈能源密度。圖2為2006年遼寧省各地農(nóng)作物秸稈能源化密度。如圖2所示，遼寧全省農(nóng)作物秸稈能源化密度平均值為216t/km2，其中可用于能源的為91t/km2，高于全國(guó)的平均水平(75t/km2)。遼寧秸稈密度較大的市是鐵嶺、沈陽(yáng)、錦州，分別達(dá)為439,391和313t/km2．其秸稈能源化密度分別為184.164和132 t/km2．高于秸稈資源比較豐富的吉林、黑龍江等省的平均水平。而在遼寧東部山區(qū)和西部干旱少雨地區(qū)，農(nóng)作物秸稈能源化密度較低。
農(nóng)作物秸稈分散于鄉(xiāng)野之間，收集運(yùn)送需要耗費(fèi)較多的人力和費(fèi)用。從田間到秸稈轉(zhuǎn)化廠的距離（即收集半徑）不能過(guò)大，否則，運(yùn)輸成本過(guò)高。收集半徑越小，運(yùn)輸費(fèi)用越低，秸稈能源轉(zhuǎn)化為商品能源的規(guī)模擴(kuò)大的潛力就越大。以上分析可見(jiàn)，遼寧可用于商品能源生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈總量雖然沒(méi)有河南、吉林、黑龍江等省豐富，但可用于能源化的秸稈密度高于全國(guó)平均水平，在鐵嶺、沈陽(yáng)、錦州等局部地區(qū)秸稈能源化密度甚至高于秸稈資源量較大省分的平均值。說(shuō)明這些地區(qū)在秸稈收集、運(yùn)輸方面具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)。以建設(shè)一個(gè)年消耗20萬(wàn)t秸稈的電廠為例，在鐵嶺的秸稈收集半徑為18.6 km，在沈陽(yáng)為19.7 km．在錦州為22 km．在秸稈能源化密度最低的本溪?jiǎng)t為53.8km。
2、秸稈能源化利用方式及發(fā)展方向
農(nóng)作物秸稈的主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，可通過(guò)物理、化學(xué)手段將其轉(zhuǎn)化成能量密度高、清潔方便的能源產(chǎn)品。主要利用技術(shù)有：生物質(zhì)固化成型技術(shù)、直燃及氣化發(fā)電技術(shù)、氣化集中供氣技術(shù)、熱裂解液化技術(shù)、制取燃料乙醇技術(shù)以及秸稈沼氣發(fā)酵技術(shù)等。遼寧能源研究所等開(kāi)發(fā)的秸稈及林木生物質(zhì)同化成型技術(shù)已基本具備實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的條件。秸稈直接燃燒和與煤炭混合燃燒發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟．年消耗20萬(wàn)t以上的秸稈直燃發(fā)電裝置已有大規(guī)模應(yīng)用。中科院廣州能源所開(kāi)發(fā)的MW級(jí)生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置在氣化效率、燃?xì)鈨艋桶l(fā)電效率等方面達(dá)到較高水平，并具有靈活性、經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)，比較適合在秸稈及林木生物質(zhì)資源較分散的地區(qū)推廣應(yīng)用。秸稈及林木生物質(zhì)氣化集中供氣裝置，已經(jīng)在遼寧等地農(nóng)村有較廣泛的應(yīng)用。
秸稈及林木生物質(zhì)熱裂解制取生物油口吸水解秸稈纖維素生產(chǎn)乙醇等液體燃料技術(shù)的研究已經(jīng)取得較大進(jìn)展。如果能在轉(zhuǎn)化效率、轉(zhuǎn)化過(guò)程耗能及成本方面取得進(jìn)一步突破，將會(huì)得到廣泛推廣應(yīng)用。秸稈經(jīng)厭氧發(fā)酵有較高的產(chǎn)沼氣能力，目前我國(guó)需要在最大限地滿足秸稈沼氣發(fā)酵工藝要求的專(zhuān)有裝備設(shè)計(jì)制造及其標(biāo)準(zhǔn)化方面加大開(kāi)發(fā)力度。
遼寧省應(yīng)根據(jù)資源、技術(shù)等實(shí)際，在資源較集中的地區(qū)發(fā)展大中型秸稈直燃或氣化發(fā)電技術(shù)；在秸稈資源較分散的地區(qū)推廣小型秸稈氣化集中供氣技術(shù)和MW級(jí)氣化發(fā)電技術(shù)；在較偏遠(yuǎn)的農(nóng)村推廣“太陽(yáng)房一種植一養(yǎng)殖一秸稈制沼氣”等生態(tài)型戶用沼氣技術(shù)：條件允許的地方可推廣秸稈沼氣發(fā)電及余熱利用、發(fā)酵剩余物綜合利用技術(shù)。加強(qiáng)對(duì)生物質(zhì)氣化供氣和發(fā)電技術(shù)的氣化工藝、燃?xì)鈨艋⒔褂吞幚韱?wèn)題的研究，減少和避免對(duì)環(huán)境的二次污染：加強(qiáng)對(duì)直燃及氣化發(fā)電過(guò)程控制、直燃鍋爐堿金屬腐蝕、結(jié)焦等關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節(jié)及關(guān)鍵裝備的設(shè)計(jì)制造，提高能源轉(zhuǎn)化效率；增加對(duì)生物質(zhì)熱裂解液化、秸稈水解制乙醇等技術(shù)的資金投入，以科技為支撐，走多種利用形式并存的發(fā)展路線。
3、結(jié)論與建議
(1)遼寧省2006年秸稈實(shí)物資源量為3 195.8萬(wàn)t．可能源化利用量為1300萬(wàn)t，折合標(biāo)準(zhǔn)煤680萬(wàn)t．相當(dāng)于當(dāng)年全省能源消費(fèi)量的4%．是遼寧調(diào)整能源生產(chǎn)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)和降低能源對(duì)外依存度的可靠資源。遼寧單位土地面積秸稈資源量（秸稈密度）為216 t/km2，可能源化利用量為9lt，km2，鐵嶺、沈陽(yáng)、錦州3市秸稈密度分別為439,391和313 t/km2．可能源化利用的密度分別為184,164和132 t/km2．具備建立年消耗20萬(wàn)t秸稈發(fā)電項(xiàng)目的基本條件。
(2)遼寧省具有雄厚的科技實(shí)力，有開(kāi)發(fā)秸稈能源化利用的技術(shù)基礎(chǔ)。遼寧省能源研究所等科研機(jī)構(gòu)和多所大學(xué)在秸稈氣化、秸稈成型燃料開(kāi)發(fā)、廢棄物燃燒等方面的研究方面已經(jīng)取得了顯著成果。若進(jìn)一步集中企業(yè)、大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的力量，對(duì)秸稈發(fā)電核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，對(duì)其配套技術(shù)進(jìn)行集成優(yōu)化，必將在秸稈發(fā)電等能源化利用技術(shù)方面形成一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的領(lǐng)先技術(shù)。
(3)遼寧省可結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和部分小型燃煤火電廠改造，有計(jì)劃地開(kāi)發(fā)秸稈發(fā)電等可再生能源，逐步改善能源結(jié)構(gòu)，降低能源對(duì)外依存度，依托強(qiáng)大的裝備制造業(yè)基礎(chǔ)培植和發(fā)展遼寧可再生能源產(chǎn)業(yè)，培植新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
(4)遼寧應(yīng)利用國(guó)家促進(jìn)可再生能源發(fā)展的政策和東北老工業(yè)基地振興的優(yōu)惠政策，結(jié)合生態(tài)省建設(shè)，在鼓勵(lì)包括農(nóng)作物秸稈在內(nèi)的可再生能源技術(shù)研究開(kāi)發(fā)、改善可再生能源持續(xù)發(fā)展市場(chǎng)條件等方面優(yōu)化政策環(huán)境和投資環(huán)境，吸引國(guó)內(nèi)外資金、技術(shù)落戶遼寧，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，三門(mén)峽富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)專(zhuān)業(yè)壓制農(nóng)作物秸稈顆粒燃料。
