一、引言
我國是一個農業大國，又是個能源消耗大國，能源消耗量以每年6%～7%的速度增長。我國每年約產7億t農作物秸稈。近年來，隨著農村經濟發展和農村用能結構的改善，農作物秸稈出現嚴重過剩，許多秸稈被棄置或焚燒，對交通、環境、生態等造成嚴重影響。此外，簡易爐灶的直接燃燒方式，燃燒效率低，可吸入顆粒物、二氧化硫等有害物質嚴重超標，造成廚房室內空氣環境污染。因此，用新技術將秸稈轉化為高品位能源，對解決農村用能問題、減輕溫室效應、促進農村生態文明建設具有重要意義。
二、濮陽市秸稈資源利用情況
濮陽市秸稈資源是農村生活用能的重要原料。由于秸稈存在著結構疏松、能量密度低、燃燒特性較差、直燃效率低、污染嚴重且不易貯運等缺點，秸稈已不再適應當前農村生活用能的要求，其作為生活用能的功能逐漸被削弱。同時，農民收入水平較低，隨著煤炭、電等能源價格上漲，生活用能開支逐漸增加。
從表1、表2中可以看出，濮陽市2012年作物秸稈總產量為441萬t，折合標煤219萬t，81%的農作物秸稈得到了利用，剩余的農作物秸稈被焚燒或廢棄掉。
表1 2012年濮陽市主要農作物秸稈量
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耕地面積/hm2 |
糧食產量/（t/a） |
秸稈總量/（t/a） |
麥稻秸稈/（t/a） |
玉米秸稈/（t/a） |
棉花秸稈/（t/a） |
油料秸稈/（t/a） |
其他/（t/a） |
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269800 |
2601051 |
4412600 |
1873300 |
1404000 |
154700 |
514400 |
83000 |
表2 2012年濮陽市秸稈利用情況
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秸稈利用總量/（t/a） |
廢料利用總量/（t/a） |
飼料化利用/（t/a） |
能源化利用/（t/a） |
工業化利用/（t/a） |
基料化利用/（t/a） |
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3607100 |
1690400 |
1192200 |
318900 |
239000 |
166600 |
注：秸稈還田量按麥收作物的50%，秋收作物的20%計；養殖業消耗秸稈量按每頭牛消耗飼料3000kg，秸稈飼料占80%計；直接燃燒按10%計。
三、
秸稈成型燃料技術應用分析
(一)秸稈成型燃料技術
秸稈成型燃料技術是指在定的壓力條件下，用
秸稈顆粒機等生物質成型設備機械壓縮（加熱或不加熱）的方法，將松散的秸稈等生物質擠壓成質地致密、形狀規則成型燃料的技術。該技術可提高秸稈單位容重和熱值。秸稈經壓縮后體積可縮小6～8倍，密度可在0.8～1.3t/m3，熱值15000～17000kj/kg，能量密度與中質煤相當，燃燒特性明顯改善，火力持久，黑煙少，爐膛溫度高，且儲運方便，干凈衛生，可用于生產和生活領域。成型燃料主要有壓塊和顆粒兩種類型，秸稈成型設備主要有螺桿式、活塞式和滾筒式。隨著我國對秸稈成型燃料的技術研究、示范，該技術已基本成熟，成型設備的實用性、系列化、規�；驳玫矫黠@改善，開始在市場上推廣應用，河南省富通新能源科技有限公司生產銷售的秸稈顆粒機設備與壓制的農作物秸稈顆粒燃料如下所示：
（二）秸稈成型燃料燃燒特性分析
其燃燒特點是揮發性高而空隙率低、結構密實，其組織結構限制揮發分由內向外的析出速度，熱量由外向內的傳播速度減慢，由于與氧接觸面減少，使得點火所需的氧原生物質點火有所減少。整個燃燒過程大致分為揮發物燃燒一一表面焦炭過渡區燃燒——滲透擴散燃燒一一灰塊形成四個階段。實驗表明， 次加入成型燃料塊燃燒持續時間超過60min，火力集中，鍋爐穩定燃燒時最高溫度超過1000℃，民用燃燒爐具可實現封火，封火時間超過24h。燃燒后的灰分不超過原料的10%．而且可作鉀肥，成型燃料燃燒般不結渣、不飛灰。
（三）秸稈成型燃料的優點
與秸稈直燃相比：是由于秸稈成型塊密度遠大于秸稈，限制了揮發分的逸出速度，燃燒反應大多在表面進行，開始燃燒時類似“顆粒燃燒”模型，使般爐灶供給的自然對流空氣相對夠用，黑煙量減少，未燃揮發物損失少。二是由于壓縮致密作用，揮發分逸出后剩余的炭結構緊密，運動氣流沖力不能使之解體，炭的燃燒熱可得到充分利用。在成型燃料燃燒過程中，藍色火焰包裹明亮炭塊，使爐溫大大地提高，燃燒時間明顯延長。三是整個燃燒過程需氧量沒有大起大落，使燃燒過程相對穩定。與燃煤相比：是著火性比煤好，易于點火，縮短了火力啟動時間；二是燃燒充分；三是固體排放量少，排放全是灰分，約占總重的0.4%～20%，而煤排放物占總重的25%～40%；四是對燃燒設備腐蝕程度低于煤，成型燃料主要是C-H有機物，而煤含有硫等物質。
四、秸稈成型燃料的經濟性分析
(一)經濟指標評價
為此采用動態評價的方法，以凈現值(NPV)、動態回收期(T)、益本比(B/C)及內部收益率(IRR)為評價指標對液壓秸稈成型機進行經濟評價
（二）試驗運行分析
在清豐縣進行了秸稈成型燃料技術的試驗，采用了河南農業大學HPB-III型生物質成型機設備，并配備了專用的成型燃料爐具，其中：灶型爐具的燃燒效率為28%，爐型爐具的燃燒效率為30%，遠遠高于普通的爐具，取得了很好的效果。
1、經濟效益。經過試驗運行，按成型燃料售價200元／t計算，成本價為160元／t，燃料的利潤為40元／t，則每臺設備的年凈收入為3.84萬元（生產效率為400kg/h，每天工作8h，每年工作300d計）�？鄢�1日后，靜態投資回收期不到4年（每套設備為15萬元）。每個示范農戶每年的成型燃料消耗量在2t左右（僅用于炊事）。如果扣除農民自己提供的秸稈，農民需支付140元／t，按熱值推算，2t秸稈成型燃料相當于1.4t煤，目前，民用煤在400元／t左右，每個示范農戶每年可節支280元。
2、社會效益。主要體現在每條生產線可提供4～5個工作崗位（包括秸稈收購人員）。同時，該技術的應用，可解決政府每年為解決秸稈荒燒問題而投入的大量人力、物力和財力。另外，成型燃料可使廚房可吸入顆粒物明顯減少，廚房的空氣質量得到有效改善，顯著提高農民群眾的生活質量。
3、環境效益。秸稈成型燃料的二氧化碳排放量為零，二氧化氮為微量排放，二氧化硫、粉塵的排放量遠遠低于國標。同時，每年還可解決大量秸稈的處置問題，減少了秸稈焚燒的隱患，
五、風險分析
(一)風險因素
從秸稈成型燃料試點的運行情況可以看出其經濟、社會、生態和環保效益是巨大的，對于調整農業產業結構、增加農民收入、促進農業可持續發展具有現實意義，因此具有廣泛的推廣應用前景。該技術推廣的風險性和不確定因素主要有兩個方面： 是國家的產業政策；二是秸稈原料的價格。該技術選用的原料主要是玉米、小麥等作物秸稈，秸稈成型燃料可取代煤，但目前秸稈沒有固定價格，該技術推廣后原料價格將會上漲。同時，秸稈成型燃料與煤相比沒有競爭能力，國家沒有在城鎮限制用煤政策，給秸稈成型燃料的推廣增加了難度。此外，秸稈的收獲期是相當短的一段時間，而且是大范圍、大區域同時進行，會給秸稈的收集帶來 定的困難。
（二）降低風險的措施
是國家政策支持。逐步取締污染嚴重的燃煤鍋爐，禁燒農作物秸稈，取締小型造紙廠，宣傳、推廣生物質成型燃料技術，出臺相應的支持政策。二是扶持秸稈成型燃料用戶。對使用成型燃料或成型燃料爐具給予定補貼，提高群眾使用成型燃料的積極性，實現這項技術的推廣普及。三是建立健全推廣機制。鼓勵、支持種糧大戶、農民合作社參與秸稈的收集、儲存、加工，建立“企業+基地”的運行模式，加強成型燃料技術推廣的服務指導，形成分工明確、互為補充、合作共贏的成型燃料技術的推廣局面。
六、結論
通過對秸稈成型燃料技術的技術經濟評價、風險分析情況可以看出，秸稈成型燃料在技術和經濟上都是可行的，不僅有利于保護環境，同時也為農村生活用能找到了很好的替代品，減少了秸稈資源的浪費，尤其是在戶用爐灶、窯爐和工業鍋爐等用能方面的需求將逐步增加。因地制宜開發秸稈成型燃料，將有利于提高農民收入，促進農業資源循環利用，保護生態環境，構建資源節約型和環境友好型社會。隨著國家對以秸稈為主的生物質能開發利用的不斷重視，人們環保和可持續發展意識不斷提高，以及成型燃料技術的不斷改進，生物質成型燃料將會得到又一段發展，逐步成為農村和工業用能的一個重要來源。
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顆粒燃料生產視頻如下所示：
