农业电气化前景(6篇)
农业电气化前景篇1
森林、水土、自然环境,对于一个地区,一个国家、乃至整个世界的重要性,是世人皆知的。而在大新县,这一点则尤为重要,保护区充分发挥了森林的经济效益、社会效益和生态效益,对促进我县社会经济的发展及改善生态环境发挥了巨大的作用。
关键词:森林;环境;社会经济效益
中图分类号:S285文献标识码:A文章编号:
引言:
森林不仅为社会提供木材和各种林副产品,还具有涵养水源、调节气候、保持水土、防风固沙等多种功能,是人类赖以生存的基础,是保护生态环境的重要支柱。俗语说:“青山常在,细水长流”,证明了森林对保持水土、涵养水源的巨大效用。为保持生态平衡,促进工农业的发展,大新县历年来大力开展植树造林和封山育林工程,于1982年经广西壮族自治区政府批准,成立了大新县下雷水源林保护区,并对保护区实行封山育林和重点保护,取得了显著成效,该保护区对我县社会经济的发展及改善生态环境发挥了巨大的作用。
一、保护区的基本情况
(一)自然条件
1.地理位置
大新县下雷水源林保护区位于大新县的西北部,其范围包括
硕龙镇的巷口村、礼贤村、德天村、隘江林杨;下雷镇的仁爱村、仁益村、信隆村、吉门村、信孚村、新育村等9个村公所和一个国有林场,总面积为14385公顷。
2.气候
保护区属北热带季风气候,其气候特点是常年气温高,夏长
冬短,无霜期长,水热充足,利于植物生长。据气象部门统计:该保护区年平均气温27.3℃,极端高温39.8℃,极端低温-2.2℃,年均≥lO℃活动积温6915.4℃,年平均降雨量1509.1毫米,生长期雨量1200.5毫米,相对湿度80%。
3.土壤
保护区范围内成土母岩主要有砂页岩、砂岩、石灰岩,土壤
主要为红壤,土层厚50一120厘米,腐质层5-15厘米,土壤质地为轻壤,适合营造各林种。一般海拔为400-600米。
4.植被
保护区属北热带常绿季雨林植被区,自然资源丰富,树种繁多,生物量大。森林植被以天然阔叶树为优势,多呈次生林,人工林以马尾松和杉木为主。主要用材树种有马尾松、杉木、蚬木、金丝李、荷木、竹子等;经济树种有八角、玉桂等等;灌木草本有桃金娘、野牡丹、鸭脚木、铁芒箕、五节芒、蕨类等。
(二)社会经济条件
保护区跨两个镇及一个国有林场,共有9个村公所和一个国有林场。据统计,2008年保护区总人口11184人,耕地面积11953亩,人均耕地面积1.1亩,粮食总产量4050.9吨,人均有粮362公斤,人均纯收入1849元。
(三)管理机构
下雷水源林保护区目前由下雷水源林派出所、隘江林场等单
位管辖。现有职工81人,其中技术干部3人、林业警察3人。
二、下雷水源林保护区对我县社会经济发展及环境的作用
保护区不仅为社会提供了大量的林木和林付产品,产生了直
接和间接的经济效益,而且还为我县带来了显著的生态效益和社
会效益。
(一)生态效益
保护区内森林不仅具有涵养水源、保持水土、调节气候、减
少污染、净化空气、美化环境、抵御自然灾害的作用,又能保持生物的多样性,维持生态平衡。
1.具有涵养水源、保持水土的作用
保护区总面积为14385公顷,其中林业用地面积9747.3公顷,林业用地中有林地面积4676.3公顷、灌木林地5056.55公顷,非林业用地石山面积1117.8公顷,森林覆盖率67.7%。保护区涵养我县最大河流一黑水河,并为我县主要的水电站提供水源及灌溉农田所需的水源,成为我县水源林之冠,为我县农业生产和经济建设发挥了巨大的作用。
森林通过树冠截留、枝干径流,枯枝落叶,根系及林地的蓄水作用,大大减少水分的蒸发和渗漏,减少了地表径流,从而起到涵养水源,保持水土的作用。保护区是左江支流的黑水河上游主要水源头之一,涵养那岸、中军潭、沙屯、岩应、硕龙二级站、隘江、稔底等八座水电站,以及那岸、仁益、弄蒙、弄满等四座水库和二十九处山塘。全长192公里,其中在本县境内64.33公里,从上游至下游,黑水河流径的村屯有稔底、那岸、上利、下利、科度、安平、弄堪、板卡、路柳、赞成、训隆、康巴、新民、新建等65个。
集雨面积5348.914平方公里,年径流量66.43亿立方米,平均流量每秒91.04立方米,灌溉农田达IO万多亩。我县主要水电站那岸、中军潭等和跃进渠道等主要水利工程都建在沿河两岸,保护区是黑水河的主要源头,据测定,一亩森林平均蓄水40平方米,保护区内有森林面积9732.85公顷(145992.75亩)年蓄水量583.91万立方米,为黑水河提供了丰富的水源,同时也为沿河两岸的发电站、渠道提供水源。保护区提供水源的那岸、中军潭、隘江、沙屯、稔底、硕龙一级、硕龙二级、岩应等八座水电站,装机容量26246千瓦,年发电量10396.68万千瓦小时,保证了我县工业、农业及生活照明用电,使我县成为自治区第一批实现农村电气化县。坐落在黑水河沿岸的那岸水电站,是我县最大的水电站,于1969年兴建,总库容量2680万立方米,有效库容量544万立方米,实际利用水头37米,4台机组,装机容量12800千瓦,年发电量4960.49万千瓦小时。1958年兴建的中军潭水电站,属引水道式水电站,设计流量每秒40立方米,水头15.5米,引水渠道长800米,4台机组总装机容量7825千瓦,年发电量3217.31万千瓦小时。
2.保护区内的森林对降雨产生了重要的影响
在水源林区及附近有效地增加了降雨量,而且正在随着森林面积的不断扩大,森林覆盖率增加,林分质量的提高,森林影响降雨的作用也在不断的增强。保护区森林面积为9732.85公顷,森林覆盖率为67.7%。年平均降雨量为1509.7毫米,比县城及少林地区多200一300毫米。据保护区群众反映,自成立保护区以来,森林得到有效保护,森林面积不断增加,降雨量明显增多,对农业生产起到了重要作用。1984年全县普遍遇春旱,1-4月没下过透雨,而保护区则下了两场中雨,减轻了旱灾,粮食获得了较好的收成。近几年来,降雨量逐渐增多。由此可见,增加森林对地表的覆盖程度,即增加森林面积,就是在增加水资源总量,也是在增加社会财富。说明了当森林发展到较高级的程度,而构成为自然森林环境气候,降雨则会大大改善。
3.森林对大气湿度的作用
大气湿润程度是重要的农业气候指标,它综合的反映水分的收入与支出,热量的吸收与散发。森林本身的生理蒸腾及其林冠下的气温较低。乱流作用微弱,使它具有提高空气湿度的作用。空气湿度对农作物生长有密切相关,据计算,保护区由于现有的森林覆被,相对湿度达80%,对农作物的生长非常有利。
4.森林对大气污染的净化作用
森林不仅能吸收二氧化碳与放出氧气,还能吸收大气中的有毒气体,以及具有吸尘、杀菌、减弱噪音的作用。保护区的下雷锰矿,每年排出废气量1215万M3,如果二氧化碳含量达到O.05%时,人就会感到呼吸困难,达到O.2-O.6%时,对人体就有危害了。然而保护区内的森林与地球上的其它绿色植物一样,是二氧化碳的消耗者和氧气的制造者。通常1公顷阔叶林一天可以消耗l吨二氧化碳,而释放出来的氧气为O.75公斤,排出二氧化碳为O.9公斤,则城市居民每只要IO平方米的森林面积就可以消耗掉每人呼吸所排出的二氧化碳量,并供给所需的氧气。但事实上,城市中各种燃料产生的二氧化碳量,比呼吸量大2-3倍,为此每人必须有30-40平方米的森林绿化面积。由此而看,保护区人均有森林绿化面积为4000平方米,远远超过每人须有30-40平方米的范围。可见,保护区的森林对大气污染的净化作用是很大的。此外,许多树木具有吸收大气中的有毒气体的能力,使大气中有毒气体的浓度降低,避免积累达到有害的程度,为人们创造了良好的工作和生活环境。
5.森林对农业生态环境的影响
农业生产是以植物栽培为根本任务,在农业生态环境中,关系植物生长发育的因素很多,但以水分和土壤为先决条件。如果说,水利是农业的“命脉”,森林则是这个“命脉”的源泉。如果说土壤是农业的基础,森林则是这个“基础”的卫士。
森林对保护区及附近的农业创造了良好的生态环境。现有的森林面积,养活了沙土流失,改良土壤,提高了农作物抵御自然灾害的能力,为农田灌溉提供了丰富的水源,我县两大中型引水工程灌溉即那岸渠道、渐渐泗汶水利都是直接引用黑水河的。那岸渠道属中型引水工程,是利用那岸电站发电尾水兴建的灌溉工程。渠道全长61.80公里,总干渠流量每秒5.5立方米,设计灌溉面积3.19万亩,有效灌溉面积1.01万亩,受益的灌区是雷平、恩城等乡镇,是全县农田水利建设三大骨干之一。位于黑水河下游河段的泗汶水利,引用流量每秒2.5立方米,南北渠道全长28公里,灌溉面积6202亩。黑水河为沿河两岸的农田灌溉提供了丰富的水源,保证了受益灌区粮食的稳定、高产,对我县的农业生产发挥了重大的作用。
6.森林对生物资源的影响
保护区内森林茂密,生物资源丰富,是动物栖息繁衍的重要区域,保存着许多的珍稀动植物资源。如属国家重点保护的珍稀物有砚木、金丝李、金花茶等石山树种以及土山观光木、蒜头果等,国家重点保护珍稀动物有冠斑屐犀鸟、云豹、猕猴、林麝、水獭、蟒、穿山甲等等。保护区内栖息繁衍着许多害虫的天敌,从而减少了害虫对农作物的危害程度。
(二)社会效益
每当你踏进保护区时。展现在你面前的是一片片郁郁葱葱、莽莽林海的景象,令人心旷神怡,让你感受到绿色海洋的乐趣,消除现代文明带来的疲劳,强身健体,延年益寿。被列为国家特级景点的堪称世界第二大跨国瀑布一德天瀑布,位于保护区内的德天村,距县城66公里。德天瀑布银瀑飞泻,三级跌落,雄奇瑰丽变幻多姿,碧水长流,永不涸歇。无论春夏秋冬、阴晴雨雾,均各具情态,极为壮观。德天瀑布与县境内的沙屯多级叠曝、素有“小桂林”之称的明化田园风光、奇峰夹峙和树木葱葱的黑水河,绮丽多姿的那岸奇景、怪石遍布的雷平石林和水上石林、层峦叠嶂及溶洞遍布的恩城山水、鬼斧神工及造型奇特的龙宫洞等多处景点连为一体,各处景点各具特色,使人留连忘返。保护区地处边陲,山清水秀,风景秀丽,名胜汇聚,充满浓郁的边塞风情,集森林与旅游于一体,是人们休闲度假、观光旅游的好去处。为人们提供了增加知识,陶冶心情的场所,给人们领略了大自然的风采,有利于提高国民的环境保护意识,促进人类精神文明的建设。近几年来,到德天瀑布观光游览的海内外游客逐年增多。据统计,2012年游客量达10万次。
(三)经济效益
1.直接经济效益。保护区有森林面积9732.85公顷,活立木蓄积107771立方米,按2012年市场价计算,价值7171万元,等于保护区人均银行存款6411元。年产柑桔、橙子、龙眼等果1783吨,产值1562万元,八角、玉桂等林副产品30吨,产值97万元。
2.间接经济效益
(1)保护区提供的水源,为我县灌溉农田达10万亩,年产粮食37500吨,创造产值6750万元。
(2)保护区涵养的那岸、中军潭、岩应、硕龙二级、隘江、沙屯等水电站,年发电量10395.68千瓦小时,创造性产值6237.41
万元。
农业电气化前景篇2
农业部规划设计研究院研究员
中国科学院能源委员会委员
中国农村能源行业协会生物质能源专委会主任
背景
《因地制宜,多能互补、综合利用,讲求效益》十六字是改革开放30年来,我国农村能源建设坚持始终的大政方针。
1979年末国家科委在杭州召开了全国能源形势座谈会,会上对农村用能的困窘状况极为重视,会上一致认为“我国农村能源问题严重”。会议的有关文件于1980年元月,经小平同志阅后在文件上眉批:“颇有见地”。
会议指出农民严重缺烧(柴、煤)、资源浪费大、使用效率低的问题突出。农村缺柴、少电,很多地区保证不了农民的基本生活用能,和生产用能。全国50%的农户无电;农用柴油供应仅达正常需求量的65%。农村、乡镇为了基本的能源需求,只得不顾生态环境的恶化去掠取自然资源,因而生态与环境遭受严重破坏。会议分析形势,集中动议,提出农村能源向良性转化发展的战略倡议。
来历
1980年开始,国家农委牵头组建专业机构和专家组,进行农村能源问题的战略研究,开展了《全国农村能源综合区划》的编制工作。由全国农、林、水、乡企、相关院所等单位参加,分别进行调查、编制专项和总体区划。
从能源现状调研分析着手和区划编制充分显示出,农村是用能大户也是产能大集;开发农村就地多种能源资源,充分有效利用,解决和补充农村能源短缺、改善环境是当时的有效途径。生物质资源(秸秆、薪炭、沼气)、区域水利资源、乡镇煤矿、太阳能、风能、地热能以及人畜力是农村的宝贵能源财富,研发技术、高效利用和合理节约资源,对改善生活,促进生产将有成效。农村能源发展方针政策构思和框架已成雏形。
1981年由中国农业工程研究设计院(现农业部规划设计研究院)牵头协同林业部造林司、水电部农电司、气象局、中科院综考会能源研究所、清华大学联合承担国家农委下达的《农村能源政策研究》课题。课题的研究的总报告中,提出了符合中国国情的农村能源建设方针“因地制宜、多能互补、综合利用、讲求实效”,被简称为“农村能源工作十六字方针”,同时强调“能源开发与节约并举,当前以能源节约为首”,后经1982年五届人大五次会议通过的《关于第六个五年计划的报告》认定采用。1986年经《全国农村能源工作会议》修改为“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”。
实施
30年改革开放以来,我国农村能源十六字方针付诸实施。国家农业、林业、水利、科技、财政各部委相继出台相应的政策和实施细则,落实任务,加大投入;各有关大专院校、研究机构积极投入农村能源资源开发和高效利用的技术研发。《可再生能源法》和《能源法》的出台,对农村可再生能源的发展给予了法律保证和加大了支持力度。
80年代初能源供给短缺,严重制约了农村经济的改革和农民生活质量的提高。我国政府在关于加快农业发展和农村工作若干问题的多个文件中,都强调了要抓好农村能源建设,指出:小水电、风力、生物质能、太阳能和薪炭林等能源开发更带有急迫性,必须抓紧。我国的农村能源建设进入了一个新的历史发展时期。80年代,在全国范围内实施了多项农村能源技术推广计划:第一批100个小水电农村电气化建设示范县;101个沼气建设县;700个省柴节煤灶推广重点县和薪炭林重点建设县等。从90年代的“八五”计划开始,在18个县级农村能源综合建设研究试点的基础上,先后在300多个县实施了国家《百县农村能源综合建设》项目,以“因地制宜、多能互补、综合利用、讲究效益”和“开发与节约并举”的方针为指导,开展了多项能源技术推广和综合利用,补充和缓解了我国农村地区的生产与生活用能的需要。经过了20多年坚持不懈,我国农村能源建设取得了明显的成效。
成效
改革开放以来20年农村能源建设的惊人对照数据:
能源消费总量迅速增长:1998年已达到6.72亿tce,比1980年3.30亿tce增长了3.42亿tce。其中,商品能源增长尤为迅速,1998年为4.48亿tce,是1980年1亿tce的4.48倍;
乡镇企业的迅速发展,使农村地区生产用能量急剧增加,1998年达到3.07亿tce,占农村能源总消费量6.72亿tce的45.8%。除了消费1500万tce的薪柴外,生产用能全部是常规的商品能源,以煤炭为最主要的品种,占62.3%。
生物质能源对农村尤为重要。合理地使用生物质能源资源不仅影响到农村地区的能源供给,也与农村生态环境保护密切相关。80年代初以前林木资源过渡樵采,秸秆资源作为燃料过量消耗,使水土流失从黄河流域伸展到了长江和珠江流域,水土流失面积从50年代的150万km2增加到目前的367万km2,土地沙化面积达1.53亿公顷,耕田肥力下降,土壤有机质含量下降。生态环境恶化使农业自然灾难频繁发生,气候变化无常。经过近20年加大对农村能源建设的力度,以可再生能源开发和节能技术推广为主要内容的农村能源综合建设,不仅有效地缓解了农村地区能源短缺的矛盾,而且在保护森林、控制沙化、改良土壤等改善生态环境方面起到了积极的推动作用。
进入“十一五”计划期间以来,我国农村能源消费总量约为9亿吨标准煤,农村能源行业替代和节约量达1亿吨标准煤,减少二氧化碳排放量2.658亿吨,为提供清洁能源,改善农民生产生活条件,实现农业废弃物的综合利用,减少农村污染排放与村庄面源污染,保护和巩固生态环境建设成果,减少温室气体的排放作出了贡献。
沼气发展迅速
1970年的6000户,1980年723万户。因技术不成熟,标准化水平不高,边建设边报废,到了80年代中期,传统土法上马的沼气池基本上全部报废。1986年仅为453万户,比1980年还少了270万户。“八五”计划期间以来,加强科研攻关和试点示范,沼气建设技术获得重大突破。形成了年新增农村户用沼气200多万户的发展势头,当然也有因管理不当,原料不足,条件变化而每年报废的数量。
原料集中地方的工程沼气发展健康有序,国际技术合作推进了沼气工程发展。对大型养殖场、加工厂、垃圾场不仅提供能源,环境改善更为显著。
太阳能热利用提高了农民生活水平。
从闷晒式和袋式发展到板式和真空管式太阳能热水器,在数量和质量上都是一个高台阶。“十一五”年产量达到3,000万平方米;新建太阳房128.26万平方米,累计在用1,395.16万平方米。
生物质热解燃气开发利用进展
我国已经开发出多种固定床和流化床气化炉,以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。目前用于木材和农副产品烘干的有800多台,村镇级秸秆气化集中供气系统近900处。“十一五”期间,国家863计划支持建设了6兆瓦规模的生物质气化发电示范工程,兆瓦级生物质气化发电系统已经推广应用20多套。农林剩余物、农业沼气、垃圾直燃和填埋气发电50万千瓦。以非粮能源作物为原料的生物燃料乙醇、生物柴油、生物质固体成型燃料等生物能源产业取得了阶段性发展。
光伏发电在新农村建设中发挥作用
地域辽阔,目前尚有边远地区还有电网覆盖,光伏发电是解决分散农牧民用电的理想途径。2006年我国光伏系统累计安装量85兆峰瓦,其中在农村地区安装应用达35兆峰瓦,占市场份额的41.2%。
小型风力发电持续增长
目前我国小型风力发电机组的年生产能力达8万台,在边远农牧区推广应用范围不断扩大,解决农牧民生活用电和移动通讯是可行途径。
微水电的发展空间增大
我国微水电的单机容量扩大到500千瓦以下,2006年我国微水电装机容量已接近800万千瓦,如果按照农村人均拥有电力200瓦(水利部农村电气化标准)计算,涉及到的农村用电人口已经达到了4千万人以上,极大地提升了微水电在农村能源中的份额和地位。
节能产品生产稳中有升
2006年全国新推广省柴节煤灶530.31万台,新建节能炕81.85万铺。不仅节约了资源,也大大改善了农民居住环境和室内空气质量。
薪炭林提供优质农业资源
国家林业局提出用二十年左右的时间,在中国严重缺柴的地方,增加薪炭林面积一千二百万公顷,建立五十个薪炭林基地。
在“十六字方针”的指导下,农村用能经由“雪里送炭”、“温饱脱贫”、“燃气入厨”、“生态家园”、“送电下乡”到锦上添花的“阳光工程”等发展阶段,一步步从劈个板凳烧壶水招待干部,走到真空管热水器供水洗浴,乡村巨变。特别是国家即将实施《全国绿色能源示范县建设》项目,农村能源在改变农村,也将更好地推进社会主义新农村的发展和建设。
创新
在“十六字方针”的指导下,农村用能经由“雪里送炭”、“温饱脱贫”、“燃气入厨”、“生态家园”、“送电下乡”到锦上添花的“阳光工程”………等发展阶段,一步步从劈个板凳烧壶水招待干部,走到真空管热水器供水洗浴,乡村巨变。特别是国家即将推行《全国绿色能源示范县建设》项目,将创造更好的发展机遇;即将施行的《中华人民共和国能源法》中将农村能源十六字方针扩展为农村能源二十四字原则《因地制宜,多能互补,节约资源,综合利用,保护环境》,这将进一步强化我国全面的农村能源发展和有利于改善生态环境。农村能源在改变农村,其未来的创新发展也将更好地推进社会主义新农村建设和跃进。
我国政府将会制定更加优越的政策和投入更大的力度,来解决仍处于温饱困境的边远地区,贫困地区的能源问题。
建议
1、国家应该将农村可再生能源,尤其是生物质能源产业纳入社会主义新农村发展的产业建设领域,有利于改善农业产业结构和农村经济;
2、可再生能源技术和产业发展的国际合作,也要强调“我国国情”和“因地制宜”。总结盲目引进的教训;
3、农村能源发展建设的数据统计,由于基础条件差,统计渠道和方法差异,应建立规范的数据库,并坚持维护更新。
参考文献
邓可蕴农村能源发展方针的制定前后农业部老干部回忆录2008年7月
中国农村能源大事记中国城市出版社1994年7月
李景明我国农村沼气建设现状与发展前景2006年10月
中国农村生物能村能源政策与战略中国生物能源化工论坛2007年11月
农业电气化前景篇3
关键词:秸秆;沼气利用;发电;展望
基金项目:本文受国家社科重点项目《基于消费视角的中西部地区新型城镇化碳解锁路径研究》的资助(14AGL024);是重庆市教委重点项目《重庆喀斯特地区典型产业生态模式和承载力提升研究》的阶段性成果(14KSH03)。
中图分类号:S216.4文献标识码:ADOI编号:10.14025/ki.jlny.2016.19.003
我国五大发展理念中突出了绿色理念,农村沼气利用也是农村绿色发展的突破口。能源和环境问题已成为国际性热点问题,引起人们的广泛关注。沼气是各种有机物质,在隔绝空气(还原条件),并在适宜的温度和pH值下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气属于二次能源,并且是可再生能源[1]。
1沼气利用现状
周鹏等[2]在对三峡库区奉节县的沼气应用调研中发现,沼气在农村的利用情况和普及率都不太乐观,农村沼气用户户数仅占农村总户数的22.4%,且在这些沼气建设的农户中,达到了适宜建设的只有32.28%。柳树国等[3]在对腾冲县的调研中发现,截至2013年底,农村的沼气池只有20%~30%在正常使用,其他的沼气池均处于闲置或荒废状态。龙宗权[4]在贵州省纳雍县的调研中发现,农民对沼气的综合利用很不到位。陈超等[5]在保山市隆阳区荒田村的调研中发现,农户沼气池建成后,只有30%的沼气池在正常使用,断断续续使用的占5%,从未使用的占65%。陕西日报记者在2015年的下乡统计调查中发现,延安志丹县11个村户的沼气有效利用率仅为28%。
从查阅的文献和报纸的数据综合看来,农村沼气正常使用的使用率大多为30%~40%,半停半用的占到20%~25%,其余的是自沼气池建成后就几乎没有用过,许多农户已将沼气输气管和灶具收放起来,毫无使用之意。
然而沼气作为一种清洁能源,建一个8~10立方米的农村户用沼气池,一年可相应减排二氧化碳1.5吨。以1700多万口户用利用沼气池为例,年产沼气约65亿立方米,全国每年可减排二氧化碳2165万吨。应推广其使用及相关的沼气池建设。原因如下:一是可充分利用沼气,代替进口能源,可以减轻对国外能源的依存度;二是可以利用好我国的各种能源资源,而不是只靠一种能源;三是沼气和其他能源相比,尤其是比煤炭更清洁,利用前景更广;四是沼气获取较为容易,农村家家户户都可以利用沼气;五是沼气生态循环系统不仅可以降低污染,还可以联动其他相关产业如种植业、养殖业等的发展。
2秸秆的沼气利用
2.1秸秆沼气发电相关研究
我国是一个农业大国,秸秆产量居世界前列,每年农作物秸秆的产量达到7亿多吨,但有相当一部分的秸秆资源没有得到合理利用,造成了资源的极大浪费。对此,不少学者展开了秸秆发电和秸秆发酵沼气的研究。张卫杰等[6]研究了秸秆直接燃烧发电、秸秆与煤混合燃烧发电、秸秆气化发电三种秸秆发电方式的原理、工艺流程及应用状况。马永贵等[7]从生物质能发电的角度来研究了秸秆发电技术。刘小娜等[8]也对多种秸秆发电模式进行了研究,指出其优劣势。吴楠等[9]综合性地研究了秸秆沼气技术的发展进程,并指出对原料的高效预处理能提高秸秆发酵沼气的效率。项安民等[10]通过实验对比研究得出秸秆作原料产生沼气的优点。
2.2秸秆产生沼气的方法
秸秆沼气是指利用沼气设备,以农作物秸秆为主要原料,在严格的厌氧环境和一定的温度、水分、酸碱度等条件下,经过微生物的厌氧发酵产生的一种可燃气体。在用秸秆作原料进行沼气发酵前,要先对秸秆进行预处理。预处理方法有物理法、化学法、生物法等,物理法即将秸秆进行研磨和切碎;也可以使用酸、碱和氧化剂的处理方法,酸处理就是用酸对纤维素原料进行水解处理。碱处理是用碱在生化反应的条件下除去秸秆里的木质素;生物法也是除去秸秆里的木质素,利用的是具有生物质降解能力的好氧微生物菌群来实现的。
秸秆产生沼气的技术可分为液态消化、固态消化和固―液两相厌氧消化[11]。液态消化发酵须将发酵原料的固体含量控制在8%左右,然后通过厌氧消化器进行发酵;固态消化是指秸秆在无流动水的条件下进行厌氧消化;固―液两相厌氧消化是将固相和液相发酵原料分在不同区域,以使产酸相和产甲烷相分离并利用沼液回流以实现循环接种[12]。在秸秆发酵沼气中,接种物量应为料液的10%~30%,过高或过低都会影响产气量;氮碳比控制在20∶1~30∶1是最利于厌氧消化过程的,pH值控制在6.1~8.5之间,温度控制在40℃左右。
2.3秸秆发电
2.3.1秸秆直接燃烧发电秸秆直接燃烧发电就是将秸秆原料送入特定的蒸汽锅炉中,产生蒸汽驱动蒸汽轮机,从而带动发电机发电。
2.3.2秸秆与煤混合燃烧发电秸秆与煤混合燃烧发电一般用于燃煤电厂中,使用秸秆和燃煤进行发电主要有两种方式,一是直接将秸秆原料送入燃煤锅炉中,与煤共同燃烧;另一种是先将秸秆原料在气化炉中气化成可燃气体,再送入燃煤锅炉中与煤共同燃烧产生蒸汽,蒸汽驱动蒸汽轮机,带动发电机发电。
2.3.3秸秆气化发电秸秆气化发电是将秸秆在缺氧状态下燃烧,产生化学反应,生成高品质、易输送利用率高的可燃性气体,将气体净化后供给内燃机或小型燃气轮机,带动发电机进行发电。
3沼气技术利用的政策支持情况
2016年,农业部拟会同国家发改委继续支持规模化大型沼气工程建设,进一步探索创新扶持政策和体制机制,使农村沼气工程向规模发展、生态循环、综合利用、智能管理、效益拉动方向转型升级。支持能够有效推进农牧结合和种养循环、促进生态循环农业发展的工程项目。国家相关政策的出台将打通包括沼气发电在内的绿色电力上网的瓶颈,国内已生产出性价比较好的沼气发电机组系列产品,为沼气发电提供有力的设备支持,沼气的利用可推进我国绿色发展理念。
4推进农村沼气利用的建议
4.1提升农民思想认识
部分农民认为沼气只是电灯煮饭的事情,且农村通电、上煤、安装液化气或天然气让农民觉得没有必要再麻烦的弄沼气,且农民对沼气的生态作用认识不够,对此,要多开展农村沼气利用相关的宣讲会,普及沼气利用的相关知识及好处,提升农民对沼气的思想认识。
4.2分派或培养沼气技术人员
农村的主要群主群体是老人和小孩,缺乏沼气相关技术,如遇沼气设备坏损则通常放弃使用沼气,对此可以分派沼气技术人员下乡进行协助或选择当地常住年轻人员进行沼气相关技术培训。
4.3因地制宜发展沼气
政府不能一刀切的鼓励任何地区农户利用沼气。部分山区的农户不怎么养殖,以种植蔬菜为主,这样的农户缺乏沼气发酵原料,不能只为政府业绩鼓励农民发展沼气,对于养殖大户应大力鼓励发展沼气。
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农业电气化前景篇4
摘要:生物质绿色可再生资源具有产量大、资源丰富、环境友好、可加工制作性强等优点,是国内外能源与包装行业研究的热点材料。随着科技发展,秸秆生物质基包装材料被研究加工并应用的范围越来越大。
关键词:秸秆生物质;包装材料;资源丰富
1引言
当今世界公认的第四大能源是农林生物质,它仅次于煤炭、石油和天然气。农林生物质廉价而宝贵、对环境友好,是绿色可再生的资源。全球每年农林生物质资源十分丰富,品种多样、地域分散、产量巨大、收储季节性强。我国每年仅农作物秸秆产量8.5亿吨,包括粮食作物和经济作物秸秆,其中以小麦秸秆、稻草为代表的粮食作物秸秆占总量的70%左右。可用于工业能源原料的能源林和灌木林有3亿多吨。因此,可以说我国农林生物质资源极其丰富。随着学科交叉和领域融合,当今科技水平快速发展,社会对科学发展的环境可持续性的认识越来越多。目前,我国林业化工、机械工程等学科对生物质基材料的研究内容主要集中于高效转化生物质纤维,使“纤维组分分离、分级定向转化过程”,制备新材料。现在生物质纤维材料加工研究技术包括两种,物理改性和化学改性。物理改性是让生物质纤维化学成分不变,通过一些机械力学、传热学、加高压等方法改变生物质纤维的结构和表面性能;化学改性常用方法有酸碱法、有机溶剂法、界面偶合法、接枝共聚和脂化法等。化学改性是让生物质纤维改变化学成分的同时结构和表面性能也发生改变,改性后的新材料表现出不同的性能。改性生物质基包装材料既是一个多学科交叉并融合的研究新领域,又是一个新兴的生态产业链群体,比如从秸秆的收集组分分离(或不分离)微生物发酵(或重组)能源(或可降解产品),实现秸秆的高效合理、生态环保的综合利用。
2国内外研究现状及发展动态分析
在过去,人类将秸秆收割后用作农田肥料、燃料、建房、家畜饲料、手工制品和工具等。现在国外,许多发达国家在生物质能源利用方面已经制定了一些大型的开发研究项目,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、丹麦秸秆发电厂、美国的能源农场和巴西的乙醇能源计划等。这些研究项目中因存在污染环境、易产生有害物质和难于综合利用等问题,发达国家也已经逐步转向用纤维素酶水解方法的研究[1]。丹麦是世界上首先使用秸秆发电的国家。阿维多发电厂建于上世纪90年代,每年燃烧15万吨秸秆,可满足几十万用户的供热和用电需求,被誉为全球效率最高、最环保的热电联供电厂之一。发电原料和煤、油、天然气相比,秸秆发电成本低、污染少,是最划算的燃料;另外,秸秆燃烧后的草木灰还可以作为农田肥料。日本是一个相对资源紧缺的国家,每年的秸秆几乎被全部利用,其中主要是还田、粗饲料、混合燃料等。混合燃料沼气发酵真正对纤维素原料转化沼气的研究还很不够,日本正在积极挖掘秸秆的燃料转化潜力,日本地球环境产业技术研究机构与本田技术研究所已成功从秸秆所含纤维素中提取出了乙醇燃料。欧洲和美国在生物制气化发电的研究与开发方面处于领先水平,但因为生物质燃气净化的研究长期以来一直没有突破,所以这一技术难以应用和推广。
国内在生物质可再生能源的能源化技术方面,我国针对秸秆先后开展了沼气发酵和秸秆气化。在沼气发酵中,秸秆转化率很低,而且严重影响产气率。在秸秆发酵乙醇研究方面,主要沿用木材处理或淀粉发酵乙醇的技术路线,昂贵的“完全”酸水解或酶水解难以实现完全利用秸秆中木质素、半纤维素和高结晶度纤维素的理想,难以适应工业化的要求。
秸秆生物质基新材料在包装行业也成为偏爱和研究的热点。林业部林产工业规划设计院、南京林业大学、东北林业大学也陆续开展了以竹材、麦秸、稻草、玉米秆等为主要原料研究人造板工艺技术。中国林科院木材工业研究所进行了复合材料“非木质纤维人造板”工艺与材料性能研究,并成功开发出了稻壳板、麦秸板、棉秆和麻秆板、稻草板等新材料。在生物质材料产品方面,秸秆作为工业原料主要用于工业造纸,其它的应用主要有:西北农林科技大学开展模压制品的研究[3],如一次性快餐盒、托盘、家具构件和建筑构件等;南京林业大学将秸秆压缩成型制作复合秸秆板材,建筑墙体材料,复合秸秆包装材料等;西南师范大学也进行了可降解餐盒的研究,但由于植物纤维成分各异、含水量不等和化学特性不同,在研发技术和配方上存在较大差别,很多技术参数只能在实验中摸索,因此也就影响了餐具制品的性能稳定。目前符合国家食品包装安全材料标准的生物质基包装材料还不多,尤其是产品的耐水耐油性、耐酸碱性、良好的机械力学性等。东华大学以秸秆纤维为基体进行了木质陶瓷材料的研究[4],以秸秆纤维为原料制成高密度秸秆纤维非织造布;然后采用气流成网法进行材料陶瓷化,工艺操作简单,新材料性能可以和以木材为原料加工的中密度纤维板性能媲美。
3应用前景
植物秸杆类包装容器,原材料来源极其丰富,不仅可以完全降解,而且可以增加农民的收入、缓解资源短缺,有利于保护环境,同时具有经济效益、社会效益和环境效益。
3.1经济效益
建立一个以年产5000万只托盘的生产线规模计算,年创产值1250万元,正常生产年产品总成本为900万元,年纯利润可达270万元,投资利润率为24%。以产品使用秸秆颗粒45g(以托盘计),该生产规模的加工厂,每年消耗秸秆2250吨,若秸秆以300元/吨的价格收购,每年可以直接为农民带来67.5万元的收入。从包装容器的市场需求量来看,对于一个数百万的城市,每天的需求量就达10万只以上,需要目前的成型设备18台,预计在未来5年内成型设备的销售量将达到240台,仅设备制造可以创产值6720万元。
3.2社会效益
该技术研究成功,可以拓宽更多的应用领域,如农业生产用育苗钵盘、木炭盆景、复合板材、电子产品包装缓冲衬垫、建筑材料的隔热保温板等,为农民致富提供良好的产业化技术,促进农村循环经济的发展。
3.3环境效益
减少对环境的污染。秸秆的使用避免了就地焚烧造成的环境污染,另一方面全降解一次性包装容器的使用,直接减少了由于使用发泡材料(EPS)带来的白色污染,环境效益显著。
因此,无论从可持续发展、还是环境保护、可利用资源等问题来分析,秸秆生物质基包装材料的研制成功,代表了目前和更长远时间内一次性全降解包装容器的发展方向。生物质基包装材料的市场前景非常广阔,各种食品及农产品包装的多样化需求,也为新材料的研究成果提供广泛的应用空间,激发了秸秆生物质基包装材料的新研究领域。
参考文献
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农业电气化前景篇5
随着旅游的发展,绿色、环保、低碳的森林生态旅游渐渐成为旅游者更好的选择.森林是人类绿色的摇篮,郊野的森林公园最能体现大自然的本色,那里环境优雅、空气清新、景色宜人,成为城市居民度假旅游的首选项目.生态旅游明确了以生态保护为前提,以环境教育和自然知识普及为核心内容,满足保护与发展的目标;生态旅游的内涵更强调的是对自然景观的保护,是一种求新、求知,集自然性、环保性和教育性为一体的高层次旅游,是可持续发展的旅游.本文通过对老顶山国家森林公园旅游资源的分析,探讨了森林公园生态旅游发展的优势条件.1老顶山国家森林公园概况老顶山位于长治市东北部的郊区,又名百谷山,距长治市区3公里,是一座南北走向的大山,老顶山从北向南由五个山峰组成,所以又叫五顶山,这五个山峰依次叫老顶、南顶、玉皇顶、奶奶顶和新顶,老顶是五顶之最,是太行山西南部的主峰之一,海拔1378米,由此冠称老顶山.老顶山山体多为下古生界寒武系、奥陶系石灰岩.老顶山东与壶关、平顺二县相邻,北与潞城市相接.老顶山国家森林公园方圆40多平方公里,森林面积3万多亩,森林公园内林木茂密,松柏苍郁,峰峦叠翠,四季常青,森林覆盖率达80%,形成了老顶山国家森林公园壮美秀丽的森林景观.2老顶山国家森林公园发展生态旅游的优势2.1良好的环境质量长治属温带半湿润大陆性季风气候,老顶山森林公园四季松柏苍翠,年平均气温9.1℃,年平均降水量600毫米左右,无霜期平均152天,昼夜温差不大,植物资源丰富,这里冬季寒冷多雪,夏季凉爽,空气湿润,环境优雅,气候宜人,具有良好的环境质量.2.1.1含氧量高,是天然的氧吧老顶山有大量的油松、侧柏林,不仅可提供优良的木材,提炼芳香油,而且还会向空气中分泌杀菌素,使林地空气的含菌量明显减少,使多种微生物的生长受到抑制,美化和改善了当地的自然环境.另外,林区绿色植物还能散发出一种带有芳香气味的砧烯类物质,具有抗尘、净化大气和抗腐作用,能提高人体的健康水平.当人们漫步在森林中的小路时,不但放松精神、消除疲劳,而且全身的经络气血也运行舒畅、和谐,对调节精神、改善人体的机能、增进健康十分有利.2.1.2负离子含量高人们在森林里行走,会觉着空气清新,令人心旷神怡,这是因为空气中含有大量负离子的缘故.负离子能促进人体的新陈代谢,强化和激活人体的生理活动,增加血液中氧的含量,提高人体免疫力.空气中负离子的多少,受地理条件影响而含量不同.在有森林和各种绿地的地方,太阳光照射到植物枝叶上会发生光电效应,使空气电离而产生负离子.老顶山地形复杂,气候多样,植物种类较多,既有大面积的油松、侧柏林,又有众多的灌丛和草本植物,有很好的森林绿地环境;树木与花卉释放出的芳香挥发性物质等,也使林区空气发生电离现象,再加上绿地和树木的除尘作用,使林区及绿地空气中的负离子不仅浓度高,且寿命较长.当人们进入老顶山林区的时候,就当然会感到头脑清新,神清气爽.另外,老顶山森林中由于树木的遮挡作用,减弱了林下阳光的照射,人体能适当地受到紫外线照射,减小了紫外线照射对皮肤的伤害,在炎热的夏季,更能体会到惬意的凉爽.2.2旅游资源丰富2.2.1优美的自然景观组合老顶山的林海茫茫,层峦叠嶂,气势雄伟,景色壮美,五个山峰五顶竞雄,以最高老顶为中心,向四周辐射,共有五顶九脊十八沟四十余座山峰组成,峰岭跌宕,沟谷纵横,松柏茂密,有天然岩洞30余处.在山中散布着的众多的峭壁危崖,奇岩怪石,与30余处深幽曲折的岩洞,构成了老顶山的天然胜景.自然景观主要有狮峦峰、鉴天石、石海微澜、五顶擎天、危崖耸空等10余处.在老顶东北峰,有一处天然巨石形成的峰峦,高居于层峦叠岭之上,形似雄狮蹲踞,它就是狮峦峰,当您在黎明到达此顶时,有泰山观日之感;老顶东南方,丛林交映之中,有一宽阔的坡面,坡面的大石块好象人工排列放置—般,远观感觉犹如海涛乍起,微波荡漾,这便是石海微澜景观;南顶之南,五块岩石象五根玉柱,直顶天宇,俗称五顶挚天.鉴天石巨大而平整光滑,岩面幽青泛光,闪烁不定,犹如镜面.老顶山的天然岩洞多位于半山陡壁悬崖、深谷幽壑之地,如南崖宫是老顶山最大的一座天然山洞,位于新顶的东南半山腰处.这些岩洞,有的小巧玲珑,有的宽敞深幽,有的数洞并生,有的洞体相连,景致各异,且多数与炎帝神农、道家、文人雅士相关.站在新顶观景楼远眺,老顶雄奇、玉皇顶俊秀、奶奶顶奇丽,当云雾生起时,云海、重雾环绕山腰,别有一番情趣.2.2.2悠久的人文景观沉淀老顶山,又名百谷山,在北宋《太平寰宇记》载:百谷山与太行、王屋皆连,风洞泉谷,崖壑幽邃,最称佳境,昔神农尝百草得五谷于此,因名山建庙.”百谷山的名称就由此而来.炎帝,即神农氏,为中华民族祖先之一,六千多年前,炎帝神农氏曾在此尝百草、兴稼穑,实现了中华民族由渔猎到农耕、由游牧到定居的这一人类史上的重大转折,开创了中华民族古代文明.老顶山国家森林公园有炎帝神农氏在此地尝百谷、制耒耜、教农耕的美丽传说.百谷山历代以纪念、祭祀炎帝神农氏为主,据文献记载,其建庙祭扫炎帝最晚也可追溯到1400多年前.悠久的历史,形成了百谷山丰富的人文景观和广博深厚的文化积淀.时至今日,整座山上仍然留有许多纪念、祭祀炎帝神农氏的庙宇、洞泉和历代的诗文石刻等,它们虽历经岁月风雨的消磨侵蚀,却依然留存丰富,成为古老文明代代相传的有力佐证,不断放射出绚丽的光辉.近年来,老顶山森林公园提出了以中华先祖炎帝神农氏为公园灵魂的开发建设主线,在开发建设中突出了炎帝在上党,炎帝在百谷山建功立业的历史传说,围绕炎帝神农氏进行了全方位的开发建设.高39米,堪称亚洲第一的炎帝巨型铜像已屹立于百谷山,以铜像为主体的祭坛、殿堂以及神农井、神农泉、百谷园、耒耜洞、神农村、碑刻等景观正在筹建,先后投资恢复了新顶滴谷寺院,重修了九龙宫景区.在不远的将来,这里将成为炎帝子孙寻根问祖,瞻仰朝拜的一方热土.#p#分页标题#e#2.2.3富于特色的休闲旅游产品老顶山国家森林公园不仅自然景观和人文景物集中,是科学、文化、教育活动的场所,还为游人提供了一个休闲活动场所.通过一些参与性旅游项目的开发,使游客在参与中获得乐趣.园区推出了野战纵横军事乐园、神农滑雪场、管式滑道、碰碰车、卡丁车赛场等休闲旅游产品.神农滑雪场,占地4.5万平方米,雪道长500米、宽70米,坡度20度.这里人工造雪可达120天,雪厚1米左右.滑雪场引进了世界先进的造雪设备和滑雪器材,并聘请了专业教练,负责培训滑雪爱好者.野战游戏是一种模拟军队作战的游戏,模拟真实作战中的策划部署、分工合作、体能及应变能力等,是集军事、体能运动于一体的大众娱乐运动游戏,既有军事运动的挑战性和刺激性,又有娱乐运动的趣味性.楠湾神农滑道乐园中的管式滑道总长度1108米,提升道300米,坡度约37%,下滑道808米,坡度约19%,高差94米,提升道可欣赏一路的美景,下滑道靠重力下滑,惊险刺激,如猛虎下山般向前冲,疾风迎面扑来,美景闪闪而过,有惊无险而又快乐.当地居民的生活习惯吸引游客加入山民的生活中,体验一种新鲜的感觉,现在,旅游区内的瓦窑沟、滴谷寺、老巴山等村庄适时开发了农家乐”旅游.农家乐”作为一种新的旅游休闲品牌,住农家屋、吃农家饭、干农家活、享农家乐”成为人们休闲娱乐新的方式.利用农家院落依傍的田园风光和自然景观的优势,使人们亲近自然、放松心情,体验乡土文化,体验回归自然的生活成了一种时尚享受.2.3区位优越,交通便捷,可进入性强老顶山国家森林公园紧临长治市市区,属典型的城乡结合部.长治境内的铁路、公路、航空运输,加上遍布城乡的区、乡公路,形成了立体交通网络.太(原)—焦(作),长(治)—邯(郸)两条国家铁路在此纵横交汇,贯穿南北西东;长治飞机场可起降中小型客机,航班可直飞北京、上海、广州、成都、西安等地,大大方便了长治同首都及省内外其他城市的联系和经济交往;太(原)—长(治)、长(治)—邯(郸)、长(治)—晋(城)三条高速公路和207、208、309国道北上京津,南下中原,208、309国道及榆(次)—黄(碾)公路交错,现在长治已开通至北京、上海、天津、武汉、石家庄等地的长途客车线路200多条.市内公交2路车、21路可到达老顶山下,一条纵贯南北的山间公路向上可直通主峰老顶.便捷的交通,使长治与其他城市、老顶山与其他旅游线路联系在一起,形成内外结合的旅游环,拓展了旅游市场.2.4日趋完善的配套设施成熟的风景名胜区,各种配套设施应是完善的.老顶山经过多年的开发,在上级领导和部门的支持下,经过努力,各项配套设施也正在逐步完善.一是环山公路畅通,路面经改造升级,提升了形象,缩短了游客与景区的距离,提高了安全系数.正在进行的炎帝像通道工程是太行东街的延伸工程,缩短了抵达炎帝纪念馆的路程,竣工后,可极大方便游客瞻仰炎帝英容,更好的弘扬炎帝文化.二是山上接待能力提高,除了山上的秀谷山庄等食宿服务设施外,还有老巴山村等多家农家旅馆,老顶山下附近还有长治东明大酒店、长治金威大酒店等大型酒店,满足了不同人群出行吃住游的需求.正在建设中的东山名邸,作为郊区重点项目,推进了城乡一体化的发展,促进老顶山旅游社区的建设.三是供电、供水、通信、电视服务设施配套.村村通电话及有线电视,现代化通讯网络覆盖全区.配套设施的完善,使游客可以延长旅游行程,细细品位景点的特色.2.5促进地区经济的发展老顶山旅游区由于地处山区的客观原因,受地理环境的约束,该区土地贫瘠,石多地少,人均占有耕地很少,且多为坡地、沟地,土地资源严重缺乏,难以形成大规模的农业生产格局.森林旅游业的发展,带动了周边服务等多个行业的发展,给当地人民创造了就业机会,提高当地人民的生活水平,使他们有能力保护当地的环境和资源,而良好的旅游环境,对旅游的发展又有很重要的作用,为农村经济发展、社会主义新农村的建设起了重大的作用,取得了良好的社会效应和经济效益.旅游业作为一种迅猛发展的新兴产业,在扩大内需、促进就业、传承文化等方面发挥着越来越重要的作用,已经成为当地新的经济增长点.3结语老顶山国家森林公园是长治市区的绿色屏障和天然氧吧”,是一处集文化教育、观光度假、休闲娱乐于一体的综合性城市边缘旅游区域.老顶山国家森林公园以炎帝文化积淀为依托,现有遗存为切人点,加强保护和恢复创建,在高的起点上前进,因地制宜,通过旅游项目的开发和发展,产生自身的生态、文化、历史品牌效益,增加整体的旅游品牌形象,使其在提升长治文化品位和知名度,经济社会转型跨越发展中的作用日益增强.随着园区的全方位开发,老顶山森林公园正以雄、奇、险、幽、美,吃、住、游、娱于一体的完美的形象展现在游人面前.
农业电气化前景篇6
关键字:秸秆发电技术应用
0、前言
随着石化燃料的日益短缺和石化燃料的利用所引起的环境问题日趋严重,大力开发利用可再生能源资源,实现能源资源利用的本地化成了解决我国能源问题的主要措施之一。秸秆作为一种可再生能源,相比太阳能和风能,具有储量丰富、投资利用风险低、收益高、不受气候条件影响等优点。我国作为农业大国,秸秆产量每年约7亿t,相当于3亿多tce。这些秸秆目前主要用于炊事、直接露天燃烧还田,不但利用率低下而且露天燃烧还污染环境。因此必须积极寻求先进的秸秆利用技术。
自20世纪70年代的石油危机后,发达国家加快了生物质能利用技术的开发应用,秸秆发电技术应运而生。自丹麦1998年诞生了世界第1座秸秆生物质燃烧电站以来,秸秆发电技术得到了快速的发展,至2006年丹麦已建有130多座秸秆电站。我国的秸秆发电技术虽然起步较晚,但发展较快,在经过了成套引进、消化的阶段后,已走上了自主创新、开发的阶段。
1、秸秆的预处理技术
秸秆入炉前需经过预处理。秸秆体积大,组织疏松,必须经过晒晾打包才便于存储。秸秆入炉有打包入炉、粉碎入炉、压块(型煤)入炉3种。粉碎入炉成本较高,但适应性最强。秸秆的粉碎入炉主要包括秸秆的打包、存储、输送和破碎几个阶段。在农业机械化国家,秸秆的收割和打包可以通过机械化完成。而在我国农业生产的分散性和传统的耕作方式给秸秆的机械化收割和打包带来一定的困难。因此必须探索适合我国国情的秸秆收割打包方式,降低秸秆预处理成本,保证电站的连续供料。
2、秸秆发电技术
按秸秆利用方式的不同秸秆发电技术可分为秸秆气化发电技术、秸秆直燃发电技术。
2.1秸秆气化发电技术
秸秆气化发电技术主要是将秸秆在一定的压力和温度下,使秸秆与O2/H2O发生气化反应,产生CO、H2、CH4等可燃气体,这些可燃气体净化后送往燃气轮机发电。如果在燃轮机后面加装余热锅炉,还可以组成秸秆燃气-蒸汽联合循环发电技术。秸秆气化技术具有废气排量小、发电效率高等优点。但由于秸秆气化时产生了一定量的焦油,燃气飞灰混入焦油中,增加了焦油的脱除和回收利用成本。因此如何减小气化过程中的焦油成了发展这一技术的关键。
目前,秸秆气化发电技术已进入了工业示范阶段。中科院广州能源研究所的“生物质气化发电新技术”,继“九五”期间分别在福建莆田建成了国内首个1MW生物质谷壳气化发电系统、海南三亚木材厂建成了以国内首个生物质木屑气化发电厂、在河北邯郸建成了秸秆为燃料的气化发电厂示范工程后,最后又与黑龙江农垦局签订了兴建20套农业固体废弃物谷壳、稻草的生物质气化发电系统的合同。该项目总投资4000多万元,年总发电量为7500万kw,年处理农业固体废弃物约10万吨。
2.2秸秆直燃发电技术
秸秆直接燃烧发电技术是将秸秆直接送往锅炉中燃烧产生高温高压蒸汽推动蒸汽轮机做功发电,相比秸秆气化技术,具有结构简单、投资省、易于大型化等优点。与常规的燃煤电站相比,秸秆电站的汽机岛与常规燃煤电站的汽机岛几乎没有差别,其关键技术是秸秆燃烧技术。
与煤粉的燃烧过程近似,秸秆的燃烧过程大致可以分为水分的析出阶段、挥发分的析出并着火阶段、焦炭的燃烧、燃尽4个阶段。但与电站用煤相比,秸秆具有水分和挥发分较高,灰分、热值、灰熔点较低等特点,因此与煤粉的燃烧不径相同。此外,由于秸秆中碱金属含量较高,某些秸秆如稻草中的氯离子含量较高,增加了烟气对受热面的腐蚀程度,组织秸秆燃烧时还必须考虑这些不利因素的影响。用于秸秆发电的燃烧技术主要有水冷式振动炉床燃烧技术和循环流化床燃烧技术。
水冷式振动炉床燃烧技术是丹麦BWE公司开发主要用于燃烧生物质的燃烧技术。BWE公司的秸秆发电技术已经应用在丹麦、瑞典、芬兰、西班牙等国的秸秆电站。传统的炉床燃烧技术具有燃料分布不均匀、空气容易短路、燃烧效率低等缺点。水冷式振动炉床采用振动炉排,减小了秸秆在炉排上分布的不均匀性。秸秆燃烧后灰量较小,采用水冷可以保护炉排不被烧坏;尾部过热器采用3级和竖直烟道中的分开布置可以有效降低碱金属等对受热面的腐蚀。最近,河北、山东、江苏等地也正在与BWE公司合作,引进其技术筹建秸秆发电厂。为了降低成套引进的成本,国内的企业也积极与BWE公司合作,寻求振动炉床燃烧设备的国产化。
循环流化床燃烧技术是一种先进的燃烧技术,也可用于秸秆的燃烧。循环流化床一般由炉膛、高温旋风分离器、返料器、换热器等几部分组成。流化床密相区的床料温度在800℃左右,热容量较高,即使秸秆的水分高达50%~60%,进入炉膛后也能稳定燃烧,加上密相区内燃料和空气接触良好,扰动剧烈,燃烧效率较高。相比炉床燃烧技术,流化床燃烧技术具有布风均匀、燃料与空气接触混合良好、SOX、NOX排放少等优点,更适应燃烧水分过高、低热值的秸秆。哈尔滨工业大学研制开发的流化床锅炉先后安装在泰国、马来西亚等地;浙江大学针对秸秆燃烧灰熔点低、易结渣等特点进行研究,不断改进循环流化床燃烧技术,通过采用特殊风分配及组织方式保证秸秆的流化燃烧和顺畅排渣,并优化受热面布置,降低碱金属的腐蚀,解决了一系列的难题,目前已处于工业化推广阶段。
2.3结语
我国是世界上最大的农业国,也是秸秆资源最为丰富的国家之一。秸秆作为一种清洁可再生的能源在我国具有广阔的市场前景。秸秆燃烧产生的CO2与秸秆生长时所吸收的CO2大致相当,秸秆的平均含硫量只有0.38%,远低于电厂用煤的平均含硫量(1%)。因此,发展秸秆发电可以减少CO2和SO2的排放,保护我们赖以生存的地球环境。此外收购秸秆还可以增加农民收入,安置农村闲置劳动力,符合我国的“三农政策”。
根据国家能源局规划,到2015年我国生物质发电装机将达1300万千瓦,较2010年增长160%。数据显示,2010年我国农村以秸秆为燃料的生物质发电装机突破500万千瓦。我国秸秆发电技术的前景广阔,发展秸秆发电有利于提高农民收入,改善环境,实施可持续发展战略和建设节约型、和谐型社会。
参考文献
[1]也飞.丹麦解决能源问题的经验.全球科技经济望,2005(2):53~55
[3]傅友红、樊峰鸣、傅玉清.我国秸秆发电的影响因素及对策.沈阳工程学院学报(自然科学版),2007(7):207~210.