0、引言
    隨著社會主義新農(nóng)村建設(shè)事業(yè)的推進(jìn)，農(nóng)村能源建設(shè)的步伐也在逐漸加快。大力發(fā)展可再生能源是農(nóng)村能源建設(shè)的重要組成部分。我國擁有豐富的生物質(zhì)能源，各種生物質(zhì)能技術(shù)的發(fā)展受到了廣泛的關(guān)注。秸稈氣化集中供氣技術(shù)是生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)的一個重要領(lǐng)域，是一項適合我國農(nóng)村目前和今后一段時期發(fā)展水平和需要的實用技術(shù)。
    農(nóng)作物秸稈其實也是一種很好的資源，如果可以其中回收經(jīng)秸稈粉碎機(jī)粉碎然后再經(jīng)過秸稈壓塊機(jī)、秸稈顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)壓制成生物質(zhì)燃料飼料供燃燒和牲畜食用不是也是一個兩全其美的方法么，而且，如果拿到外面銷售老百姓也可以增加收入。
    我國對農(nóng)林業(yè)廢棄物等生物質(zhì)資源的氣化技術(shù)的深入研究始于七十年代末、八十年代初，九十年代得以進(jìn)一步發(fā)展。截至2007年底我國生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)的秸稈氣化站保有量為539處，年產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)?.04億立方米。
1、生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)簡介
    生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)是以農(nóng)村的自然村為單位建設(shè)一個生物質(zhì)氣化站，將所產(chǎn)生的燃?xì)鈨Υ婧螅��?jīng)輸配氣管網(wǎng)集中向農(nóng)戶提供炊事燃?xì)�，以替代煤、柴或石油液化氣，從而使農(nóng)民用上清潔、干凈的管道煤氣。
    集中供氣系統(tǒng)主要由氣化站、站外管網(wǎng)和戶內(nèi)管路和灶具等組成。氣化站內(nèi)設(shè)備包括原料前處理（切碎機(jī)）、上料裝置、氣化爐、凈化裝置、風(fēng)機(jī)、儲氣柜、安全裝置等，生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)如圖1所示。
    生物質(zhì)氣化集中供氣站的核心技術(shù)是生物質(zhì)氣化技術(shù)。生物質(zhì)氣化技術(shù)是以生物質(zhì)為原料，以氧氣（空氣、富氧或純氧）、水蒸汽或氫氣等作為氣化介質(zhì)，在高溫條件下通過熱化學(xué)反應(yīng)將生物質(zhì)中可燃的部分轉(zhuǎn)化為可燃?xì)獾倪^程。生物質(zhì)氣化時產(chǎn)生的氣體，主要有效成分為C0、H2和CH4等，稱為生物質(zhì)燃?xì)狻?br />
    生物質(zhì)氣化技術(shù)的主體是生物質(zhì)氣化爐。生物質(zhì)原料經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)入氣化爐氣
化，氣化過程在理論上可以分為氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、干餾和干燥四個過程，而在實際裝置中，這四個過程都是錯進(jìn)行的。目前，針對運行方式的不同，氣化爐主要分為固定床氣化爐和流化床氣化爐兩大類。不同類型的氣化裝置在原材料適應(yīng)性、產(chǎn)生的燃?xì)馓匦缘确矫婢�有不同。�?對比了幾種不同形式氣化爐的特性。

    通過表1中不同氣化爐特性的對比可知，在建設(shè)生物質(zhì)氣化集中供氣站時，首先要對準(zhǔn)備建設(shè)氣化站的村莊進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，了解當(dāng)?shù)厣�物質(zhì)資源的種類和數(shù)量。另外，生物質(zhì)氣的使用目的不同，所要求的氣體凈化質(zhì)量也不同，因而要針對不同的要求選用相應(yīng)的技術(shù)。即使是在同一地區(qū)，同一種用途，如果供氣規(guī)模不同，所用的技術(shù)也不相同，例如，小規(guī)模的秸稈氣化供氣可以采用固定床氣化方式，如果供氣規(guī)模用戶達(dá)到800戶甚至更多時，則需要采用流化床氣化方式。這樣才能使設(shè)備更有效地工作運行。
2、北京市秸稈氣化集中供氣發(fā)展現(xiàn)狀分析
2.1北京市秸稈氣化集中供氣總體概況
    北京市在生物質(zhì)能利用方面做了大量工作，采用了多種類型的生物質(zhì)能利用技術(shù)，在生物質(zhì)氣化方面建設(shè)了一批秸稈氣化集中供氣設(shè)施。截至2007年底，北京市在各個區(qū)縣示范推廣秸稈氣化集中供氣工程82處，供氣戶數(shù)達(dá)到2萬戶。其中，延慶、房山集中供氣站較多，運行的集中供氣系統(tǒng)分別為26個和18個，覆蓋面較廣，使用農(nóng)戶已達(dá)到12000人左右
    從北京市農(nóng)村用戶的使用情況來看，目前己建成的村級秸稈氣化集中供氣站的供氣規(guī)模一般都在100～1000戶之間，氣化率或熱能轉(zhuǎn)換率多大于70%，燃?xì)獾臀粺嶂导s4200kj/Nm3，一氧化碳和氧含量分別小于20%和1%。
2.2秸稈氣化集中供氣工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價
  集中供氣系統(tǒng)通常以自然村為單位，較為典型的規(guī)模為100戶、200戶、300戶和500戶。按照現(xiàn)行設(shè)計要求，每戶每天消費5 m3生物質(zhì)燃?xì)狻＝斩挌饣�集中供氣設(shè)備壽命按15年計算，按照現(xiàn)行財務(wù)制度的規(guī)定，一般固定資產(chǎn)的凈殘值率在3%～5%之間，此處取4%，則設(shè)備年折舊費月按以下公式計算：
年折舊額：旦室資產(chǎn)價值一預(yù)計凈殘值/預(yù)計折舊年限
由此得到秸稈氣化集中供氣工程的經(jīng)濟(jì)效益分析，如表2所示：

    從表2可以看出，隨著供氣戶數(shù)規(guī)模的增大，建立生物質(zhì)氣化站每戶的初始投資越低，且燃?xì)獬杀疽苍降�。根�?jù)不同規(guī)模氣化站的燃?xì)獬杀荆�農(nóng)民使用生物質(zhì)燃?xì)獾膬r格為0.15 -0.30元/m3，則農(nóng)民每月支出氣體燃料的費用約為20-45元。當(dāng)以煤和液化石油氣為燃料，計算每月炊事燃料費用時，由于可燃?xì)饫�用率約為煤直接燃燒時利用率的2倍，而液化石油氣利用效率與可燃?xì)饨咏�，因此煤用量按與可燃?xì)鉄嶂迪喈?dāng)?shù)娜剂狭康?倍計算，而液化石油氣用量按與可燃?xì)鉄嶂迪喈?dāng)?shù)娜剂狭坑嬎鉡4]�？扇�?xì)獾臀粺嶂导s為5 MJ／m3，煤和液化石油氣的熱值約為20908kj/kg和50179kj/kg。煤和液化石油氣的單價分別按0.8元/kg和6.0元/kg計算，則燃用煤，每月需燃料費57.4元／戶，燃用液化石油氣，每月需燃料費89.7元／戶�？梢姡�農(nóng)戶燃用秸稈可燃?xì)�，不僅清潔方便，而且每月支出是費用要低于燃用煤和液化石油氣的費用。
2.3北京市秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)的運行管理
    目前，京郊建設(shè)的秸稈氣化集中供氣站的運營管理模式多為村委會代管，工程維護(hù)所需費用由村委會承擔(dān)，項目收益歸村委會所有。氣化站運營主要以向農(nóng)民收購和外購的玉米芯和稻殼作為原料，收購數(shù)量能夠保障產(chǎn)氣需求。已經(jīng)運行的秸稈氣化集中供氣工程中，燃?xì)鈨r格多為0.3元／m3，平均每戶農(nóng)民每天用氣約為3—4 ff13，主要用作炊事能源，基本能夠滿足炊事用能需求。氣化站主要以電作為動力能源，電費為0.5元／千瓦時，每月電費總支出在1000元左右。目前已建成的秸稈氣化集中，供氣工程機(jī)組均能夠?qū)⒔褂秃�量控制�?0 --15毫克／立方米之內(nèi)，由于氣化站運營的時間多在2年以內(nèi)，目前氣化站運營產(chǎn)生的焦油不影響氣化系統(tǒng)的正常運行使用，氣化站均建有焦油收集池，將收集后的焦油儲存在收集池內(nèi)，避免了污染。
3、北京市秸稈氣化集中供氣工程運行中存在的問題及改進(jìn)建議
    目前，北京市秸稈氣化集中供氣工程的運行收到了一定的效果，農(nóng)民確實使用上了清潔能源并為他們提供了較大的方便，低熱值的氣化燃?xì)饣�本可以滿足炊事要求。但是在氣化站的運行和實際使用中仍然存在著以下問題。
3.1運行管理方面
    在我國秸稈氣化集中供氣工程的運行過程中，仍然缺乏有效的市場運行管理機(jī)制，尚未建立完善的有償用氣制度，而且加上農(nóng)村區(qū)域的特殊性和農(nóng)民收入普遍較低的現(xiàn)狀，目前在項目示范推廣階段，將居民使用燃?xì)庾鳛橐环N福利，只向用戶象征性地收取少量費用，難以維持秸稈氣化項目的人員工資和水、電費支出。由于多數(shù)村集體沒有雄厚的經(jīng)濟(jì)實力做后盾，從而導(dǎo)致三年保修期過后，秸稈氣化設(shè)備基本處于失修狀態(tài)，難以保證項目的持久可靠運行。
    秸稈氣化主要是滿足居民炊事的需要，由于居民炊事用氣過于集中，負(fù)荷變化太大，需要配置較大的貯氣設(shè)備，從而出現(xiàn)了較多的“大馬拉小車”問題，許多氣化點“欠戶”現(xiàn)象非常嚴(yán)重。這樣既提高了系統(tǒng)造價，又造成了系統(tǒng)負(fù)荷率過低，設(shè)備長時間閑置，可燃?xì)獬杀驹黾�，投資效益較差，極不經(jīng)濟(jì)。
    同時氣化站管理不完善，從氣化站建設(shè)到運行，出現(xiàn)很多違規(guī)操作。集中供氣系統(tǒng)村級服務(wù)體系不健全，未提供相應(yīng)后續(xù)技術(shù)服務(wù)。
3.2技術(shù)改進(jìn)方面
    秸稈燃?xì)庠谏�產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的焦油問題尚未得到徹底解決。焦油的存在不僅降低了氣化效率，還容易堵塞送氣管道和燃燒灶具，對燃?xì)饫�用設(shè)備的損害也相當(dāng)嚴(yán)重，大大降低了氣化燃?xì)獾睦�用價值。另外，焦油處理后還容易產(chǎn)生二次污染問題，有待對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行完善。
3.3改進(jìn)建議
3.3.1建立秸稈氣化運行管理體制
    秸稈氣化是一個新興產(chǎn)業(yè)，技術(shù)水平尚需要進(jìn)一步完善，但隨著應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度的提高，這些障礙都是可以克服的，關(guān)鍵問題是建立和落實好秸稈氣化運行管理體制，這對確保秸稈氣化系統(tǒng)的持久可靠運行是至關(guān)重要的。
    目前，秸稈氣化的投資成本仍然較高，僅依靠收取的用氣費難以滿足秸稈氣化系統(tǒng)運行維護(hù)和設(shè)備更換的需要，必須額外增加收入來源，可以考慮以多種方式適時利用燃?xì)�，如發(fā)電、烘干谷物、烤煙以及余熱利用等，這樣，既解決了秸稈氣化運行維護(hù)問題，又提高了系統(tǒng)負(fù)荷率，可以起到一舉多得的作用。
3.3.2強(qiáng)化組織管理
    氣化站的興建、管理應(yīng)從目前的農(nóng)民作坊模式轉(zhuǎn)變到社會公用事業(yè)項目模式上來。要加強(qiáng)秸稈氣化工程項目的組織領(lǐng)導(dǎo)，規(guī)范管理程序，嚴(yán)格按照項目初步設(shè)計文件進(jìn)行施工。另外，要加強(qiáng)項目實施過程中的監(jiān)督，嚴(yán)格執(zhí)行驗收程序和標(biāo)準(zhǔn)。對已經(jīng)建成的氣化站進(jìn)行一次全面的“達(dá)標(biāo)考核”，使具備經(jīng)營能力的氣化站，盡快恢復(fù)生產(chǎn)運行。
3.3.3加大宣傳力度
    秸稈氣化集中供氣工程具有較好的外部經(jīng)濟(jì)性，是改善農(nóng)村環(huán)境，改善農(nóng)民生活質(zhì)量的公益性項目。因此，有必要通過宣傳教育，增強(qiáng)農(nóng)民生態(tài)環(huán)保意識，積極主動利用可再生能源。
3.3.4加強(qiáng)秸稈氣化技術(shù)研究
    目前，我國示范推廣的秸稈氣化項目還存在著焦油含量高、燃?xì)鉄嶂灯�低等問題，尤其在除焦技術(shù)領(lǐng)域的研究非常欠缺。因此要繼續(xù)加強(qiáng)秸稈氣化相關(guān)技術(shù)的研究，增加氣化裝置的安全性、簡易性、高效性和經(jīng)濟(jì)性。
4、結(jié)論
    隨著能源問題的日益突出，可再生能源的發(fā)展備受人們關(guān)注。生物質(zhì)氣化集中供氣技術(shù)是一項適合在廣大農(nóng)村發(fā)展的實用技術(shù)。目前，北京市已在各區(qū)縣示范推廣了一批秸稈氣化集中供氣工程。
    通過對秸稈氣化集中供氣工程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析可知，工程用戶規(guī)模越大，分?jǐn)偟礁鱾�農(nóng)戶的初始投資越少，且秸稈燃?xì)獾某杀炯s低，工程的經(jīng)濟(jì)效益就越好。因此，在建設(shè)氣化站前，應(yīng)對各縣進(jìn)行考察，根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況，供氣規(guī)模和用途進(jìn)行分析，合理建站。另外，通過對比農(nóng)戶使用秸稈燃?xì)夂褪褂妹汉鸵夯�石油氣作為炊事燃料每月所支出的費用得出，農(nóng)民使用秸稈燃?xì)饪梢怨?jié)省開支。
    在目前己建成的氣化站中仍然存在著運行管理和技術(shù)層面上的問題，因此，對于秸稈氣化集中供氣工程，應(yīng)建立完善的運行管理體制，強(qiáng)化組織管理，加大宣傳力度并加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研究，從而使秸稈氣化集中供氣項目健康持續(xù)的發(fā)展。
    三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料成型機(jī)械設(shè)備。