農(nóng)作物秸稈其實(shí)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(guò)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(gè)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。
開發(fā)和利用生物質(zhì)能已成為當(dāng)今世界工業(yè)化國(guó)家節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的重要手段。
河北省是我國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)作物秸稈及林業(yè)廢棄物的產(chǎn)生量巨大。但由于缺少適用、高效、清潔的利用技術(shù)，這些資源沒(méi)有得到充分的利用。同時(shí)，廣大農(nóng)民在房前屋后堆放農(nóng)作物秸稈，易造成村容村貌的“臟亂差”，還存在火災(zāi)的隱患。收獲季節(jié)，在田間地頭焚燒秸稈，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，生物質(zhì)能的開發(fā)和利用有廣闊的前景。
1、河北省農(nóng)林生物質(zhì)能資源狀況
農(nóng)業(yè)生物質(zhì)主要包括農(nóng)作物秸稈和農(nóng)產(chǎn)品加工過(guò)程中剩余的稻殼、蔗渣、玉米芯等。林業(yè)生物質(zhì)主要包括林木采伐、修剪的剩余物，林木造材剩余物和木材加工過(guò)程中的鋸末、木屑和樹皮等剩余物（通稱林業(yè)“三剩物”）以及廢舊木質(zhì)材料及其木材加工剩余物。
河北省耕地面積廣闊。2000—2005年間，糧食年總產(chǎn)量均在2 300萬(wàn)噸以上。其中，2005年糧食總產(chǎn)量達(dá)2 598.6萬(wàn)噸，若按草谷比1.2測(cè)算，該年農(nóng)作物秸稈資源量可達(dá)3 118.3萬(wàn)噸，是一個(gè)龐大的數(shù)字。
1.1 農(nóng)作物秸稈資源量
由于我國(guó)生物質(zhì)能源開發(fā)利用尚處于起步階段，完善的生物質(zhì)資源的評(píng)價(jià)方法尚未建立。一般根據(jù)農(nóng)作物的產(chǎn)量和當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的草谷比大致估算各種農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量。而不同農(nóng)作物在生長(zhǎng)過(guò)程中根、莖、葉、果實(shí)的生長(zhǎng)程度不同，各農(nóng)作物的草谷比也不同。由此，可以采用以下的公式來(lái)計(jì)算農(nóng)作物秸稈的總量。即：
式中，M是農(nóng)作物秸稈總量，單位為噸（或萬(wàn)噸）；a為農(nóng)作物產(chǎn)品的草谷比；m為農(nóng)作物產(chǎn)量，單位為噸（或萬(wàn)噸）。
表1列出了2002~2005年河北省主要農(nóng)作物產(chǎn)品的產(chǎn)量[1-4]。根據(jù)河北省不同農(nóng)作物產(chǎn)品的草谷比，計(jì)算出了相應(yīng)的麥秸、稻草、豆秸、玉米秸和棉桿的產(chǎn)量，并根據(jù)公式(1)得出了這4年間每年的農(nóng)作物秸稈資源總量。
由于受收獲方式、秸稈使用習(xí)慣、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、交通運(yùn)輸狀況和市場(chǎng)需求變化等多種因素影響，農(nóng)作物秸稈不能全部被收集，實(shí)際能夠獲得的量大約為總量的80%—85%。而收集的農(nóng)作物秸稈除用于堆肥、畜禽飼料、工業(yè)原料及民用炊事、取暖等用途之外，大約有一半以上的秸稈變成廢物。根據(jù)表1顯示，河北省農(nóng)作物秸稈的年總產(chǎn)量在3 000萬(wàn)噸以上，照此估計(jì)，其中約有1 500萬(wàn)噸以上秸稈被廢棄。而秸稈作為燃料，其熱值一般在3 300 kcal/kg—4 000 kcal/kg，約相當(dāng)于標(biāo)煤的1/2。如果將此蘊(yùn)藏的生物質(zhì)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，可折合標(biāo)煤750萬(wàn)噸。
1.2農(nóng)作物加工剩余物資源量
糧食加工剩余物主要包括稻殼、甘蔗渣、玉米芯等。這些農(nóng)作物加工剩余物數(shù)量巨大，產(chǎn)地相對(duì)集中，易于收集處理。河北省是玉米的主產(chǎn)區(qū)，2002～2005年，年產(chǎn)量均在1 000萬(wàn)噸以上。按玉米粒和玉米芯各占50%來(lái)算，玉米芯總量在500萬(wàn)噸以上。河北省稻谷、甘蔗的產(chǎn)量很低，稻殼、蔗渣的量可以忽略。農(nóng)作物加工剩余物資源量?jī)H以玉料芯來(lái)計(jì)，按其熱值為1/2的標(biāo)煤熱值計(jì)算，500萬(wàn)噸玉米芯可折合標(biāo)煤約250萬(wàn)噸。
1.3林業(yè)“三剩物”資源量
森林的重要作用是其生態(tài)效益，并且由于國(guó)家對(duì)森林防護(hù)、地質(zhì)保護(hù)、采運(yùn)條件等要求，林木并不能被全部采伐用做生物質(zhì)能，所以，林木生物質(zhì)能的資源量與森林蓄積量間并沒(méi)有很大的相關(guān)性。
河北省的森木資源不豐富。根據(jù)河北省“十一五”期間年采伐限額237.5萬(wàn)m3，可折算出生物量約278.6萬(wàn)噸，估計(jì)每年可產(chǎn)生采伐剩余物和造材剩余物140萬(wàn)噸左右。而木材加工主要是鋸材和人造板的加工。據(jù)2002年河北省林業(yè)產(chǎn)業(yè)普查結(jié)果情況通報(bào)表明，當(dāng)年河北省木材加工企業(yè)有14 000多家，其中人造板企業(yè)2 559家，人造板年產(chǎn)量近1100萬(wàn)m2；鋸材產(chǎn)量約為75萬(wàn)m3，估計(jì)木材加工剩余物量430萬(wàn)噸左右。就林業(yè)“三剩物”的總量來(lái)看，是全國(guó)該類剩余物的產(chǎn)量大省。木材加工剩余物的量是采伐、造材剩余物的3倍左右。因此，林木生物質(zhì)能的總量并不由森林資源量決定。河北省林林“三剩物”的年產(chǎn)量約570萬(wàn)噸。而林木生物質(zhì)的平均燃燒熱值約在4 500 kcal/kg，如果將這些“三剩物”的生物質(zhì)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，可折合標(biāo)煤約370萬(wàn)噸。
綜上所述，河北省潛在的農(nóng)林生物質(zhì)能的年產(chǎn)量約相當(dāng)于1 400萬(wàn)噸標(biāo)煤，若以每家農(nóng)戶年耗煤2噸來(lái)計(jì)，則可供700萬(wàn)農(nóng)戶一年燃料所需。從農(nóng)林生物質(zhì)能低硫、低灰分、二氧化碳零排放的環(huán)境效益以及資源可持續(xù)利用的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，農(nóng)林生物質(zhì)能的開發(fā)利用有著重要的意義。
2、生物質(zhì)能開發(fā)利用前景
國(guó)家“十一五”規(guī)劃綱要提出要“加快開發(fā)生物質(zhì)能，擴(kuò)大生物質(zhì)固體成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生產(chǎn)能力”。《中華人民共和國(guó)可再生能源法》也明文規(guī)定“國(guó)家鼓勵(lì)清潔、高效地開發(fā)利用生物質(zhì)燃料，鼓勵(lì)發(fā)展能源作物”，“國(guó)家鼓勵(lì)生產(chǎn)和利用生物液體燃料”。國(guó)家科技部也已連續(xù)在四個(gè)國(guó)家“五年計(jì)劃”中將生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，開展了生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與開發(fā)。如大中型沼氣工程、生物質(zhì)成型燃料、氣化與氣化發(fā)電、生物質(zhì)液體燃料等。這些政策、法律和技術(shù)研究的導(dǎo)向，為生物質(zhì)能的開發(fā)和利用指明了方向，即生物燃料、成型燃料、燃燒發(fā)電和生物質(zhì)熱解氣化。
2.1生物燃料
生物燃料包括燃料乙醇和生物柴油。燃料乙醇可以利用糧食、甘薯、木薯、甜高梁及纖維素等作為原料制成。而纖維素乙醇就是利用麥秸、稻草、玉米秸、木材等含纖維素的農(nóng)林生物質(zhì)水解、發(fā)酵、蒸餾、脫水后生產(chǎn)而來(lái)。由于纖維素乙醇具有資源豐富、可改善環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，因而纖維素水解生產(chǎn)乙醇的技術(shù)被認(rèn)為是最具開發(fā)利用前景的技術(shù)之一。
近年來(lái)國(guó)外纖維素乙醇的研究和開發(fā)的步伐發(fā)展很快。美國(guó)計(jì)劃在2012年使纖維素乙醇投放市場(chǎng)并具經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)性。2004年，加拿大在渥太華建成了世界首座規(guī)模化的纖維素乙醇生產(chǎn)廠，日處理麥秸40噸。瑞典也提出了“纖維素乙醇全部代替石油燃料”的中長(zhǎng)期規(guī)劃。
目前，隨著國(guó)內(nèi)一些相關(guān)的國(guó)家高新技術(shù)發(fā)展研究項(xiàng)目和重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目的實(shí)施以及國(guó)家燃料乙醇替代汽油工程的啟動(dòng)，纖維素燃料乙醇的研發(fā)工作也取得了一定的進(jìn)展。國(guó)家“863”計(jì)劃資助的“纖維素廢棄物制取乙醇技術(shù)”取得了較大進(jìn)展。另外，企業(yè)與大專院校共同合作進(jìn)行纖維素乙醇研發(fā)
和中試，也成為該技術(shù)不斷發(fā)展的一種模式，涌現(xiàn)出了一大批致力于燃料乙醇技術(shù)開發(fā)的優(yōu)秀企業(yè)。而河北省是個(gè)農(nóng)業(yè)大省，具有得天獨(dú)厚的資源條件，纖維素乙醇的開發(fā)前景良好。
2.2成型燃料
生物質(zhì)成型燃料是將生物質(zhì)進(jìn)行擠壓或沖壓加工后生產(chǎn)出來(lái)的密度在0.9~1.3t/rn3、具有相當(dāng)熱值的顆粒狀、塊狀或捧狀燃料（經(jīng)過(guò)顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制成而的生物質(zhì)顆粒燃料），可以廣泛用于家庭炊事爐、采暖爐、小型熱水鍋爐等。目前，生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)技術(shù)主要有兩種，一是熱壓縮擠壓成型技術(shù)，二是高壓模腔成型技術(shù)。熱壓縮成型工藝一般由原料預(yù)處理一千燥一擠壓一冷卻幾個(gè)環(huán)節(jié)組成，其中
擠壓技術(shù)常采用螺桿擠壓成型或滾環(huán)擠壓成型等。高壓模腔成型技術(shù)是采用對(duì)模腔加載高壓，使模腔內(nèi)的生物質(zhì)原料受壓成型的技術(shù)，一般用液壓作動(dòng)力，推動(dòng)活塞，給成型模具加壓，壓制為塊狀或棒狀燃料。
生物質(zhì)成型燃料的研究在國(guó)外已經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)。20世紀(jì)90年代，歐洲、美洲、亞洲的一些國(guó)家在生活領(lǐng)域就較多應(yīng)用了生物質(zhì)成型燃料。目前，歐洲已有近百家成型燃料加工廠，其中以丹麥、瑞典、奧地利等國(guó)家發(fā)展速度最快。美國(guó)已經(jīng)在許多州建設(shè)了成型燃料的規(guī)模化生產(chǎn)廠。在亞洲、越南、印度、菲律賓等國(guó)家用林木生物質(zhì)為原料進(jìn)行成型燃料的生產(chǎn)，以解決生活所需的燃料。
國(guó)內(nèi)生物質(zhì)成型燃料技術(shù)的自主研發(fā)始于20世紀(jì)90年代前后，經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，現(xiàn)已形成幾種影響較大的成型燃料的生產(chǎn)裝備。具有代表性的有北京國(guó)能惠遠(yuǎn)生物質(zhì)能發(fā)展有限公司研發(fā)的生物質(zhì)常溫固化成型技術(shù)，其生產(chǎn)的成型燃料已在北京市懷柔區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)。此外，河南省科學(xué)院能源所開發(fā)的秸稈冷成型燃料技術(shù)、北京歐邁科技有限公司的方形柱狀顆粒燃料生產(chǎn)裝備等也取得了進(jìn)展。在河北省，由河北富潤(rùn)公司開發(fā)的秸稈顆粒燃料成型機(jī)也取得了很好的業(yè)績(jī)，開發(fā)出了年生產(chǎn)能力為1 000噸、2000噸、4000噸的系列設(shè)備，為河北省秸稈的合理利用開拓了道路。
河北省不僅是農(nóng)業(yè)大省，也是人口大省，有農(nóng)戶近千萬(wàn)戶，每年用于炊事、采暖所消耗的燃料大約為2 000萬(wàn)噸。而生物質(zhì)成型燃料除了可以替代大量的煤炭燃料外，還可以實(shí)現(xiàn)C02零排放，S02、粉塵排放低于原煤、低于國(guó)標(biāo)。因此，成型燃料有著很大的使用空間，開發(fā)前景良好。
2.3燃燒發(fā)電
農(nóng)林生物質(zhì)可以直接燃燒發(fā)電（純燒）、與化石燃料混合燃燒發(fā)電（混燒）以及氣化后燃燒發(fā)電。目前，歐美一些國(guó)家在生物質(zhì)發(fā)電方面已形成了相當(dāng)大的規(guī)模，其中丹麥?zhǔn)鞘澜缟辖斩捈儫l(fā)電技術(shù)較先進(jìn)的國(guó)家，在建和在運(yùn)行的以農(nóng)林生物質(zhì)為原料的發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)和供熱的工廠達(dá)100多座。其著名的能源投資公司BWE在多個(gè)國(guó)家推廣使用了其生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)。美國(guó)是世界上林業(yè)生物質(zhì)純燒發(fā)電規(guī)模最大的國(guó)家，林業(yè)生物質(zhì)發(fā)電廠超過(guò)500家，總裝機(jī)達(dá)6GW左右。另外，瑞典、芬蘭以及發(fā)展中國(guó)家的巴西、印度等國(guó)都是利用生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)較好的國(guó)家。
目前在我國(guó)，甘蔗渣發(fā)電是農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電的主要方式。但甘蔗渣電廠多屬于糖廠自備電廠，主要集中在廣東、廣西和云南等制糖業(yè)發(fā)達(dá)的省區(qū)。而以農(nóng)林生物質(zhì)為原料的示范項(xiàng)目工程的建設(shè)，也已于近兩年開展起來(lái)。2004年，山東省單縣龍基生物發(fā)電項(xiàng)目開始建設(shè)，設(shè)計(jì)規(guī)模為25 MW，年消耗秸稈約20萬(wàn)噸。2005年12月，中國(guó)節(jié)能投資公司投資建設(shè)的秸稈直燃發(fā)電示范項(xiàng)目在江蘇省宿遷、句容兩市先后開工建設(shè)。山東省棗莊市的十里泉發(fā)電廠引進(jìn)了丹麥BWE公司的技術(shù)設(shè)備，對(duì)l臺(tái)140 MW機(jī)組的鍋爐燃燒器進(jìn)行了秸稈混燒技術(shù)改造，現(xiàn)已竣工投產(chǎn)，這標(biāo)志著我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)取得了新的重大進(jìn)展。
作為秸稈大省，目前，河北省正在計(jì)劃建設(shè)20到30個(gè)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目。2006年3月18日，一個(gè)全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備、純燒秸稈發(fā)電的示范項(xiàng)目在河北省晉州市開工建設(shè)，可年燃燒秸稈約17萬(wàn)～20萬(wàn)噸。開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)生物質(zhì)純燒發(fā)電技術(shù)的先河，也為河北省大規(guī)模建立生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)。
2.4生物質(zhì)熱解氣化
生物質(zhì)熱解氣化是指農(nóng)林生物質(zhì)在高溫條件下，與空氣反應(yīng)得到小分子可燃?xì)怏w的過(guò)程。由于熱解氣化條件不同，可以分為秸稈、雜草等細(xì)軟原料的氣化和林木、薪柴等硬質(zhì)原料的氣化。生物質(zhì)氣化后，生成可燃?xì)怏w，其用途與城市管道煤氣相同，且燃燒穩(wěn)定、熱效率高，可用于農(nóng)村生活用能集中供氣、戶用采暖、炊事。另外，還可用于大規(guī)模的氣化發(fā)電系統(tǒng)。生物質(zhì)的氣化尤其是秸稈氣化是相對(duì)比較成熟的技術(shù)，目前全國(guó)已有近400處秸稈氣化集中供氣示范點(diǎn)，主要集中在山東、河南、江蘇、山西和河北等省。
生物質(zhì)氣化與我國(guó)農(nóng)村傳統(tǒng)的直接燃燒秸稈、薪柴的利用方式比較，氣體燃燒清潔衛(wèi)生，不污染環(huán)境，對(duì)提高生物質(zhì)能的利用率和能量轉(zhuǎn)化率，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量、提高農(nóng)民生活水平等都具有重要的意義。隨著我國(guó)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的推進(jìn)，農(nóng)村地區(qū)生活用能商品化的加快，農(nóng)民迫切需要新的優(yōu)質(zhì)、清潔的燃料。生物質(zhì)熱解氣化正是開發(fā)利用生物質(zhì)能的重要手段。
3、結(jié)語(yǔ)
我國(guó)已在法律和政策上明確了生物質(zhì)能的重要性，并提出要大力發(fā)展生物質(zhì)能。而河北省是農(nóng)業(yè)大省，也是秸稈大省，每年農(nóng)林生物質(zhì)資源產(chǎn)量大約在2 000萬(wàn)噸以上，可折合標(biāo)準(zhǔn)煤1 000萬(wàn)噸。這些資源的合理開發(fā)和高效利用，不僅能夠解決當(dāng)?shù)剞r(nóng)林廢棄物的堆存問(wèn)題，還可以減少空氣污染、提高農(nóng)民生活質(zhì)量。同時(shí)對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村、建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好性社會(huì)都有著重要的意義。
三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料成型機(jī)械設(shè)備，同時(shí)我們還有大量的生物質(zhì)顆粒燃料出售。
