自2006年以來，“亮起來、暖起來、循環(huán)起來”工程的建設(shè)成為了京郊新農(nóng)村建設(shè)的一道亮麗的風(fēng)景線。由于以前農(nóng)村居民生活用能結(jié)構(gòu)不合理，大量煤炭、秸稈的直接燃燒嚴(yán)重污染了室內(nèi)外空氣質(zhì)量，危害人們的身心健康，影響生活質(zhì)量的提高，同時(shí)養(yǎng)殖場或養(yǎng)殖小區(qū)的畜禽糞便的不合理利用、秸稈的隨意丟棄也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。針對這些問題，京郊農(nóng)村在新農(nóng)村建設(shè)的同時(shí)，開發(fā)生物質(zhì)能源的利用，為調(diào)整目前農(nóng)村生活用能結(jié)構(gòu)，改善農(nóng)村生活環(huán)境等起到了積極的推動(dòng)作用。生物質(zhì)開發(fā)利用的方式包括生物質(zhì)成型燃料的商品化生產(chǎn)、生物質(zhì)爐具的推廣使用、生物質(zhì)氣化集中供氣工程、大型沼氣集中供氣工程和戶用沼氣池的推廣等。
1．京郊農(nóng)村生物質(zhì)能源的利用現(xiàn)狀
(1)生物質(zhì)成型燃料的商品化生產(chǎn)
生物質(zhì)成型燃料是將各種分散的、沒有一定形狀的生物質(zhì)經(jīng)干燥、粉碎到一定粒度后，在一定的溫度、濕度和壓力條件下，擠壓成規(guī)則的、較大密度的棒狀、塊狀、球狀或顆粒狀的固體燃料。成型后的燃料燃燒性能得到極大改善，燃燒效率由秸稈直接燃燒的10%～15%提高到30%～40%。成型燃料的熱值為14.6兆焦／千克，相當(dāng)于普通煤熱值的67%。理論上講，1.5噸的該燃料相當(dāng)于1噸煤。
目前京郊農(nóng)村生物制成型燃料生產(chǎn)還處于起步階段，如通州區(qū)的北京菲美得機(jī)械有限公司，該公司從2007年9月至2008年4月共生產(chǎn)了約600噸生物質(zhì)成型燃料。生產(chǎn)的原料中玉米秸稈占60%，其他的如楊樹葉、西瓜秧占40%。生產(chǎn)的產(chǎn)品主要有塊狀和顆粒狀，且生產(chǎn)塊狀的總成本為250元／噸，生產(chǎn)顆粒狀的總成本為450元／噸。也有以鄉(xiāng)鎮(zhèn)或村為單位建立生物質(zhì)壓縮成型工廠的，它以其周圍的生物質(zhì)（稻稈、麥稈和玉米稈等）為原料進(jìn)行生物制成型燃料的生產(chǎn)。以房山區(qū)河北鎮(zhèn)生物質(zhì)燃料加工廠為例，它主要以周邊農(nóng)田秸稈和木材加工廠的邊角料為原料，自2007年10月投產(chǎn)以來，每天可生產(chǎn)生物制成型燃料6噸左右，主要供給周圍村莊使用，從而減少了運(yùn)輸成本。但是目前京郊的生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)商品化程度不高，且市場開發(fā)難度較大。
生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)，在克服了生物質(zhì)體積大、不易運(yùn)輸?shù)娜秉c(diǎn)的同時(shí)，保持了生物質(zhì)揮發(fā)性高、易燃燒、灰分少、燃燒時(shí)幾乎不產(chǎn)生二氧化硫等優(yōu)點(diǎn)；而且成型燃料的使用與農(nóng)民長期以來燃用固體燃料的習(xí)慣一致，可成為煤的良好替代品。
(2)生物質(zhì)爐具的推廣使用
生物質(zhì)爐具的燃燒原料為生物質(zhì)成型燃料及薪柴等，爐具種類包括炊事爐、采暖爐和炊事采暖一體爐。在2006 2007年通州區(qū)推廣了炊事爐1 800臺(tái)，采暖爐770臺(tái)；順義區(qū)在6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)推廣了2 000臺(tái)炊事爐。延慶縣至2006年10月年已推廣生物質(zhì)爐具3 965臺(tái)。目前，房山區(qū)也示范推廣3 000臺(tái)生物質(zhì)爐具，同時(shí)引進(jìn)了5種不同類型的戶用生物質(zhì)爐具；門頭溝區(qū)推廣了炊事爐5 600臺(tái)，采暖爐180臺(tái)。且這些爐具的推廣區(qū)域主要分布在林木、秸稈資源豐富的地方。政府對生物質(zhì)爐具的推廣有一定的補(bǔ)貼，如房山區(qū)河北鎮(zhèn)東港村的農(nóng)民每戶只需花200元就可買到價(jià)值1 000多元的炊事采暖一體爐。
據(jù)測定，使用顆粒燃料的炊事采暖一體爐，在冬季120天供暖期內(nèi)，建筑面積100～120米2的農(nóng)戶，使用6噸顆粒燃料，在最寒冷天氣里，室內(nèi)平均溫度在15℃以上。
三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)專業(yè)壓制木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
(3)生物質(zhì)氣化集中供氣工程
京郊地區(qū)生物質(zhì)氣化集中供氣工程主要分布在糧食生產(chǎn)區(qū)、林木生產(chǎn)區(qū)等生物質(zhì)原料來源豐富的地區(qū)，分別采用下吸式和上吸式氣固定床，采用濕式除塵，普通水洗法去除焦油；近兩年干餾法氣化爐建設(shè)已呈上升趨勢。目前，生物質(zhì)氣化的原料主要是玉米芯、作物秸稈、木材加工廠的邊角料、果木樹枝等。其中，順義區(qū)有生物質(zhì)氣化集中供氣工程7處；門頭溝區(qū)有1處；通州區(qū)有5處，其中2006年建了4處，2007年建了1處，供氣戶數(shù)達(dá)到1 430戶，延慶縣截至2007年已建成大型生物質(zhì)氣化站12處，供氣戶數(shù)為2 550戶。房山區(qū)到2007年6月已建成19個(gè)示范工程，使6 000多戶農(nóng)民用上了生物質(zhì)燃?xì)狻?br /> 以通州區(qū)于家務(wù)鎮(zhèn)富各莊村秸稈氣化集中供氣工程為例，該工程目前的氣化的原料80%為木材加工廠的邊角料，20%為玉米秸稈及玉米芯。秸稈氣化爐每小時(shí)燃燒原料300～350千克，燃燒溫度為400～500℃，每天工作1.5小時(shí)，可產(chǎn)氣約1 000米3。采用濕式方式儲(chǔ)氣，儲(chǔ)氣柜容積為400米3，供氣戶數(shù)為200戶。
(4)大型沼氣集中供氣工程
京郊農(nóng)村大型沼氣集中供氣工程主要分布在靠近養(yǎng)殖場或養(yǎng)殖小區(qū)的村莊，原料主要為畜禽糞便。厭氧消化器大都采用USR形式，中溫(35℃)發(fā)酵，儲(chǔ)氣方式有干式儲(chǔ)氣和濕式儲(chǔ)氣兩類。目前通州區(qū)已建大中型沼氣集中供氣工程14處，沼氣池總的發(fā)酵容積為8 000米3，供氣戶數(shù)達(dá)4 500戶；房山區(qū)有20處，供氣戶數(shù)達(dá)4 000多戶；順義區(qū)有10處，供氣戶數(shù)達(dá)3 000多戶；門頭溝已建成1處，擬供氣戶數(shù)200多戶。
以通州區(qū)永樂店鎮(zhèn)半截河村奶牛場糞污處理沼氣集中供氣工程為例，該工程自2007年10月開始運(yùn)行，厭氧消化器的材料為搪瓷鋼板，其容積為950米3，發(fā)酵原料購自周邊的奶牛場，每天進(jìn)料10～20米3，其TS約為8%，采用中溫(35℃)發(fā)酵，每天產(chǎn)氣400米3左右，，采用干式儲(chǔ)氣，壓力儲(chǔ)氣罐兩個(gè)，每個(gè)容積為30米3，供氣戶數(shù)為865戶。
但沼氣工程的消化原料有一部分是養(yǎng)殖場無償提供，有一部分是從養(yǎng)殖場或其他養(yǎng)殖小區(qū)購買的。
(5)其他可再生能源的開發(fā)利用
目前京郊農(nóng)村還在通過地?zé)峋C合利用、風(fēng)力發(fā)電、太陽能綜合利用、清潔炊事、多元供暖、水力發(fā)電等6項(xiàng)工程，把生物質(zhì)能源利用與其他可再生能源緊密結(jié)合起來，全面推進(jìn)可再生能源利用工程的建設(shè)。通州區(qū)2006-2007年，在78個(gè)村莊安裝了太陽燈路燈9 500盞，建村級太陽能公共浴室試點(diǎn)示范工程30處，完成節(jié)能吊炕工程項(xiàng)目建設(shè)25 553鋪。這些工程的建設(shè)，大大減少了農(nóng)村不可再生能源的使用量，且對生物質(zhì)能源的使用有很大的促進(jìn)作用，有些項(xiàng)目已經(jīng)將太陽能與生物質(zhì)能利用結(jié)合起來，如給村街安裝太陽能路燈，利用太陽能對沼氣池發(fā)酵罐體進(jìn)行加溫，替代部分加熱燃煤的使用，從而減少工程運(yùn)行成本，以實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
2．生物質(zhì)能源利用的效益分析
(1)經(jīng)濟(jì)效益分析
生物質(zhì)爐具，由于爐體采用了節(jié)能設(shè)計(jì)，能源利用率得到提高，從而減少燃料的投入，農(nóng)民可節(jié)省炊事和冬季采暖的支出。
在大型沼氣集中供氣和生物質(zhì)氣化集中供氣工程的村莊，村民的炊事用能由以前的使用的液化氣轉(zhuǎn)變?yōu)榧泄獾娜細(xì)猓壳熬┙嫉貐^(qū)大型沼氣集中供氣工程的沼氣平均價(jià)格為1.5元／米s，農(nóng)戶每天平均用1術(shù)3，月均費(fèi)用45元。若是秸稈氣化集中供氣工程，其燃?xì)獾钠骄鶅r(jià)格為0.3元／米s，農(nóng)戶每天平均用4米3，月均費(fèi)用為36元。較之以前使用液化氣每月70～90元相比，村民在炊事用能的支出每年可減少400元左右。
同時(shí)，沼氣建設(shè)能有效地促進(jìn)當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展和種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，沼渣沼液作為優(yōu)良的有機(jī)肥，利用其進(jìn)行無公害農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，可形成以沼氣為紐帶的生態(tài)農(nóng)業(yè)，發(fā)展生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。還可利用沼渣沼液生產(chǎn)商品有機(jī)肥進(jìn)行銷售，為沼氣工程運(yùn)行增加經(jīng)濟(jì)收入。
以北京順義區(qū)北郎中為例，它以沼氣工程為紐帶進(jìn)行生態(tài)村建設(shè)，該村大型沼氣工程的發(fā)酵原料為養(yǎng)殖園區(qū)的豬糞，得到的厭氧殘留物用于該村的花卉、苗木、果蔬、糧食等生產(chǎn)。按厭氧殘留物中養(yǎng)分物質(zhì)最低含量計(jì)算，該工程每年排放大約5.1萬米3厭氧殘留物，其肥效等于90. 60噸碳酸氫銨、73. 95噸磷酸二銨和96. 05噸氯化鉀中的氮、磷、鉀含量，按目前的化肥價(jià)格計(jì)算，厭氧殘留物使用過程中每年可節(jié)省42. 58萬元化肥投入。
(2)生態(tài)環(huán)境效益分析
沼氣工程解決了規(guī)模化養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)等畜禽糞便造成的環(huán)境污染問題，生物質(zhì)氣化工程在很大程度上緩解了農(nóng)田秸稈隨意丟棄或焚燒帶來的土壤、水體、大氣等污染問題。沼渣沼液的綜合利用還能減少化肥的使用，提高土壤的肥力。而生物質(zhì)汽化后的灰渣富含磷鉀鈣鎂等營養(yǎng)成分，也可全部作為肥料還田。同時(shí)，農(nóng)民用上了生物質(zhì)燃?xì)猓瑴p少了煤炭等化石能源的使用，保護(hù)了林草植被，有利于乍態(tài)環(huán)境的改善和節(jié)能減排。
沼氣集中供氣和生物質(zhì)氣化集中供氣使農(nóng)民擺脫了以往煙熏火燎的炊事活動(dòng)，沼氣或生物質(zhì)燃?xì)馓娲嗽瓉泶妒掠玫拿海硕趸虻闹饕獊碓矗箯N房的炊事環(huán)境明顯好轉(zhuǎn)，極大地改善了室內(nèi)的空氣質(zhì)量。
(3)社會(huì)效益分析
生物質(zhì)能利用工程的正常運(yùn)行，需一定的勞動(dòng)力輸入，從而可解決當(dāng)?shù)夭糠质Ｓ鄤趧?dòng)力就業(yè)問題。積極發(fā)展生物質(zhì)能利用，可以逐步改變農(nóng)村的用能方式，提高農(nóng)村能源利用效率，緩解農(nóng)村能源供應(yīng)緊張的局面，同時(shí)能夠推動(dòng)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善農(nóng)村生產(chǎn)和生活條件，提高農(nóng)民生活質(zhì)量，有利于允分利用農(nóng)村資源，優(yōu)化農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
3．存在的問題及發(fā)展對策
(1)生物質(zhì)能源利用過程中存在的問題
①一些農(nóng)民對生物質(zhì)能利用的技術(shù)掌握少。目前，在京郊農(nóng)村，一些農(nóng)民對生物質(zhì)能利用的技術(shù)了解不多，如對生物質(zhì)爐具的結(jié)構(gòu)和使用方法不了解，導(dǎo)致使用過程出現(xiàn)生物質(zhì)爐具排煙、排灰困難等。
②生物質(zhì)能利用工程技術(shù)不完善。目前，京郊農(nóng)村大部分生物質(zhì)氣化集中供氣工程都面臨除焦的難題，如除焦不合理會(huì)容易造成供氣管道堵塞等，同時(shí)除焦得到的焦油缺乏合理的后處理技術(shù)，目前大部分只是儲(chǔ)藏在一起。同時(shí)，對于集中供氣工程，冬季供氣管網(wǎng)維護(hù)也面臨低溫的考驗(yàn)。
③生物質(zhì)能利用工程運(yùn)行成本高。生物質(zhì)能利用工程運(yùn)行需人力和物力的投入，且一些工程的原料基本是購入，如購買秸稈、畜禽糞便等，造成運(yùn)行成本較高。由于生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)成本較高，如需盈利，售價(jià)將與市場上商品煤的價(jià)格相當(dāng)，而生物質(zhì)成型燃料的熱值低于煤，故在市場上競爭優(yōu)勢不明顯，市場開發(fā)難度大。
④一些設(shè)備使用效果不理想。一些生物質(zhì)取暖爐保溫能力較差，導(dǎo)致需要燃燒的燃料增多；一些沼氣工程的脫硫效果不好，導(dǎo)致農(nóng)戶使用時(shí)氣味較大，影響室內(nèi)環(huán)境；一些生物質(zhì)燃?xì)鉅t灶使用時(shí)存在噪音大、易堵塞等問題。
(2)發(fā)展對策
①完善技術(shù)服務(wù)。可通過加強(qiáng)宣傳、培訓(xùn)的方式讓農(nóng)民掌握更多的生物質(zhì)能利用技術(shù)，同時(shí)建立健全生物質(zhì)能技術(shù)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，保證用戶的正常和安全使用，解除用戶的后顧之憂。
②堅(jiān)持因地制宜。生物質(zhì)能利用工程的建設(shè)應(yīng)因地制宜，根據(jù)原料的可獲得性出發(fā)，合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)生物質(zhì)能利用工程的區(qū)域分布及其規(guī)模，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。
③支持和鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新。通過技術(shù)創(chuàng)新，把新技術(shù)、新設(shè)備、新理念用到生物質(zhì)能利用工程中，如改善生物質(zhì)爐具的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，使其更合理，達(dá)到節(jié)能、高效的使用要求；通過技術(shù)創(chuàng)新，探尋合理處理焦油的技術(shù)。
④加強(qiáng)工程管理。在工程建成后，制定合理的管理規(guī)章制度，注重管理人員的技術(shù)培訓(xùn)，使工程運(yùn)行效率提高，達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
4．結(jié)語
上述生物質(zhì)能利用技術(shù)的應(yīng)用，受到了京郊農(nóng)民的肯定，特別是生物質(zhì)氣化集中供氣工程和大型沼氣集中供氣工程，讓農(nóng)民用上了管道燃?xì)猓奖懔宿r(nóng)民的生活。盡管一些技術(shù)還存在不足，但隨著科研和技術(shù)的發(fā)展，生物質(zhì)能利用技術(shù)將會(huì)逐步完善。它增加了京郊農(nóng)村能源供應(yīng)，改變了農(nóng)村的用能結(jié)構(gòu)，改善了農(nóng)村的環(huán)境，為生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展、社會(huì)主義新農(nóng)村的建設(shè)起到了積極的推動(dòng)作用。
三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(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。
