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种竹柳就是种煤 竹柳生物质燃料

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2010年03月18日 14:49 农博网

  随着社会的发展,煤炭、石油等一次能源不断减少,全世界能源危机的压力进一步加大,各种替代能源的发展越来越迅速,特别是可循环再生的生物质能越来越广泛地被各国所重视。目前的生物质能主要包括:固体生物质燃料、液体生物质燃料、气体生物质燃料。

  由于物质直接燃烧的方法热利用率很低,所以固体生物燃料的发展,其方向是一方面利用现代技术把生物质固化成型,形成生物质成型燃料,提高能源密度;另一方面采用新型燃烧技术使用新型炉灶、锅炉,提高热效率利用率。目前固体生物质能源主要以农业废弃物、林业废弃物、禽畜粪便、能源作物、速生能源林原料为主。

  种植能源作物,生产生物质成型燃料,代替传统煤炭、薪柴等燃料,作为各种锅炉、燃料加热装置的燃料,是目前比较容易实现产业化运作,在相对较短的时间内创造可观经济效益的发展方向。生物质成型燃料可以作为蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体锅炉、蒸汽发生器、壁炉等燃烧设备的燃料,与之相适应的燃烧设备的制造技术已经成熟,各种实用的设备也广有销售。无论是工厂、宾馆、医院、学校、洗浴、餐饮、写字楼等单位,还是食品、化工、印染、供暖、发电等产业都可以使用生物质成型燃料,甚至普通百姓家庭也可以使用。

  以生物质成型燃料为原料的燃烧设备,其原理和用材与以煤为燃料的燃烧设备是一样的,所以设备价格也基本相当。并且可以将传统燃烧设备改造成生物质成型燃料为原料的燃烧设备,利用生物质成型燃料不需要重复购置设备。

  生物质成型燃料的制造技术已经成熟,设备型号多、销售广。即有适合大企业使用的每小时产3—5吨的型号,也有适合小厂家使用的每小时产0.5—2吨的型号。而且小型设备价格都在1—10万元之间,基本上与该设备4、5个月的产值相当,成本回收周期很短;大型设备由于机械效率更高,其成本回收周期比小型设备还要短。

  生物质成型燃料还具有绿色环保的特点,可以实现温室气体二氧化碳的“零”排放。生物质成型燃料的能量来源于自然界光合作用固定于植物上的太阳能,其燃烧时所释放的二氧化碳来自于植物的生长,是对自然界二氧化碳的吸收,因此生物质成型燃料具有二氧化碳生态“零”排放的特点。而煤炭的燃烧使用,则会不断增加大气中的二氧化碳含量,致使地球温室效应进一步加剧。以植物为原料生产的生物质成型燃料,固定碳含量为15.99%,硫含量为0.05%,氮含量为0.14%。生物质成型燃料是典型的低碳燃料,而且硫、氮含量低,燃烧生成的污染物少,不需要脱硫设备就可以实现二氧化硫减排,简单的除尘装置就可以实现粉尘排放达标。生物质成型燃料的使用符合“降低碳排放,减少污染”的环境保护大趋势。

  生物质成型燃料的原料来源有其独特之处,与以粮食为原料的生物质醇基燃料和以油料作物为原料的生物柴油相比,不会产生“与人争粮”和“与人争地”的社会问题。生物质成型燃料原料分布广泛、成本低、可以循环生长,又是典型的循环经济。因此大力发展生物质成型燃料具有良好的经济效益、生态效益和社会效益,可以降低排放减少污染,增加绿化改良环境,有利于解决“三农问题”,促进就业增加农民收入,能有效推动“和谐社会”建设。在“大力发展循环经济,建设环境友好型社会”的大背景下,生物质成型燃料产业的发展必将越来越受到重视,可谓前途无量。

  目前普遍被用做燃料能源林的树种以杨树、桉树、柳树等为主。杨树、桉树、柳树中的较优秀品种,最高干物质年生长量分别为8—12.8吨、29.32—39.72吨、62.34—67.58吨,折合亩产干物质约为0.7吨、2.3吨、4.3吨。研究人员发现,幼年柳树生长量明显高于其他常见能源树种,因此柳树更适合于做为超短期轮伐矮林作业系统树种,同时短的轮伐期更容易保证生产原料供应的频率从而提高生物质成型燃料设备的利用率,节约成本。

  可作为能源树种得柳树可以高密度甚至超高密度种植,也是其单位干物质年产丰富的主要原因。北京林业大学的有关实验显示,我国选育出的某种柳当年生苗在密度为15625株/公顷的情况下,单株地上部生物量较高,为0.13千克,每公顷生长量2吨;密度为200000株/公顷的情况下,每公顷地上部生物量较高,为14吨,单株地上部生物量为0.07千克。

  竹柳是一个多元杂交速生柳树新品种,落叶乔木,有明显的中央领导干,树体通直,顶端生长优势强,侧枝较少且分枝夹角小,树冠比一般柳树小,生长旺盛、速度快,非常适合高密度种植,是建立生物质成型燃料基地的优良树种。通过在实际生产中的观察显示,当年生科隆快繁苗在种植密度为12375株/公顷的情况下,地上部单株生物量为0.245kg,每公顷生长量3吨;当种植密度为180000株/公顷时,竹柳快繁苗当年地上部生物量为0.21kg,则每公顷生长量为38吨。然而根据竹柳的特性,种植密度可以提高到40万株/公顷(折合每亩2.7万株)以上,每公顷年生长量预计能达到75吨,折合每亩5吨,每亩能源贡献量相当于2.3吨标准煤。

  如果新品种在推广早期,种苗较少时,使用科隆“植物非试管高效快繁技术”进行苗木的低成本高速繁育,并原地壮苗促进生长,可将其作为基础苗木,然后从基础苗上取小细枝种条利用科隆直插造林技术,将大大降低了苗木生产成本,使竹柳生物质能源林基地超高密植中的瓶颈难题轻易解决。

  我们实际做过每公顷种植数达到100万株(折合每亩6.7万株)左右,每株生长量达到0.15 kg以上,每公顷生长量会突破150吨,折合每亩10吨以上。亩产竹柳的原材料价值为3000—5000元(可作生物质燃料的玉米秸秆市场价每吨250元,木质纤维燃料市场价每吨500元),采用科隆“植物非试管高效快繁技术”及科隆直插造林技术,进行大规模生产每亩成本一般在1500元以内,这样每亩土地的直接收益为1500—3500元。产能每亩折合原煤6.4吨(每1吨秸秆的能量相当于0.64吨原煤),由于每1 kg原煤折合0.7143 kg标准煤,所以最后折算每亩能源贡献量相当于4.57吨标准煤。也就是说,10万亩规模的“竹柳生物质成型燃料基地”每年产能,相当于一座年产原煤64万吨折合标准煤45.7万吨级别的中型煤矿的产能,以2008年1月初原产地原煤均价520元每吨和秦皇岛中转地煤价595元/吨为参考,这样的一座“竹柳生物质成型燃料基地”的年产值可以超过3.3个亿。

  竹柳适合在全国大部分地区种植,适种区域几乎涵盖整个中国。竹柳喜水耐湿抗盐碱,大量不适宜农耕的宜林荒山荒地、山谷江河滩地、江心洲、河心岛、沿海滩涂、可开发的湿地、人工水库浸湿地、海子边地、内陆盐碱地、地下水位较高的沙荒地、矿山、油田复垦地等边际性土地均可种植利用;在pH值8.0—8.5和含盐量14000ppm的条件下,能正常生长。我国现有5393万公顷的宜林荒山荒地,1470 万公顷的退耕还林地,总计6753 万公顷土地可用于能源林业。其中的15%就可以建设基地超过1500个,实现总产能潜力可达到6.86亿吨标准煤。我国2008年原煤产量为26.22亿吨,折合标准煤18.73亿吨;山西省煤炭产量为6.8亿吨;1500个10万亩规模“竹柳生物质成型燃料基地”的能源贡献潜力,可达2008年全国煤炭产量的近三分之一以上,相当于再造一个永不枯竭的煤炭能源大省山西。

  日前,国务院确定了第二批32个资源枯竭城市,包括此前确定的12个资源枯竭城市在内总数已达44个,分布在19个省。其中涉及煤炭资源枯竭的城市有30个,辖区土地面积21747万亩,人口3145万;涉及森林资源枯竭的城市有9个,辖区土地面积128万平方公里,人口720万。“竹柳生物质成型燃料基地”既可以有效利用枯竭矿区低品质土地,又可以有效带动矿业劳动力转移,实现能源类型的转变,而不需要进行整个产业的颠覆,可以达成节约成本、带动就业、恢复生态的有机统一。同时合理建设一定规模的“竹柳生物质成型燃料基地”,也是保持和恢复林业资源的良好选择,一些有条件的矿产枯竭地区也可以采用此思路发展生物质能源产业,有效利用土地和人力资源。

  规模化的“竹柳生物质成型燃料基地”建设,所带来的改善环境、涵养水源、绿化荒地、增加碳汇等生态效益,特别是该工程项目能带动大量的劳动就业、促进农民增收等社会效益更是十分可观的,还可以促进解决资源枯竭地区的发展和劳动力转移问题,是一项利国利民、功在千秋的伟大事业。(科隆实业 和建伟)

(文章来源:农博网)

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