隨著社會主義新農村建設事業的推進，農村能源建設的步伐也在逐漸加快。大力發展可再生能源是農村能源建設的重要組成部分。我國擁有豐富的生物質能源，各種生物質能技術的發展受到了廣泛的關注。秸稈氣化集中供氣技術是生物質熱解氣化技術的一個重要領域，是一項適合我國農村目前和今后一段時期發展水平和需要的實用技術。
農作物秸稈其實也是一種很好的資源，如果可以其中回收經秸稈粉碎機粉碎然后再經過秸稈壓塊機、秸稈顆粒機、飼料顆粒機壓制成生物質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。
我國對農林業廢棄物等生物質資源的氣化技術的深入研究始于七十年代末、八十年代初，九十年代得以進一步發展。截至2007年底我國生物質氣化集中供氣系統的秸稈氣化站保有量為539處，年產生物質燃氣2.04億立方米。
1、生物質氣化集中供氣系統簡介
生物質氣化集中供氣系統是以農村的自然村為單位建設一個生物質氣化站，將所產生的燃氣儲存后，經輸配氣管網集中向農戶提供炊事燃氣，以替代煤、柴或石油液化氣，從而使農民用上清潔、干凈的管道煤氣。
集中供氣系統主要由氣化站、站外管網和戶內管路和灶具等組成。氣化站內設備包括原料前處理（切碎機）、上料裝置、氣化爐、凈化裝置、風機、儲氣柜、安全裝置等，生物質氣化集中供氣系統如圖1所示。
生物質氣化集中供氣站的核心技術是生物質氣化技術。生物質氣化技術是以生物質為原料，以氧氣（空氣、富氧或純氧）、水蒸汽或氫氣等作為氣化介質，在高溫條件下通過熱化學反應將生物質中可燃的部分轉化為可燃氣的過程。生物質氣化時產生的氣體，主要有效成分為C0、H2和CH4等，稱為生物質燃氣。
生物質氣化技術的主體是生物質氣化爐。生物質原料經過預處理后進入氣化爐氣
化，氣化過程在理論上可以分為氧化反應、還原反應、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性、產生的燃氣特性等方面均有不同。表1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，在建設生物質氣化集中供氣站時，首先要對準備建設氣化站的村莊進行現場調查，了解當地生物質資源的種類和數量。另外，生物質氣的使用目的不同，所要求的氣體凈化質量也不同，因而要針對不同的要求選用相應的技術。即使是在同一地區，同一種用途，如果供氣規模不同，所用的技術也不相同，例如，小規模的秸稈氣化供氣可以采用固定床氣化方式，如果供氣規模用戶達到800戶甚至更多時，則需要采用流化床氣化方式。這樣才能使設備更有效地工作運行。
2、北京市秸稈氣化集中供氣發展現狀分析
2.1北京市秸稈氣化集中供氣總體概況
北京市在生物質能利用方面做了大量工作，采用了多種類型的生物質能利用技術，在生物質氣化方面建設了一批秸稈氣化集中供氣設施。截至2007年底，北京市在各個區縣示范推廣秸稈氣化集中供氣工程82處，供氣戶數達到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分別為26個和18個，覆蓋面較廣，使用農戶已達到12000人左右
從北京市農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模一般都在100～1000戶之間，氣化率或熱能轉換率多大于70%，燃氣低位熱值約4200kj/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經濟評價
集中供氣系統通常以自然村為單位，較為典型的規模為100戶、200戶、300戶和500戶。按照現行設計要求，每戶每天消費5 m3生物質燃氣。秸稈氣化集中供氣設備壽命按15年計算，按照現行財務制度的規定，一般固定資產的凈殘值率在3%～5%之間，此處取4%，則設備年折舊費月按以下公式計算：
年折舊額：旦室資產價值一預計凈殘值/預計折舊年限
由此得到秸稈氣化集中供氣工程的經濟效益分析，如表2所示：
從表2可以看出，隨著供氣戶數規模的增大，建立生物質氣化站每戶的初始投資越低，且燃氣成本也越低。根據不同規模氣化站的燃氣成本，農民使用生物質燃氣的價格為0.15 -0.30元/m3，則農民每月支出氣體燃料的費用約為20-45元。當以煤和液化石油氣為燃料，計算每月炊事燃料費用時，由于可燃氣利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氣接近，因此煤用量按與可燃氣熱值相當的燃料量的2倍計算，而液化石油氣用量按與可燃氣熱值相當的燃料量計算[4]。可燃氣低位熱值約為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。可見，農戶燃用秸稈可燃氣，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的運行管理
目前，京郊建設的秸稈氣化集中供氣站的運營管理模式多為村委會代管，工程維護所需費用由村委會承擔，項目收益歸村委會所有。氣化站運營主要以向農民收購和外購的玉米芯和稻殼作為原料，收購數量能夠保障產氣需求。已經運行的秸稈氣化集中供氣工程中，燃氣價格多為0.3元／m3，平均每戶農民每天用氣約為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，供氣工程機組均能夠將焦油含量控制在10 --15毫克／立方米之內，由于氣化站運營的時間多在2年以內，目前氣化站運營產生的焦油不影響氣化系統的正常運行使用，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，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，低熱值的氣化燃氣基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制，尚未建立完善的有償用氣制度，而且加上農村區域的特殊性和農民收入普遍較低的現狀，目前在項目示范推廣階段，將居民使用燃氣作為一種福利，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。由于多數村集體沒有雄厚的經濟實力做后盾，從而導致三年保修期過后，秸稈氣化設備基本處于失修狀態，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，負荷變化太大，需要配置較大的貯氣設備，從而出現了較多的“大馬拉小車”問題，許多氣化點“欠戶”現象非常嚴重。這樣既提高了系統造價，又造成了系統負荷率過低，設備長時間閑置，可燃氣成本增加，投資效益較差，極不經濟。
同時氣化站管理不完善，從氣化站建設到運行，出現很多違規操作。集中供氣系統村級服務體系不健全，未提供相應后續技術服務。
3.2技術改進方面
秸稈燃氣在生產過程中所產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，對燃氣利用設備的損害也相當嚴重，大大降低了氣化燃氣的利用價值。另外，焦油處理后還容易產生二次污染問題，有待對相關技術進行完善。
3.3改進建議
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業，技術水平尚需要進一步完善，但隨著應用規模的擴大和產品標準化程度的提高，這些障礙都是可以克服的，關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的持久可靠運行是至關重要的。
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運行維護和設備更換的需要，必須額外增加收入來源，可以考慮以多種方式適時利用燃氣，如發電、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問題，又提高了系統負荷率，可以起到一舉多得的作用。
3.3.2強化組織管理
氣化站的興建、管理應從目前的農民作坊模式轉變到社會公用事業項目模式上來。要加強秸稈氣化工程項目的組織領導，規范管理程序，嚴格按照項目初步設計文件進行施工。另外，要加強項目實施過程中的監督，嚴格執行驗收程序和標準。對已經建成的氣化站進行一次全面的“達標考核”，使具備經營能力的氣化站，盡快恢復生產運行。
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濟性，是改善農村環境，改善農民生活質量的公益性項目。因此，有必要通過宣傳教育，增強農民生態環保意識，積極主動利用可再生能源。
3.3.4加強秸稈氣化技術研究
目前，我國示范推廣的秸稈氣化項目還存在著焦油含量高、燃氣熱值偏低等問題，尤其在除焦技術領域的研究非常欠缺。因此要繼續加強秸稈氣化相關技術的研究，增加氣化裝置的安全性、簡易性、高效性和經濟性。
4、結論
隨著能源問題的日益突出，可再生能源的發展備受人們關注。生物質氣化集中供氣技術是一項適合在廣大農村發展的實用技術。目前，北京市已在各區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行技術經濟分析可知，工程用戶規模越大，分攤到各個農戶的初始投資越少，且秸稈燃氣的成本約低，工程的經濟效益就越好。因此，在建設氣化站前，應對各縣進行考察，根據當地實際情況，供氣規模和用途進行分析，合理建站。另外，通過對比農戶使用秸稈燃氣和使用煤和液化石油氣作為炊事燃料每月所支出的費用得出，農民使用秸稈燃氣可以節省開支。
在目前己建成的氣化站中仍然存在著運行管理和技術層面上的問題，因此，對于秸稈氣化集中供氣工程，應建立完善的運行管理體制，強化組織管理，加大宣傳力度并加強相關技術的研究，從而使秸稈氣化集中供氣項目健康持續的發展。
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