秸秆取暖新政策 (冬季农村秸秆取暖)

我从小在北方农村长大,深刻体会农村基础设施不完善的痛点,北方的冬季,漫长而寒冷。早晨起来,妈妈先把我的棉袄棉裤放在炕头焐热了,我才敢穿上。早饭前,先要用热菜汤浇在已经冻在一起的碗碟间隙里,才能把它们化开。那时候我家的窗户,是靠薄薄的一层窗纸隔开了屋里屋外,墙是石头砌的,墙缝是用黄泥抹的,内墙是每一年都糊一层报纸,这样的房子,冬天全靠多烧柴火过冬了。

现在的房子的确大有进步,没有了窗户纸,也没有了石头墙,但北方农村的冬天依然难熬!因为没有健全的取暖设施,家庭条件好的安装空气能热泵,燃气壁挂炉等比较先进的专业供暖设施,条件一般的用煤炉带暖气片,有一部分还是停留在靠火炕取暖的时代。受住宅独立分散的地理特征和能源成本限制,北方农村冬季供暖效果提升和费用节约的矛盾突显。而随着煤、电、气在农户应用的逐年增加,秸秆的消纳问题又越来越成为全社会的一件难事。

多年来在秸秆利用上,有关部门虽然采取很多措施,但并没有达到预期效果,秸秆被丢弃和焚烧的现象依然普遍存在,不仅浪费资源还污染了环境。

目前秸秆燃料化、饲料化、原料化这三大类消纳方法的消纳量,还没有达到秸秆被弃用前,由千家万户散烧、散饲对秸秆的消纳量,而且很难在短时期内达到。而弃用秸秆对应的能源当量和营养当量,是被其他能源和饲料所取代,所以是额外增加资源消耗和环境负担。

秸秆在散烧、散饲阶段,其运输路线是田地->终端用户,是由分散到分散的路线。而在燃料化、饲料化、原料化这三大类消纳阶段,其运输路线是田地->集中加工厂->终端用户。是由分散到集中再到分散的路线。就秸秆的燃料化来说,集中加工就是为了增大燃料密度,期望达到煤碳的效果,但目前的产能很难满足需要。

我认为,加快秸秆消纳,还应该重新梳理技术路线,以燃料化利用为主,以实现农村清洁供暖为抓手,以碳达峰碳中和目标实现为契机。通过对终端用户加工能力的提升和使用方式的革新,来取消中间环节,继续走由分散到分散的就近收集、就近转化、就近消纳路线,不但增加秸秆的消纳量,还能极大改善农村生活条件。

通过长时间实验研究,我研发出一种基于微电脑控制的分散式生物质能供热系统,并获国家实用新型专利(ZL 2021 2 2491499.9)。

本系统的实现方式,总结起来八个字:“缩身”、“流动”’、“持续”、“输送”。 1、缩身,生物质燃料目前商用高效的缩身方法是压缩成颗粒,但由于设备投资和生产成本居高,产量很难满足需要,制约了该种燃料的大范围应用。本系统采取的方法是用铡草机将秸秆等铡切成段,再踩压堆实储藏在燃料仓内。另外在切段后,还可以利用风选的方法,把叶和秆进行分离,将叶作为反刍动物饲料,秆作为燃料。一改过去粗放的饲料化应用。

和传统扎捆堆跺相比,此种储藏方式体积可缩小3到5倍以上。铡草机易操作、易购买、易推广到农户形成大范围快速加工能力。这种加工和储藏方式还提高了燃料的防火防腐性,增强安全性和降低损耗。采用这种方法,能够实现当年产的秸秆等快速加工储藏,进而形成对当地生物质产能的快速消纳。

所谓的燃料仓,可以利用农户院落内既有的仓房,或在适当位置重新搭建。 2、流动,将燃料送入燃烧室最安全可靠的方法是采用螺旋输送设备,上述方式储藏的生物质燃料,几乎粘连成为一体,和颗粒相比,几乎没有流动性。

质地较软,几何形状不规则,比重很小,这些特点决定了这种燃料不能自动流入输送设备的入口,也不易在通常的螺旋输送设备内形成稳定的传送流,因而很难利用传统的螺旋输送设备进行较长距离的输送。

本系统采用“地面+贯穿堆底U型槽组合螺旋输送+锅炉临近”的方法,实现燃料从燃料仓(堆)到燃烧室的外力推动下的流动,其流动参数由控制器自动调节。 3、持续,传统生物质燃料利用,是靠人适时适量添加燃料来维持燃烧输出平稳持续的热能。从广义上讲,农户每天都要进行一系列的“司炉”工作。正是因为对人工的强依赖性,这种低密度燃料才逐渐淡出应用,导致秸秆等被就地焚烧。

本系统依据热负荷和燃烧室温度数据,控制燃料流动(燃料输送)参数,同时对炉箅、排灰、点火装置进行管理,实现比人工更精准的司炉工作,只要仓内燃料充足,本系统就能数日甚至数月地输出与热负荷匹配的热能,不但提高燃料效率还可以实现无缝隙供暖。并且确保最佳燃烧状态和最低污染排放。 4、输送,任何形式的燃料输送,最终结果都是热能的输送。既然实现全部司炉工作的自动化和智能化,只要增加热能输送环节,便可以不必将锅炉或炉灶这类热源设置在室内。从而完全杜绝燃烧消耗室内氧气和有害气体向室内的排放。 根据用热目的采取相应的热能输送方式。 (1)、 仅供暖,采用常压热水锅炉+循环热水管道输送; (2)、 厨房蒸煮,采用常压蒸汽锅炉+常压蒸汽管道输送+冷凝水回输; (3)、 厨房炒菜烙饼,采用导热油炉+高温导热油管路输送。

炉灶或锅炉不在室内安装后,现有农村住宅将得到跨越式改善,可以不受火炕灶台的制约重新调整格局,增加功能,提高居住的舒适度。

以上所述方案,通过铡草机铡切这一用户侧加工能力的提升,取代生产颗粒燃料中间环节;通过自动化智能化对传统司炉工作的革新,取代过去抱柴点火添柴等繁琐劳动。基本满足无煤、节能、宜居的需求,能够达到“清洁用、节约用、投资优、可持续”的技术评价指标体系。