秸秆打捆直燃集中供暖技术模式以农作物秸秆为原料,将秸秆打包后直接在专用锅炉燃用,实现从田头到炉头无缝衔接,由于不需要秸秆粉碎等加工生产环节,运行成本更加低廉。该技术模式适宜在东北地区以种植业为主的乡镇村屯推广,或结合大中型锅炉改造,对住宅小区、公共服务设施、企事业单位等进行集中供暖。目前,黑龙江省已建成秸秆直燃锅炉供热项目46个,供热面积275万平方米,供热户数4.2万户,年可利用秸秆数量48万吨,极大地改善了区域农村人居环境,提升了居民幸福感。
秸秆打捆直燃集中供暖技术具备以下特点:一是秸秆消耗量大,能够有效解决秸秆露天焚烧问题;二是季节耦合性好,收获期和供暖期季节同步,原料供应方便,秸秆燃烧后产生的生物质炭灰可替代化肥还田施用,实现养分循环;三是原料适应性强,秸秆打捆直燃锅炉适合各种打包规格,原料含水率小于30%、含土量小于20%即可燃用;四是运行成本低廉,秸秆原料从田间到炉头,随取随用,减少中间环节和防范消防风险,同时设备运行稳定,对运维人员要求不高;五是技术兼容性强,适用于乡镇政府、学校、浴池,养殖场和住宅分散或集中取暖的小区,锅炉设备配套旋风、布袋等除尘设施,大气污染物排放完全符合国家相关标准,产业化发展前景广阔。
运营模式方面,秸秆供应由供暖企业与合作社合作共同负责秸秆原料收储,结合区域生物质资源禀赋与能源供给需求,规划形成合理的服务半径,农户不需要承担秸秆收集离田所需人工及机械工作费用。供暖企业协调供热管理运营,农户及相关取暖部门,采用供热服务购买方式,保障企业经济效益。从而实现“秸秆收储—自动上料—秸秆进料直燃—小区供热—灰渣排出—有机肥制备—生物质灰基肥还田”整套生产工艺流程。
黑龙江省绥化市海伦市(县)海北村,共有居民1721户,5935人,耕地3.1万亩,种植结构以玉米及大豆为主,年产秸秆量约1.88万吨。该村针对元住宅小区燃煤锅炉集中采暖能耗高、污染大、效率低等问题,采用秸秆打捆直燃技术对原有设备工艺实施改造,新上1台20蒸吨(14MW)的秸秆打捆直燃锅炉,替代了10吨老式燃煤锅炉,增设秸秆生物质收储场地1处,从而为村镇居民住宅小区和公共设施进行集中清洁供暖,供暖面积达23.5万平方米,惠及人口占全村人口的83%。
项目建成后,由供暖企业负责秸秆收储工作,通过分期拉运,集中存放,实现秸秆当季消纳,燃料成本价格约222.1万元/年,人工、电费及维修等运行成本约113.7万元/年,供暖期共6个月,一个采暖季运行成本为340.8万元,每平米供暖成本为14.5元。相比于原有燃煤锅炉采暖,燃料及运行成本降低了47.8%,年节支金额为312.5万元。企业运营收益方面,农户居民取暖面积为16.5万平方米,取暖费由原36.2元/平方米降至32元/平方米,商服及其他公共设施面积7万平方米,取暖费用由原52元/平方米降至40元/平方米,企业年热费收入总计约808万元,年利润约467.2万元,能够保障项目的可持续运营发展,省却了财政后续资金大量投入的压力。
该项目一个采暖期可利用秸秆1.48万吨,替代燃煤约8225吨,减排二氧化碳2.1万吨。秸秆打捆燃烧后约产生2600吨(10%-15%)的灰渣,富含Si、Ca、Mg、Al、K、P等中、微量元素,秸秆原料中杂草种子、虫卵、病原菌等有害物质也被完全去除,可以作为土壤调理剂或肥料原料进行还田使用,不但解决了灰渣二次污染问题,还可促进农田系统养分平衡。