本报记者 吕 欣
2009年11月10日,中国著名竹木专家张齐生和国内其他10名农业专家被聘为“自治区主席农业院士顾问”。此后,张齐生院士在广西进行了为期三天的考察,为广西林业产业发展出谋划策。广西丰富的秸秆、蔗叶蔗梢、木薯和林木“三剩物”等生物质能源,深深地吸引了张院士,他考虑把自己研发的“生物质能源多联产技术”作为送给广西人民的第一个礼物。
12月3日,自治区林业厅副厅长李明琪带着广西林科院的专家,奔赴南京实地考察,希望尽快在广西进行相关实验,推进项目进展。
无论是理论依据还是实验数据,无论是在实验室还是在工厂田地,生物质能源多联产技术都展示出无穷魅力。
考察小组里的自治区林科院植物营养学博士唐健说:“很完美。”但是像他一样的科学工作者都无一不清醒地认识到,科学梦想与现实之间有很长的一段距离,越是完美越是有相当的难度。正如张齐生院士说的,不同地区不同作物的反应不一样,使得设备和三相产品,特别是生物质醋液产品的使用效果不一样,科学与现实的排列组合,其可能性又是何其之多。生物质能源多联产技术的产业化梦想可能还有相当长的时间距离,正是面对这个距离张齐生、李明琪和许多科研工作者表现出的“不积跬步,无以致千里”的从容,让人深深敬佩。
记者短评:
生物质能源多联产技术是什么?
南京林业大学生物质热解及活性炭研究室主任周建斌介绍,用秸秆作为生物质能源主要有直燃式和热解气化式两种。直燃式是利用农作物秸秆直接燃烧产生热量,但其热效率仅为气化的三分之一,且投资大;热解气化式在热解气化过程中同时挥发出多种有机化合物和焦油,若不加以回收利用,造成环境污染,而且只利用了单一的可燃气,资源利用率低、经济效益差。
张齐生院士针对上述问题,研究开发了生物质能源多联产综合利用技术,在气化炉内将生物质材料限制供氧的条件下燃烧,发生一系列的燃烧反应,同时回收产生的气、液、炭和热水。热解产生的气体主要含有甲烷、乙烯、一氧化碳、氢气等可燃性气体,可将其输入燃气轮机发电或直接向用户供气;产生的液体含有酸类、醇类、酯类、醛类、酮类、酚类等多种化学成分,可用作于饲养家畜、家禽的消毒杀菌液、除臭剂或用于农药、助剂、促进作物生长的叶面肥,在有机农作物中施用效果明显;产生的固体生物质炭经过处理可作为工业用炭、生活用炭、有机复合肥、肥料缓释剂等;冷却炉体产生的热水可用在工业或民用。这是一个突破性的成果。
在正常运行条件下,每吨木片(含树皮)可发电900kw·h,产出木炭0.25吨,木醋液0.20吨;若以稻壳为原料,每吨稻壳可发电700kw·h,产出稻壳炭0.30吨,稻壳醋液0.15吨;整个加工过程不需要外加热量,且无“三废”排放。与矿物质燃料发电相比,可以有效解决因其直接燃烧造成的环境污染,可减少二氧化碳和氮氧化物和硫化物的排放。
生物质醋液是一种含有酸类、醇类、酯类、酮、醛类、酚类等多种化学成分的液体产物。醋液是种非常优良的叶面肥。多年来,张齐生院士和他的学生们,在宁夏林科所、河北农科院果树所、山东临沂市、江苏农林职业技术学院等全国10多个省市进行大面积示范试验。水稻对照亩产增长35.6%;水果着色好,口感好,果形增大15%,糖分增加3-5%。宁夏林科所的白萝卜用生物质醋液进行溉根,长出了9斤重,被张院士亲切地称其为“白兔萝卜”。
为了进一步完善和推广本项技术,张齐生院士的课题组相继在安徽宣城建设稻壳发电、醋液用于养鸡场的消毒、杀菌、除臭的示范项目;在黑龙江大兴安岭建设以林业三剩物为原料,装机容量10兆瓦的发电及生物质炭深加工的示范项目,年发电量达7200万度,生物质炭2万吨,生物质醋液1.6万吨,前两项年销售收入达1亿元以上。
安徽颍上之行——生物质能源综合利用的梦工厂
到达南京的第二天,张院士安排广西考察小组去安徽省阜阳市颍上县参观,在那里我们看到了安徽海泉粮油集团在建的以稻壳为原料同时产生气固液三相产品的生产线。
安徽海泉粮油集团董事长李振华接受记者采访并算了一笔经济账:
“集团投产后,一天加工300吨稻谷,日产200吨大米,一年加工10万吨稻谷,利润500万元。这套设备投入300多万,可以利用三分之一的稻壳,这三分之一产生经过热解气化产生的稻壳炭,其经济价值就已经完全达到平时单单把稻壳低价卖出的钱,也就是说,稻壳炭的经济价值是稻壳的三倍。此外,仅仅是加工利用这三分之一的稻壳产生的可燃气体用于发电,就能满足企业全部的生产用电。企业生产用电一小时400度,按高压电一小时一元钱算,一天生产用电成本是9600元,一年下来也有300多万。生物质能源综合利用的设备投入不过是一年电费的钱。稻壳炭、醋液是‘纯收入’;让人惊喜的是,米糠还能榨出油来,相当于200斤稻谷的产生的米糠可以出一两油,米糠油市价13元一斤,也就是说,100斤米糠能产生130元的利润!海泉完全可以再上一条日产50吨米糠油的生产线,这意味着集团一天的产值再增130万!”
这真是一个生物质能源综合利用的梦工厂!
李振华不认为这是一个不能实现的梦:“一条生产线只利用了三分之一的稻壳,米糠线上了就可以考虑再增加一条这样的稻壳利用生产线。除了经济效益,它的使用将大大提升企业的科技含量,为企业上市发展提供便利;更能达到良好的生态效果,为企业的可持续发展提供保障。”
结合本地实际,创新产品使用方法
临走的那天晚上,张齐生院士和广西考察小组坐在一起再次交流讨论生物质能源多联产技术在广西如何落地的问题。
“一定要结合本地实际,创新产品的使用方法。”张齐生院士如是说。
“这是面对农业生产和农民的技术,难度比一般的工业项目要大;又因为生物质能源的多样性及不同地区土壤、气候等不一样的生产条件,不同地区不同作物的反应不一样,使得设备和三相产品,特别是生物质醋液产品的使用效果不一样,这必须经过实地实验。生产设备我们努力在南京处理好,不能到了地方再解决。广西生物质能源非常丰富,有开发利用好的广阔空间。广西的同志可以尽快开展一些水稻、甘蔗和蔬菜的实验,还可以在烤烟上试用生物质醋液,草莓、柑橘、八角也可推广。广西林业厅和林科院尽快拿出一套试验方案,有的放矢,结合本地实际,创新产品的使用方法,主攻叶面肥。以炭为主要载体的桉树专用肥是个不错的科研实验方向。广西区政府给我的院士科研经费,全都可以用于此项目。”
自治区林业厅副厅长李明琪认为,生物质能源多联产技术的产业化发展是符合广西农林业发展实际,也符合未来农业发展方向的好项目。对于项目的引进,目前是两条腿走路,一是醋液试用,二是尽快制定合理方案,筹备上一套适合广西实际的生产设备。李明琪说,先从南京林业大学或国内其他实验基地调入适量生物质醋液,在广西进行叶面肥使用的相关实验;联合南京林业大学申报相关科研项目,加强生物质醋液应用的机理研究;积极尝试这项技术的广西特色,比如桉树专用肥、大业栎传统薪材的加工改良、炭汇林业项目的推广实施等。等到安徽颍上项目投产时,要带一些企业和国有林场来参观,让更多的企业了解和认识这项技术,为生物质能源多联产技术的产业化推广奠定基础。