全 文 ：第 1l卷 第 3期
2 0 0 3年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．1I No．3
July， 2003
中国生物质能技术应用与农业生态环境研究
张百良 杨世关 马孝琴
c 业 再 源 开 验 郑州 50002) 、农 部可 生能 重点 放实 室 。
摘 要 阐述 了我国农业生态环境存在的问题 以及 生物质能的利用对改善农 业生态环境 的作用，我国在生物质压
缩 成型技 术 领域 的研 究及其 应 用 。
关键 词 生物 质能 压 块 农 业 生态 环境
Influence of the developm ent of the biomass energy technology on agricultural ecological environment in China．ZI-LAN G
Bai—Liang，YANG Shi—Guan，MA Xiao-Qin(Key Laboratory of Renewable Energy of the Ministry of Agriculture，Henan
Agricultural University，Zhengzhou 450002)，CJEA，2003，1 1(3)：178～179
Abstract The problems existing in agricultural ecological environment now are analyzed and the effects of the biomass an—
ergy technology on the improvement of the agricultural ecological environment，especialy the biomass briquetting technol—
ogies，are discussed in detail．
Key words Biomass energy，Briquetting，Agricultural ecolog~ cal environment
1 我国农业生态环境现状
目前我国化肥、农药等化石能源产品的大规模生产应用对农业生态环境造成严重破坏，其现状一是生态
环 境破坏加剧 ，我 国水 土流失面积 已达 367万 km ，占国土总 面积 的 38％，占世 界总 流失 面积 的 25％ ，我 国
是荒漠化最严重的国家之一 ，潜在荒漠化土地总面积 331万 km ，其 中实际荒漠化土地面积已达 262万
km ，且仍以年 2640km 的速度增加。二是农业生产资源利用不合理且废弃物污染严重，我国水资源状况可
概括为“贫血症 、败血症和 营养过 剩”3大 问题 ，所谓 贫 血症指 我 国是 缺水 大 国 ，人 均水 资 源不 足世界 平均 水
平的 25％，同时农业生产对水的浪费又非常严重 ，如黄河中下游由于引黄灌溉及干旱频繁发生 ，黄河断流现
象 时有 发生 ，1997年断流 时间长 达 226d。败 血症 指水污染 问题 ，中国 7大水 系基 本全 部受 到 污染 。营 养过
剩指水体富营养化，造成水体富营养化的 N、P营养元素主要来 自农 田径流和畜禽粪便污水 ，目前我 国每年
由规模化养殖场排放的污水约为 20亿 t左右，化肥、农药的施用量 已接近或超过某些发达国家，环境污染严
重。三是外源污染严重 ，受“三废”污染的农 田面积已达 0．1亿 hm ，每年因污染造成的粮食减产 100亿 kg
以上，这些“三废”污染有相 当部分是因大量使用化石能源所造成。
2 生物质能对改善农 业生态环境的作用
生物质能作 为农 业生产 的副产物 ，既可满 足人 类对能 源 的需 求和农 业生 产 的需要 ，又不 破坏生 态环 境 。
随着经济发展和科学技术水平的提高 ，生物质能在改善农业生态环境方面将发挥越来越重要的作用。生物
质能的特点一是数量大 ，可再生 ，地球上每年通过绿色植物光合作用所生产的生物质干物质量为 2200亿 t
左右 ，是全球年能源消耗量的 10倍。我国每年生产的生物质能为 11亿 t，其中农作物秸秆 占7亿 t。随着转
换技术手段的提高 ，生物质能将成为人类社会的支柱能源之一 ，据预测 2050年人类能源消耗量的 40％将来
自生物质能。二是无污染，生物质能在合理利用的情况下不会对环境造成污染 ，首先生物质能不会造成大气
中 co，的净积累；其次生物质能的 S含量为 0．01％～0．1％，远低于煤中 S含量(0．5％～1．5％)，其燃烧利
用过程中不会产生酸雨气体 ；再者生物质资源在通过厌氧发酵技术获得能源的同时还可为农业生产提供
优质有机肥 ，用于改善土壤结构。三是生产成本低 ，随着转换技术的提高，秸秆的价值将接近或等于谷物
*农业部科技攻关项 目(950101060)部分研究内容
收稿 日期 ：2002—05—16 改回 日期：2002—06—23
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第 3期 张 百 良等 ：中 国生物 质 能技 术应 用 与农 业生 态 环境 研 究 179
的价值 ，使农 民收入增加。此外生物质能的生产还可为社会提供更多的就业机会。
我 国生 物质能技 术应 用可分 为 4类 ，一是 已普 及的技术 ，主要包 括省柴 灶和 户用小 沼气 ，20世 纪 80年
代我国已基本普及省柴灶 ，农村能源状况得到很大改善 ，户用小沼气也得到快速发展，一些以沼气为纽带的
生态农业模 式如“猪一沼一果 ”、“猪一沼一鱼 ”、“三位一 体”、“四位一体”等得到发 展和推广并 产生 良好 的效 果 。二
是处于示范、推广阶段的技术 ，主要包括畜禽粪便大中型厌氧处理工程技术及秸秆气化集中供气技术 ，厌氧
处理技 术在对大 中型养殖场粪便进 行无害化处 理 ，降低其对农 田及水 体污染方 面发挥 了积极作用 ，秸秆气 化
集中供气技术也为解决秸秆焚烧提供了有效途径。三是处于中试阶段的技术，主要指生物质压缩成型及配
套利用技术。四是处于研究阶段的技术 ，包括纤维素原料制酒精技术、生物质热化学液化技术、生物质燃气
催 化制 H技术 等 。本文重点介 绍生物质压缩成 型技术 的发展 现状 。
3 生物质压缩成型技术研究与应用
目前 我 国进入 中试 的生物质压缩 成型技术有 颗粒燃料成 型技 术 、液压驱动成 型技 术 、生 物质压缩成型生
产线 系统 ]。生物质颗粒燃 料成型技 术主要体现在 山西“万发 炉具集 团公司”生 产的颗粒燃料成 型机 及配套
秸秆 ． 兰兰! ． 燃料燃烧炉
，该秸秆— 烘。军广—一
技 术 主 要 用 于
家庭 取 暖 ，开发
的 燃 烧 炉 具 有
热效 率 高 、除 渣
方式 好 、尾 气 排
放 远 低 于 国 家
图 1 生 物质 压缩 成型 生 产线 工 艺流 程 图
Fig．1 Process chart of the product line of the biomass briquetting
标准等特点 ，该成型机和燃烧炉即将进入批量生产阶段 ，适于分散的村镇使用。液压驱动成型技术体现在河
南农业大学研 制的“液压驱动活塞式 成型机”及配套 的“秸秆压块燃烧 炉”，该 成型机属活塞成 型方式 ，克服 了
螺旋挤压式 成型机存在 的成 型部件磨损严 重问题 ，研制的成 型机生 产率为 0．35t／h，生产 的燃 料呈棒状 ，密度
为 0．9～1．1g／cm ，主要用于 2t以下的锅炉 ，生物质压缩成型生产线由北京三升集团公司和河南农业大学联
图 2 生物 质 压缩 成 型生产 线
Fig．2 Product line of the biomass briquetting
合 研制 ，该 生产线及其工 艺流程如 图 1和图 2所示 。该
生产线主要技术指标生产率为 2～4t／h，成型块密度可
在 0．5～1．0g／cm3间调整 ，运行 能耗 为 40～69kw／h·t，
产 品用作饲 料时压块 可 加工 成方 块状 ，用作燃 料 时可
加工成棒状 。该套生产线的特点一是把原来分散加工
设备组 装成生产线 ，且多数部 位封闭运行 ，机械化程 度
高 ，改善 了劳 动条 件 。二 是可 根据 需 要调 整原 料粉 碎
的粒度及压块 密度 ，当压 块用 作燃 料 时可 减小 粉碎 的
粒度及压块密度，用作饲料时可改粉碎为揉切方式 ，并
降低压块密 度。三是 采用 生 产线 生产 ，大 幅度提 高生
产率 ，可进行专业 化生产 。四是产 品市场发展前景 好 ，
该技术可把秸秆做成压缩饲料供牧区使用，解决牧区
的饲草 短缺 问题并取 得 良好效果 。秸 秆压缩成型技 术
是解决我 国农 业生 态环境 问题 的可行性 途径之一 ，该技术 的进 一步推广应用 尚需解决好生 产组 织问题 ，如生
产厂家与农 民的关系，原料的运输、贮存 、市场配置等 ，但处理好农民的利益关系是推广该技术的关键。
参 考 文 献
1 张百 良等 ．城市大气污染与可再生能源利用．河南农业大学学报，2000，34(1)：25～29
2 郑 戈等．生物质压缩成型技术 的发展与分析 ．河南农业大学学报 ，1998，32(4)：349～354
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