生物质能源化利用新技术在农村厨房改造中的应用研究

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摘要：农村厨房主要包括炊事、取暖、温炕三大职能。生物质成型燃料、生物质炉具和生物质大灶适合农户直接单户使用；沼气、生物质气化和秸秆打捆直燃技术适合集中建设，再分户供应能源。

关键词：生物质能源化  厨房改造  应用

我国能源资源丰富，可再生能源更是取之不尽，用之不竭。在日渐枯竭的化石资源短缺的今天，生物质资源已经成为我国能源利用的重要部分。

农村厨房是农村能源利用大户，炊事、取暖、温炕多在厨房中操作。国家和一些地方政府针对美丽乡村建设推出了一系列政策和补贴，其中，新农村厨房改造被列在其中，人居环境的改善势在必行。

1  农村厨房的现状

目前，许多农村家庭的厨房都比较狭小，通风不畅，光线不足，厨灶设施简易，多以煤炉和土灶台为主，燃气灶为辅。在炊事或取暖时，大量的烟气和灰尘在空气中飘散，很不卫生，还会随着呼吸，进入人的呼吸系统，日积月累易引起疾病。

2  农村厨房改造需求

改造后的厨房应当可以提供更好的使用体验，减少家庭烹饪的难度和时间成本；可以解决原有厨房存在的卫生问题，减少烟气和飞灰的发生；应不改变千百年来人们烧柴的习惯，因为灶台承载着丰富的文化传统和历史意义。

3  农村厨房改造新模式

厨房的三大职能是炊事、取暖、温炕。

炊事：炒菜以液化气、沼气、生物质可燃气为主，炖菜以生物质大灶为主。

取暖：有集中供热设施的以集中供暖为主，单独农户采用生物质半气化炉具。

温炕：以生物质炉具为主要温炕方式，生物质大灶为辅。

4  生物质能源化利用技术在农村厨房改造中的应用方式

生物质能源化利用技术主要包括沼气、生物质成型燃料、生物质炉具、生物质大灶、生物质气化、秸秆打捆直燃等方式。其中，生物质成型燃料、生物质炉具、生物质大灶可以由用户单独或组合使用；沼气、生物质气化和秸秆打捆直燃可以规模化集中生产，通过铺设管道，分户使用。

4.1  生物质成型燃料

我国生物质资源丰富，形态多样，其固化成型后可以作为燃烧设备的燃料，燃烧设备主要包括生物质锅炉、暖风炉、节能炉具、大灶等。生物质被压缩后体积变小，颗粒均匀，更方便运输、储藏和使用。不同种类生物质燃料热值不同，一般可达4000大卡/千克左右。4种燃料在发热量、单价、热利用率和加热费用等方面的对比，详见表1。

4.2  生物质炉具

燃煤炉具在农村厨房应用已有长期历史。优点是煤的热值高，价格较低，经济实用；缺点是污染严重，大气排放不达标，热效率低，大部分在65～80％之间，操作方式落后。生物质炉具在21世纪出现，采用高效低排放的半气化燃烧方式，达到清洁燃烧的目的，在燃料选择上也突破了单一成型燃料的限制，可以用枝丫材、秸秆、玉米芯等生物质类燃料。

农村厨房改造中的重点是炉具改造，生物质节能炉具是首选炉型。2020年～2022年，锦州市区、松山区、太和区、葫芦岛市环境保护局在“大气重污染区域散煤替代项目”中采购半气化节能炉16000余台，2022年度康平县“农村煤改洁户用生物质燃料炉具”采购7200台，用户反馈使用效果良好。

4.3  生物质大灶

大灶连炕既能炊事又能取暖，是北方农户厨房中的重要生活设施。原始的土灶有黄土或砖头水泥砌制而成，由于吊火高度高，炉膛和灶门偏大，并且无风道，结构不合理，导致燃烧不充分，热效率低。近10年来，出现了以不锈钢为灶面和灶体的大灶。虽然外在美观，却未改变燃烧方式，甚至由于恶性竞争，大多选材低廉，使用寿命很低。

在2022年一款新型大灶研发成功，它采用铸铁炉膛，解决了使用寿命问题；采用不锈钢灶面，干净易于打理；采用半气化燃烧技术，提高热效率，燃烧清洁；并且带有油烟净化系统，保证了厨房的清洁；同时，原料取材广泛，不受限，得到农户的一致好评。建平县农业农村局2022年秸秆综合利用北方户用采暖模式项目采购生物质大锅灶150台，实现了农村灶台的整体改造。

4.4  沼气

沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用产生的一种可燃性混合气体，主要成分是甲烷和二氧化碳。沼气的热值在5203～6622千卡/m3左右，可以进行炊事、供暖和照明。常见的厨房设备有沼气灶、沼气锅和沼气灯。我国对沼气的利用始于1930年前后，经过多次推广，日臻成熟。辽宁省兴城市户用沼气农户已用12年，依然正常使用。江苏马庄利用太阳能与沼气结合建成的大型沼气站可以为100户供气，沼液沼渣制成有机肥，形成生态农业良性循环系统。

4.5  生物质气化和秸秆打捆直燃

生物质气化集中供气系统适合以村屯为单位统一建设生物质气化站，再经输气管网向农户提供燃气。秸秆打捆直燃技术适合乡镇的大中型集中供暖系统。目前，这两项技术在政府的支持下以示范和试点为主，初步取得成效，但还没有真正进入市场化。

5  结论

农村厨房改造是一项重要的工程，可以提高农村家庭的生活质量，增加人们的幸福感。在“双碳”背景下，利用生物质能源化新技术实现清洁炊事与供暖，是推动能源绿色低碳转型，循环利用的重要举措。在政府投入大型沼气池、生物质燃气和生物质打捆直燃供热的基础上，实现散户清洁炊事供暖。同时，在考虑传统文化和生活习惯的前提下，将传统与现代相结合，实现实用与美观的统一，朝着机械化、自动化、信息化、网络化方向发展，使厨房改造与生物质能源化新技术完美结合。

参考文献

1.贾振航. 新农村可再生能源实用技术手册2008（化学工业出版社）（246页-248页）

2.日本能源学会.生物质和生物能源手册2007年1月（化学工业出版社）236页