能源化利用装备.doc

山西省重大科技成果转化秸秆（生物质）能源化利用关键装备及技术集成示范项目可行性研究报告项 目 名 称：秸秆（生物质）能源化利用关键装备及技术集成示范 成果完成单位：山西农机新技术服务中心 推 荐 单 位：山西省农机局 填 报 日 期： 2011 年 5 月 22 日目 录一、概述1二、项目的必要性11三、技术可行性分析12四、市场需求情况和风险分析21五、投资估算及资金筹措27六、经济和社会效益分析28七、现有工作基础30八、项目实施计划31九、有关附件33秸秆（生物质）能源化利用关键装备及技术集成示范项目可行性研究报告一、概述1.1项目背景中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村建设的若干意见提出：“以生物能源、生物基产品和生物质原料为主要内容的生物质产业，是拓展农业功能、促进资源利用的朝阳产业”，“启动农作物秸秆固化成型燃料试点项目”，“鼓励有条件的地方利用荒山、荒地等资源，发展生物质原料作物种植” 对于推进节能减排，积极开发新能源，贯彻落实科学发展观、促进经济社会可持续发展具有重大意义。目前，能源和环境问题已成为全球关注的焦点，虽然石油、煤和天然气这些常规能源至今仍是燃料的主要来源，但是随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重，开发利用洁净可再生能源已经成了紧迫的课题。在此背景下，生物质能作为唯一可储存和运输的可再生绿色能源，其高效转换和洁净利用日益受到世界的重视。我国是一个农业大国，秸秆（生物质）十分丰富，是农村的主要能源，秸秆燃烧值约为标准煤的55，然而存在利用情况落后、污染大等问题。我国每年可生产农作物秸秆7亿t多，如全部用来燃烧，可折合约4亿t标准煤的热值。我国农村近8亿人口，秸秆、薪柴、煤，仍然是农村生活中的主要能源，据统计，北方农村能源消耗占全国总能耗量的56%，且超过80%的农村能源消耗用于炊事和采暖需求。柴草灶在中国农村生活中已沿用了几千年，占相当大的比例。旧式柴灶不但热效率低(只有10左右)、浪费燃料，而且严重污染了环境，损害着人民的身体健康。2003年中美研究人员联合组成调查组在湖北、浙江、四川省对396个农户厨房进行了 PM4和CO的检测。结果表明：1）乎所有家庭PM4浓度均高于甚至是2两倍高于中国的国家标准，由于PM4的测量颗粒物要比PM10的要相对集中在特定的范围之内，如果按PM10测定，其测试结果会远远超过规定标准。2）在夏季使用燃煤的很多家庭，室内CO浓度超过国家标准10mg/m3（相当于9ppm）的数倍，冬季这种污染程度更高。3）由于炊事和采暖的需要，在使用省柴灶烧生物质燃料的家庭中，降低了PM4浓度，但也达不到国家标准生物质成型燃料与煤相比的优势为：其热值与我国一些地区的层燃炉用煤相当(约16500kJ/kg)。含挥发分含量高达70 85 。这些特性决定了它不仅有良好的代煤效果，也决定了生物质优良的着火燃烧性能。生物质成型燃料减排CO 和硫的效果十分显，且具有飞灰少、排渣少、NO 排放低、降低重金属污染物排放和灰渣可还田等优良的环保特性，可称之为绿色能源。由于生物质原料价格低廉，制造出的生物质成型燃料也比现在高涨的原煤及型煤具有较大的价格优势，利于推广使用。生物质能又是可再生能源，在能源日益短缺的今天，开发利用生物质能具有重大的能源战略意义。同时，改粗放型传统农业为高度集约型的现代化农业，发展节地、节水型的设施农业是我国传统农业发展的一个新趋势。发展设施农业，可有效提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率，提高农业品质、效益和竞争力，既是当前农业农村经济发展新阶段的客观要求，也是克服资源和市场制约、应对国际竞争的现实选择；对于保障农产品有效供给，调整农业产业结构、促进农业发展、农民增收，增强农业综合生产能力具有十分重要的意义。日光温室的增温保温是我国北方寒冷地区的主要设施农业重要的生产技术环节，是推动传统农业向现代农业转变的物质基础，是发展菜篮子工程的重要保障。日光温室的生产与室内的温度有着重要的关系，当冬天室外气温达到一10以下，室内温度低于7时，生产茄果类和瓜类等温蔬菜有较大困难。合理增加日光温室的室内生产温度，可实现作物的丰产、丰收，提高农民的经济收入，增加就业机会，促进农村经济的可持续发展和社会事业的和谐发展。目前的日光温室的增温保温技术，运行成本高，制约了我国目前设施农业的发展。目前温室加热方式有燃煤热风加温、燃煤热水加温、燃电蒸汽加温及电热加温。这些加温方式的共同特点就是成本高，制约了农民的使用积极性。目前，我国建设的温室，北纬35左右地区冬季加温耗能费约占总成本的30%40%； 北纬40左右地区约占总成本的40%50% ； 北纬43以上地区约占总成本的60%70%。由此可见，现有的装备和技术成为设施农业生产过程中的主要成本，为降低温室运行成本，提高生产效益，温室运行中，必须对加温系统技术和装备高度重视。国内外日光温室增温保温主要存在的问题是：国外的加温技术和装置，以其自动化程度高，整个加温系统已经规划到设施农业发展和建设中。但其工厂化的生产方式、及其高昂的运行费用根本不适合我国目前农村经济制度。我国目前采用的热水、电和辐射加热方式中，普遍存在耗电量大、成本高、效率低、劳动强度大等问题；而现有的热风加热方式虽然在升温、热效率、热气体清洁、通风换气等指标方面有所提升，但由于使用的是煤、油、气等化石能源，运行成本依然是困扰该项技术推广的主要的原因。大力推广以秸秆为燃料的秸秆增温装置，是解决以上问题的最佳办法。但目前我国制约废弃秸秆资源化利用的关键问题是还没有与之相适应的燃烧设备。我国在秸秆燃烧方面近些年才逐步发展起来，关于秸秆燃烧设备的研究、设计及制造远不能满足日益增长的需求。秸秆燃料具有特殊的燃烧及热工特性，这与化石燃料有很大的区别。一些农民盲目地将燃煤加温设备改造成秸秆燃烧设备，但改造后的设备不符合秸秆的热工特性要求，致使燃烧恶化、热效率低下、传热差、换热面结渣、换热面经常堵塞以及污染大。根据秸秆成型燃料的燃烧理论，试验、研究、开发、设计合理的燃烧设备及换热设备是非常重要和迫切的课题，这对于推广生物质能的利用工作意义重大。1.1.1技术开发状况、现有产业规模 目前，成果转化的各项技术完善，设备性能稳定、已具备了中试和大面积推广应用的条件。 在运城市芮城县有生产基地一座，具备年生产300台秸秆捡拾机、1000台节能设备和500台成型设备的生产能力。1.2项目实施的主要内容1.2.1主要内容 1 面向我省转化山西农机新技术服务中心研制开发的秸秆能源化利用关键设备： 自走式秸草收获（捡拾）机、生物质颗粒成型机、全自动生物质颗粒炊事取暖多用炉、日光温室生物质增温设备(热风炉)。2 开展技术示范、培训及宣传，使用户了解使用秸秆（生物质）能源的重大意义，增强自觉使用秸秆（生物质）能源的主动性，促进生物质规模化、产业化发展，同时帮助农民拓宽就业渠道，增加劳动就业收入，推动农村经济转型跨越发展。 3 建设项目核心示范、辐射示范和带动示范3个项目区，成果转化50位示范户，建设以点带面引领、核心示范推动、区域辐射带动的转化技术路线。4 实地指导用户安装使用秸秆利用关键装备及技术，全程进行技术跟踪服务，推动本项目的市场化进程。1.2.2技术的先进性和创新性 本项目积极响应中央提出的节能减排、发展低碳经济、开发生物质新能源、推广生物质能新技术、新装备的有关政策，针对农村日常生活用能和设施农业的发展过程中,由于传统的化石能源供应和价格等问题造成生产生活成本增加，环境污染严重，制约了人们生活品质的提高和设施农业的可持续生产和发展的问题。通过对农村大量的秸秆能源化利用进行了研究，采用技术创新，结构创新、原理创新，研制开发了秸秆能源化利用新装备:全自动生物质颗粒炊事取暖炉、日光温室生物质增温设备、自走式秸草捡拾机、秸秆颗粒成型机，这些关键装备，使废弃的秸秆被产业化在利用，形成了秸秆资源化利用新平台，拓展了秸秆规模化利用的产业链，促进了农民的增收和农业的增效，拓宽了农民的就业渠道。它的实施必将推进社会主义新农村建设的步伐。本项目转化的新产品新技术，全部通过了省科技厅组织专家组的成果鉴定，整机主要性能技术指标全部达到国内领先水平。2008年至2011年分别在山西榆次、运城等地进行了小试，结果表明，各部件运转良好，尤其是用户通过燃用不花钱的“煤”，提高了室内的温度，增加了农作物的产量，提高了农民的经济效益，受到了用户的好评。其主要技术创新如下：1 采用秸秆燃烧技术替代燃煤、电、气的传统加热技术，解决了日光温室的运行成本，提高本项目的市场竞争力。2 采用适宜秸秆燃烧的技术和炉膛结构形式，实现了秸秆的高效完全燃烧。3 采用新型的换热方式，提高了整体换热效果和热效率。4 采用自走式秸秆收获机，降低了秸秆的收获运输成本，使秸秆的市场化、规模化利用成为可能。5 知识产权本项目在整个研发过程中，进行了大量的自主创新，共计取得了发明一项和实用新型六项项国家专利，知识产权均归属于山西农机新技术服务中心所有。1.2.3主要用途和性能指标 1.2.3.1自走式秸秆收获机械1主要用途能将散落地头田间的秸草自动收集起来，一次完成收割、输送、挤压、堆积和自动卸料整个作业工序。大幅度的降低了秸秆收获和运行的成本，增强了秸秆规模化应用的市场竞争力。2 主要性能指标配套功率：28-30马力、作业效率：69亩/小时 整机质量：1.5吨、生产效率: 6-10亩。 1.2.3.2 全自动生物质炊事取暖炉1 主要用途利用秸秆成型燃料，采用全自动控制，实现农村家庭的炊事和取暖。不仅能节约大量的煤炭资源，而且能保护农村环境，提高农民的生活品质。2 主要技术性能指标 整机质量，55kg；整机功率，14kw；燃料消耗量，5kg；林格曼黑度，1级。 1.2.3.3 日光温室生物质增温设备 1 主要用途 能利用各种秸秆替代煤炭，实现日光温室冬季的增温保温，满足农作物的可持续生长，提高作物的产量和农民的经济效益。 2主要性能指标热效率 %65；秸秆燃料消耗kg15；输出热风温度 60-210；风机功率2.0；输出热量 46kw/h。 1.2.3.4 秸秆颗粒成型设备 1主要用途 能将各种秸秆压制成颗粒成型燃料，是秸秆成为真正的绿色能源。2 主要性能指标醋糟颗粒燃料的直径为4、6、8；每小时生产率为50至75千克；颗粒燃料容量为300千克至500千克/m3；颗粒燃料的成品率为90%以上；颗粒燃料的低位热值3700KJ/kg。1.3投资的必要性和预期经济效益1.3.1投资的必要性 1 推广秸秆（生物质）利用关键设备和技术，是促进秸秆资源化、能源化、产业化、清洁化利用，推进广大农村工业化、城镇化、现代化建设的重要内容秸秆能源化利用是农村经济发展到一定阶段的必然趋势，也是现代化生态农业建设的一项重要内容。积极开发推秸秆（生物质）利用关键设备是改善人们的生活品质，增加农作物产量，提高农民的经济收入，实现高产、高效、优质、生态生产的要求。同时秸秆综合利用，产业化的发展、运行、维护可以有效带动农村建筑、材料、机械、化工等城镇农用工业和相关产业的发展，拓宽农民就业和增收的渠道，加快推进农村工业化、城镇化、农业现代化建设的进程。2 推广秸秆（生物质）利用关键设备和技术，有利于促进农业结构调整、有利于实现农民持续增收和农业增效秸秆有量大面广、循环生长和可持续利用的特点，它的开发利用，对促进农业结构调整和农民增收有重要影响。如利用日光温室增温炉，能改善作物生长环境，充分发挥农作物潜能，在大幅提高单产的情况下保证质量和供应的稳定性，具有满足市场需求和抵御自然灾害的功能。而日光温室生物质增温设备，就是实现调节环境这一生产环节的关键装置。大力推广低耗、高效、资源循环利用的日光温室生物质增温设备，对实现日光温室可持续生产，保障城镇居民的“菜篮子”工程，促进设施农业的整体发展，进一步优化农业产业结构，拓展农业功能，发展休闲和观光等农业旅游服务业，促进农民持续增收具有重要意义。3 推广秸秆（生物质）利用关键设备，是提高废弃秸秆资源利用率、实现循环产业，保持农业生态环保水平的重要手段我国是一个农业大国，秸秆能源十分丰富，每年可生产农作物秸秆7亿吨，是农村的主要能源，如全部用来燃烧，可折合约4亿t标准煤的热值。推广秸秆（生物质）利用关键设备，以农村废弃秸秆为燃料，不仅能实现秸秆的高效利用,保障设施农业的可持续生长，提高经济效益，而且还能避免秸秆的乱堆乱放、肆意焚烧，实现秸秆的资源化利用，推进循环农业的发展，保持农业生态环保水平和谐发展。1.3.2预期经济效益本项目的实施，创造了农村废弃秸秆的资源化、能源化利用的技术新平台，可使农民每亩秸秆增收60元，实现了秸秆的高品质的利用，增加了农业产出，实现了循环利用，杜绝了秸秆的随意焚烧，保护了农村的生态环境，促进了农村经济的可持续发展。本项目的实施，可拓展秸秆收获、加工、销售和利用的产业链,从而带动钢铁、建材、塑料建筑等行业的发展，拉动8000万元的工业产值。为社会直接、间接提供1万个就业岗位。对实现我省的转型跨越发展战略具有重要意义。本项目可带动推广1000台套秸秆能源利用装备，节约人工8000个小时；可使农民每亩增加20%的产量，增收4000元的收入。1.4项目实施相关情况1.4.1工作基础项目承但单位山西农机新技术服务中心，是山西省农机局直属县处级事业单位。自1982年成立以来，一直从事农机新技术的引进、吸收、消化、研发、示范、培训、推广和技术服务等科研成果转化的任务。曾圆满完成国家的“星火计划”项目，并在农业部支持下，面向全国推广了二十多项农机维修新技术，是上世纪八十年代、九十年代被国内农机行业公认的农机新技术推广、培训和研发先进单位。近年来从事秸秆（生物质）及其装备技术的开发和研制，先后获得了26项国家专利，五项国内领先科技成果，推广了19项农村新能源技术，现场培训近三万人，推广500多台新产品。因此完全具备实施本项目能力。1.4.2项目实施优势1 科技优势本项目是社会主义新农村建设和秸秆能源化利用的关键装备，代表最先进的农业机械科技成果。通过核心示范推广辐射，必将加快我省秸秆能源化利用的步伐，促进集约化、规模化和现代化的高产、高效、安全、生态的现代农业建设，促进农业增产、农民增收、农村稳定，农业发展、资源合理利用和生态环境保护；促进农机与农艺相结合, 加强农机化技术的组装集成和科技成果的转化；促进传统农业的改造与升级,实现农业机械化又好又快的发展。因此本项目的实施具有强劲的科技优势。2 推广销售优势山西农机新技术服务中心凭借其所拥有的技术研发优势、服务优势，全面承担我省的保护性耕作机械的推广和技术服务，土地深松作业机械的推广和技术服务，国家购机补贴机具的技术服务以及农村新能源装备的技术推广和服务，在我省11各地市119各县中，设有技术服务单位78个。项目推广网络建设完备，技术服务力量雄厚，完全有能力本项目的新技术新机具的示范和推广。二、项目的必要性2.1 实施本项目，是促进农村经济结构调整，转变农业发展方式，实现社会主义新农村建设的和现代农业的重要内容秸秆能源化新技术新装备是新型的农业机械装备，而农业机械化又是现代农业的标志，是现代农业建设的物质基础，是推进社会主义新农村建设的重要手段。推广示范秸秆能源化新技术新装备，有利于改善农村能源消费模式，转变农业发展方式、实现农业循环利用、延伸农业产业链，促进农村经济转型跨越发展，全面推进社会主义新农村和现代农业建设。2.2实施本项目，是调整农业结构、实现农民持续增收的有效途径。充分利用秸秆能源化新技术新装备，对于开发自然环境和生物潜能，推动作物形态的高效转化，保障能源供应的稳定性，实现传统农业向能源农业和现代农业的过度，拓展农业产业面，优化农业产业结构、拓宽农民增收的渠道。本项目具有较高的市场竞争力和抵御市场风险的能力。2.3 实施本项目，是建设资源节约型、环境友好型农业的重要手段。资源短缺和生产环境恶化是我国农业发展必须克服的问题，发展秸秆能源化新技术新装备，实现农业的循环利用，推动设施农业快速发展，可减少耕地使用面积，和单位产出的能源消耗量，显著提高农业生产资料的使用效率，保证生产过程的循环化和生态化，实现农业生产的环境友好和资源节约，促进生态文明建设。三、技术可行性分析3.1国内外技术现状和发展趋势我国秸秆(生物质能)目前主要应用于大中型沼气工程技术和生物质气化供气。以厌氧消化为核心技术、以废弃物资源化利用为目的大中型沼气工程已成为处理、利用禽畜粪便和工业有机废水最为有效的手段之一。到1998年，全国共建成和营运的工业废水和禽畜粪便沼气工程分别有200和540多个，年生产沼气分别达到3.2亿和0.6亿立方米。与发达国家相比，我国沼气工程厌氧消化成套技术已日趋成熟，在某些方面已居国际领先水平，可根据原料特性的差异，进行沼气工程全套设计和施工，而且投资相对较小，运行费用较低。秸秆气化集中供气、发电技术主要用于解决农作物秸秆的资源化利用。技术的关键是气化炉、净化系统及发电设备系统。我国在热解气化技术方面已经取得了一些进展，目前全国已有160多个乡村级秸秆气化集中供气示范工程正处于营运中。但从发展方向看，秸秆(生物质)应用的空间在于我国2亿多农户家庭,为农村提供分散的、更洁净和方便的终端能源。这不仅能有效缓解农村地区高品位商品能源短缺问题，而且有利于实现秸秆全面禁烧和综合利用，对促进农村社会经济可持续发展和生态环境的保护具有积极的作用。因此，积极推广秸秆（生物质）利用装备和技术，形成秸秆综合利用产业化规模，在我国必将有良好的、巨大的市场潜力，3.2项目的技术路线、技术工艺、技术性能指标通过建设成果转化核心示范区、项目辐射区、项目带动区的一体化成果转化新模式，发挥核心示范效应，辐射带动作用，全面推动项目的高效实施；推动建设农村秸秆资源化、能源化和清洁化利用平台的建设，促进秸秆成型燃料装备的推广和产业的发展，形成农业循环利用新模式，促进农业增效和农民增收，实现农村经济的转型跨越式发展技术性能指标；技术性能指标:在全省建设三个项目示范区 ,签订9个项目示范村,成果转化50台设备;带动秸秆加工企业3个,年生产秸秆成型燃料1500吨;年带动建设日光温室30座 ,每座日光温室增产20%。3.3与国内外同类技术或产品比较，项目的先进性、创新性、成熟性3.3.1全自动生物质炊事取暖炉1 产品介绍全自动生物质颗粒燃料炊事取暖多用炉，利用生物质压缩颗粒为炉料，自动恒温持续运行，能满足用户炊事取暖使用。它的特点在于根据生物质燃料的特征和燃烧特性，在传统的取暖炉体结构中增加燃烧墙、加长W型燃烧烟道，带有二次配风的炊事火口以及增设剩料器。其结构如图一，炉膛内部设有三组活动炉蓖，炉体外正面设有加料口、除灰口、清渣门和落灰杆，满足燃煤炊事取暖多用需求，其节能环保，是传统燃煤炉具的替代产品。 使用时，颗粒燃料加入料斗9、在给料电机1驱动下，经链条4传动驱动螺旋输料装置7旋转，把颗粒燃料推至燃烧灶头总成10，在电脑控制器1的控制下，点火部件8启动，冷风在风机的作用下，被点火装置内的电热棒加热输至点火孔点燃颗粒燃料。颗粒燃料在一次风管6的作用下，经配风座上表面的配风孔吹出助燃颗粒燃料，点火成功开始燃烧。炊事模式时，颗粒燃烧火苗由燃烧灶头升至经二次配风座火口11，燃烧在此经空气二次混合，发生充分的、剧烈的反应过程，释放出大量的热量，提供炊事使用，燃烧完的烟气，经隔板13进入W型火道12，从烟囱接口17、被排出；取暖模式时，燃烧经燃烧墙进入W型火道12，通过剩料器16经从烟囱接口17被排出。2 技术成果的先进性分析 本项目积极响应中央提出的节能减排、发展低碳经济、开发生物质新能源、推广生物质能转化的新技术、新装备的有关政策，针对农村秸秆随意焚烧，农民使用柴草炉和煤炉，厨房环境污染，对妇女儿童的身体健康造成危害以及为解决农村冬季炊事取暖等问题，进行的技术创新。研究过程中采用的热风点火、旋转排灰、下伺上燃、自动控制等技术新颖独特，整机主要性能技术指标领先于国内同类型水平。2008年、2009年分别在山西太原、吕梁、地区进行了小试，结果表明，各部件运转良好，尤其是用户使用上了自己生产的不花钱的“煤”，非常高兴，受到了用户的好评，在山西省首届农业博览会上省委书记、省长多给予了高度评价，并获得了博览会颁发的金奖。全自动生物质颗粒燃料炊事取暖多用炉采用微电脑控制技术，自动控制颗粒燃料输送、燃烧和恒温持续取暖，便捷、环保、无污染，是传统燃煤炉灶的升级换代产品，其主要技术创新如下：1）设计了螺旋推进下伺进料、旋转排灰燃灶装置，解决了灶头内的颗粒所含挥发份的集中逃匿和燃烧器自动排料技术问题。2）设计了全自动控制系统，实现了热风不接触点火、自动供料、排灰及温控，使用安全，操作方便。3）应用三次配风和三回程反烧技术，使燃烧高效、稳定。全自动生物质颗粒燃料炊事取暖多用炉。采用以上创新，成功地解决了生物质颗粒燃料直燃过程中易结焦、燃烧不充分、燃烧不稳定、运行中无法自动调整输出功率和自动调整风量以保证最佳燃烧状态、自动点火过程长、点火过程中冒黑烟、启动和停止慢、燃料中混入细沙等结渣无法自动排出等问题；解决了秸秆（生物质）替代矿石能源的关键性问题生物质炉体的持续燃烧和颗粒的洁净燃烧技术问题，具有使用方便、燃烧稳定、可靠性高、清洁、高效、环保等优点，主要技术指标均符合国家炉具标准。填补了我国户用全自动生物质炊事取暖炉具应用的空白。3 知识产权全自动生物质颗粒燃料炊事取暖多用炉，在整个研发过程中，进行了大量的自主创新，共计取得了两项国家专利，它们分别是：全自动生物质颗粒燃料炊事、取暖炉 专利号：200920254059.8全自动生物颗粒燃料燃烧器 专利号：200920254058.3以上两项专利技术的知识产权，均归属于山西农机新技术服务中心。4 本项目达到的技术水平山西省科学技术厅于2009年4月15日，组织省内知名权威专家对全自动生物质颗粒燃料炊事取暖多用炉进行科技成果鉴定，专家们审查了项目技术文件及图纸并进行技术质疑，专家们肯定了项目的技术成就，最后科技成果鉴定的结论是：达到国内领先水平。3.3.2日光温室生物质增温关键设备(热风炉)1 产品介绍本项目主要应用于我国设施农业领域，利用废弃秸秆为燃料，代替化石能源，实现日光温室冬季高效低成本增温保温的一种装置。随着我国现代化建设的发展，我国农业的发展正处于由传统农业向现代农业转型的关键期。作为现代农业重要建设内容的设施农业，将逐步成为我国现代农业建设的重点。作为设施农业的主要发展形势日光温室，采用人为调整作物的生长环境，实现作物的反季节生长和作物的可持续生长,是促进我国农村经济结构调整和区域经济发展的重要手段。我国传统的日光温室增温装置是利用化石能源的燃烧加热空气和水，实现室内温度的提升和作物产量的提高和农民经济收入的提高。但由于近年来能源价格的调整，出现了冬季加温成本高、运行费用贵的问题，有些地方的农民甚至取消了这一关键的生产环节，严重影响了日光温室产量和经济效益。本项目通过以下技术创新：利用农村废弃秸秆替代价格高昂的煤气油电，以降低用户的使用成本，增加本项目的市场竞争力。利用直接加热空气进行能量传递，替代传统的水暖、气暖加热方式中昂贵笨重的管路及散热器件；利用适宜秸秆燃烧的燃烧方式和炉膛结构，满足秸秆的高效燃烧；利用高效安全的换热结构和装置，提高炉体的整机热效率；利用调温器输出的热风应在不损失功率的前提条件下实现可调功能，实现了日光温室的低成本高性能增温保温，成为目前燃油、燃气、燃煤等加热装置的替代产品。最终使该产品成为我国设施农业发展的关键装备。通过本项目的实施，每座日光温室年可节约燃料费2400-4000元，作物增产30%，增加作物经济收入6000元。同时实现每亩秸秆增收60元，提高了农业产出，实现了农业资源的循环利用。2 技术成果的先进性分析 本项目积极响应中央提出的节能减排、发展低碳经济、开发生物质新能源、推广生物质能转化的新技术、新装备的有关政策，针对农村设施农业的发展过程中,由于传统的化石能源供应和价格等问题造成日光温室冬季增温保温的运行成本增加，制约了设施农业的可持续生产和发展的现象和问题进行的技术创新。2010年、2011年分别在山西榆次东阳镇进行了小试，结果表明，各部件运转良好，提高了室内的温度，增加了农民的经济效益。其主要技术创新如下：1）设计了气化加直燃的一级混合燃烧、列管加热二次燃烧结构、五级逆流冲刷式间接换热结构，优化设计了串联整体式结构，提高了整体换热效果和热效率，实现了生物质的高效燃烧。2）设计了喉管式调温装置,实现燃气出口温度可调，可满足不同用户的使用需求。3）设计的反锥形灭火降尘器,降低了烟尘，排烟管无明火排出,使用更安全环保。3 知识产权“日光温室生物质增温关键设备（热风炉）”，在整个研发过程中，进行了大量的自主创新，共计取得了发明和实用新型两项国家专利，它们分别是：日光温室生物质增温关键设备（热风炉） 专利号：201110083549.8日光温室生物质增温关键设备（热风炉） 专利号：201120095684.x以上两项专利技术的知识产权，均归属于山西农机新技术服务中心。4 本项目达到的技术水平山西省科学技术厅于2011年4月21日，组织省内知名权威专家对“日光温室生物质增温关键设备（热风炉）科研项目”进行科技成果鉴定，专家们审查了项目技术文件及图纸并进行技术质疑，专家们肯定了项目的技术成就，最后成果鉴定的结论是：达到国内领先水平。3.3.3 自走式秸秆捡拾机1 简述自走式秸草收获（捡拾）机，属于农业收获机械，对于麦收后收割机收割后留下的麦茬和散落田间地头的收割机输出的麦秆能一次完成秸草的分禾、收获捡拾、输送、挤压、集草和自卸，杜绝秸草焚烧、保护环境自走式麦草收获机不仅使广大农民从繁重的体力劳动中解脱出来，从事第三产业，使废弃的秸草再利用，提高农业产出，增加农民的收入 。2 技术成果的先进性分析 自走式系列秸草收获机是在借鉴联合收割机的基础上创新而成的，其技术含量高，设计技术面广，包括机械、动力、液压、电器等技术。通过采用以下技术创新： 1）研发了新型的麦草捡拾切割系统，确定了合理的结构参数和运动参数。2）在输送带末端，设计了耙齿排草轮，实现了强制输送排草，提高了皮带输送系统的可靠性。3）设计了螺旋搅龙单向推送装置，提高了集草箱内贮存量。经过性能试验和一定数量的生产考核，表明该机可一次完成搂草、剪草、输草、挤压、及集草整个联合作业，并能进行各种种植条件收割作业。其结构简单新颖、技术先进、功耗油耗小、使用成本低，生产效率和田间、道路通过性技术及作业质量优良。经检测，各项技术指标均达到了国家、行业有关标准的要求。3 知识产权情况1)自走式秸草收获机 （专利号：03239822.0）2)秸草收获机用拍草论 （专利号：200920101754）3)秸草收获及用输送机构（专利号：200920101753.6）4)自卸式集草箱 （专利号：200920101754.1）4 本项目达到的技术水平自走式秸草收获（捡拾）机与2009年4月19日通过了山西省科技厅的科技成果鉴定，结论是“达到国内领先水平”。3.5转化方式、转化条件与制约因素本项目通过小范围的生产考核试验，已达到全面成果转化推广的能力。目前受中试项目区的选择、项目的前期宣传培训、项目新产品的示范补助等条件的制约，项目推广缓慢。四、市场需求情况和风险分析4.1项目产品的国内市场需求1 农村有大量无法利用的农作物秸秆，原料供应丰富山西省有6800万亩耕地，每年将产生各类农作物秸秆1000多万吨，这些秸秆主要用于牛羊饲料、生活燃料、建筑材料。 随着农民生活水平的提高，许多农民不满足用柴火直接烧火做饭烟熏火烤的日子，而改用蜂窝煤做饭。许多农民盖房子已不再用秸秆铺房顶，而改用水泥屋面板和瓦房顶。有关专家研究表明：农民做饭改用蜂窝煤，盖房改用水泥屋面板，这是农村“向小康迈进的一大步”。于是农村出现了农作物秸秆过剩现象，以山西省为例，每年大约有400多万吨各种农作物秸秆得不到合理利用而成为废弃物，白白地在田间地头放火焚烧，既污染了大气环境，又影响公路上的汽车行驶和飞机的安全起降。 2 传统能源的危机催生生物质能利用技术传统能源的短缺和有限性凸显新能源开发的必要性和紧迫性。众所周知，能源短缺是一个世界性的问题。有关资料显示，地球上尚未开采的原油储藏量已不足2万亿桶，石油将在未来40年左右枯竭，天然气将在60年内用尽。在2050年之前，世界经济的发展将越来越多地依赖煤炭。其后在2250到2500年之间，煤炭也将消耗殆尽，矿物燃料供应面临枯竭。从我国的情况来看，总地质储量居世界第三；但从人均占有量来看，只有世界人均占有量的1/2，是美国的1/10、俄罗斯的1/7。据预测，中国能源需求缺口量到2030年大约为2.5亿吨标准煤，2050年大约为4.6亿吨标准煤。而我国煤炭剩余可开采量约900亿吨，可供开采不足百年(有的说是60年)；石油剩余可开采量为23亿吨，仅可开采14年；天然气剩余可开采量为6310亿立方米，可供开采不超过32年。传统能源的短缺和有限性，凸显了新能源开发的必要性和紧迫性。3 我国社会主义新农村和现代农业建设，推动了农村经济的转型发展，为推广秸秆能源化、资源化利用，推动相关产品和设备的应用，开创了巨大的市场潜力十六届五中全会提出建设社会主义新农村的伟大目标，提出建设生产发展、村容整洁、乡村文明、民主管理的社会主义新农村。农村经济结构的调整、经济发展方式的转变，传统产业链的拓展已成为当前工作的中心。例如我国目前已进入了传统农业向现代农业转型时期，作为现代农业的重要支撑的设施农业的发展以进入了发展的快车道。截至2003年底，全国含小拱棚的园艺设施面积已达250余万hm2，其中大型连栋温室仅有700 hm2左右，而日光温室面积达60余万hm2占温室和大棚等大型设施总面积的50左右。其中95%的需要冬季加温。同时我省政府办公厅发布的山西省设施蔬菜生产发展规划指出，到2013年，全省设施蔬菜面积发展到200万亩，其中日光温室面积75万亩，大、中、小棚面积125万亩，设施蔬菜总产量达到900万吨，满足全省冬春蔬菜需求量。其中需供暖的日光温室进180万亩。在我国经济转型和快速发展的环境下，农民迫切要求能够使用清洁环保低成本高效的增温装置，用以改善农村的生活环境，减轻劳动强度，解决应矿石能源引起的地方病的危害，提高生活品质。因此通过上述分析，日光温室生物质增温关键设备（热风炉）市场需求迫切，市场潜力巨大。4.2竞争力预测4.2.1全自动生物质节能炉具的竞争力预测国外很多秸秆（生物质）技术和装置都已达到商业化应用程度。以美国、瑞典和奥地利等国为例，秸秆（生物质）的应用规模分别占该国一次性能源消耗量的4、16和10；在美国，秸秆（生物质）发电的总装机容量已超过1万MW，单机容量达10-25MW；在日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场等项目中，秸秆（生物质）的开发利用占有相当大的份额。同其他秸秆（生物质）技术相比较，生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用。使用生物质颗粒燃料的方便程度可与燃气、燃油等能源相媲美。在欧美，由于其森林资源非常丰富，林产品加工业非常发达，针对一般居民家用的生物质颗粒燃料及配套的高效清洁燃烧取暖炉灶已非常普及。尤其颗粒燃料产业化生产，在加热、供暖、干燥等领域已推广应用。但我国的生物质燃料以农作物秸秆为主，因此国外的经验不适合我国国情。20世纪80年代以来，我国政府一直将秸秆（生物质）利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展了生物质能利用新技术的研究和开发，使生物质能技术有了进一步提高。但我国生物质能的利用研究主要集中在大中型畜禽场沼气工程技术、秸秆气化集中供气技术和垃圾填埋发电技术等项目，对于生物质颗粒燃料产品的生产加工与直接燃烧利用的研究还刚刚起步。国内部分高校和科研机构开展了生物质颗粒成型技术的研究，取得了一定成绩。但是，秸秆（生物质）颗粒产品在我国推广应用还很少，与之相配套的颗粒燃烧炉甚少：如河北光磊炉业有限公司生产的CNSX12，全自动生物质颗粒取暖炉，采用的是瑞士进口的技术，功能局限于取暖，售价12000元；又如湖北万家实业有限公司生产的半气化强制通风炊事炉具，功能局限于炊事、加料方式手加，每隔3-5分钟就得加一次料，形成人离不开炉、炉离不开人的尴尬现象。通过分析，以上几种炉型无论从使用的方便性、设计的合理性还是功能的完备性等方面，均与本项目无可比性，因此，本项目具有强大的市场竞争力。4.2.2日光温室生物质增温设备竞争力预测荷兰、日本、以色列、美国、韩国、西班牙、意大利、法国、加拿大等国是设施农业十分发达的国家,温室环境工程技术已经成熟。以石油和天然气为主的燃气水暖加热、燃油水暖加热、电热风加热、燃油空气直接加热等装备被广泛应用；同时,还不断采用新技术提高采暖设备效率、使用高性能保温材料、降低维护结构热损失等措施来降低运行费用，提高经济效益。近年来，随着科学技术的进步，太阳能、风能、地热、生物质能技术也开始应用在设施农业的增温环节中，例如，荷兰利用温室技术生产农产品，农产品出口值高达530亿美元，是我国的两倍，成为仅次于美国的农产品出口大国。由于其光照充足，大多采用太阳能辅助加热。这些技术和装备已完全融入整个设施农业的整体设计和运行中，实现了计算机技术控制下的光、温、水、气自动控制和机械化的高度控制，实现了规模化、工厂化的生产。但这种生产模式不适合我国目前农村的经济体制，因此与本项目没有可比性。国内生产热风炉的企业主要有，青岛道孚工业设备有限公司、青州恒元温控设备制造有限公司、常州市豪龙干燥设备有限公司等公司，其中青岛道孚是我国最大的热风炉生产基地，但他的设备主要是以燃气、燃煤、燃油为主，可用于各行业的加温，但与本项目没有可比性；青州恒元温控设备制造有限公司生产的HYMR-5系列热风炉，燃料也为煤，其出风温度、热效率等也与本项目没有可比性,通过分析，以上几种炉型无论从使用的方便性、设计的合理性还是功能的完备性等方面，均与本项目无可比性，因此，本项目具有强大的市场竞争力。4.2.3自走式秸草收获机械的竞争力预测国外秸草收获机械主要是牧草收获机械，其技术在北美以及欧洲地区已经有非常成熟的经验，牧草收获机械的种类也非常多，而我国的牧草收获机械化目前仍处于起步阶段，牧草收获机械特别是苜蓿的收获机械主要是由国外进口，国产机械主要以圆捆打捆机为主，多用于稻麦秸秆的回收。尽管目前国际市场上可供选择的牧草收获机械品种很多，但由于受到国内动力机械功率级别、投资规模等因素的限制，目前各地普遍采用的配套方案是“在窄幅往复式割草压扁机十栅栏式楼草机十经济型小型方捆打扫机”。以纽荷兰产品为例，“488型割草压扁机十256Rolabar栅栏式楼草机十565方捆打捆机”就是一种比较经济的配套方案。采用这种配套方案的主要优点：无需专门购置735千瓦以上的轮式拖拉机，只需选用国产的36B473千瓦的轮式拖拉机相配套，出现小马拉大车,达不到相应牧草机械最佳效率的尴尬局面。苜蓿草叶片损失较小，可以获得高质量的干草，由于草捆较小，草捆的搬运可以采用人工进行，可减少在搬运机械化方面的投资。“窄幅往复式割草压扁机十栅栏式拨草机十经济型小方招打捆机”的配套方案是现阶段实现苜蓿收获机械化的经济型方案。随着轮式拖拉机的不断升级换代，735千瓦以上级别轮式拖拉机的广泛应用，将会采用技术含量更高的配套方案。“宽幅往复式割草压扁机或圆盘式割草压扁机十串联栅栏式搂草机十高效率小型方捆打扫机或大方捆打拥机十草相搬运与堆垛机”。以荷兰产品为例，则可采用“1475型宽幅往复式割草压扁机或1431型圆盘式割草压扁机十串联式256或258Rolabar栅栏式楼草机575或580 小型方捆机十1095小方捆自动捡拾堆垛车”的方案，这无疑将会进一步提高牧草收获的生产效率。但这些生产模式，仅适合于国内外大型农场，不适合我国目前农村的经济体制，因此与本项目没有太大的可比性。4.3风险因素分析及对策1 本项目符合中共中央和国务院2004年、2005年、2006年、2007年、2008年、2009、2010年连续七年的一号文件精神，得到各级政府的支持，故无风险。2 本项目使用的燃料是农村废弃的农作秸秆，资源丰富，符合国家创建节约型社会的精神，故无风险。3 本项目可以防止农民在田间地头焚烧农作物秸秆，污染大气环境，符合国家创建环境友好型社会的精神，故无风险。4 本项目可以给每户农民每年节约2400元至4000元的燃料费，符合国家为促进农民增收、发展现代农业的精神，故无风险。5 本项目在生产过程中，无废水、废气、废渣排放，符合国家环保政策，故无风险。6 本项目的新技术经山西省科学技术厅的科技成果鉴定，结论为：达到国内领先水平，由于本项目技术先进、可靠，故无风险。五、投资估算及资金筹措5.1本项目总投资为140万元5.2项目资金筹措方案项目区农户自筹80万元，主要用于设备购置等开支。申请省财政支持资金补助70.00万元，主要用于本项目的示范样机的示范补助、技术培训、宣传和仪器购置等。5.3投资使用计划 表一 财政投资使用计划序号项目预算明细预算金额（万元）备注合 计140.00100%一省级投入70.0050%1.150台示范样机补助20.001.2检测设备的购置13.001.2技术培训费(500人)15.001.3技术示范费12.001.4资料费3.001.5宣传费2.001.8燃料补助费4.00六、经济和社会效益分析6.1成本分析6.1.1 全自动生物质节能炉具重量75kg，成本3500元，销售5500元。6.1.2 日光温室生物质增温设备重量350kg，成本3700元，销售5000元。6.1.3 自走式秸秆捡拾机重量 1750kg,成本34345元，销售45000元。6.1.4 秸秆成型机重量110kg,成本1950元，销售2700元。6.2投资回收期、投资利润率和利税率6.2.1全自动生物质节能炉具，年节约燃煤3-5吨，年节支增收2000元，2.5年即可回收成本，投资利润率为36%，可上交利税1540元，利税率为28%。6.2.2 日光温室生物质增温设备，年节约燃煤3吨，提高农作物产量30%，年节支增收6400元，当年即可回收成本。投资利润率为128%，可上交利税1400元，利税率为28%。6.2.3 自走式秸秆捡拾机，年可收获2000亩，每亩增收30元，可增收2万元，2.5年即可回收成本。投资利润率为44%，可上交利税12600元，利税率为28%。6.2.4秸秆成型机年加工颗粒燃料100吨，可增收1万元，当年即可收回成本，投资利润率为185%，可上交利税756元，利税率为28%。6.3不确定性分析，盈亏平衡分析，敏感性分析，抗风险能力本项目技术成熟，设备性能稳定，资源丰富，市场销售需求旺盛，故无不确定因素，抗风险能力强。6.4社会效益分析6.4.1项目对促进就业的作用本项目的实施可促进秸秆能源化利用步伐，使秸秆资源产业化利用，拓展农村产业链，延伸农业生产环节，创造大量的就业岗位