化肥與有機肥的能源消耗比較

    化肥產(chǎn)業(yè)是典型的高耗能產(chǎn)業(yè)，特別是氮肥，其所需的原料和燃料均嚴重依賴包括煤、天然氣和石油在內(nèi)的各種化石能源。以氮肥主要品種——尿素為例，其能源組成的 60%來源于煤炭，25%來源于天然氣，其余 15%來源于重油[3]。每噸煤基尿素的耗煤系數(shù)為1.55 t，耗電系數(shù)達到1030 kW?h；氣基尿素噸消耗天然氣達到1000 m3，耗電系數(shù)比煤基略低，但也達到900 kW?h；而油基尿素噸消耗重油約為0.8 t，耗電系數(shù)為600 kW?h。從單位質(zhì)量(g)折純養(yǎng)分所消耗的化石能源來看(表 2)，每克化肥養(yǎng)分所消耗的煤為3.44 g，天然氣2 220 cm3，油 1.78g，電0.0018kW?h。

      從以上數(shù)據(jù)不難看出，生產(chǎn)化肥所需化石能源投入和能耗系數(shù)均較高。相比較而言，有機肥生產(chǎn)的原料主要來自于城市污泥等生物質(zhì)類型廢棄物，不存在大量化石原料投入問題，而生產(chǎn)過程消耗的油、電能耗很低，如采用自動控制好氧發(fā)酵堆肥技術，利用城市污泥等廢棄物生產(chǎn)有機肥涉及的作業(yè)機械只有混料機、勻翻機和風機等設備。如表1 所示，生產(chǎn)每噸有機肥消耗的柴油僅為 2.5 L、耗電 155 kW?h，與化肥相比，其油和電的能耗只為單位化肥能耗的 3%和18%。但從折純養(yǎng)分消耗系數(shù)分析(表 2)，有機肥在油電消耗上甚至略高于化肥，這主要是有機肥養(yǎng)分含量較低所致，而化肥盡管能耗系數(shù)較高，但其養(yǎng)分含量也相對較高，因此單位養(yǎng)分的能耗系數(shù)與有機肥相差不大。從節(jié)能降耗的層面上來看，有機肥體現(xiàn)出的能耗優(yōu)勢遠高于化肥，這不僅與生產(chǎn)化肥所需的動力和燃料較高有關，更重要的是化石產(chǎn)品同時還是化肥產(chǎn)品的重要原料，而有機肥原料主要來源于有機廢棄物，屬于可再生能源范疇，有別于不可再生的化石能源。除此之外，目前我國化肥利用率較低也是一個突出問題，每年損失化肥所消耗的煤、天然氣、重油和電分別占全國總量的 14%、13%、1%和 0.8%[4]。在我國目前肥料產(chǎn)業(yè)結構背景下，提高有機肥的市場占有率 20%，則可相應降低能耗約 1 500 萬 t 煤(或 800 萬 t 重油)和 800 萬 t 磷礦石，節(jié)省電能 50 億 kW?h，這對于我國的能源戰(zhàn)略意義重大。