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化肥產業(yè)是典型的高耗能產業(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)據不難看出,生產化肥所需化石能源投入和能耗系數(shù)均較高。相比較而言,有機肥生產的原料主要來自于城市污泥等生物質類型廢棄物,不存在大量化石原料投入問題,而生產過程消耗的油、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,這不僅與生產化肥所需的動力和燃料較高有關,更重要的是化石產品同時還是化肥產品的重要原料,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。