化肥与有机肥的能源消耗比较

    化肥产业是典型的高耗能产业，特别是氮肥，其所需的原料和燃料均严重依赖包括煤、天然气和石油在内的各种化石能源。以氮肥主要品种——尿素为例，其能源组成的 60%来源于煤炭，25%来源于天然气，其余 15%来源于重油[3]。每吨煤基尿素的耗煤系数为1.55 t，耗电系数达到1030 kW?h；气基尿素吨消耗天然气达到1000 m3，耗电系数比煤基略低，但也达到900 kW?h；而油基尿素吨消耗重油约为0.8 t，耗电系数为600 kW?h。从单位质量(g)折纯养分所消耗的化石能源来看(表 2)，每克化肥养分所消耗的煤为3.44 g，天然气2 220 cm3，油 1.78g，电0.0018kW?h。

      从以上数据不难看出，生产化肥所需化石能源投入和能耗系数均较高。相比较而言，有机肥生产的原料主要来自于城市污泥等生物质类型废弃物，不存在大量化石原料投入问题，而生产过程消耗的油、电能耗很低，如采用自动控制好氧发酵堆肥技术，利用城市污泥等废弃物生产有机肥涉及的作业机械只有混料机、匀翻机和风机等设备。如表1 所示，生产每吨有机肥消耗的柴油仅为 2.5 L、耗电 155 kW?h，与化肥相比，其油和电的能耗只为单位化肥能耗的 3%和18%。但从折纯养分消耗系数分析(表 2)，有机肥在油电消耗上甚至略高于化肥，这主要是有机肥养分含量较低所致，而化肥尽管能耗系数较高，但其养分含量也相对较高，因此单位养分的能耗系数与有机肥相差不大。从节能降耗的层面上来看，有机肥体现出的能耗优势远高于化肥，这不仅与生产化肥所需的动力和燃料较高有关，更重要的是化石产品同时还是化肥产品的重要原料，而有机肥原料主要来源于有机废弃物，属于可再生能源范畴，有别于不可再生的化石能源。除此之外，目前我国化肥利用率较低也是一个突出问题，每年损失化肥所消耗的煤、天然气、重油和电分别占全国总量的 14%、13%、1%和 0.8%[4]。在我国目前肥料产业结构背景下，提高有机肥的市场占有率 20%，则可相应降低能耗约 1 500 万 t 煤(或 800 万 t 重油)和 800 万 t 磷矿石，节省电能 50 亿 kW?h，这对于我国的能源战略意义重大。