论文部分内容阅读
摘要:随着农村生产力水平的不断提高和农民生活条件日益改善,秸秆弃田及就地焚烧的现象随处可见,不仅不利于保护生态环境,而且造成了农业资源的大量浪费。因此,有效解决秸秆综合利用问题,促进秸秆的资源化、商品化和产业化利用,已成为摆在我们面前的一项十分重要的课题。
关键词:农作物;秸秆;综合利用
中图分类号:S5 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-05-0032-2
1 开发以农作物秸秆为代表的生物质能源的意义
目前世界经济的高速发展,是建立在化石能源过度消耗基础之上的。而这种化石能源的过度消耗,不仅仅是带来了经济的发展,更为严重的是造成了能源危机、环境污染和气候变化。开发利用新能源和可再生能源,发展低碳经济,已经成为世界广泛关注的热点问题和社会舆论的共同呼声。开发新能源,缓解人类社会对化石能源严重依赖,是实现可持续发展的必然选择,也是各级政府的当务之急。以农作物秸秆为代表的生物质能源,具有可再生性,植物通过光合作用可以实现生物质的再生;具有低污染性,硫、氮含量低,生长时需要的二氧化碳相当于燃烧排放的二氧化碳,碳的净排放为零;总量丰富,生物质能仅次于煤炭、石油和天然气,是世界上第四大能源,生物质能的年产量远超过世界能源的需求量。因此,开发以农作物秸秆为代表的生物质能源意义十分重大。其特殊意义在于:一是可以有效缓解能源紧张问题。随着经济的快速发展,能源的大量消耗,我市同样需要面对能源紧张的问题,同样摆脱不了能源危机的困扰。因此,站在可持续发展的战略高度,把开发生物质能源摆上重要位置。只有这样,才能解决今后可能出现的能源紧张制约经济发展的瓶颈问题。二是可以变资源优势为产业优势。我市作为粮食主产区,秸秆资源丰富。但目前我市的秸秆利用率较低,除部分用作饲料和烧柴外,大部分堆放在村屯周边或在田间就地焚烧,造成了资源的大量浪费。开发以农作物秸秆为代表的生物质能源,可以把我们丰富的宝贵的秸秆资源转化为能源产品。通过产品的系列开发,进而参与到市场流通,又可以形成一个新的产业。三是可以解决“三农”的深层次问题。通过农作物秸秆的开发利用,可以延长我市玉米产业链条,安排农村劳动力就业,有效增加农民收入,同时,还有助于改善农村环境卫生状况,减少农村环境污染,有百利而无一害。
2 长春市农作物秸秆综合利用的现状
长春市是农业大市,是全国粮食主产区,也是秸秆资源最丰富的城市之一。2010年长春市粮食播种面积115万hm2,粮食总产量796万t。其中:玉米播种面积89.9万hm2,玉米产量638.7万t;水稻播种面积17.3万hm2,水稻产量119.9万t;大豆播种面积3.55万hm2,大豆产量11万t。据专家测算,每生产1t玉米可产1.34t左右的秸秆,每生产1t稻谷可产1t左右的秸秆,每t豆类可产秸秆1.6t左右。经测算,长春市2010年农作物秸秆总量为1050万t左右,其中:玉米秸秆产量856万t左右;水稻秸秆产量120万t左右;
大豆秸秆产量18万t左右。
目前我市进行秸秆综合利用的方式主要有以下几种:
2.1秸秆养畜、过腹还田方式
我市2010年做牲畜饲料的农作物秸秆用量为150万t左右,约占秸秆总量的14.3%。发展草食动物,是一种效益很高的秸秆利用方式,充分利用秸秆养畜、过腹还田,实行农牧结合,形成节粮型畜牧业结构,即丰富了菜篮子市场,又改善了人民群众的膳食结构,是一种符合我市畜牧业发展实际的秸秆综合利用方式。
2.2腐熟.机械打碎还田方式
秸秆作为有机肥料还田加以利用,是目前我市最普遍的利用方式。作物秸秆中含有大量的有机质以及氮、磷、钾、钙、镁、硅、硫和其他微量元素,是农业生产重要的有机肥源之一。秸秆还田可以有效提高土壤有机质含量,并且使土壤的容重减少,透水性、透气性、蓄水保墒能力增加,并可使土壤的团粒结构发生变化,保持疏松状态,有效缓解因过量施用化肥而导致的土壤板结问题。利用秸秆生产的秸秆生物肥料,不仅肥效高,而且还具有良好的生态效益,是无公害和绿色农业的重要肥料源。我市秸秆还田利用方法主要有三种:秸秆堆沤还田、机械化秸秆还田和利用生化快速腐熟技术制造优质有机肥施于农田。但目前我市利用秸秆堆沤还田的做法还没有广泛推开,大多数农民种地只用化肥,利用机械化秸秆还田和生化快速腐熟技术制造优质有机肥施于农田的也不多,同时费用也高,农民也用不起。去年九台市示范推广的高光效大垄双行种植模式,通过倒茬利用3年时间,将秸秆有效的堆沤还田方式值得推广。如果试验示范成功,可以把剩余的秸秆百分之百的处理掉。
2.3沼气池、秸秆气化综合利用方式
秸秆综合开发和利用是我市农村能源建设的重要组成部分。在各级政府的大力推动下,近年来我市秸秆综合开发和利用得到了长足发展。目前长春市有大型秸秆气化站6个,能够常年运转的4个,利用秸秆2000t左右,有近2000户受益;小型气化炉5000多个,利用秸秆5000t左右。秸秆固化是我市近年来发展起来的新兴产业,全市有秸秆固化生产线100多条。仅农安縣就有秸秆颗粒加工企业91户,年可加工秸秆20万t以上。秸秆颗粒作为燃料,主要销往内蒙古和东北三省,作为饲料出口到韩国、日本等地,取得了良好的经济效益和社会效益。据了解,企业每生产1t颗粒需要秸秆1.1-1.2t,成本330元左右,其中原材料100元,电费120元,人工费50元,包装费13元,装卸费7元,机器折旧、易损件更换60元。目前每t颗粒出厂价格为480元/t,每吨纯利润150元,每个秸秆颗粒加工的小企业每年按生产1000t颗粒计算,每年纯利润15万元,每个企业投资在30万元左右(其中建厂房10万元,电力安装5万元,机器设备15万元),基本上两年左右可收回投资。秸秆沼气是近年来新发展的技术,全市现有户用沼气池户数近3万户。但由于近年来生猪市场大起大落,农户养猪积极性不高,一度出现滑坡,这就造成了户用沼气池原料的不足,直接影响到沼气用户的投料,使一些沼气用户难以坚持常年使用。随着生物菌剂技术的开发利用,今后以秸秆为原料的沼气池越来越多(每个沼气池每年大约利用2t秸秆)。目前,长春市约有2000户沼气池使用秸秆做为原料,使用效果很好,有效利用了大量废弃的农作物秸秆,既解决了沼气原料问题,也解决了环境污染。
2.4秸秆燃烧发电方式
我市现有秸秆发电项目3个,一个是华能长春生物质热电厂,2008年4月动工,总投资3亿元,建设两台1.5万千瓦的秸秆发电机组,设计年发电量1.8亿千瓦时,每年可消耗秸秆20万t,项目于2010年10月份建成投产,已利用秸秆10万t左右。第 二个是吉林农安生物质发电厂,2007年4月动工,工程总投资5.09亿元,规划建设1台25mw单级排汽凝汽式汽转发电机组,配1台130t/h高温高压振动护排锅炉,于2010年底投产发电,设计年发电3亿千瓦时,年可利用秸秆30万t。第三个是国能德惠生物发电有限公司,2009年动工,投资3.5亿元,引进丹麦BWE公司的技术生产制造、采用振动炉排方式燃烧秸秆、额定容量为130t/h高温高压参数的电站锅炉和一台额定容量3MW、单级抽汽凝汽式高温高压参数的汽轮发电机组,目前工程在建,计划2012年竣工,设计年发电2亿千瓦时,年可利用秸秆20万余t。据测算,投资建设1台2.5 3万千瓦级的生物质直燃发电项目,按年运行6000小时计算,年发电量可达到1.5 2亿千瓦时,年消耗农作物秸秆约20万t左右。经过收集、加工、运输等环节,到发电厂的平均成本约为每吨300-350元,具有投入少、成本低、产出效益高的特点。同时,可为当地农民增加就业岗位1000余个,增加农民收入近亿元。与同类型火电机组相比,每年可替代标煤约10万t,减排二氧化碳约20万t。是一项节能、环保、高效、利國利民的好项目。
2.5其他利用方式
秸秆种菇方兴未艾,这是一项既丰富城乡居民的菜篮子,又是一项集生态农业、高效农业和创汇农业于一体的富民项目。长春市目前市场上销售的各种菇,多数是用秸秆做原料在大棚里生产的。这种方法既适合于农户庭院经济,又适合于产业化经营,消耗的秸秆数量都很少,效益却很高。
3 长春市农作物秸秆综合利用存在的问题
经过多年的推广实践,我市在秸秆综合利用上已积累了许多成功经验,但目前还存在一系列问题。
一是秸秆综合利用推广面小。主要是由于北方地区寒冷,投入大,见效慢。以户用沼气发展为例,目前全市有户用沼气池用户数近3万户,推广面不到3%,且一大部分冬季不能生产。
二是农民环境保护和综合利用资源意识淡薄。目前秸秆弃田及焚烧的现象仍十分严重,不仅造成资源浪费,而且污染环境,甚至引起火灾。而未被焚烧的秸秆乱堆乱放,有的丢弃在田边、地头,造成了环境污染。
三是秸秆收集、运输、储存比较困难。秸秆资源分布较分散,运输成本高;收储季节约束性强,劳动强度大:体大蓬松,储存难度大,容易导致一些秸秆利用项目、秸秆发电厂运行不久因秸秆运输和收购困难而面临‘无米之炊’的困境。
四是用于秸秆还田的农机具保有量相对较少。农民企盼着能研发出更多的能与加快秸秆直接还田配套发展的玉米联合收获机械、能一次性完成多道工序的免耕机械等。
五是技术培训和服务跟不上。由于农民对秸秆综合利用的认识要有一个过程,需要加强培训引导和现场示范,让农民眼见为实。但目前这项工作开展的还不够。
六是秸秆综合利用企业数量少、规模小。目前,国家和省、市在这方面的扶持力度还不够,同时也面临项目融资难的问题,制约了秸秆综合利用企业发展。
4 长春市发展农作物秸秆综合利用的对策措施
为加快我市秸秆综合利用,实现秸秆的资源化利用、商品化经营和产业化开发,促进环境保护和农民增收,做大做强我市秸秆经济,应着重做好以下几方面工作:
一是强化组织领导。要把农作物秸秆综合利用工作列入全市农业农村经济发展的重点工程项目之中,明确发展目标,市、县两级都要成立相应的组织机构,纳入重要日程,加大工作力度,全力推进农村能源开发利用工作。
二是加大政策扶持力度。秸秆综合开发利用是公益性项目,要给予政策扶持,切实加大公共财政的投入力度,充分发挥财政资金的公益性、导向性和示范性作用,同时要积极争取信贷支持。此外,还要充分调动社会资金和民间资本的注入。
三是推进秸秆综合利用的产业化。在种(养)植业上,要大力推广秸秆快速腐熟还田、过腹还田和机械化直接还田技术措施,鼓励养殖场(户)和饲料企业利用秸秆生产优质饲料,积极发展以秸秆为基料的食用菌生产,实现综合利用。在生物质能源开发上,要以秸秆为原料,生产固化燃料、燃料乙醇,积极发展秸秆发电项目,逐步改善农村能源结构。在加工业上,要以秸秆为原料替代木材,生产非木纸浆、人造板材、包装材料、餐具等产品,同时还应积极发展秸秆饲料加工业和秸秆编织业,形成秸秆综合利用的产业化格局。
四是建立完善秸秆收集的物流体系。建立以企业为龙头、农户参与、基层政府监管的秸秆收集、运输、储存的物流体系。鼓励有条件的地方和企业建设秸秆储存基地,鼓励发展秸秆还田、捡拾打捆、运输、贮存全程机械化。
五是发挥舆论宣传作用。秸秆综合开发利用项目,是一项功在当前、利在长远的项目,目前还没有被社会广为认知,没有引起人们的足够重视。要加大舆论宣传力度,总结推广典型经验,充分发挥典型的示范带动作用,推动秸秆综合利用工程不断取得新进展。
关键词:农作物;秸秆;综合利用
中图分类号:S5 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-05-0032-2
1 开发以农作物秸秆为代表的生物质能源的意义
目前世界经济的高速发展,是建立在化石能源过度消耗基础之上的。而这种化石能源的过度消耗,不仅仅是带来了经济的发展,更为严重的是造成了能源危机、环境污染和气候变化。开发利用新能源和可再生能源,发展低碳经济,已经成为世界广泛关注的热点问题和社会舆论的共同呼声。开发新能源,缓解人类社会对化石能源严重依赖,是实现可持续发展的必然选择,也是各级政府的当务之急。以农作物秸秆为代表的生物质能源,具有可再生性,植物通过光合作用可以实现生物质的再生;具有低污染性,硫、氮含量低,生长时需要的二氧化碳相当于燃烧排放的二氧化碳,碳的净排放为零;总量丰富,生物质能仅次于煤炭、石油和天然气,是世界上第四大能源,生物质能的年产量远超过世界能源的需求量。因此,开发以农作物秸秆为代表的生物质能源意义十分重大。其特殊意义在于:一是可以有效缓解能源紧张问题。随着经济的快速发展,能源的大量消耗,我市同样需要面对能源紧张的问题,同样摆脱不了能源危机的困扰。因此,站在可持续发展的战略高度,把开发生物质能源摆上重要位置。只有这样,才能解决今后可能出现的能源紧张制约经济发展的瓶颈问题。二是可以变资源优势为产业优势。我市作为粮食主产区,秸秆资源丰富。但目前我市的秸秆利用率较低,除部分用作饲料和烧柴外,大部分堆放在村屯周边或在田间就地焚烧,造成了资源的大量浪费。开发以农作物秸秆为代表的生物质能源,可以把我们丰富的宝贵的秸秆资源转化为能源产品。通过产品的系列开发,进而参与到市场流通,又可以形成一个新的产业。三是可以解决“三农”的深层次问题。通过农作物秸秆的开发利用,可以延长我市玉米产业链条,安排农村劳动力就业,有效增加农民收入,同时,还有助于改善农村环境卫生状况,减少农村环境污染,有百利而无一害。
2 长春市农作物秸秆综合利用的现状
长春市是农业大市,是全国粮食主产区,也是秸秆资源最丰富的城市之一。2010年长春市粮食播种面积115万hm2,粮食总产量796万t。其中:玉米播种面积89.9万hm2,玉米产量638.7万t;水稻播种面积17.3万hm2,水稻产量119.9万t;大豆播种面积3.55万hm2,大豆产量11万t。据专家测算,每生产1t玉米可产1.34t左右的秸秆,每生产1t稻谷可产1t左右的秸秆,每t豆类可产秸秆1.6t左右。经测算,长春市2010年农作物秸秆总量为1050万t左右,其中:玉米秸秆产量856万t左右;水稻秸秆产量120万t左右;
大豆秸秆产量18万t左右。
目前我市进行秸秆综合利用的方式主要有以下几种:
2.1秸秆养畜、过腹还田方式
我市2010年做牲畜饲料的农作物秸秆用量为150万t左右,约占秸秆总量的14.3%。发展草食动物,是一种效益很高的秸秆利用方式,充分利用秸秆养畜、过腹还田,实行农牧结合,形成节粮型畜牧业结构,即丰富了菜篮子市场,又改善了人民群众的膳食结构,是一种符合我市畜牧业发展实际的秸秆综合利用方式。
2.2腐熟.机械打碎还田方式
秸秆作为有机肥料还田加以利用,是目前我市最普遍的利用方式。作物秸秆中含有大量的有机质以及氮、磷、钾、钙、镁、硅、硫和其他微量元素,是农业生产重要的有机肥源之一。秸秆还田可以有效提高土壤有机质含量,并且使土壤的容重减少,透水性、透气性、蓄水保墒能力增加,并可使土壤的团粒结构发生变化,保持疏松状态,有效缓解因过量施用化肥而导致的土壤板结问题。利用秸秆生产的秸秆生物肥料,不仅肥效高,而且还具有良好的生态效益,是无公害和绿色农业的重要肥料源。我市秸秆还田利用方法主要有三种:秸秆堆沤还田、机械化秸秆还田和利用生化快速腐熟技术制造优质有机肥施于农田。但目前我市利用秸秆堆沤还田的做法还没有广泛推开,大多数农民种地只用化肥,利用机械化秸秆还田和生化快速腐熟技术制造优质有机肥施于农田的也不多,同时费用也高,农民也用不起。去年九台市示范推广的高光效大垄双行种植模式,通过倒茬利用3年时间,将秸秆有效的堆沤还田方式值得推广。如果试验示范成功,可以把剩余的秸秆百分之百的处理掉。
2.3沼气池、秸秆气化综合利用方式
秸秆综合开发和利用是我市农村能源建设的重要组成部分。在各级政府的大力推动下,近年来我市秸秆综合开发和利用得到了长足发展。目前长春市有大型秸秆气化站6个,能够常年运转的4个,利用秸秆2000t左右,有近2000户受益;小型气化炉5000多个,利用秸秆5000t左右。秸秆固化是我市近年来发展起来的新兴产业,全市有秸秆固化生产线100多条。仅农安縣就有秸秆颗粒加工企业91户,年可加工秸秆20万t以上。秸秆颗粒作为燃料,主要销往内蒙古和东北三省,作为饲料出口到韩国、日本等地,取得了良好的经济效益和社会效益。据了解,企业每生产1t颗粒需要秸秆1.1-1.2t,成本330元左右,其中原材料100元,电费120元,人工费50元,包装费13元,装卸费7元,机器折旧、易损件更换60元。目前每t颗粒出厂价格为480元/t,每吨纯利润150元,每个秸秆颗粒加工的小企业每年按生产1000t颗粒计算,每年纯利润15万元,每个企业投资在30万元左右(其中建厂房10万元,电力安装5万元,机器设备15万元),基本上两年左右可收回投资。秸秆沼气是近年来新发展的技术,全市现有户用沼气池户数近3万户。但由于近年来生猪市场大起大落,农户养猪积极性不高,一度出现滑坡,这就造成了户用沼气池原料的不足,直接影响到沼气用户的投料,使一些沼气用户难以坚持常年使用。随着生物菌剂技术的开发利用,今后以秸秆为原料的沼气池越来越多(每个沼气池每年大约利用2t秸秆)。目前,长春市约有2000户沼气池使用秸秆做为原料,使用效果很好,有效利用了大量废弃的农作物秸秆,既解决了沼气原料问题,也解决了环境污染。
2.4秸秆燃烧发电方式
我市现有秸秆发电项目3个,一个是华能长春生物质热电厂,2008年4月动工,总投资3亿元,建设两台1.5万千瓦的秸秆发电机组,设计年发电量1.8亿千瓦时,每年可消耗秸秆20万t,项目于2010年10月份建成投产,已利用秸秆10万t左右。第 二个是吉林农安生物质发电厂,2007年4月动工,工程总投资5.09亿元,规划建设1台25mw单级排汽凝汽式汽转发电机组,配1台130t/h高温高压振动护排锅炉,于2010年底投产发电,设计年发电3亿千瓦时,年可利用秸秆30万t。第三个是国能德惠生物发电有限公司,2009年动工,投资3.5亿元,引进丹麦BWE公司的技术生产制造、采用振动炉排方式燃烧秸秆、额定容量为130t/h高温高压参数的电站锅炉和一台额定容量3MW、单级抽汽凝汽式高温高压参数的汽轮发电机组,目前工程在建,计划2012年竣工,设计年发电2亿千瓦时,年可利用秸秆20万余t。据测算,投资建设1台2.5 3万千瓦级的生物质直燃发电项目,按年运行6000小时计算,年发电量可达到1.5 2亿千瓦时,年消耗农作物秸秆约20万t左右。经过收集、加工、运输等环节,到发电厂的平均成本约为每吨300-350元,具有投入少、成本低、产出效益高的特点。同时,可为当地农民增加就业岗位1000余个,增加农民收入近亿元。与同类型火电机组相比,每年可替代标煤约10万t,减排二氧化碳约20万t。是一项节能、环保、高效、利國利民的好项目。
2.5其他利用方式
秸秆种菇方兴未艾,这是一项既丰富城乡居民的菜篮子,又是一项集生态农业、高效农业和创汇农业于一体的富民项目。长春市目前市场上销售的各种菇,多数是用秸秆做原料在大棚里生产的。这种方法既适合于农户庭院经济,又适合于产业化经营,消耗的秸秆数量都很少,效益却很高。
3 长春市农作物秸秆综合利用存在的问题
经过多年的推广实践,我市在秸秆综合利用上已积累了许多成功经验,但目前还存在一系列问题。
一是秸秆综合利用推广面小。主要是由于北方地区寒冷,投入大,见效慢。以户用沼气发展为例,目前全市有户用沼气池用户数近3万户,推广面不到3%,且一大部分冬季不能生产。
二是农民环境保护和综合利用资源意识淡薄。目前秸秆弃田及焚烧的现象仍十分严重,不仅造成资源浪费,而且污染环境,甚至引起火灾。而未被焚烧的秸秆乱堆乱放,有的丢弃在田边、地头,造成了环境污染。
三是秸秆收集、运输、储存比较困难。秸秆资源分布较分散,运输成本高;收储季节约束性强,劳动强度大:体大蓬松,储存难度大,容易导致一些秸秆利用项目、秸秆发电厂运行不久因秸秆运输和收购困难而面临‘无米之炊’的困境。
四是用于秸秆还田的农机具保有量相对较少。农民企盼着能研发出更多的能与加快秸秆直接还田配套发展的玉米联合收获机械、能一次性完成多道工序的免耕机械等。
五是技术培训和服务跟不上。由于农民对秸秆综合利用的认识要有一个过程,需要加强培训引导和现场示范,让农民眼见为实。但目前这项工作开展的还不够。
六是秸秆综合利用企业数量少、规模小。目前,国家和省、市在这方面的扶持力度还不够,同时也面临项目融资难的问题,制约了秸秆综合利用企业发展。
4 长春市发展农作物秸秆综合利用的对策措施
为加快我市秸秆综合利用,实现秸秆的资源化利用、商品化经营和产业化开发,促进环境保护和农民增收,做大做强我市秸秆经济,应着重做好以下几方面工作:
一是强化组织领导。要把农作物秸秆综合利用工作列入全市农业农村经济发展的重点工程项目之中,明确发展目标,市、县两级都要成立相应的组织机构,纳入重要日程,加大工作力度,全力推进农村能源开发利用工作。
二是加大政策扶持力度。秸秆综合开发利用是公益性项目,要给予政策扶持,切实加大公共财政的投入力度,充分发挥财政资金的公益性、导向性和示范性作用,同时要积极争取信贷支持。此外,还要充分调动社会资金和民间资本的注入。
三是推进秸秆综合利用的产业化。在种(养)植业上,要大力推广秸秆快速腐熟还田、过腹还田和机械化直接还田技术措施,鼓励养殖场(户)和饲料企业利用秸秆生产优质饲料,积极发展以秸秆为基料的食用菌生产,实现综合利用。在生物质能源开发上,要以秸秆为原料,生产固化燃料、燃料乙醇,积极发展秸秆发电项目,逐步改善农村能源结构。在加工业上,要以秸秆为原料替代木材,生产非木纸浆、人造板材、包装材料、餐具等产品,同时还应积极发展秸秆饲料加工业和秸秆编织业,形成秸秆综合利用的产业化格局。
四是建立完善秸秆收集的物流体系。建立以企业为龙头、农户参与、基层政府监管的秸秆收集、运输、储存的物流体系。鼓励有条件的地方和企业建设秸秆储存基地,鼓励发展秸秆还田、捡拾打捆、运输、贮存全程机械化。
五是发挥舆论宣传作用。秸秆综合开发利用项目,是一项功在当前、利在长远的项目,目前还没有被社会广为认知,没有引起人们的足够重视。要加大舆论宣传力度,总结推广典型经验,充分发挥典型的示范带动作用,推动秸秆综合利用工程不断取得新进展。