焚燒秸稈不但影響空氣品質(zhì),而且是對農(nóng)業(yè)資源的巨大浪費(fèi)。一些國家的實(shí)踐表明,通過政策等扶持手段,支援秸稈裝備的研發(fā)、生産,把秸稈等生物資源的利用納入國家新能源和可再生能源的發(fā)展規(guī)劃,對生態(tài)建設(shè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義
在德國巴登州一家農(nóng)業(yè)合作社,一戶農(nóng)民家庭企業(yè)正在用鮮玉米秸稈製作“青儲飼料”。玉米秸稈被放進(jìn)水泥池,經(jīng)壓實(shí)、發(fā)酵,就成為牲畜愛吃的飼料。業(yè)主稱,“青儲秸稈”是他家飼養(yǎng)的100多頭奶牛的優(yōu)質(zhì)飼料來源。
這是我在德國等歐盟國家考察秸稈利用情況時經(jīng)歷的一幕。在多地考察調(diào)研中,我切實(shí)感受到了德國等歐盟成員國,以保護(hù)生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為理念,以採取支援政策為保障,以加強(qiáng)科學(xué)研究為先導(dǎo),已研究和開發(fā)出多種利用農(nóng)作物秸稈的途徑,取得許多成熟的技術(shù)和重大成果,秸稈作為重要資源已得到充分開發(fā)利用,取得了經(jīng)濟(jì)和生態(tài)“雙豐收”。
利用農(nóng)作物秸稈和森林廢棄物進(jìn)行直接燃燒發(fā)電,制取液體和氣體燃料,是生物質(zhì)能利用的兩大領(lǐng)域
農(nóng)作物秸稈可以用作生物質(zhì)固體燃料,充當(dāng)發(fā)電燃料等。目前在歐盟的多個成員國,利用農(nóng)作物秸稈和森林廢棄物進(jìn)行直接燃燒發(fā)電,已成為生物質(zhì)能利用領(lǐng)域的成熟技術(shù)。在瑞典和丹麥,以秸稈等生物質(zhì)為燃料的小型熱電聯(lián)産已成為重要發(fā)電和供熱方式。在瑞典的可再生能源消費(fèi)中,生物質(zhì)能佔(zhàn)了55%,生物質(zhì)燃料在區(qū)域供熱燃料中已佔(zhàn)據(jù)主要地位。德國和義大利對包括秸稈在內(nèi)的生物質(zhì)固體顆粒技術(shù)和直燃發(fā)電也非常重視,在生物質(zhì)熱電聯(lián)産應(yīng)用方面也很普遍。在丹麥,BWE公司率先研究開發(fā)秸稈生物燃燒發(fā)電技術(shù),並早在1988年就建設(shè)了第一座秸稈生物質(zhì)發(fā)電廠,以此為契機(jī)生物質(zhì)燃燒發(fā)電技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,目前秸稈發(fā)電廠已達(dá)130家,已成為丹麥的重要能源。在丹麥可再生能源消費(fèi)中,生物質(zhì)能佔(zhàn)的比例高達(dá)81%。近10年來,丹麥不僅新建的熱電聯(lián)産項(xiàng)目都是以生物質(zhì)為燃料,而且還將過去許多燃煤供熱廠改為燃燒生物質(zhì)的熱電聯(lián)産項(xiàng)目。迄今,丹麥以秸稈等生物質(zhì)為燃料的發(fā)電技術(shù),一直處於世界領(lǐng)先水準(zhǔn)。
秸稈可以用作生物質(zhì)液體燃料,用來製造燃料乙醇等。生物質(zhì)能利用的第二大領(lǐng)域是利用生物質(zhì)制取液體或氣體燃料代替汽油或柴油。為保障世界糧食安全,歐盟積極尋找糧食和油料的可替代品,資源豐富的農(nóng)作物秸稈和森林廢棄物成為首選,正在開發(fā)利用為制取燃料乙醇的新原料。在德國的可再生能源消費(fèi)中,生物質(zhì)能高達(dá)68.5%,主要為區(qū)域熱電聯(lián)産和生物液體燃料。在義大利,可再生能源消費(fèi)中生物質(zhì)能佔(zhàn)24%,主要是固體廢棄物發(fā)電和生物液體燃料。
秸稈可以用作生産生物質(zhì)氣體燃料,即秸稈氣化技術(shù)等。這是指利用固定裝置、對農(nóng)作物秸稈在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行熱化處理,使其轉(zhuǎn)化為二氧化碳、氫和甲烷等高品位能源的過程。德國很重視發(fā)展農(nóng)作物秸稈沼氣的技術(shù)和應(yīng)用,大力加強(qiáng)秸稈收儲技術(shù)設(shè)備研究,注重農(nóng)作物秸稈的收集和儲存,已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。德國開發(fā)利用秸稈沼氣的重點(diǎn)在農(nóng)村和城郊,並與畜牧養(yǎng)殖業(yè)、畜禽糞便處理、環(huán)境保護(hù)相結(jié)合。此外,德國的小型沼氣燃?xì)獍l(fā)電技術(shù),促使德國沼氣發(fā)電站數(shù)量成倍增加。1999年,全德僅有850家沼氣電站;到2000年就達(dá)到2000多家;目前德國沼氣電站已達(dá)3000多個,其中有60%以上採用玉米青儲秸稈與畜禽糞便混合厭氧發(fā)酵産生沼氣、並用來發(fā)電。
重視技術(shù)研發(fā)和市場推廣,成立聯(lián)合及國家級研發(fā)機(jī)構(gòu),出臺相關(guān)法律,用法制化手段促進(jìn)秸稈再利用
為了促進(jìn)包括農(nóng)作物秸稈在內(nèi)的可再生能源的發(fā)展,歐盟和各成員國都提出了明確的發(fā)展目標(biāo)和要求,並採取了積極和務(wù)實(shí)的政策和措施:高價收購、投資補(bǔ)貼、減免稅費(fèi)和配額制度等。與此同時,歐盟國家高度重視生物質(zhì)能、農(nóng)作物秸稈的技術(shù)研發(fā)。不僅歐盟建立了聯(lián)合研究中心,而且成員國也都設(shè)有國家級生物質(zhì)技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu),全面系統(tǒng)地對生物質(zhì)原料生産、轉(zhuǎn)化技術(shù)、産品市場進(jìn)行研究和推廣。在生物質(zhì)能源産品市場方面,歐盟強(qiáng)化了對生物能源産品標(biāo)準(zhǔn)化的研究,從固體顆粒燃料到生物柴油和燃料乙醇都有嚴(yán)格的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
一些國家出臺相關(guān)法律,用法制化手段促進(jìn)秸稈再利用。如德國制定較完備的生物質(zhì)能源的法律法規(guī)和條例,早在新世紀(jì)之初,已先後制定和實(shí)施了《生物質(zhì)條例》和《可再生能源法》,至今德國從沼氣的製造利用、技術(shù)研發(fā),到資金支援等都形成完整的辦法。
把農(nóng)作物秸稈當(dāng)作資源進(jìn)行開發(fā)利用,具有重大經(jīng)濟(jì)和社會生態(tài)意義。首先是,促進(jìn)農(nóng)作物秸稈資源化。使過去的“廢物”變成了社會需要的生物質(zhì)能源,以及優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料等;其次是,促進(jìn)發(fā)展生物質(zhì)能源。以秸稈做原料生産的生物質(zhì)能源,可替代部分化石能源,從而有效減輕污染,促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展;再次是,促進(jìn)發(fā)展農(nóng)業(yè)迴圈經(jīng)濟(jì)。通過綜合化開發(fā)利用農(nóng)作物秸稈,拓展農(nóng)業(yè)功能,提高農(nóng)業(yè)效益和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
秸稈還有其他多項(xiàng)有價值的用途,像用作有機(jī)肥料和種植草菇等。最簡單的方法是,把作物秸稈在田野上粉碎掩埋充作有機(jī)肥料,可有效增加土壤的有機(jī)質(zhì)。最家常的方法是把農(nóng)作物秸稈和生産沼氣結(jié)合,既可獲得大量燃?xì)猓右汉驼釉质莾?yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。這種肥料,既富含農(nóng)作物生長所需要的氮、磷、鉀等元素,又含有以有機(jī)形態(tài)存在的硫、鈣、鎂、鋅等微量元素,具有化肥所沒有的益處:不偏肥,不缺素;效力長,效果好;改良土壤,利用率高;降低生産成本,增産又增效。與化肥相比,在同樣産量下,可減少肥料使用量30%—40%,每畝投入可減少20—50元。此外,以秸稈覆蓋果園、油茶林等,也是其重要用途。對果園、油茶林連續(xù)覆蓋3—5年,不僅可有效防止水土流失,而且還可增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量,增産效果也很明顯。
我國是農(nóng)業(yè)大國,也是林業(yè)大國,包括秸稈在內(nèi)的生物質(zhì)能資源量十分龐大,具有開發(fā)利用的良好條件
我國擁有各種農(nóng)産品加工廢棄物在2億噸以上。農(nóng)作物秸稈變廢為寶,將産生巨大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益:可有力促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,有效增加農(nóng)民收入;可減少溫室氣體排放,保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展;可促進(jìn)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、緩解能源資源矛盾。可見,農(nóng)作物秸稈的能源價值更高。如果只利用農(nóng)業(yè)籽實(shí)而拋棄作物秸稈,那麼只是開發(fā)利用農(nóng)産品的部分價值,而其餘部分的價值就被白白浪費(fèi)了。我國必須把開發(fā)利用農(nóng)作物秸稈置於“大資源”戰(zhàn)略地位,把過去當(dāng)作廢棄物焚燒的秸稈,變成具有多種用途的資源和財富來源。
農(nóng)作物秸稈量大面廣、分佈在農(nóng)村,充分開發(fā)利用對增加農(nóng)民收入、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。對此,應(yīng)制定明確的促進(jìn)包括農(nóng)作物秸稈在內(nèi)的生物質(zhì)能開發(fā)利用的政策和措施。目前應(yīng)著力抓好以下要點(diǎn):其一,積極研發(fā)秸稈利用的設(shè)備和推廣利用技術(shù)。像農(nóng)作物秸稈固體顆粒成型技術(shù)和設(shè)備,生物質(zhì)燃燒鍋爐技術(shù)和設(shè)備都已成熟,我國應(yīng)該加大對生物質(zhì)固體顆粒技術(shù)的支援力度,使其在全國廣大地區(qū)推廣應(yīng)用。其二,積極研發(fā)以農(nóng)作物秸稈和林業(yè)副産物為燃料的小型熱電聯(lián)産發(fā)電技術(shù)設(shè)備。一般是區(qū)域性供電的中小型設(shè)施,一個秸稈發(fā)電廠的燃料收集半徑確定在適宜的範(fàn)圍內(nèi),以避免燃料供應(yīng)不足和運(yùn)輸成本提高。根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn),在秸稈電廠的成本中,燃料價格所佔(zhàn)比重不超過50%。農(nóng)作物秸稈發(fā)電,是開發(fā)新型清潔能源和發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的事業(yè),政府應(yīng)該提供金融、稅收支援。其三,要制定適當(dāng)?shù)拇胧e極支援農(nóng)村經(jīng)紀(jì)人或?qū)I(yè)合作社,蒐集和經(jīng)營作物秸稈,使他們和農(nóng)民群眾從銷售秸稈中得到合理的經(jīng)濟(jì)收入,以提高其積極性,從而最大限度地蒐集、儲存和利用農(nóng)作物秸稈。其四,要把農(nóng)作物秸稈開發(fā)利用的科研及其實(shí)用技術(shù)置於重要位置,特別是對急需的秸稈蒐集設(shè)備、粉碎儲存技術(shù)、發(fā)電技術(shù)設(shè)備以及利用秸稈生産燃料乙醇技術(shù),加大科研資金的投入。
開發(fā)利用量大面廣的農(nóng)作物秸稈,是一項(xiàng)關(guān)係到生態(tài)建設(shè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、具有重大戰(zhàn)略意義的新興産業(yè)。只要政策法規(guī)到位,必然有助於實(shí)現(xiàn)從思想觀念到農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的深刻轉(zhuǎn)變,過去被拋棄或僅是粗放利用的農(nóng)作物秸稈,就會“變廢為寶”資源化,加工方式工業(yè)化,開發(fā)利用迴圈化,經(jīng)營供給市場化;有效促進(jìn)農(nóng)民小康化、農(nóng)業(yè)發(fā)展持續(xù)化和農(nóng)村環(huán)境優(yōu)美化。
(作者為國家糧食局科學(xué)研究院研究員)
我國秸稈利用掃描(連結(jié))
我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)作物秸稈産量大、分佈廣、種類多,農(nóng)業(yè)連年豐收,農(nóng)作物秸稈産生量逐年增多,秸稈隨意拋棄、焚燒現(xiàn)象嚴(yán)重,帶來一系列環(huán)境問題。
據(jù)統(tǒng)計,2010年全國秸稈理論資源量為8.4億噸,可收集資源量約為7億噸。2010年,秸稈綜合利用率達(dá)到70.6%,利用量約5億噸。其中,作為飼料使用量約2.18億噸,佔(zhàn)31.9%;作為肥料使用量約1.07億噸(不含根茬還田,根茬還田量約1.58億噸),佔(zhàn)15.6%;作為種植食用菌基料量約0.18億噸,佔(zhàn)2.6%;作為人造板、造紙等工業(yè)原料量約0.18億噸,佔(zhàn)2.6%;作為燃料使用量(含農(nóng)戶傳統(tǒng)炊事取暖、秸稈新型能源化利用)約1.22億噸,佔(zhàn)17.8%,秸稈綜合利用取得明顯成效。
(牛瑞飛整理)
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