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燃燒吧!秸桿!

2007-12-31 00:00:00
中國科技財富 2007年12期

我國去年的農作物秸稈年產量為6.6億噸,可作為能源用途的秸稈近2億噸,至少可替代1億噸的煤炭,相當于3個平頂山煤礦一年的產煤量。這組數據是提及秸稈經濟經常被引用的,我們不去究其準確性,但是它已經得到了秸稈經濟投資者的認同。

秸稈從來沒有向今天這樣備受重視,平常人眼中秸稈,基本上都用在了普通的農村日常耕種和生活中。而現在,秸稈已經有了被利用的經濟價值,例如秸稈發電、秸稈乙醇、秸稈塑料,都是些充滿了商業“錢”景的行當。

秸稈的魅力就在于能夠為人類創造,除了燃燒取暖、變肥還田之外,更大的需求。而這些需求正是我們在這個能源緊張年代急需的,從此秸稈開始被人們瘋狂追逐。

在我國,特別是國家對植物變能源出臺了限制性政策以后,開始讓熱衷于植物變能源者著力挖掘秸稈的潛力。實際上,植物變能源的技術和產業化還沒有形成強有力的替代攻勢,小小的秸稈能夠擔負這樣的重任嗎?

美妙的產業未來

我國是糧食生產大國,同樣也是秸稈生產大國。但是,我國耕地和淡水資源短缺,農作物秸稈顯得尤為珍貴。農作物秸稈綜合利用,把各類農作物秸稈“吃干榨盡”和轉化增值,一直是我國新階段農業和農村經濟發展的一項重大課題。

長期以來,人們一直把秸稈看作是農業的副產品, 存在重糧食利用、輕秸稈利用的傳統觀念。傳統農業和簡單再生產對秸稈的利用,僅僅是燒火做飯、飼養牲畜、蓋房、取暖和肥田等。隨著現代農業和現代加工技術發展,對農作物秸稈的認識應有一個轉變,秸稈和農作物一樣都是重要的農產品。

秸稈作為重要的生物質資源,總能量和玉米、淀粉的總能量相當。秸稈燃燒值約為標準煤的50%,秸稈蛋白質含量約5%,纖維素含量在30% 左右,還含有一定量的鈣、磷等礦物質,1噸普通秸稈的營養價值平均與0.25 噸糧食的營養價值相當。

有專家測算非常樂觀的估計, 每生產1 噸玉米可產2 噸秸稈,每生產1 噸稻谷和小麥可產1 噸秸稈。我國每年可生產農作物秸稈6 億多噸,如全部用來燃燒,可折合約3 億噸標準煤的熱值。

如果將秸稈全部用作飼料,折算相當于1.5 億噸糧食,經過科學處理,秸稈的營養價值還可大幅度提高。這讓我們仿佛看到了秸稈蘊藏著豐富的能量,含有大量的營養物質,開發利用潛力巨大,發展前景十分廣闊。

從循環經濟發展的角度看,現在農作物秸稈已經呈現出了發展農村循環經濟的重要物質基礎。農村循環經濟既是一種新的經濟發展理念,也是一個新的經濟增長點。例如,秸稈青貯飼料促進了奶業的發展,秸稈氨化促進了肉牛業的發展。秸稈在促進農業發展,繁榮農村經濟,增加農民收入方面發揮著越來越重要的作用。

除此以外,秸稈在工業領域應用比較廣泛,在燃燒發電和生產建筑材料等方面有著不可替代的功能。

我國農作物秸稈量大面廣,綜合利用各類秸稈資源是繁榮農村經濟和增加農民收入的必然選擇。而且秸稈綜合利用符合3R 原則,包括循環經濟減量化、再使用和再循環的原則,能實現低消耗、低排放和高效率的目標。

當前,我國農村產業發展緩慢,農民就業門路狹窄,農民增收渠道單一,充分利 用各類農作物秸稈資源,可以補糧食、補地力、補效益、補就業,實現糧食秸稈并舉、以秸稈帶動產業、以產業提高效益、以效益促進增收,加快農業農村經濟發展。

面對秸稈帶來的農村經濟格局的變革,信心和樂觀是不可或缺的因素。而種植業生產布局決定著秸稈生產的布局,秸稈生產要與種植業生產布局結合起來。

在優化種植業布局時,要考慮秸稈資源的高效、便捷利用和綜合利用能力。要統籌種植業、畜牧業、飼料業和生物質能源的發展,促進農村循環經濟的協調發展。

同時制定和完善秸稈利用政策也是秸稈經濟發展的關鍵因素。要制定合理的秸稈收購利用政策,才能夠使得農民獲得合理收益,調動和保護農民利用秸稈的積極性。

由于秸稈密度低、收獲季節性強,收集和儲存比較困難,研究建立秸稈收集、儲存、運輸管理政策和機制,保證秸稈數量和質量是急需解決的難題。

秸稈爭奪戰

“變廢為寶”幾乎成為秸稈經濟的口號。因為秸稈沒有使用的政策限制,也可以說秸稈是取值不完,用之不盡的。但是這個觀點遭到了一些農業專家的否定,他們認為在目前的中國確實有大量的農作物秸稈被燃燒,被廢棄,對環境造成了一定的污染。

總體上來講,我國秸稈被利用的途徑主要集中在三個方面,包括能源、飼料和肥料。與發達國家相比,我國雖然在有些領域開展了秸稈的開發利用,但我國秸稈綜合利用水平還比較低。

這是事實,但并不代表我們依然擁有豐富的取之不盡,用之不盡的秸稈。記者在北京郊區看到,收獲后,很多農民還是在大范圍的焚燒秸稈。有農民告訴記者,他們焚燒秸稈是生活習慣,回收秸稈的經濟用途非常小。

記者了解到,北京近郊的一個秸稈發電項目,他們也在向附近的農民收購桃樹的秸稈。但是據項目負責人稱,由于發電量非常小,并沒有大規模的向農民收購秸稈。實際上是由于秸稈成本太高,秸稈發電的成本比普通火電價格高出一倍,目前主要是靠國家的能源政策補貼電價維持生存。

項目所在地的農民并不愿意將秸稈賣給發電場,主要原因是收購價格低,運輸成本高。如果沒有政府的強制政策,很難看到主動送秸稈的農民。這一切說明,秸稈的利益驅動不大,秸稈發電并沒有形成產業規模。

農民的冷淡并沒有給秸稈經濟降溫,秸稈依然是被看好的,現在已經形成了三股強大的力量。有專家分析,一旦秸稈技術成熟,中國的秸稈將被搶奪一空。

未來秸稈的最大買家就是能源產業,秸稈變生物油、變乙醇、變塑料的技術已經開始步入成熟階段。2007年6月,中國科學技術大學可再生潔凈能源實驗室發出消息,由朱錫鋒、郭慶祥教授等研制的一項最新科技成果,可以從根本上解決秸稈變生物油的問題。

他們將木屑、稻殼、玉米稈和棉花稈等多種原料進行熱解液化和再加工轉化為生物油。據稱,這項成果已經過測試,實現產業化已指日可待。采用這項技術的優勢是可將秸稈等生物質直接轉化為生物油,作為燃料可以直接在燃油鍋爐和工業窯爐中燃燒使用。

以每小時處理2噸秸稈計算,產出1噸生物油,生產成本大約為790元/噸。生物油經過簡單的品質改良后,銷售價格為1000元/噸,用它替代柴油和重油,提供同樣的熱量,價格分別相當于柴油和重油現有價格的 43.2%和63.1%。

成本的降低和性能的相同,決定了替代的命運。

他們有信心在2008年6月之前,將研制建成一座時產1000公斤生物油的生物質熱解液化示范工廠。除此以外,還有山東的秸稈乙醇、上海的秸稈塑料項目都在快速的發展,產業化已經提上了日程表。

第二股力量,是來自于秸稈工業化。我們這里所說的秸稈工業化,實際上是秸稈除能源用途以外的經濟用途。農作物秸稈經過工藝處理和深加工,可以制成質量輕、實用美觀的建筑材料,可以在許多方面替代木材,減少木材消耗。

第三股力量就是秸稈的原始使用,雖然有大量的秸稈被燃燒,但是秸稈依然是農村取暖生活的必須材料。例如,隨著技術的發展,農村取暖生活使用秸稈已經開始告別直接燃燒,秸稈沼氣的技術已經逐步成熟。

兩院院士石元春在談到包括秸稈露地燃燒等現有農業資源浪費嚴重時說,如能利用現有資源的一半,生物質產業年產值就可近萬億元人民幣。這將是繼傳統農業由初級農產品生產向農產品加工業領域拓展之后,為農業增效和農民增收開辟的“第三戰場”。

變“寶”路線圖

秸稈經濟在中國的歷史不長,但是發展速度確實飛快。從上個世紀90年代開始,我國就已經開始了秸稈固化成型技術的研制與開發。近年來,越來越多的私營機構和生產企業也加入到秸稈產業中來。

資金的充足是技術發展的前提條件,同時也不斷孕育出了如何將秸稈變廢為寶的新技術。秸稈經濟呈現出的蓬勃景象和商業價值,讓很多投資銀行也在關注,至于秸稈哪一塊最有誘惑力,讓我們看看秸稈技術的變遷和發展。

秸稈變能源的技術和市場也是近五年才開始崛起,早前秸稈的經濟應用還是離不開飼料、取暖、肥料的范圍。例如清華大學清潔能源研究與教育中心的CZSN技術、吉林華光生態工程技術研究所的秸稈生物質顆粒固體燃料等,都是秸稈資源有效利用的成功案例。

與秸稈發電的技術相比,秸稈的農用技術顯得有些微不足道。可是這些大塊、棒狀和顆粒燃料已逐步應用到農村生活和農業生產的各個方面,甚至已開始滲入到城市用能和商業發電領域中。

記者了解到秸稈固化成型技術及其配套設備,以及通過小規模的試點示范,初步探索出的推廣應用經驗,為今后更大規模的推廣應用奠定了堅實的基礎。

實際上,秸稈固化技術還屬于試行階段,而秸稈顆粒飼料加工技術、秸稈有機肥生產技術、秸稈栽培食用菌技術已經非常成熟,在農村發達地區已經形成快速發展的產業鏈。

例如,在目前農村使用頗為廣泛的秸稈顆粒飼料加工技術,在秸稈曬干后,應用秸稈粉碎機粉碎秸稈,加入其它添加劑后拌勻,倒入顆粒飼料機料斗后,由磨板與壓輪擠壓加工成顆粒飼料。由于在加工過程中磨擦加溫,秸稈內部熟化程度深透,加工的飼料顆粒表面光潔,硬度適中,大小一致,其粒體直徑可以根據需要調整加工規格。

農作物秸稈氣化技術稱為秸稈熱解氣化工程技術,是將玉米秸、玉米芯、棉柴、麥秸等干秸稈粉碎后作為原料, 經過氣化設備(氣化爐)熱解、氧化和還原反應轉換成可燃氣體,經凈化、除塵、冷卻、儲存加壓,再通過輸配系統送往一家一戶,用作燃料或生產動力。

秸稈氣化的過程是秸稈在氣化爐進行不完全燃燒,實際上是缺氧的狀態下加熱反應的過程,其中的碳、氫元素就會變成含一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃氣,秸稈中所含有的能量也就轉移到可燃氣里,秸稈氣像天然氣一樣,燃燒后無塵無煙無污染。

確實,“點草成金”的秸稈技術,確實充滿了魅力,而以上提到的技術的經濟回報都不是太高,應為其商業價值與技術水平不成正比。而中國的農村經濟產業中必定要有秸稈的位置,這是無法改變的實現。如何將秸稈變成取之不盡,經濟價值高的產業,短期來看是不可能完成的任務。

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