樹立產(chǎn)業(yè)理念 發(fā)展秸稈循環(huán)經(jīng)濟

摘 要：秸稈焚燒不僅已成社會一大公害，更是資源的極大浪費。要樹立產(chǎn)業(yè)理念，變禁燒為產(chǎn)業(yè)開發(fā)引導；建立收儲運體系，重視技術(shù)集成創(chuàng)新，制定并落實扶持政策，培育秸稈利用企業(yè)，破解產(chǎn)業(yè)開發(fā)瓶頸；發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)秸稈能源化、肥料化、飼料化和原料化。

關(guān)鍵詞：農(nóng)作物秸稈；綜合利用；秸稈產(chǎn)業(yè)；循環(huán)經(jīng)濟

中圖分類號 S216.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）12-78-03

秸稈蘊含巨大的經(jīng)濟價值，是一種可供開發(fā)和綜合利用的生物質(zhì)資源[1]。由于多方面原因，大量秸稈未能得到充分有效利用，廢棄與焚燒問題相當突出。提高秸稈資源利用效率，實現(xiàn)再生利用和循環(huán)利用，是緩解當前能源資源緊缺、構(gòu)建資源節(jié)約型社會的重要課題，也是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要嘗試。

1 破解秸稈開發(fā)瓶頸

1.1 秸稈焚燒是農(nóng)民不得已的選擇 20世紀70年代以前，秸稈是我國農(nóng)村主要的生活燃料、以及用于大牲畜飼料和有機肥料，少部分用作建筑材料、工業(yè)原料和食用菌基料。隨著作物單產(chǎn)提高，秸稈總量迅速增加。同時，由于農(nóng)民生活水平的提高，直接燃燒秸稈的農(nóng)村炊事用能方式逐漸被使用商品能源所取代，農(nóng)村使用煤炭、電、液化氣或天然氣已很普遍；機械取代牲畜，大牲畜飼養(yǎng)量減少；化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，廄肥等有機肥用量銳減；磚瓦房替代了茅草房；農(nóng)村利用秸稈量大幅度減少。大量的未利用秸稈被丟棄在田間付之一炬，或堆放在田邊地角任其腐爛。

農(nóng)業(yè)部全國秸稈資源調(diào)查與統(tǒng)計顯示，2009年中國作物秸稈理論資源量為8.20億t（風干，含水量15%），可收集資源量6.87億t，其中作為肥料使用量約1.02億t（不含根茬還田，根茬還田量約1.33億t），占可收集資源量的14.78%；作為飼料約2.11億t，占30.69%；作為燃料（含秸稈新型能源化利用）約1.29億t，占18.72%；作為食用菌基料約1500萬t，占2.14%；作為造紙等工業(yè)原料約1600萬t，占2.37%；廢棄及焚燒約2.15億t，占31.31%[2]。秸稈焚燒主要集中在糧食主產(chǎn)區(qū)，時間多集中于5、6月和9、10月收獲期。

農(nóng)民焚燒秸稈是處置成本與收益比較的結(jié)果[3]。現(xiàn)有技術(shù)條件下，秸稈收儲運費用和利用成本較高，經(jīng)濟上不合算；機會成本較高，農(nóng)民投入秸稈利用的勞動比較收益低，因此，不得已而選擇。

1.2 秸稈焚燒不僅是社會一大公害，更是資源的極大浪費 農(nóng)作物秸稈與籽實一樣是不可多得的農(nóng)產(chǎn)品。中國是農(nóng)業(yè)大國，秸稈年產(chǎn)量列世界之首，占全世界總量的30%左右。秸稈資源量約占生物質(zhì)資源量的50%，農(nóng)業(yè)投入要素近50%轉(zhuǎn)化為秸稈。秸稈焚燒、廢棄和閑置，不僅是秸稈資源的浪費，也是耕地、水資源和農(nóng)業(yè)投入資源的浪費。據(jù)王麗等測算，近幾年燒掉的秸稈養(yǎng)分大約是同年化肥施用量的9%；2004年我國大陸秸稈露天焚燒造成的生物量損失為113.4億元，大氣污染損失大約196.5億元，合計損失309.9億元[4]。

秸稈廢棄、焚燒已成為中國農(nóng)業(yè)面源污染的重要來源，不僅對大氣環(huán)境和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大的污染和危害，還引起交通受阻、交通事故增多和火災頻發(fā)。焚燒秸稈使大氣中PM2.5、CO、SO2、NO2和可吸入顆粒物等污染物濃度急劇增高，增加霾天氣的發(fā)生率，致使空氣混濁、能見度下降；焚燒秸稈使農(nóng)田土壤有機質(zhì)、生物群落數(shù)量和密度顯著減少，致使耕地貧瘠化、板結(jié)化。堆放在田邊地角的秸稈不但占用了大量的土地，還為蚊蠅鼠害提供棲息場所；秸稈腐爛后，臭氣熏天，成為破壞生態(tài)環(huán)境的隱患。

1.3 破解秸稈綜合利用的瓶頸

1.3.1 建立有效的收儲運體系 作物收種季節(jié)性強，秸稈分布較分散，每hm2可收集量5t左右，收集困難、時間緊；大多數(shù)生物質(zhì)體積密度和能量密度低，容易腐爛，運輸、儲存費用相對較高[5]；從事秸稈收集與儲運的個人和組織缺乏，且行為不盡規(guī)范，秸稈原材料的質(zhì)量、數(shù)量和價格不穩(wěn)定等。應建立完善的秸稈收儲運體系，鼓勵和支持農(nóng)民購買使用打捆、壓縮和成型機，將秸稈就地打捆或進行高密度壓縮。

1.3.2 重視技術(shù)集成創(chuàng)新 我國在生物質(zhì)利用等方面還未掌握核心技術(shù)，一些關(guān)鍵性技術(shù)難題尚未突破；秸稈綜合利用技術(shù)示范推廣力度遠遠不夠，科技成果轉(zhuǎn)化率低。加強秸稈收儲運和綜合利用技術(shù)的集成創(chuàng)新是當務之急[6]。要探討資源化利用的新途徑，完善秸稈循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)路線；加強對不同區(qū)域、不同類型農(nóng)戶秸稈焚燒及其資源化利用途徑選擇影響因素的分析，對不同農(nóng)作物秸稈資源化利用途徑的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益進行比較分析，加強對秸稈資源化利用的激勵機制和公共政策研究。

1.3.3 制定并落實秸稈利用扶持政策 不少秸稈資源化利用技術(shù)可能具有良好的環(huán)境效益，但在缺乏政府補貼的情況下，往往難以實現(xiàn)持續(xù)盈利。要加大秸稈還田、青貯、氣化等補貼額度，將秸稈還田、打捆、青貯等機具納人農(nóng)機購置補貼范圍；對秸稈綜合利用企業(yè)按照用量進行補貼，給予信貸支持和減免稅優(yōu)惠及用電價格補貼。

1.3.4 培育眾多的秸稈綜合利用企業(yè) 秸稈體積密度和能量密度低，運輸費用高，從而決定了秸稈利用企業(yè)布局分散、星羅棋布。秸稈板材、新型墻體材料、秸稈床墊、秸稈微生物產(chǎn)品等具有成本、價格和市場優(yōu)勢，技術(shù)成熟度高，應加大招商引資力度，吸引相關(guān)企業(yè)入駐工業(yè)園區(qū)；選擇基礎(chǔ)好的企業(yè)加以重點培育支持，促其做大做強。

2 樹立秸稈產(chǎn)業(yè)理念

變禁燒為產(chǎn)業(yè)開發(fā)引導[7]。禁止秸稈焚燒、廢棄和閑置，關(guān)鍵是要找到有效的資源化利用途徑，并做到經(jīng)濟上可行、環(huán)境上友好[8]。秸稈產(chǎn)業(yè)直面能源、環(huán)境、“三農(nóng)”問題，對未來國民經(jīng)濟發(fā)展能起到實質(zhì)性帶動作用[9]。

2.1 秸稈產(chǎn)業(yè)能夠緩解化石能源危機 礦產(chǎn)資源枯竭只是時間問題。秸稈可再生能源開發(fā)得用越早、越充分，人類就越能夠從容地應對難以避免的化石能源危機。

2.2 秸稈產(chǎn)業(yè)是解決生態(tài)環(huán)境問題的重要途徑 秸稈產(chǎn)業(yè)，解決了露天焚燒公害，減輕了化石能、石油基產(chǎn)品的污染；同時，通過減少化學肥料使用、節(jié)省糧食飼料、減輕農(nóng)業(yè)污染，實現(xiàn)污染源頭和過程控制。

2.3 促進產(chǎn)業(yè)鏈的形成，提高秸稈資源利用的附加值 秸稈產(chǎn)業(yè)上聯(lián)種植業(yè)，下聯(lián)養(yǎng)殖業(yè)和食用菌業(yè)，輻射帶動能源、加工和服務業(yè)。把秸稈資源利用的各種單獨過程加“環(huán)”組“鏈”，逐步實現(xiàn)秸稈收儲運和產(chǎn)業(yè)化利用環(huán)節(jié)的有機銜接，大幅提高秸稈資源附加值，提高農(nóng)業(yè)本身的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。

3 發(fā)展秸稈循環(huán)經(jīng)濟

“世上沒有垃圾，只有放錯位置的財富”。秸稈本質(zhì)上是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，按照循環(huán)經(jīng)濟的基本原理，可以變廢為寶，使其重新回到生產(chǎn)或生活過程中去，從而實現(xiàn)廢棄物資源化。秸稈可以作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（比如畜禽養(yǎng)殖）原料進入循環(huán)過程，也可以作為農(nóng)村居民生活原料（比如能源）進入循環(huán)過程，還可作為工業(yè)原料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活系統(tǒng)外循環(huán)，最終部分返回農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。

3.1 秸稈能源化 干燥的秸稈具有良好的可燃性，燃燒值13～15MJ/kg，相當于標準煤的50%。秸稈能源化利用有直接燃燒、沼氣、氣化、固化成型、發(fā)電等多種路徑。

沼氣是通過厭氧發(fā)酵菌群在厭氧條件下對秸稈、動物糞便等有機質(zhì)進行發(fā)酵得到的。一個3～5口人的家庭，建一口8～10m3的沼氣池，年產(chǎn)沼氣300～350m3，就可滿足一日三餐及晚間照明所需能量。目前我國已有超過1 300萬個戶用沼氣池，并建有很多大型沼氣發(fā)酵工程。

秸稈氣化，即通過秸稈缺氧燃燒，產(chǎn)出以CO為主要成分的可燃氣體。秸稈氣化后使用總效率可達35%～45%，而直接燃燒秸稈的爐灶效率最高僅12%～15%。用秸稈燃氣炊事比使用省柴灶直接燒秸稈或用沼氣費用要大一些，與燒蜂窩煤相當，但低于液化氣。

秸稈固化成型燃料。秸稈在適當溫度（200～300℃）下軟化，施加一定壓力使其緊密粘連，冷卻固化成型后即可以得到棒狀或顆粒狀、蜂窩煤狀等秸稈燃料。

秸稈燃燒發(fā)電。秸稈發(fā)電技術(shù)已經(jīng)被聯(lián)合國列為重點推廣項目，也是中國政府和民間關(guān)注的熱點。

液體酒精。我國以秸稈纖維素為原料制取燃料乙醇的技術(shù)已獲得突破。

生物柴油是利用可再生的動物和植物油脂，與甲醇或乙醇等醇類物質(zhì)進行酯交換反應而得。生物柴油與礦物柴油相比，在燃燒效率、含硫量等方面具有一定優(yōu)勢。既可以單獨使用，也可與礦物柴油按比例（2%～30%）混用。

3.2 秸稈肥料化 秸稈有機質(zhì)含量平均為15%，平均含氮0.62%、磷0.25%、鉀1.44%，含有鈣、鎂、硫和其他重要微量元素。秸稈肥料化利用方式主要有直接還田、堆肥還田、過腹還田以及制造有機復混肥[10]。

直接還田是在機械化操作的基礎(chǔ)上，在作物收獲的同時對秸稈進行粉碎，鋪撒在田間。秸稈還田能提高土壤有機質(zhì)含量，改善土壤理化性狀，增加通透性；保存和固定土壤氮素，避免養(yǎng)分流失；保證土壤微生物正常活動。

傳統(tǒng)的堆漚還田是將秸稈作為畜牧養(yǎng)殖場的鋪料，清理后堆漚還田。目前使用較多的則是秸稈堆肥技術(shù)，需要一定的場地及機械，并選用高效的降解微生物，如301菌劑、催腐劑、HEM菌劑、酵素菌等。

過腹還田是對秸稈的二次利用。秸稈經(jīng)過牲畜消化后，部分營養(yǎng)物質(zhì)被吸收。將牲畜糞便施入土壤中，可提高土壤有機質(zhì)含量，改變土壤理化性質(zhì)。

秸稈制造復混肥。經(jīng)機械翻拋、高溫堆腐、生物發(fā)酵等過程，將秸稈的有機養(yǎng)分轉(zhuǎn)換成速效養(yǎng)分。施用秸稈有機復混肥對于促進土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、改善土壤物理性質(zhì)、增強農(nóng)作物抗病能力和優(yōu)化農(nóng)田生態(tài)環(huán)境都有良好的效果。

3.3 秸稈飼料化 秸稈蛋白質(zhì)含量約5%，纖維素含量30%左右，還含有一定量的鈣、磷等礦物質(zhì)，1t普通秸稈的營養(yǎng)價值與0.25t糧食相當。經(jīng)過科學處理，秸稈的營養(yǎng)價值還可大幅度提高。秸稈飼料化的利用方式主要有青貯、氨化、鹽化、堿化和微貯等，也可利用專用設(shè)備，將秸稈和糧食混和制成顆粒飼料。

一般秸稈經(jīng)氨化其消化率約提高20%，粗蛋白含量提高1～1.5倍，且有糊香味，家畜愛吃，采食量可提高20%～30%。經(jīng)微生物發(fā)酵處理的秸稈飼料品質(zhì)可達到糧食飼料的標準，甚至更佳。

3.4 秸稈原料化 秸稈質(zhì)量密度小，彈性好，易折彎。將秸稈編織成草簾、草繩或草帽、提籃等旅游工藝品，既可豐富農(nóng)產(chǎn)品市場，還可為生產(chǎn)者帶來可觀的收益。

秸稈含有豐富的碳、氮和礦物質(zhì)，適合做多種食用菌的培養(yǎng)料。秸稈粉碎后，按比例與其它配料混合均勻，經(jīng)加工處理后，植入菌種，可生產(chǎn)平菇、金針菇、草菇、銀耳、猴頭、靈芝等。1kg秸稈可生產(chǎn)1kg食用菌。近年來，棉花面積銳減，可考慮用豆秸替代棉籽殼生產(chǎn)食用菌。

秸稈表面密度小、韌性大、抗拉、抗彎、抗沖擊，且干燥的秸稈對熱、電的絕緣性和噪聲的吸收能力較好，可在許多方面替代木材。如利用麥（稻）秸稈生產(chǎn)“綠色環(huán)保型”人造板材；利用秸稈制作一次性餐具，生產(chǎn)降解包裝材料、生物降解塑料（PLA聚交酯）。中國已經(jīng)成功開發(fā)出“秸稈清潔紙漿及綜合利用新技術(shù)”。

秸稈類生物質(zhì)經(jīng)不同工藝處理后，可得到各種有機化工原料和新型材料，如麥草經(jīng)常壓水解、溶劑萃取反應后制取糠醛，利用稻殼生產(chǎn)白炭黑和碳化硅、氮化硅陶瓷，秸稈、稻殼經(jīng)炭化后生產(chǎn)鋼鐵冶金行業(yè)金屬液面的新型保溫材料。

秸稈資源化利用途徑多種多樣，且不斷有新的路徑問世。由于各地自然地理條件及社會經(jīng)濟發(fā)展水平不一，發(fā)展秸稈產(chǎn)業(yè)的重點及先后順序應不同[11]。對養(yǎng)殖業(yè)較發(fā)達的地區(qū)，秸稈可用于青貯氨化和制成秸稈飼料等，優(yōu)先滿足養(yǎng)殖業(yè)對飼料的穩(wěn)定需求，同時兼顧養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的綜合利用；對于城市周邊地區(qū)，因其經(jīng)濟較為發(fā)達，發(fā)展秸稈燃氣比較容易形成產(chǎn)業(yè)，建立大中型秸稈氣化站，推行集中供氣的物業(yè)管理模式；對于交通比較便利的地區(qū)，應建立秸稈發(fā)電廠，使大量秸稈資源在最快的時間得到充分、有效的利用。

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