吉林省秸稈資源開發潛力及能源化綜合利用效果分析

郗偉東　于觀芳　姚玉生

摘 要：吉林省具有豐富的農作物秸稈資源。分析吉林省秸稈資源開發潛力，不僅有助于揭示吉林省現有農作物秸稈資源開發現狀，而且也可以結合吉林省據秸稈資源綜合利用模式分析秸稈資源綜合利用經濟效益和環境效益。

關鍵詞：農作物秸稈；綜合利用模式；能源化；經濟效益；環境效益

中圖分類號：S21 F323 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160919001

1 吉林省農作物秸稈資源分布及產量

1.1 吉林省農作物秸稈資源分布

吉林省共有49個縣（市），但受到地理、氣候等因素的影響，農作物產量分布具有明顯的地域性，中部地區的扶余、榆樹、農安、德惠、公主嶺、梨樹、前郭、長嶺等八個縣（市）的糧食產量均超過100×104t，其產量占全省糧食總產量接近60%。而糧食產量在50×104t以下的縣有14個，其產量僅占全省4.65%。因此，受到糧食產地分布的影響，吉林省秸稈產量分布也具有明顯的地域性，中部地區是秸稈主產區，東部與西部地區秸稈產量較小。

1.2 吉林省農作物秸稈資源產量

吉林省主要農作物產量數據來自于《吉林省統計年鑒》（2005-2014），其中豆類作物中大豆產量較高，在豆類作物中所占比重較大，將其單獨列出，其他豆類作物歸入其他豆類，芝麻、向日葵、棉籽、蓖麻等油料作物產量較低歸入其他油料作物。2004—2013年吉林省主要農作物產量如表1所示。

由表1可以看到，吉林省主要農作物是玉米、水稻和大豆，尤其是玉米占有主要地位，而其他農作物產量較小。

東北三省農作物耕作條件類似，因此吉林省可比照黑龍江省、遼寧省確定不同農作物的谷草比系數，具體如下表2示。

根據谷草比系數可以估算出吉林省2004—2013年各年秸稈資源潛力，具體如表3所示。很明顯，吉林省農作物秸稈資源潛力一直是增加的，為吉林省農作物秸稈開發提供了豐富的資源儲備。

2 吉林省農作物秸稈資源利用狀況及潛力

2.1 吉林省農作物秸稈資源利用狀況

根據統計資料，吉林省2008—2014年秸稈綜合利用率如表4所示。

由表4可以看到，吉林省生物質秸稈資源利用率逐年提高，但仍處于較低水平，即使是2014年也沒有達到50%。2011年，吉林省玉米、水稻、大豆等作物秸稈用作農戶家庭炊飲燃料和直接廢棄燃燒等接近秸稈產量的2/3，用于還田與畜牧飼料的秸稈量占秸稈產量不到1/6，用于工業原料秸稈不足 l%。2013年，吉林省秸稈綜合利用率為35%，其中秸稈飼料僅為15.5%，約2/3的秸稈資源被用作農村生活燃料或廢棄焚燒；2014年吉林省可利用的秸稈資源直接用于農村生活燃料的占40%。很明顯，近幾年來吉林省秸稈資源直接用于農戶家庭燃料和廢棄燃燒一直占有較大比例。

2.2 吉林省農作物秸稈資源利用潛力

根據國務院《關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見》所設定的“到2015年秸稈綜合利用率超過80%”目標，結合吉林省政府公布的《吉林省發展生物質經濟實施方案的通知》，吉林省農作物秸稈資源利用目標為（綜合利用率達到80%以上）：轉化秸稈2600×104t，生物質資源替代石油1200×104t、煤炭1000×104t、玉米1300×104t，實現CO2、SO2替代減排為7000×104t、23×104t。2014年吉林省農作物秸稈綜合利用率僅不足43.5%，與目標80%以上相比，吉林省農作物秸稈資源綜合利用具有較大的利用潛力。

3 吉林省農作物秸稈資源能源化綜合利用模式及效果

農作物秸稈資源綜合利用方向很多，但是較為成熟的是秸稈能源化。因此，根據農作物秸稈資源利用技術的成熟性、技術推廣的便利性、吉林省農作物秸稈分布特點，我省資源能源化綜合利用方向主要有以下3個方面。

3.1 農作物秸稈發電

秸稈發電是較為成熟的秸稈資源化利用技術。根據吉林省秸稈資源分布特點，可以在吉林省中部地區縣（市）布置規模化秸稈發電。按照秸稈資源收集半徑，吉林省中部縣（市）可以布置總裝機規模約1000MW左右的秸稈發電廠，利用秸稈近700×104t。通過秸稈規模化發電，可以獲得發電量近55×108kwh，供熱量約為2000×104GJ，同時可以獲得有機肥原料（主要是秸稈灰）超過19×104t。

3.2 秸稈煤制造

秸稈固化為秸稈煤是秸稈非規模化利用最為有效的利用方向之一，只要秸稈資源密度處于平均水平左右即可進行秸稈固化加工布局。吉林省可以在西部地區縣（市）大量布局以自然村為單位的秸稈煤加工廠。在這些地區可以布局秸稈資源利用總規模超過100×104t的各類小型秸稈煤加工企業，可以生產各類秸稈煤（壓塊、顆粒等）約100×104t。

3.3 村級秸稈氣化制造

對于吉林省中東部，由于秸稈資源密度相對較低，布置村級秸稈氣化站具有較好發展前景。在吉林省中東部縣（市）可以自然村為單位布局秸稈氣化站，利用秸稈資源總規模約為50×104t，生產生物質氣約為8×108m3。

3.4 吉林省秸稈資源利用綜合效果

3.4.1 經濟效果

通過上述給出的秸稈資源能源化利用模式的實施，可直接給農民帶來收入超過25×108元，間接給農民帶來收入超過6.5×108元；替代化石能源超過250×104tce，可以有效緩解吉林省能源供求矛盾。同時，秸稈發電余熱既可以為鄉鎮居民進行冬季供熱，也可以為農業冬季大棚供熱，實現農業冬季生產，為農民增加收入提供一定的保障。

3.4.2 社會與環境效果

秸稈能源化利用可以有效促進社會就業率的提升。按秸稈發電總裝機規模1000MW估算，可以使整個產業鏈就業崗位增加近38000個；按秸稈固化總規模100×104t估算，在冬季可以臨時就地安排農民就業近300萬人次，在增加農民收入的同時有效解決了東北冬季農民勞動力閑置問題，并且對社會治安也起到穩定作用。

從環境角度看，農作物秸稈發電替代化石能源發電，可以替代減排CO2超過700×104t，顆粒物減少233×104t，秸稈固化減少顆粒物排放超過39×104t，秸稈氣化減少顆粒物排放接近18×104t；秸稈能源化副產品“草木灰”是優良的綠色鉀肥，可以替代我國鉀肥進口，降低農作物施肥成本、提升農作物品質、改善因施用化肥所導致的土壤結構；通過農戶直燃秸稈量的減少，可以大幅度改善農村空氣質量，降低村民呼吸道感染幾率，進而減少村民醫療費用支出。

4 結束語

挖掘豐富的農作物秸稈資源潛力對解決吉林省“三農”問題具有重要的意義。在微觀層面上，使農戶增收節支；改善農村生活環境、提升農民生活質量。在宏觀層面上，通過對化石能源的替代，可以減少CO2、顆粒物排放量，改善我省大氣質量；通過對化肥的替代，可以提升農產品質量，改善土壤品質；可以增加農村剩余勞動力就業崗位，促進縣域城鎮化進程。

作者簡介：郗偉東（1964-），男，滿族，吉林省吉林市人，教授，博士；研究方向：生物質能源利用。