鄉村振興戰略背景下農業廢棄物利用典型模式分析

黃禹銘 陳利洪 唐甜 胡明航 高凱

摘 要：農業廢棄物的處理和利用是鄉村振興戰略的重要組成部分。以徐州市馬莊模式為例，運用SWOT分析法對該模式進行分析和比較。結果顯示，馬莊模式具有技術先進、持續供氣、安裝和使用費用低等優點，但其經濟效益也往往受到用戶規模的明顯制約。當前，我國大部分地區正在大力推動的農村集中居住，勢必會影響和改變農村農業廢棄物的原有利用及管理模式。作為市場化運作的馬莊模式，在村鎮一級農業廢棄物集中利用層面具有典型性特點，其模式可以為蘇北乃至周邊魯南、皖北和豫東地區提供較強的示范作用和有價值的參考。

關鍵詞：鄉村振興戰略;農業廢棄物;馬莊模式;SWOT分析法

中圖分類號：F323 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ?文章編號：1673-291X（2019）19-0026-03

引言

最初，我國農業廢棄物的綜合利用研究主要是針對農業秸稈的固化技術、炭化技術和熱解產物的回收等。隨后，結合沼氣生產的農業廢棄物綜合利用研究也逐漸被重視。理論上我國年生物質資源約為50億噸標準煤，是我國總能耗的4倍左右[1]。巨量的生物質資源量意味著在其利用過程中會產生大量殘留物。孫永明等認為，每年我國將產生農作物秸稈約7億噸，畜禽糞便約26億噸[2]。預計從當前到2030年，我國的農業廢棄物總量還將持續增加[3]。農業廢棄物中畜禽糞便主要用于沼氣生產、堆肥等，農作物秸稈主要用于農村生活能源、飼料、還田、食用菌基料等[4]。由于我國各地自然條件和資源稟賦差異很大，形成了不同的種養循環利用模式[5]?；谡託馍a的農業廢棄物利用是當前我國農業廢棄物最重要的利用方式。戶用沼氣和大型沼氣工程在我國各領域的研究已較多，但村鎮一級的沼氣工程研究較少，尤其鮮見針對市場化運營的村鎮一級的農業廢棄物沼氣工程的研究。

2018年初我國出臺了《中共中央國務院關于實施鄉村振興戰略的意見》。鄉村振興戰略主要是滿足人民日益增長的對美好生活的訴求[6]，其目標在于農民生活富裕[7]。在這樣的訴求下，農村農業廢棄物和生活污染被認為是實施鄉村振興戰略需要解決的重要的深層次矛盾之一[8]。與此呼應，我國實施鄉村振興戰略的意見中明確指出我國“農村環境和生態問題比較突出”，要實現“廢棄物資源化、產業模式生態化”、要推進“畜禽糞污處理、農作物秸稈綜合利用”以及“推進農村可再生能源開發利用”等?？梢姡r業廢棄物的處理和利用是鄉村振興戰略的重要組成部分。

推動農村集中居住通常被認為是凝聚鄉村振興動能，踐行鄉村振興戰略的重要途徑。當前及未來很長一段時間，我國大部分地區都將大力推動農村集中居住建設。農村集中居住的快速推進勢必會影響和改變農村農業廢棄物的原有利用和管理模式。當前，徐州市馬莊模式由于采用了新的技術，是我國村鎮一級農業廢棄物處理和利用模式的代表。2018年十九大后習近平主席的首次調研就到了徐州市馬莊村，這是對該村各方面建設效果的肯定。本文將就徐州市馬莊模式進行分析，該模式對蘇北乃至周邊魯南、皖北和豫東地區或有較強的示范作用和推廣價值。

一、研究區概況和研究方法

（一）研究區概況

馬莊村隸屬于江蘇省徐州市賈汪區潘安湖街道辦事處，地處徐州市東郊25公里處，現有人口2 343人，有6個村民小組;耕地面積4 100畝，主要種植小麥和玉米;全村年出欄生豬約2 000頭，肉牛300頭[9]。每年該村會產生大量農作物秸稈及畜禽糞便，為保護環境并為村民提供清潔能源，該村聯合徐州環能生態技術有限公司建設了以秸稈為主要原料的沼氣工程。

（二）研究方法

1.實地調研法。本研究于2018年7月對馬莊村二期沼氣利用工程進行了實地調研，主要包括馬莊村概況、沼氣工程占地面積、建設成本、運用成本、產氣量、出料率、成品沼氣單價、村民沼氣入戶費、人工管理費用、技術人員數量等。

2.SWOT分析。本研究主要運用SWOT分析法對馬莊村二期沼氣工程內部優勢、劣勢以及所面臨的機會、威脅進行比較和分析。

二、研究結果

（一）工程概況

馬莊村二期沼氣工程于2013年12月施工，2014年5月20日供氣，建成厭氧發酵罐500m3、日光溫室300m3、濕式儲氣柜500m3、秸稈庫150m3，管道集中供氣300戶，鋪設輸氣管道約5 800m[9]。2013年12月，馬莊村二期秸稈、廢棄物、太陽能高效利用沼氣與穩定可靠供氣技術示范工程榮獲中華人民共和國科技部、中華人民共和國住建部“十二五”國家科技支撐計劃課題“村鎮建筑低品位能利用關鍵技術研究與工程示范”。

馬莊模式利用的原材料為農作物秸稈。秸稈經過粉碎后即進入沼氣池發酵。與傳統人工進料相比，馬莊模式采用機械泵自動進行進料，進料量恒定，操作方式簡單，具有省時省力的優點。秸稈發酵后的沼氣一部分作為商品通過管道網為村民提供生活燃氣，一部分用作發電供沼氣站使用。該模式采用半干式發酵技術，因此產生的幾乎都是固體沼渣。沼渣作為肥料還田，其生產的有機農產品可以提高當地農戶的經濟收入。

（二）SWOT分析

1.內部優勢分析。一是采用半干式發酵技術，優點顯著。沼氣生產過程中的殘留物一般有沼渣和沼液。沼液中含有較為豐富的營養物質，因此沼液通常被認為是較優良的農業肥料。但是，不少研究也證明沼液中含有重金屬和其他一些有害物質，使用不當會成為潛在污染源[10]。此外，對于大型沼氣工程而言，沼液的存儲需要占用大量的農地，沼液還田過程中還存在含水量大、運輸成本高等問題。根據發酵原料干物質含量的不同，沼氣技術可分為濕法發酵和干法發酵兩類。相比于濕法發酵，干法發酵具有需水量低，產生沼液少，物料適應范圍廣，基本上實現污染物零排放等優點。因此，沼氣干法發酵技術越來越受到業界的重視。馬莊模式即采用了不產沼液的半干式沼氣發酵技術，秸稈經過沼氣發酵后形成濃度在60%～70%的半干式固體沼渣，可以直接用作農肥。沼氣發酵過程中不會產生沼液，很好地解決了沼氣發酵后的沼液的儲存、運輸和污染問題。二是太陽能增溫確保冬季持續供氣。馬莊模式采用太陽能增溫和保溫技術，通過在沼氣罐鋼板上噴涂太陽能材料，使其具有高效吸熱、節能環保的特點。同時，在沼氣池外建造光溫室，促進了產氣量增加，保證了馬莊村村民冬季的用氣需求，解決了沼氣池冬季不產氣和不能持續穩定供氣的難題。三是安裝及使用費用低。相較于灌裝液化氣，馬莊模式生產的商品沼氣的費用會便宜33%～50%;相較于天然氣入戶費高達2 900元/戶，該模式下的沼氣入戶費只要700元/戶，極大地減輕了農戶的經濟壓力。調研數據統計，該村平均每戶每月用氣為19.1m3，按照沼氣售價每1.6元/m3，每戶月均燃氣花費僅為30元左右。

2.內部劣勢分析。首先，成本問題。以100戶沼氣項目為例，總投資89萬元，其中省里補貼資金61萬元，剩余的由開發公司自己出資。每年的運行成本往往高于商品氣的收入。用戶規模成為制約該模式的主要經濟因素。根據評估，一般800戶左右的用戶規?？梢暂^好地支撐村級一級的沼氣工程進行完全市場化的運作。馬莊沼氣工程總共有300戶用氣戶，在夏季可以達到盈虧平衡，冬季會略虧損。因此，成本問題是制約馬莊模式的重要因素，戶用規模的提高會顯著改善這一問題。其次，臥式儲氣罐占地增加。由于采用了臥式太陽能模式，意味著該模式相較立式太陽能模式將占用更多的土地。同時與普通立罐式沼氣池比較，臥式沼氣池最大只能到5 000m3，單體規模受到限制。因此，臥式儲氣罐適較合于村鎮一級規模的沼氣工程。

3.外部機會分析。首先，鄉村振興戰略的實施。我國實施鄉村振興戰略的意見中明確指出我國“農村環境和生態問題比較突出”，要實現“廢棄物資源化、產業模式生態化”，要推進“畜禽糞污處理、農作物秸稈綜合利用”，以及“推進農村可再生能源開發利用”等?？梢?，農業廢棄物的處理和利用是鄉村振興的重要組成部分。其次，全球范圍內的減污、減排。沼氣經凈化和提純得到的“生物天然氣”其性能與化石能源天然氣沒有任何區別，可直接注入天然氣管網，也可高密度壓縮或液化，沼氣也被認為是所有現代能源中獨一無二的溫室氣體負凈排放能源[11]。使用秸稈進行沼氣發酵，可以避免秸稈的直接燃燒進而污染環境。由于居民集中居住，每天會產生大量的餐廚垃圾以及糞便，而這些所謂的“廢物”也正是沼氣發酵的原料。在秸稈枯竭期，馬莊模式還可以利用人畜糞便進行沼氣發酵。同時，利用這些廢棄物發酵，可以很好解決排污問題，并促使鄉村環境衛生條件得到極大改善。最后，有機肥料與有機食品的訴求。當前我國經濟飛速發展，人民生活水平顯著提高，人們已經不再滿足過去吃飽的要求，而更多的是關注食品的安全問題，也愿意花更高的價錢去購買沒有施用農藥、激素的糧食及蔬菜。沼渣含有大量的有機質和植物生長所需的營養元素，是優質的有機質肥料，其所含有的微量生長素、水解酶、腐殖酸、B族維生素及有益菌素活性物質可對農作物起到抗病殺菌的作用，防止病害和蟲害的發生[12]。農作物施用沼渣后，產量和品質都有很大的提高。由于生產過程中并沒有施用任何化肥、農藥，所生產的瓜果蔬菜既是無污染的有機產品，又能有效促進農民增收。

4.外部威脅分析。調研發現，該沼氣項目的用地性質屬于建設用地，這意味著對沼氣工程的發展有很大的限制。我國有著嚴格的耕地保護政策，如果在耕地上建設沼氣工程，會被認為影響到糧食安全。國土資源部、農業部《關于進一步支持設施農業健康發展的通知》對設施農用地范圍做了進一步的明確界定：將設施農用地具體劃分為生產設施用地、附屬設施用地以及配套設施用地。其中，附屬設施用地是指直接用于設施農業項目的輔助生產的設施用地，包括設施農業生產中必須配套的畜禽養殖糞便、污水等廢棄物收集、存儲、處理等環保設施用地，生物質（有機）肥料生產設施用地。雖然有政策文件，但是各地各級政府的執行具體執行差異很大。相關部門對沼氣工程用地性質沒有做出明確規定，在實際應用中成為困擾和制約其建設的一大瓶頸[13]。

三、討論

第一，鄉村振興戰略背景對我國農業廢棄物利用提出了新的要求。盡管農業廢棄物的利用多樣化，但結合沼氣生產的農業廢棄物綜合利用仍是農業廢棄物最重要的用途。當前我國農業廢棄物沼氣仍然以戶用沼氣為主，結合畜禽養殖業的大型沼氣工程如北京德青源和山東民和牧業等也廣受關注。目前的形勢變化在于：推動農村集中居住通常被認為是凝聚鄉村振興動能，踐行鄉村振興戰略的重要途徑。當前及未來很長一段時間，我國大部分地區都將大力推動農村的集中居住建設。農村集中居住的快速推進勢必會影響和改變農村農業廢棄物的原有利用和管理模式。在當前和未來實施鄉村振興戰略、推動農村集中居住的背景下，順勢調整我國農村農業廢棄物利用模式已是最佳時機。目前，鮮見村鎮一級的市場化運作的農業廢棄物利用模式的報道。因此，村鎮一級的馬莊模式的運作應該得到重視，也是對國家鄉村振興戰略的響應。

第二，馬莊模式的推廣性。馬莊模式定位于村鎮一級的市場化運作的農業廢棄物集中利用模式，其與戶用沼氣與大型沼氣工程有著較大的不同。在戶用沼氣層面，目前我國戶用沼氣的總產量占到全國沼氣總產量的八成以上，但由于廢棄率高、規模小、利用安全等問題的影響我國戶用沼氣發展已經陷入困境并呈現總產量和比重逐年下降的趨勢[14];在大型沼氣工程層面，該類型的沼氣工程一般都結合畜禽養殖業進行生產，由于在養殖鏈端就能夠獲得較為豐厚的利潤，而作為生產鏈后端的沼氣工程主要目的在于減污，減排，因此即使沼氣工程經濟效益不佳也不影響企業的正常運轉，其最大的缺點在于對地理位置有很高的要求導致布點嚴重受限，加之較高的資金和技術投入也限制了其發展;在村鎮一級廢棄物利用層面，該模式可以避免戶用沼氣使用中的諸多問題，布點選擇上也非常靈活，盡管社會效益顯著，但由于單純處理農業廢棄物使其經濟效益往往受到用戶規模的制約。馬莊模式作為市場化運作的村鎮一級農業廢棄物沼氣工程，其半干式發酵技術解決了沼液二次污染問題，太陽能發酵技術解決了冬天供氣的難題，但其市場化運作也受到經濟效益的制約。沼氣作為生物能源產品還具有公益性屬性，其發展應該走市場化發展道路[15]。因此，未來走市場化道路的沼氣利用工程將成為主流發展方向。村鎮一級的農業廢棄物利用關系到廣大農村居民的生存環境和生活質量，如何在資金和政策層面加以扶持是必須認真考慮的問題。

四、結論和展望

農業廢棄物的處理和利用是鄉村振興戰略的重要組成部分。鄉村振興戰略背景下，農村集中居住的快速推進勢必會影響和改變農村農業廢棄物的原有利用和管理模式。馬莊模式作為典型的村鎮一級農業廢棄物利用模式，具有技術先進、持續供氣、安裝和使用費用低等優點，但其經濟效益也往往受到用戶規模的明顯制約。

農業廢棄物的處理和利用關系到廣大農村居民的生存環境和生活質量，更關系到鄉村振興戰略的實施效果。推動村鎮一級的農業廢棄物集中利用是大勢所趨，未來如何推動和加強對村鎮一級沼氣工程的政策和資金的扶持，促進其市場化運作是一個非常重要的問題。

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[責任編輯 吳高君]