哈爾濱地區秸稈燃燒環境經濟損益分析

張寧寧，劉碩

（哈爾濱師范大學，黑龍江哈爾濱150000）

1 國內外秸稈綜合利用方式

我國是農業大國，也是秸稈生產大國，秸稈是農作物的副產品，是工農業生產的重要生產資源，我國現階段農業和農村經濟發展的一項重大課題是加強農作物秸桿還田和綜合利用及轉化增值。 黑龍江省是我國十三大糧食主產區之一，秸稈產量也居于前列。目前我國的秸稈利用主要有[1]秸稈發電、作飼料、還田、制酒精、制沼氣、制基質、作為建材、輕工和紡織原料及編制工藝品等。

秸稈利用問題國內外都存在。丹麥是目前公認的秸稈利用最為成功的國家，澳大利亞的秸稈是奶牛的主要食物，日本秸稈的主要處理方式是還田和喂養家畜。

2 哈爾濱地區秸稈利用現狀及存在問題

哈爾濱市是我國商品糧生產地之一，其緯度高，冬季寒冷漫長，所以秸稈腐爛和發酵慢，秸稈還田并不是一個綜合利用的好辦法，一般處理方式是就地焚燒。哈爾濱市的秸稈主要來自于玉米、大豆、水稻等作物，查閱黑龍江統計年鑒計算得出2018年產生的秸稈量為1.15×1010kg。現階段哈爾濱市秸稈主要用于家畜飼料或生活燃料，還田[2]僅占少部分，其余被燃燒或廢棄。新的利用方式有能源化、飼料化、基料化和原料化，但高效綜合利用仍存在以下問題：（1）收購、存儲和運輸成本高，難度大；（2）收購價格過低，沒有吸引力，群眾對秸稈帶來的效益認識不足；（3）配套機械不足，投資回報周期長。

3 秸稈燃燒污染量分析

哈爾濱市種植的主要農作物為玉米、大豆和水稻，查閱黑龍江統計年鑒計算得出2017年和2018年產生的秸稈量分別為1.14×1010kg 和1.15×1010kg。

研究表明，玉米和水稻的燃燒產物不同，但都含CO、CO2、NOX 和粉塵，煤炭燃燒產生的污染物有CO、CO2、SO2、NOX 和粉塵，所以這里將秸稈燃燒釋放的總熱值代換為可以釋放相同熱量的標準煤來進行相關的經濟效益分析。

為方便計算，將水稻和玉米秸稈燃燒過程中產生的一氧化碳全部換算成二氧化碳來計算。據研究數據顯示，1 t 秸稈燃燒產生的能量相當于0.5 t 標準煤，若2018年秸稈全部燃燒，要產生同量的熱值所需標準煤為5.75×106t。根據以上數據計算可得，5.75×106t 標準煤燃燒產生的二氧化碳為1.5×108kg，產生的氮氧化物為4.3×107kg，二氧化硫為4.9×107kg。但產生相同熱值所需燃燒秸稈產生的二氧化碳為2.37×1010kg，氮氧化物為3.86×107kg。

4 禁止燃燒前后空氣質量對比分析

《哈爾濱市2018年秋—2019年春禁止秸稈露天焚燒工作方案》出臺后，實行全域禁止露天焚燒秸稈，重點禁燒階段為2018年9月15日—2018年12月10日和2019年3月10日。從相關空氣指標來看，空氣質量較禁燒前有明顯改善。

空氣質量指數分級計算參考標準是GB 3095—2012《環境空氣質量標準》，參與評價的污染物為SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO 和O3等，對其進行相關性分析可知，PM2.5，PM10，CO，NO2對空氣質量的影響最為顯著。

玉米和水稻燃燒的PM2.5排放因子分別為1 082.8 mg/kg 和12 950 mg/kg[3]。PM10的秸稈焚燒排放因子為11 700 mg/kg[4]。

由于禁燒政策的實施，2018年11月空氣質量有所提升，與空氣質量相關性較強的指標均有所好轉。

5 經濟效益分析

秸稈燃燒產生的二氧化碳量遠高于標準煤的量，為更方便的計算其經濟效益，將燃燒標準煤產生同樣數量二氧化碳時所需的標準煤的數量來計算，二氧化硫和氮氧化物的計算方法同理。中國工業行業平均二氧化碳影子價格[5]為5 480 元/t，若上述二氧化碳全部被捕捉且按照二氧化碳的平均影子價格處理，花費為8 480×105元。

標準煤燃燒產生的氣體污染物中除了二氧化碳，排在第二位的是二氧化硫，在此次折算中，二氧化硫的量為4.9×107kg，二氧化硫的治理成本[6]是3.3 元/kg，結合二氧化硫的排污收費價格，其治理費用為16.17×107元/kg，全部排放時需要繳納的金額是6.174×107元。二氧化硫的治理手段分為物理和化學兩種[7]，物理方法中包括干式吸附法、膜分離法和溶劑吸收法等，干式吸收法中會包含一些化學反應。在眾多脫硫技術中應用最多的是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術[8]。煙氣脫硫（FGD）技術種類繁多，根據產物能否資源化回收分為拋棄法和回收法，占比重較高的是回收法，約占85%以上[9]。回收法在減少二氧化硫對環境污染的同時也帶來一定的經濟效益。

氮氧化物的量為4.3×107kg，結合氮氧化物的環境保護征收稅，排放4.3×107kg 的氮氧化物共需繳納4.52×107元。氮氧化物的減排分為燃燒中控制和燃燒后控制，這里討論燃燒后控制。常用的燃燒后控制技術有選擇性催化還原技術（SCR）和選擇性非氧化還原（SNCR），兩者相比較而言，SNCR 技術投資費用和運行費用比SCR 技術低，但達到超低排放控制要求會比較困難。

2018年哈爾濱市玉米和大豆產生的秸稈若全部燃燒大約需要繳納排污費9.6×108元。日前，哈爾濱市呼蘭區正在建設總投資為14 億元、年產30 萬t 纖維素乙醇的項目，目前有20 個原料庫已建成，每個庫可存儲2 萬t 玉米秸稈。按當年糧食價格及產量計算，產生的經濟效益為117.229 億元。

按照2018年哈爾濱市民用天然氣價格計算，華潤集團僅靠產生的天然氣可獲利1 120 萬元，按照0.68 元/kW·h 來計算，收益為1 088 萬元。預計建成后靠產天然氣和發電每年可獲利2 208 萬元。

哈爾濱市其他地區針對秸稈問題也采取了相應的措施，且市財政局爭取上級財政2018年秸稈綜合利用補貼資金2.78 億元，全市整體秸稈綜合利用補貼資金達3.48 億元。這些生物質項目的總投資為139.1 億元，年收益為540.274 8 億元。

秸稈生物質處理帶來的收益遠高于投資，約為投資的4 倍。

表1數據顯示了秸稈生物質處理的優勢，生物質處理效益高，污染少。由于查閱資料有限，此處計算未將項目運營的人力成本和后期維修成本計入。

表1 秸稈燃燒和生物質處理收益對比表

假設這些項目同時運營，年凈收益為401.174 8 億元。若二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的非生物質處理設施同時啟用，且按照最低排放標準來排放，不僅技術要求難以達到，設備的運行和折舊成本也較高。

6 總結

經可查閱到的數據對比可得，秸稈經生物質利用帶來的效益遠高于設備的運營和投資的成本，污染氣體排放后經專業處理技術和設備投資效益較低，而且會帶來不同程度的二次污染。秸稈經生物質處理后，資源轉化率在90%以上，在帶來巨大經濟效益的同時，也使環境質量有較大提升。經上述計算得，生物質利用帶來的效益約為直接燃燒所需繳納費用的400 多倍，技術相對成熟，就經濟效益和環境的可持續發展來說，秸稈的生物質利用是首選。