“雙改”背景下河南省食用菌產業制棒生產現狀與分析

王安建，劉麗娜，李順峰，路風銀

（河南省農業科學院農副產品加工研究中心 鄭州 450002）

中國是全球食用菌產量第一大國，占世界總產量的70%以上。由于食用菌產業具有“短、平、快”的特色，各地都將食用菌產業作為區域經濟調整、精準扶貧和鄉村振興的重要產業。全國832 個貧困縣全部摘帽，其中有70%～80%的貧困縣發展了規模不等的食用菌產業。2020 年4 月習近平總書記在陜西柞水縣考察脫貧攻堅情況時，就點贊了“小木耳，大產業”。由于食用菌制棒滅菌生產分散，點多面廣，很多企業都缺乏污染防治設施，直燃直排，已成為影響產地環境空氣質量的突出問題之一。近年來，隨著大氣污染防治壓力持續加大，相關環境保護法律法規和大氣污染防治產業政策的要求越來越嚴格，食用菌產業面臨著較大的減排、清潔生產水平提升等壓力。

河南省食用菌產量和產值多年來一直位居全國第一，已經成為全省促進農民增收、農業增效、農村繁榮和加快現代農業發展的重要支柱產業，在鄉村振興中發揮著重要作用。根據中國食用菌協會統計，2020 年河南省食用菌總產量為561.85 萬t，其中，香菇365.08 萬t，是栽培量最大的品種。全省食用菌各類品種折合袋數超過50 億袋，是全國第一食用菌大省，食用菌生產過程中制棒滅菌環節散煤污染問題已成為河南省大氣污染治理的短板弱項。為了調整優化農業能源結構，加快推進農業散煤替代，2020 年10 月河南省污染防治攻堅辦印發了《關于支持全省食用菌企業“雙改”工作的實施意見》（豫環攻堅辦[2020]44 號），文件中明確提出要加快推進食用菌滅菌環節使用散煤改為電力或天然氣的“雙改”工作。通過削減散煤用量，推動新舊能源轉換，對食用菌制棒滅菌環節的大氣污染進行有效的防治和管控，促進全省食用菌產業轉型升級、提質增效。這對全國食用菌行業起著示范引領作用。筆者通過調查分析，闡述了“雙改”背景下河南省食用菌產業制棒生產的現狀，分析了制棒生產“雙改”后的效益，探討了“雙改”工作中存在的問題并提出相應的對策，對促進河南省食用菌產業綠色、環保、高質量發展具有重要意義。

1 河南省食用菌產業制棒生產現狀

1.1 食用菌制棒生產基本概況

河南省食用菌產業發展特點突出，品種特色優勢明顯，區域特色集群優勢已經形成，全省已經形成了西峽香菇、泌陽花菇、輝縣平菇等一批全國知名的食用菌產業基地。食用菌產業發展進入省級戰略，食用菌成為“四優四化”支持產業。制棒滅菌是食用菌栽培中必不可少且非常重要的環節，“雙改”前河南省食用菌產業年生產滅菌用煤達140 萬t，90%菌棒滅菌的蒸汽來自散煤燃燒，“雙改”開始后，各地市按照“政府引導、財政扶持、企業主體、多措并舉、梯次推進”的原則，在確保“菇農利益不受損、產業發展不萎縮、產品質量不降低、替代措施可持續”的前提下，探索差異化“雙改”方案，做到“應改盡改”，努力實現減污降碳協同共進。目前，河南省食用菌制棒滅菌生產單元數量眾多，根據河南省食用菌協會報道，單個生產單元年生產20 萬袋以上的占整個產業的60%以上，以農民專業合作社為主。農民專業合作社所用滅菌能源種類多樣，有生物質、醇基油、燃氣和電等，以燃氣、電為主，占比達到82.8%，用煤做燃料的已寥寥無幾。滅菌所用鍋爐噸位多為小蒸噸（≤2 t·h），占比達到91%，其中小于2 蒸噸鍋爐最多，占比達到58%（圖1）。

圖1 食用菌制棒生產情況及數量占比

1.2 食用菌制棒生產使用設備情況

滅菌設備對制棒生產操作極為重要，食用菌滅菌設備主要包括滅菌鍋和滅菌器。食用菌滅菌環節普遍使用的各類型設備成本情況見表1，設備類型不同，具體設備配制也不同，所需的數量和單價也不同。電加熱設備需改電網增加變壓器，一體化滅菌鍋不需另外購置滅菌柜；液化天然氣如直接使用管道氣，則不用投入儲氣罐，但需增加開戶費8 萬～10 萬元；醇基油設備所用醇基油屬于危化品，產品種類繁多，品質難以保證；生物質氣化設備一次性投資大，但運營成本低；燃煤鍋爐設備投資小，環保達標成本高。各類型滅菌設備有各自相對應的滅菌程序，使用時對安全、滅菌時間要求都不同。總體來看，采用“雙改”支持的電、燃氣前期設備投資比煤大，但環保達標成本最低。

表1 各類型設備成本

食用菌滅菌環節常用滅菌器包括簡易滅菌大帳和滅菌柜。簡易滅菌大帳一般配合簡易滅菌筐使用，主要用于常壓滅菌，其造價低，易于制作，主要是食用菌種植散戶使用。但由于其密封性和保溫性能欠佳，常四處漏氣，帳內四處蒸汽不均勻，為了達到較好的滅菌效果而延長滅菌時間，滅菌時間一般在30 h 以上。盡管延長了滅菌時間，但壞袋率依然很高，有的可高達15%。并且由于滅菌時間長，蒸汽未被充分利用而造成能源浪費。食用菌企業多采用滅菌柜生產菌棒，滅菌柜常用的有常壓滅菌柜和高壓滅菌柜。常壓滅菌柜雖然密封性和保溫性能較好，但仍存在柜內蒸汽不均勻現象。而高壓滅菌柜配有抽真空系統，加速了氣體的交換，柜內壓力和溫度達到預設溫度的時間大大縮短，且柜內蒸汽不均勻問題得到解決，滅菌時間縮短。高壓滅菌柜雖一次投入大，但滅菌效率高、時間短、效果好。因此，在條件允許情況下，推薦使用高壓滅菌柜。

1.3 食用菌制棒生產廢氣排放情況

“雙改”前河南省食用菌產業90%菌棒生產滅菌的蒸汽來自散煤燃燒，點多面廣，直燃直排，且無任何污染防治設施，其排放產生了二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等大量污染物。以香菇產業為例，據測算全省香菇生產滅菌用煤約80 萬t，如果用無煙煤，二氧化硫排放將達到330.0 萬～395.0 萬kg，氮氧化物排放將達到72.6 萬～86.9 萬kg，一氧化碳排放將達到4 613.4 萬～5 522.1 萬kg；如果用煙煤，二氧化硫排放將達到488.4 萬～584.6 萬kg，氮氧化物排放將達到105.6 萬～126.4 萬kg，一氧化碳排放將達到9 246.6 萬～11 067.9 萬kg，嚴重污染大氣環境。“雙改”開始后，食用菌制棒企業逐漸改為電力或天然氣等能源。目前，河南省食用菌企業滅菌所用鍋爐種類眾多，不同爐型的鍋爐煙氣排放物質濃度相差較大。由于采用鍋爐蒸噸較小（≤2 t·h），較少在質監部門備案，目前環保部門缺乏對食用菌制棒滅菌環節廢氣的常規監測，對食用菌制棒滅菌環節的監控和管理力度不夠。

食用菌種植散戶自制棒滅菌一般是采用常壓滅菌灶，無任何污染防治措施而進行直排；食用菌企業制棒生產多采用各類型蒸汽鍋爐，燃煤鍋爐、燃生物質鍋爐一般都配有尾氣強制噴淋裝置，經處理后燃燒尾氣呈無色或白色排入環境中；燃油鍋爐一般帶有濕式水膜除塵設施，燃氣鍋爐多采用低氮燃燒機，燃油（氣）鍋爐燃燒后均不產生燃料灰渣，故無需排渣設施。大型企業如盧氏縣德海菌業有限公司、河南金海生物科技有限公司年產菌棒均在1000 萬袋以上，使用的是4 t、10 t 燃氣鍋爐，且配有低氮燃燒機。燃煤鍋爐在實際運行中，外排廢氣污染物濃度較高，燃生物質鍋爐、燃油（氣）的廢氣排放情況跟燃料密切相關。各類型鍋爐的廢氣檢測數據顯示（表2），只有燃氣鍋爐的廢氣能達到國家標準GB 13271—2014《鍋爐大氣污染物排放標準》、河南省地標DB 41/2089—2021《鍋爐大氣污染物排放標準》的排放限值要求。

表2 各類型鍋爐廢氣排放檢測結果

2 河南省食用菌產業制棒生產“雙改”后效益分析

2.1 成本效益分析

根據“雙改”要求，污染嚴重的燃煤鍋爐要改造為熱效率更高的燃氣鍋爐和電鍋爐，要推行環保鍋爐和高效滅菌新方式，變傳統污染為清潔化能源生產。經過多個產季的生產實踐，高效滅菌新方式日趨成熟，改造升級的成效逐步顯現。目前，食用菌制棒滅菌采用的技術是濕熱滅菌法，生產模式是采用滅菌鍋爐和滅菌器配合使用，不同設備滅菌效果差異較大，能源結構和生產方式的改進所產生的滅菌成本也大不相同，以“雙改”前后普遍使用的滅菌方式做成本對比（滅菌量9000 袋計）。“雙改”前，傳統以煤做燃料的滅菌灶上溫慢、耗時長、勞動強度大，用工成本高，消耗能源多并且滅菌效果常不穩定。“雙改”后新法滅菌用工成本低，熱效率高，滅菌時間縮短一半，滅菌環節壞袋率一般不超過3%（表3），滅菌效果好，有利于提升食用菌生產標準化水平。此外，滅菌時間過長，也會造成營養流失，對食用菌后期產量、質量產生不利的影響。而采用新法滅菌可有效避免這些問題的發生，后期隱性效益完全可彌補滅菌成本增加部分。

表3 滅菌成本對比

2.2 節能減排效益分析

食用菌產業制棒滅菌環節歸根到底靠的是鍋爐燃燒，鍋爐作為一種能量轉換設備，可使用的燃料有很多種，不同種類的燃料組成不同、燃燒方式不同，產生的廢氣污染物質的成分和量也就不同。有研究從環境經濟學角度，對一般常用的小型燃煤鍋爐與燃氣鍋爐產生的污染物進行了比較，以7.0 MW 鍋爐為例，使用燃煤的鍋爐煤的顆粒物產污量約為26.00 kg·t，二氧化硫的排污量約為16.00 kg·t；使用天然氣的鍋爐燃料的顆粒物產污量約為0.22 kg·t，二氧化硫的排污量約為2.60 kg·t，燃氣鍋爐比燃煤鍋爐產生的污染物要少93.3%；很明顯燃氣鍋爐的大氣污染物產生量較少。天然氣是目前世界上最清潔的燃料，1 m天然氣的熱值約為33 480 kJ，它燃燒充分，產生的顆粒物、二氧化硫等污染物比燃煤少得多。此外，電鍋爐是采用電阻、電磁或電蒸汽發生器來產生蒸汽的一種鍋爐，這種鍋爐產蒸汽快，無煙囪，在工作過程中無廢氣和固體顆粒物排放。因此，“雙改”優先推薦使用電、氣。以“雙改”前后普遍使用的滅菌方式進行能源消耗和排污情況對比（表4～5），顯而易見，食用菌制棒滅菌環節采用電、氣后，能源消耗量比用煤折標煤量明顯減少，分別降低了59.98%和33.36%；用電無廢氣排放，用氣可降低廢氣排放量47.62%，減排效果明顯。若以全省食用菌各類品種折合袋數超過50 億袋計，則用電、用氣節能減排效益顯著。

表4 用煤、電、氣能源消耗量對比

表5 用煤、電、氣排廢氣情況對比

3 河南省食用菌產業制棒生產“雙改”中存在的問題與對策分析

3.1 食用菌生產者大氣污染防治意識淡薄，應強化宣傳引導

食用菌屬于勞動密集型產業，由于生產門檻低，相關從業人員眾多，水平參差不齊，農民專業合作社生產居多，同時為了規避日益增長的人工成本，在制棒環節多數農戶提供原材料由制棒點代工生產，之后對料棒進行自行滅菌處理。多數農民專業合作社在滅菌環節技術水平低、滅菌不徹底，大氣污染防治意識淡薄，造成大量能源浪費的同時也造成了大氣污染。要改變這一現狀，就要強化宣傳引導，有關部門要堅持正確的輿論導向，通過多種新聞媒介形式，運用喜聞樂見、簡單易懂的方式，大力宣傳大氣污染防治相關法律法規及政策、使用散煤的危害等，提高全社會對大氣污染防治工作的認知度、接受度和參與度，營造良好輿論氛圍。同時，應加快推進集中制棒分散出菇模式，以便制棒滅菌環節技術水平提升，降低污染和能耗，以及壞袋率[17]。

3.2 “雙改”清潔能源保障工作做得不夠，要從源頭控制污染

食用菌菌棒加工集中在每年的9—12 月，正值秋冬季大氣污染防治綜合治理重點時段，給大氣污染治理造成了很大壓力。鍋爐大氣污染物的排放與燃料品質密切相關，因此，食用菌“雙改”要求使用清潔能源電或氣。而食用菌生產企業大都位置偏僻，位于山區，一方面無天然氣管道或天然氣只通到縣城主城區，而對縣域所轄鄉鎮及自然村則基本無天然氣管道，且山區坡多路險，罐裝燃氣運輸難度大，尤其是食用菌制棒集中期主要在冬季，再加上冰雪對道路的影響，燃氣運輸更是難上加難。同時，氣價不穩定也是造成改氣難的一個主要因素，對于食用菌生產企業來說，夏季用氣量較少，氣價相對較便宜，而在生產旺季冬季，氣價較高，并且為了保障基本民生，往往會無氣可用。另一方面改電一般要求變壓器在1000 kW 以上，且須有相應的配套電網，電網改造、架設電線、變壓器購置等費用政府補貼較少，大部分需由用電單位承擔，投資比較大，改電也存在一定難度。因此，要研究制定支持食用菌企業“雙改”工作的相關政策，電力部門要落實配套電網建設，燃氣管網鋪設單位要加快天然氣管網鋪設進程，在清潔能源價格、供應方面給予長期穩定的支持，加強清潔能源運行調度，做好清潔能源保障工作。同時，要持續做好散煤治理，加大煤炭產銷用環節監管力度，從源頭著手控制污染。

3.3 食用菌制棒生產過程管理不夠規范，需要精細化標準化

食用菌制棒滅菌時利用熱蒸汽對培養料進行加熱，并在一定溫度下保持一定時間，從而達到殺滅不利于食用菌生長的微生物的目的。在實際生產中，菇農普遍采用可移動常壓蒸汽發生爐為通入式滅菌，這種方式由于滅菌時是塑膜包裹，沒有倉容的限制，再加上許多菇農為圖省事，任意加大滅菌數量、拉長滅菌時間，使料棒滅菌超量超時，這種不規范的滅菌行為，易造成燃料浪費，增加大氣污染物排放。此外，為了確保食用菌制棒企業生產設備和廢氣治理設施穩定可靠運行，要求必須加強企業的環境管理，要求企業生產管理人員按照設備設施管理辦法和操作規程運行維護。食用菌制棒滅菌生產需要精細化標準化的過程管理來提高滅菌行為的規范性，這就需要相關部門及行業協會加強技術研討交流，加大清潔生產技術培訓，同時加強相關標準的制定，為食用菌產業控排減排、清潔化生產提供技術保障。

4 結 語

河南省在推進食用菌產業制棒生產“雙改”方面開展了大量積極有效的工作，雖然取得了一定的成效，但同時面臨著食用菌生產者大氣污染防治意識淡薄、清潔能源保障工作做得不夠、生產過程管理不夠規范等問題。針對上述問題，提出要強化宣傳引導、加快推進集中制棒分散出菇模式；制定相關支持政策、從源頭著手控制污染；提高生產行為的規范性、加大清潔生產技術培訓等對策建議，以期為完善河南省乃至全國食用菌產業制棒清潔化生產體系提供技術支持。