農業有機廢棄物能源化利用現狀及新技術展望

賈賀營

（封丘縣留光鎮人民政府，河南 新鄉 453314）

節能減排和低碳環保已經成為人們生活中必不可少的認知意識和技術展望，是可持續發展戰略的重要體現。我國作為一個人口大國，也是一個傳統的農業大國，在人口不大增長的時代背景下農業的生產力也得到了前所未有的提高，一方面滿足了社會糧油的供需關系，一方面帶動了經濟的發展，但是，在這一切的背后則是大量的農業有機廢棄物處理問題。隨著科學技術的不斷發展與提高，當前依然實現了將農業有機廢棄物轉化為能源的技術，不僅有助于生態環境的保護，還能夠提高資源的使用率，對社會的發展有著極其重要的意義。當前，雖然農業有機廢棄物能源化利用不斷地實踐也改良的過程中，取得了一系列的卓越成效；但是，在一些方面還是受到各種各樣因素的制約，發展成效相對緩慢。因此，新技術的開發，逐漸形成了農業有機廢棄物能源化利用發展的破局關鍵。

1 農業有機廢棄物能源化利用的意義

1.1 改善生態環境

隨著人口的逐漸增長，由于供需關系的影響，農業得到了大幅度的發展，在這樣的情況之下，農業所產生的廢棄物就會大量的淤積，對整個生態環境都會產生極為惡劣的影響。例如：當農業有機廢棄物在降解的過程之中，由于腐爛的關系會滋生大量的病毒和細菌，這些病毒和細菌會在風力作用，或是在間接性的接觸傳播中，直線提高對生態環境的危害程度。除此之外，很多地方由于對農業有機廢棄物重視度不足的原因，會將其隨意丟棄，這樣就會造成大面積的環境破壞與污染[1]。

1.2 改善病蟲害危害

隨著大規模的農業建設發展，單一農作物種植的現象時有發生，這樣一來就會對相關的病蟲害提供良好的滋生繁衍環境，從而擴大病蟲害的規模，以及傳播速度，在一定程度上加大了防治的難度。并且，在近年來溫室效應造成的氣溫逐步上升的環境下，很多地區存在冬季相對干燥溫暖的現象，很多收割之后出現的農業有機廢棄物，由于缺乏農戶的科學處理，任由其堆積在土地中降解，就會出現很多蟲害問題，導致害蟲大量繁殖，就對農作物的播種和成長發育產生重大的危害。

1.3 提高資源的利用率

隨著人類社會的生產與發展，資源的利用問題已成為當代社會關注的重點問題。在這樣的情況下，通過將農業有機廢棄物轉化為能源實現社會生活的需求，不僅能夠有效減少其他能源的開發和利用，良好保存不可再生資源，還可以在一定程度上提高人們對資源的意識，通過科學技術手段變廢為寶創造能源，從而減輕社會發展給能源資源帶來消耗的巨大壓力，這樣一來，就能夠有效提高資源的利用率[2]。

2 農業有機廢棄物能源化利用現狀

2.1 秸稈

秸稈在農業有機廢棄物能源化利用過程中，還田利用尤為廣泛，當前最為廣泛的應用方式為以下兩個種類：（1）收集農作物收割后的秸稈進行病蟲害防治處理后，將其進行粉碎，然后倒入土地之中，這樣能夠有效地為土地提供腐殖降解肥料。（2）將處理后的粉碎秸稈進行翻耕埋土工序，有助于增加土壤肥效和有機質[3]。除此之外，對于秸稈有機廢棄物能源化利用，可以進行二次或多次加工，方法如下：（1）通過對大量秸稈存儲在密閉環境，并摻入足量的糞便進行發酵，從而產生生活中的必備燃料沼氣。（2）通過打包技術將秸稈進行打包，然后運用與火力發電的燃燒，從而實現熱能與電能的轉換。

2.2 稻殼

在農業有機廢棄物能源化利用過程中，稻殼富含多種纖維素和二氧化硅，具有一定的營養價值[4]。隨著農業種植面積的擴大，我國年稻殼廢棄量已經達到0.3億t，因此，稻殼也被用作能源轉換再利用的技術之中。例如：通過稻殼含有多種微量元素這一特點，采用尿素或家畜糞尿混用進行“氨化”處理制作基料可用于農業栽培，這樣一來，就能夠提高農業作物的超量。除此之外，在稻殼能源利用技術中，大致為72%的稻殼會被特定的加工工序處理為畜禽基礎食物的組成部，8%常用于風爐燃燒提供熱能。

2.3 畜禽糞便

伴隨當代社會的需求，畜牧業與農業為一體的養殖規模逐漸增大，畜禽糞便的排放也就不斷地提高[5]。根據相關研究統計報告指出，在當代畜牧業飼料中營，存在25%的養分未能被養殖畜禽吸收，從而隨著糞便排放外出。因此，在當代農業有機廢棄物能源化利用過程中，國內外治理畜禽糞便的方法主要分為產前、產中和產后治理，其中產后處理為當前能源化利用的主要階段。主要方法是通過生物好氧發酵與高溫高壓、熱化滅菌、脫臭等干燥處理對畜禽糞便進行資源化、無害化處理，一方面用于粉狀飼料添加劑會更多畜禽提供生長發育所必需的飼料養分；另一方面則是制造成有機化肥提供農作物成長成熟所用。

3 農業有機廢棄物能源化利用對策

3.1 建立健全農業有機廢棄物處理的相關制度

建立健全農業有機廢棄物處理的相關制度，可以通過以下方式進行開展：第一，結合實際情況，科學地制定農業有機廢棄物處理制度，通過合理的制度約束農業有機廢棄物的亂倒亂放，規范農業有機廢棄物收集，運輸，處理過程中的一系列作業，有助于減少直接污染，或是由于混合回收產生的間接污染，從而為能源化利用的實施奠定基礎。第二，加大宣傳力度，提高人們的環保意識，從根本上認識到農業有機廢棄物能源化利用的好處。例如，加大垃圾分類的宣傳力度，并加大農業有機廢棄物及時清理的力度，減少傾倒和混存的行為，從而形成良性循環，并讓人們利用不同的技術將其能源化利用[6]。

3.2 科學地開展農業有機廢棄物回收處理工作

科學地開展農業有機廢棄物回收處理工作，是能源化利用過程中物料管控的重要體現。因此，農業有機廢棄物回收處理可以通過以下方式進行，第一，進行多元化處理。多元化處理就是根據不同的農業有機廢棄物組成進行處理，做好分類工作。第二，科學制定農業有機廢棄物的利用指標。由于目前存在很多的農業有機廢棄物存在混合處理的情況，物料管控工作就必須根據實際情況進行，通過科學的利用指標開展能源化工作，從而有效地提高能源化效率。

3.3 提高思想教育建設，傳播與時俱進的發展觀念

農業有機廢棄物能源化利用的過程中，要針對農村居民群體知識文化素養有待提高的現象，制定相應的政務工作開展流程，并且及時組織鄉村居民參與相應的宣講會議活動，以及發揮相關部門政務服務的職能進行相應的宣傳，將動員工作一步到位，提高鄉村群眾參與農業有機廢棄物能源化利用的積極性。從而促進農業有機廢棄物得到良好的處理，并實現資源利用的要求[7]。例如：可以召集鄉村居民進行座談宣講，通過對鄉村居民介紹可持續發展的理念和方針，讓村民切實認識到農村有機廢棄物能源化利用的重要性以及該怎么做等方面。

3.4 加強技術支持和科學指導，發展能源化利用的產業

農業有機廢棄物能源化利用的過程中，最有效的手段是發展鄉村產業，不僅可以促進就業，還能夠使鄉村得到發展，提高鄉村居民的收入和消費水平，從而帶動農業有機廢棄物能源化利用的全年落實。因此，就必須整合鄉村的優勢資源，并且對農業有機廢棄物能源化利用的現狀進行剖析，針對產業發展問題進行解決，從而加大農業有機廢棄物能源化利用。例如：必須針對農村有機廢棄物能源化利用的產業發展問題進行解決，以科學有序的方法對產業發展進行指導，通過實地考察和展開研討會議優化能源化利用技術，采取有效的技術支持進行輔導從而提高能源轉換效率和有機廢棄物的利用率。

4 農業有機廢棄物能源化利用新技術展望

當前，由于可持續發展戰略的思想引導，要農業有機廢棄物的利用得到了良好的開發，不同類型的新型技術不斷涌現而出，不僅能夠有效地為人們的社會生活提供更多的人員保障，還可以在一定程度上起到良好的生態環境保護作用，因此，農業有機廢棄物能源利用新技術的開發，一直都是當代社會研究的重要話題。

4.1 制氫技術

H，和CH制備的生物清潔能源，能夠減少CO2和NO，氣體排放量，這當代社會所推崇的一種文學概念。通過農業有機廢棄物作為至制氫原材料，以發酵的方法生產氫氣，可以實現清潔能源發電和廢物處理的雙重效益。目前農業有機廢棄物制氫的應用面臨著制氫速率和底物降解速率均較低的瓶頸，新型技術生物光解法光發酵法.暗發酵法、超臨界水氣化合成法等方法，還是一種理想性的概念，雖然都已經投入了不同規模的實驗進行驗證，但技術面依舊未取得有效的進展。因此，從未來展望出發，利用農業有機廢棄物能源化的思想研發制氫技術，具備很大的空間和潛能。根據有關研究報告指出[8]，通過遺傳工程技術、分子生物學技術改造高產氫氣的菌株，獲得光合系統改進的工程菌株，提升光合生物制氫效率.降低光合細菌生長和產氫過程中對光的依賴性，培育對光依賴度低且產氫效率高的菌株，就可以在一定程度上節約人工光源常用到的電力能源。此外，通過開發新型發酵工藝，利用多菌種、多菌株的協同作用，構建制氫生物菌種復合體，提高底物分解速率和產氫效率基于低能耗的微生物產氫復合體，開發外置、內置光源等多種結構形式.具有光源能耗低的光合制氫反應器的技術，已經得到了認證和推崇，在規模化產業結構中已然具有一席之地，例如：濰柴動力就致力于新能源概念的研究，該項技術也在產業結構之中。因此，相信在不久的將來，新能源能夠快速代替生活中需要的石油能源。

4.2 微波熱解技術

在農業有機廢棄物能源化利用過程中，通過氣化技術或液化技術，可以在很大程度上減少廢棄物的體積，并且有效轉化為可利用的熱能，不僅能夠有效滿足人們社會生活對能源的需求，還可以在一定程度上為環保提供重要的支持。因此，微波加熱是農業有機廢棄物能源化利用的新型技術方向，其主要原理是在高頻電場引起的分子的極化和重排，導致內部摩擦加劇升溫，通過直線的增強化學反應，讓反應能夠在短時間內完成，從而使反應的效率更高，產生的熱量更為充分。然而，該項技術現在依舊屬于研發的過程，仍然需要一定的時間進行技術提升，才能夠實現產業化生產。除此之外，微波熱解技術對農業有機廢棄物能源化利用有著十分重要的意義[9]。制氣目標產物是高濃度H2復合氣體或合成氣體，產生的H，或者其合成氣，在很大程度上可以替代傳統的燃燒制熱方式，利用氣化物進行直接燃燒有效地減少資源浪費，并且達到能源清潔的效果。

5 結語

我國作為人口大國和農業大國，農業生產力尤為突出，在農業生產的活動之中，就必然會有大量的農業有機廢棄物出現。這些農業有機廢棄物一方面會影響到生態環境，不利于人們的生活，另一方面則會造成資源能源的消耗，因此，就必須通過相應的技術對農業有機廢棄物進行能源化利用開發，實現節能減排，低碳綠色的環保要求，并且符合可持續發展戰略的理念，達到資源二次利用的效果。本文通過研究分析農業有機廢棄物能源化利用現狀及新技術展望，提出了相關的結論，希望能夠對有關領域提供有效的參考價值。