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玉米秸秆能源化利用:模式、问题与政策建议——基于辽宁省的调查

更新时间:2009-03-28

我国农民对作物秸秆的利用有着悠久的历史,农作物秸秆是古代最为常见的燃料[1],在《齐民要术·种谷第三》中就有秸秆燃料利用的记载[2],玉米秸秆作为燃料在明清以后的北方到处可见。玉米秸秆在解决农村的燃料问题上发挥了重要作用,但随着当前新能源的广泛应用和玉米的大面积种植,玉米秸秆总量过剩而造成的资源浪费和环境污染等问题日益突出,特别是玉米秸秆综合利用技术和设备相对落后及其利用成本较高等因素导致农民就地焚烧秸秆带来空气污染问题[3]

玉米秸秆能源化利用是玉米秸秆综合利用的主要方式之一,探索玉米秸秆能源化利用可复制、可推广的有效措施与模式[4],分析玉米秸秆能源化利用中存在的主要问题并提出针对性的政策建议,有利于解决玉米秸秆资源过剩和露天焚烧等问题,提高玉米秸秆利用率。辽宁省作为农业大省,玉米秸秆能源化利用具有一定代表性,因此,其调查分析结果时全国玉米秸秆能源化利用具有较强的现实借鉴意义。

临床研究的70例病例均来自2017年1~10月安徽中医药大学第一附属医院肾病科门诊及住院病人,符合上述西医诊断标准和中医证候诊断标准的非透析CKD-MBD患者。

1 玉米秸秆能源化利用模式

1.1 玉米秸秆打捆直燃锅炉供暖模式

玉米等农作物秸秆直接用作燃料,需要通过科学技术手段解决秸秆传统燃烧效率低、污染严重等问题,因此秸秆打捆直燃锅炉应运而生。根据玉米秸秆打捆直燃锅炉的技术应用以及燃烧方式与效率的不同,又分为三种不同方式:

贫氧倒置层燃技术。采用玉米秸秆贫氧倒置层燃技术的生物质锅炉,燃烧反应速率可控、热流分布均匀、单位时间燃料消耗量低、燃烧稳定、热效率高。该锅炉燃料适应性强、成本低,既可燃烧粉碎秸秆,也可直接燃烧方捆秸秆,与生物质颗粒燃烧锅炉相比,其最大优势在于秸秆、菌棒等生物质直接使用,无需再耗能将秸秆加工为成型燃料。该技术应用以抚顺“三省”生物质锅炉为主要代表。该生物质锅炉可广泛用于农村农户采暖、大棚生产和企事业单位集中供暖,且具有优良的综合性能,经测试,CSS-100型锅炉热功率接近10 kW,热效率超过75%,一次投料25 kg秸秆等生物质燃料,可供100 m2保持22℃长达12 h供暖(室外温度-10~-20℃),即1个普通农户使用“三省”生物质锅炉供暖,每天需50 kg秸秆(或菌棒等生物质废弃物),冬季150 d供暖共需秸秆约7.5 t,1 hm2的玉米秸秆完全能满足普通农户冬季采暖使用。

逆流燃烧理论二次燃烧技术。朝阳县作为玉米秸秆综合利用试点县,采用逆流燃烧理论二次燃烧技术的秸秆打捆直燃锅炉供暖系统冬季供暖,该系统可实现燃煤全替代,玉米打捆秸秆可直接加料使用。主要用于企事业单位集中供暖。该技术应用以承德本特生物质锅炉为代表。以贾家店农场政府办公楼试点为例,供暖面积约4 000 m2,其锅炉供热功率500 kW,每2 h左右填料1次,年消耗秸秆约410 t,约55 hm2的玉米秸秆。2016年该供暖系统试点试运行效果良好,采用打捆直燃锅炉模式后,秸秆单位成本为240元/t(包括农户收购、打捆、运输、存储及人工等费用),总费用9.84万元,而以前使用燃煤供暖年总费用为17万元,打捆直燃锅炉节省7.16万元,经济效益可观。

半气化逆向燃烧技术。应用半气化逆向燃烧技术的节能环保秸秆燃料专用锅炉,可燃烧成型打捆玉米秸秆、稻草、农林废弃物等,自动送料,冬季供暖达到燃煤供暖温度,主要用于企事业单位集中供暖。该技术应用以铁岭众缘生物质锅炉为主要代表。目前已在铁岭市清河区辽宁傲时木业机械有限公司、铁岭县熊官屯镇政府、蔡牛镇政府、昌图县两家子农场、铁岭顺意热力有限公司等安装1 t、2 t、6 t不同吨位类型的秸秆成型燃料锅炉。

从表1的不同类型锅炉相关数据的比较,三种直燃锅炉各有优点:采用玉米秸秆贫氧倒置层燃技术的“三省”生物质锅炉,用料省且操作方便,更适合农户推广使用,而承德本特打捆直燃锅炉和铁岭众缘打捆秸秆直燃锅炉更适合于集中供暖。秸秆打捆直燃技术具有较多优点:一是消耗秸秆量大,增长潜力大;二是应用广泛,凡是用热、用蒸汽的工农业单位均可使用;三是建设运行成本低且易于推广;四是技术应用布局分散,适宜就地消耗秸秆;五是燃烧后灰渣可作优质有机肥原料还田使用,形成循环农业。

秸秆附加值较低,利用成本较大,加之农村劳动力紧张,使得秸秆利用资金不足,秸秆服务市场规模化、产业化还未形成,服务体系尚未建立,产业化程度低,企业生产经营规模小、效益差,制约了秸秆综合利用的产业化发展,也影响生态文明建设。

因此,随着秸秆直燃锅炉技术研发的不断完善和人们对生物质能源认识的逐步提高,秸秆直燃锅炉模式在农村乡镇将会逐步推广。

1.2 秸秆热解发电模式

近年来,人工造林已成为造林的主要方式,忽视了天然林自我更新和人工促进森林自我更新的重要互补作用。随着国家生产和建设对木材资源的需求日益增加,森林采伐遵循“消费少于增长”的原则,导致人工造林的更新不能满足林业良性发展和管理的需要。追求人工造林成果,不注意森林的自然更新,是造林方式的一大缺陷。

位于阜新市阜蒙县的阜新惠农生物质热电有限公司和位于铁岭市昌图县的国能昌图生物发电有限公司,装机容量分别为1.8万kW·h和1.2万kW·h,年发电量分别为14 600万kW·h和9 000万kW·h,售电价格为0.75元/kW·h,每年消耗玉米秸秆分别为14万 t和12万 t。

1.3 玉米秸秆固体成型燃料燃烧模式

秸秆固体成型燃料。将玉米秸秆、稻草、稻壳等农林废弃物作为原料,粉碎后经过专用生物质加工机械高温高压压缩成优质的生物质清洁燃料,成型后为颗粒燃料、燃料块或燃料棒,其燃烧值可达3 700~4 500 kcal/kg,高于泥煤、褐煤,且燃烧后排放物完全符合环保标准,在城镇市区取消小型煤炉后,秸秆生物质成型燃料是洗浴宾馆、饭店餐饮小锅炉的优质替代清洁资源,市场需求旺盛,售价达750元/t,利润在 250~350元/t。辽宁省内从事秸秆固体成型燃料生产与销售的企业较多。

 

表1 秸秆直燃锅炉比较Table 1 Comparison of straw direct combustion boiler

  

数据来源:作者调研数据。

 

锅炉燃烧方式与技术产品主要用户对象 具体用户 锅炉型号 供暖面积(m2)秸秆用量(t)单位用量(kg/m2)燃料倒置、无焰低氧层燃农户、大棚、乡镇企事业单位抚顺市清原县红透山镇六家村农户CSS-100 100 7.5 75抚顺市东州区哈达镇上年村大棚 CSS-500 500 20 40逆流燃烧理论二次燃烧技术乡镇企事业单位 朝阳县贾家店农场种子公司RM40 2000 165 82.5朝阳县贾家店农场政府 RM03-2 4000 356 89半气化逆向燃烧 乡镇企事业单位 铁岭众缘锅炉三厂 1T 1800 135 75铁岭县熊官屯政府 2T 3800 300 79铁岭县蔡牛镇政府 2T 6700 400 60铁岭顺意热力有限公司6T 50000 3500 70

秸秆颗粒燃烧。使用秸秆颗粒燃烧模式的炉具(大型锅炉、炊事采暖炉等),与秸秆直燃相比,由于采用的是气化燃烧方式,燃烧效率相对较高,并且更卫生环保,但由于需要二次耗能将秸秆加工为成型颗粒燃料,因而此种模式下秸秆利用成本相对与秸秆直接燃烧模式较高。辽宁生产生物质秸秆颗粒燃烧炉具的企业也较多,且技术均很成熟,产品涵盖生物质颗粒燃料全自动取暖锅炉、洗浴热水锅炉、大锅灶等炊事炉具、生物质成型燃料热风炉等,许多产品已进入辽宁省农业机械购置补贴产品目录。

秸秆炭化。秸秆炭化模式由制炭机(木炭机)将粉碎烘干后的秸秆压制成机制炭棒,再经过烘干炉的烘干炭化,在制炭设备中经干燥、干馏、冷却等工序最后制成木炭,秸秆炭化拓展了木炭和生物有机肥生产的原料来源。

1.4 玉米秸秆沼气模式

省、市级科研项目计划中,对秸秆还田、秸秆打捆、秸秆生物质锅炉等秸秆规模化利用项目予以重点立项支持,特别是应加大对秸秆燃料及其配套炉具等装备设施研发的扶持力度。

2 秸秆能源化利用存在的主要问题

2.1 秸秆综合利用的政策引导、扶持资金不足

2016年辽宁省秸秆综合利用试点在沈阳市的浑南区、于洪区、康平县、法库县和阜新市的阜蒙县、彰武县6县区展开,中央财政补助专项资金总额为0.8亿元,2017年试点县增至11个(康平县、法库县、阜蒙县、黑山县、凌源市、兴城市、清原县、铁岭县、昌图县、海城市、盘山县),中央财政补助专项资金为1.142亿元。中央财政补助在提高辽宁省秸秆综合利用水平上发挥了巨大作用,但是秸秆综合利用政策引导和扶持资仍尤显不足,也缺乏省级财政投入,导致辽宁省秸秆综合利用效率及其相关产业发展与国内南方省份还有一定差距,以安徽省为例,仅省财政统筹安排专项资金每年就不少于2亿元,用于支持秸秆综合利用企业发展和秸秆产业示范园区建设。

2.2 秸秆收储运体系不完善

通过调研发现,目前辽宁各县市每年秸秆产量很大,资源来源稳定,但是秸秆在收集、储藏、运输等方面存在较多难题,首先是玉米种植面积大导致秸秆产量大,在收集前玉米秸秆高度分散、体积蓬松,并且密度低,其次玉米秸秆的产出具有较强的季节性,秋收到冬季下雪前一般只有不到60 d的收集时间,因此收集贮运成本高,导致玉米秸秆资源化和商品化程度低,成为目前制约秸秆综合利用的关键[5]

例如2004年入选“第十届全国美展艺术设计展”的《诞生》(图2)就出自闽江学院美术学院院长郑鑫之手。《诞生》选用的是福州传统的夹纻胎工艺,表现半开裂状的蛋壳,极富轻巧感。艺术家通过蛋壳斑斑驳驳的外壁,呈现新生命诞生前母体因阵痛而留下的累累伤痕,又以皱金法(贴皱金技法)装饰内部,展现了生命的尊贵与母爱的光辉,作为生命诞生的永恒印记。

2.3 秸秆回收利用成本较高制约秸秆综合利用产业化发展

老三这时也看到了孔老一,连滚带爬冲了过来,也不说话,见面就跪:“哥,哥,咱爸过山去了。”说罢便伏地嚎啕大哭说罢便伏地号啕大哭。

其次,要重视运用“新材料、新情境”,贯通古今、关联中外,注重时代性和实践性,强调与现实生活和社会发展的联系,鼓励学生从历史与现实中学会思考。

⑳TPP Chapter 17,State - Owned Enterprises and Designated Monopolies.

2.4 秸秆能源化利用科技水平有待进一步提高

在秸秆能源化利用率和利用层次上难以提升,主要原因受科研技术的制约,秸秆还田技术和气候制约以及农民对秸秆还田的认识不到位、先进秸秆收集处理机械设备研发与引进、秸秆饲料优化配置、新型燃料利用成本高和产生焦油等问题,还有待于进一步解决。

与燃煤发电相比,将秸秆燃烧用于生物质发电能有效缓解和最终解决温室效应问题,虽然燃煤的热值远高于秸秆,1 t标准煤相当于2 t秸秆,但玉米秸秆含硫量远低于煤,秸秆和煤的平均含硫量分别为0.38%、1%。考虑秸秆运输成本及生物质燃料供应情况,相关管理部门在生物质热电项目审批上,一般100 km半径范围内限建1座生物质电厂。

3 提高秸秆能源化利用率的政策建议

3.1 加强政策和资金的引导与扶持作用

整合现有财政扶持资金,特别是需要对省级财政扶持秸秆综合利用的资金进行整合,加大对秸秆综合利用的投入,支持各地因地制宜探索采用多途径、多形式的秸秆综合利用方式,调动各方面积极性,保证秸秆综合利用和禁烧目标的实现。

省、市、县各级财应从建立目标管理、以奖代补机制等方面创新财政资金扶持方式。财政资金要以提高资金扶持的精准度为原则,重点扶持秸秆直燃锅炉、秸秆机械化全量还田、秸秆固化成型、秸秆收储体系建设等关键环节[6]

从行政、金融等全方位落实秸秆综合利用相关政策。对农作物秸秆运输车辆实行免收通行费;对秸秆直燃锅炉研发、利用秸秆发电、使用固化成型燃料、加工板材等综合利用企业,根据规定落实相关税收优惠政策;国土资源部门要优先给予秸秆综合利用项目建设用地支持;加大对秸秆综合利用项目的金融信贷支持;加强监管享受相关扶持政策的秸秆发电厂等秸秆综合利用企业,确保政策真正发挥效益[7]

3.2 着力建设秸秆收储运销体系

要按照政府推动、市场运作、企业牵头、农户参与的原则,积极培育秸秆收储运销主体,引导和扶持企业、农民合作社等组建专业化秸秆收储运销机构,鼓励社会资本参与秸秆收储运销,建立运行高效、经济的秸秆收储运销网络,并且保证玉米秸秆运销网络覆盖粮食主产县区各乡镇[8]

提高秸秆收储运输服务水平,要因地制宜发展多种形式的收储服务,在鼓励相关公司、企业深入村组和田间地头开展专业化收储业务的同时,还应积极探索“村企结合”、“劳务外包”等秸秆收储服务模式。

[1] 彭洋平.论述古代劳动人民对于秸秆的利用[J].魅力中国,2010(33):17~18.

秸秆收储运基地、收储中心和收储点的建设是秸秆收储利用体系中的重要环节,因此,其规划和布局必须考虑不同区域主要农作物秸秆资源量、合理运输半径、秸秆综合利用产业发展特点,以实现玉米秸秆“组有堆放点、村有收储站、乡镇有收储中心、县(市、区)有规模化利用企业”的完善利用体系为原则[9~10]

3.3 加快秸秆能源化利用创新步伐

充分发挥东北地区科研院校众多、装备制造技术先进的优势,引导鼓励秸秆利用企业与高校、科研院所开展多种形式的产学研科企合作,以提高秸秆综合利用科技支撑水平为主要目标,在秸秆综合利用前瞻性、关键性技术方面进行协同攻关,同时,对国内外先进技术进行引进和消化,促进科技成果转化应用。

以满足农村生产生活供暖和秸秆能源化利用企业需要为基本出发点,引导企业加强秸秆综合利用配套技术与装备的研发。

在严格的厌氧环境和一定的温度、水分、酸碱度等条件下,采用一定的发酵工艺,玉米秸秆等原料在沼气设备中经过微生物的厌氧发酵,产生由甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)等多种成分组成的一种可燃混合气体,即将玉米秸秆转化为清洁、高效、便捷的廉价能源供农户使用,能有效缓解资源紧缺、环境污染等问题,提高玉米秸秆利用率。

3.4 积极推进秸秆产业化体系建设

由于各地区农业以及秸秆相关产业发展存在很大差异,因此,需要因地制宜的积极探索适宜于当地经济社会发展条件的秸秆综合利用模式,以玉米秸秆能源化、肥料化、饲料化、基料化、原料化利用带动相关产业发展,逐步推进秸秆产业化体系建设。

提高人们对秸秆综合利用的认识,新型生物质炉具的推广和秸秆燃料化利用的推进,须与城乡燃煤锅炉改造工程充分结合起来,加大生物质炉具购置补贴力度,鉴于秸秆综合利用的公益性质,建议生物质炉具购置补贴力度要高于农机30%的购置补贴,补贴应不低于50%,切实促进秸秆燃料规模化利用。

(2)建设护理质量管理控制体系。在日常护理工作中结合等级医院评审相关要求,建设"院控、科控、自控"的护理质量管理控制体系,科室成立护理质量管理控制小组,采取医院抽查、科室互查、自我复查的方式,从护理病案质量、临床护理质量等方面定期组织督导考核,将相关结果反馈并督促整改到位。

鼓励和扶持企业、合作社等多种主体就近就地将秸秆捡拾打包或粉碎压制固化成型,发展秸秆燃料产业,替代煤炭等燃料。

[3] 班春华.玉米秸秆的应用现状与发展趋势[J].农业科技与装备,2014(12):61~62.

参考文献:

从表3可以看出:利用保密点进行检查,共检查51个点,点位中误差为0.26 m,限差为±0.8 m,最大较差为0.89 m,限差为±1.6 m。利用像控点进行检查,共检查20个点,点位中误差为0.42,限差为±1.2 m;最大较差为1.01 m,限差为±2.4 m;使用GPS RTK实地测量明显地物共检查99个点,点位中误差为0.76 m,限差为±1.2 m;最大较差为1.69 m,限差为±2.4 m。

[2] 缪启愉,缪桂龙译注.齐民要术译注[M].上海:上海古籍出版社,2006.

加强生物质发电厂技术改造和运行管理,特别是秸秆发电锅炉设备的升级换代,扩大秸秆利用量,通过电厂大量消耗转化玉米秸秆来带动区域秸秆收储运体系建设[11],提高运营效益。

[4] 张洁,方汉蒲.玉米秸秆利用存在问题及解决对策[J].畜牧与饲料科学,2014,35(5):101~102.

[5] 石祖梁,王飞,李想,等.秸秆“五料化”中基料化的概念和定义探讨[J].中国土壤与肥料,2016(6):152~155.

海底捞斥资1.5亿打造的“无人餐厅”在北京正式营业,该餐厅没有洗菜工、配菜员、传菜员、酒水配送员、等位区服务员和店长等,所有的一切都由智能机器完成,而且效率更高、服务更好、管理更优。在这里,顾客仅需欢享等位互动娱乐、轻享点餐智能配送、畅享涮刷丰盛美食、安享食材洁净安全、便享支付优雅快捷即可。

[6] 陈启银,谭克华,李艳.宜昌市夷陵区农作物秸秆综合利用主要途径及对策[J].现代农业科技,2017(2):158~159.

[7] 许世蛟,霍震,朱光乾,等.徐州市农作物秸秆综合利用现状及发展对策[J].农技服务,2016,33(2):23~24.

[8] 吴琼.江苏提出2015年秸秆综合利用率达90%[J].时代农机,2015,42(1):152.

环保节能方面,五建依托自身优势,在2011年开始试水土壤污染治理工程项目。至今已完成了北京广华新城、北京焦化厂等两个大型土壤修复项目,合同额近10亿。今年,五建正在执行天津石化土壤修复项目,合同额近2亿元。近期五建还应业主要求,快速应对、妥善处置了数起恶性突发土壤污染事件。与此同时,五建与清华大学、华南理工、华东理工等高校和中科院南京土壤所、中石化大连院、中石化上海院、SEG技术研发中心等众多科研机构合作,联合开发技术,探索“人才不为所有但为所用”的高端人才使用方式,不断提升能力,已成为国内领先的“技术集成、市场开发、项目执行”土壤修复企业。环保节能业务也即将成为五建新的利润增长点。

[9] 袁梅.河南省秸秆综合利用途径与对策[J].地域研究与开发,2013,32(6):145~148.

Some words appeared in the drama doesn’t represent the meaning which the word itself represents,therefore requires the translator to seek out the meaning which the word metaphor.Here take an example from a libretto from scene five in the drama《风流土司》.

[10] 叶宏,陈军辉.四川省秸秆综合利用困局及对策建议[J].环境保护与循环经济,2010,30(12):37~40,61.

[12] 毕于运.秸秆资源评价与利用研究[D].北京:中国农业科学院,2010.

 
周腰华,赖晓璐,潘荣光
《辽宁农业科学》 2018年第02期
《辽宁农业科学》2018年第02期文献

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