农作物秸秆综合利用的思考  
  

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    近年来，如何“消化”农作物秸秆已成为农业管理部门的大问题。农作物秸秆从农家的财富变成需要处理的“废物”，相继出现了田间焚烧，污染环境，危胁飞机降落，影响车辆行驶。为了解决“秸秆焚烧问题”，各级行政管理部门做了大量的工作，一方面，加大了研究各种综合利用技术的投入，建设了各种利用秸秆的示范工程；另一方面，采取了禁烧秸秆的管理手段，加大执法力度。这些措施，虽然取得了不少成效，但目前焚烧秸秆行为依然很严重。随着农村经济的发展，农民生活水平的提高，秸秆变成“废物”的区域越来越扩大，从根本上解决秸秆综合利用，已经是迫在等的事情了。 
   一、过去，农村以自然经济为主体，每家每户为生活、生产单元，经济不发达，生活水平低，秸秆曾是农家的宝贵财富之一。它可以作燃料，做饭取暖；它可以作原材料，做垫子、做帘栅、盖房子；它可以做饲料，喂牛羊；它可以作肥料，沤肥施田。 
   改革开放以来，农民富裕起来，富裕的农民开始摆脱古老的生活生产方式，土房变瓦房，以煤、液化石油气和电作燃料，畜力由机械代替。这样，在一些经济发达地区，秸秆就成了“废物”，特别是产粮区，出现了焚烧秸秆现象。目前，这一问题有了以下几个特点： 
   1. 区域上的不均衡性。焚烧秸秆主要集中在产粮区，特别是一年两季或三季耕作的产粮区，如山东、河北、河南、四川、安徽等省份。那里人多地少，没有闲置土地，必须尽快“处理”掉秸秆而不影响下一季耕作，只好就地焚烧掉。 
   2.时间上的不均衡性。焚烧秸秆发生在收获期与下一个播种期之间，时间短，处理量大，有的地方必须在几天之内把秸秆“处理”掉，满山遍野的秸秆只有付之一炬。 
   3.焚烧秸秆地区，经济比较发达，农民生活水平高，已经扔掉了烧火棍，宁肯跑几十里、几百里去买液化气也不愿用秸秆做燃料。 
   4. 城乡结合部和农村规划小区的秸秆废弃问题 
   尤为严重。这里的农民不愿意“室内现代化，室外脏乱差”，再不愿意使用秸秆作燃料。 
二、秸秆综合利用现状 
   秸秆就其物质属性来说，是属于很好的可利用物质，从古至今，被广泛利用，可归纳为“五料”，即燃料、饲料、肥料、基料、原材料。 
   1.作燃料，是秸秆的主要用途。目前，就全国来说，秸秆仍然主要用于作燃料，占全国秸秆产量的50%以上，秸秆作燃料，仍然以直接燃烧为主，烟熏火燎，不卫生，能源利用率仅为13%。近几年出现了秸秆气化技术，通过对秸秆不完全燃烧或干馏，获得可燃气作燃料。也有将秸秆通过生物发酵产生沼气作燃料。这些生物质能转化技术可提高能源利用2~4倍，但应用很少。 
   2.秸秆做饲料，历史悠久。虽然随着农业机械化程度提高，耕畜减少。农用化肥被广泛利用后，传统的沤肥逐渐减少了。近些年来，在秸秆大量过剩的地区出现了秸秆还田。即把秸秆粉碎撒入田间。目前，做肥料所消耗的秸秆量占全国秸秆产生量15%左右。 
   3.秸秆做基料，目前主要用于养植食用菌，也有用于蚯蚓养殖和无土栽培的基床，基料所消耗的秸秆量微乎其微。 
   4.秸秆作原材料，主要用于造纸。还有少量用于制帘栅、餐盒、包装板、隔音板、保温材料、人造炭、活性炭等。用作化工原料就更少了，作原材料所消耗的秸秆量仅占全国产生量3%左右。 
三、解决“秸秆焚烧问题”的出路 
   从秸秆的“五料”用途上看，要解决“秸秆焚烧问题”，只能在“作燃料”、“作肥料”上加大力度，因为这“两料”用量大。 
   1.秸秆气化做燃料 
   出现“秸秆焚烧问题”后，有关部门力图采取生物质能转化技术，提高燃料质量，从而提高使用秸秆作燃料的积极性。从“七·五”开始，国家有关部门加大了这方面的工作力度，相继建立了几百个秸秆气化示范点，其工艺路线可归纳为三种。第一种是空气氧化气化法，即把秸秆放在气化炉中不完全燃烧，获得以CO为主的低热值可燃气，供农民生活用气。第二种是干馏热解法，即把秸秆放在热解炉中进行隔绝空气干馏，获得以CH4、H2为主的中热值可燃气，供农民生活用气，同时获得人造木炭和木焦油等工业产品。第三种是气化发电法，即将秸秆气化获得可燃气，再通过燃气发电机发电。 
   秸秆气化技术是一种很好的生物质能转化技术，不失其为“消化”秸秆的好方法。然而，目前所采取的在农村建设供100~200户管道燃气的秸秆气化系统，存在很多问题，也解决不了“秸秆焚烧问题”。存在的主要问题如下： 
   1）用秸秆制造燃气与用煤制造煤气，在本质上是没有区别的。一个城市能否建设煤气供应系统，不是取决于有原料否，而是取决于该城市的经济发展状况，财政收入情况，市民的文化物质水平的高低等因素。在农村建设人工燃气管道供应系统，也是由这些因素所决定的。就全国农村来看，仍属于温饱型的，有些地区尚达不到温饱型。在一个相当长的历史时期，农村不可能大面积推广管道化秸秆气化工程。 
   2）经过对农村调查发现，农民有吃、穿保证之后，随着收入的提高，希望改善的生活条件顺序为房屋、电、自来水、电视、电话、交通工具、燃料。可见，燃料排在最后。这说明，就广大农村来说，目前对管道燃气的需求没达到相当的迫切程度。没有农民自身的积极性，靠国家补贴在农村建设管道燃气是不可取的。 
   3）由于财力有限，国家补贴也有限，目前所建的秸秆气化供气系统投资都偏低，隐患很多。可以说，在全国所建设的几百个秸秆气化站所制订的部门标准、地方标准，使其气化系统“合法化”，然而，降低了上百年总结出来的技术标准，只能是“削足适履”。隐患不除，事故将不断出现，不可能长期运行。 
   4）秸秆气化提高了能源利用率，如果用秸秆气化代替直接燃烧秸秆，不但不能“消化”掉秸秆，反而会增加秸秆过剩。再说，建设旨在为农民供气的秸秆气化系统，每户每年有2t秸秆足够了，一个200户的气化站，每年也不过消耗400t秸秆，与大量过剩的秸秆相比太少了。 
   5）除了采取干馏热解法建设较大规模的秸秆气化供气系统可以做到微利运行外，所有氧化法气化系统都是没有经济效益的，既便是工程建成了，维修资金、运行亏损、安全管理等问题都解决不了。从目前已建立的几百个秸秆气化站看，基本上都是“国家补贴一部分投资，村里筹集一些资金，建成供气一段时间，不挣钱就停了下来”。 
   6）管道燃气的建设，是百年大计，必须与村镇建设规划一起考虑。目前农民分散居住，建设管道燃气系统是短期行为。我国耕地少、人口多，未来农村居住点必然是向集中型发展，有研究表明，30年后的中国农村居住点将不少于2000户。 
   2.秸秆还田 
   将秸秆发酵后施于农田中，或者将秸秆粉碎埋于农田中进行自然发酵，都是改善土壤，保证土壤中有机质的好措施。目前，国内已生产出若干种机械化秸秆还田设备，并在一些地区应用。然而，秸秆还田存在很大的局限性。我国的人多耕地少，耕地不能采取轮作休耕制，而是一季接一季地耕种，将未发酵的干枯秸秆埋于农田中，没有发酵的时间，没腐烂的秸秆不但起不到肥田作用，反而影响作物出苗率。 
四、解决“秸秆焚烧问题”的建议 
   1.建设大型有机肥料生产厂 
   把秸秆粉碎，进行快速发酵制造有机肥料，是一项成熟的技术。如果在秸秆过剩地区建设年产10~50万t以秸秆为原料的有机肥料工厂，不但可以“消化”掉大量秸秆，同时可以获得可观的经济效益。在绿色食品越来越走俏的今天，有机肥料生产具有广阔的前景。 
   2. 建设大型秸秆炭化工厂 
如果在秸秆过剩地区建设年产炭10~50万t秸秆炭化厂，每年可“消化”35~165万t秸秆，同时可产中热值燃气0.3~1.2亿m3，可供中小城市居民用气；产木焦油3~15万t。 
   3. 推广秸秆炭粉与化肥混合技术 
把秸秆炭化获得炭粉，再将炭粉与化肥混合施于农田中，可减少化肥流失，提高化肥利用率，可使粮食增产。这是一项成熟的技术，不但“消化”大量秸秆，同时，减少化肥污染，提高粮食产量也是很明显的。 
   4. 建设大型秸秆发电厂 
   不论是将秸秆粉碎进行喷粉燃烧发电，还是将秸秆压块燃烧发电，技术上是成熟的。如果在秸秆过剩地区建设一座20万kW秸秆发电厂，不但每年可“消化”掉180万t秸秆，而且还可获得可观的经济效益。 
   5. 开发秸秆类煤化应用技术 
   我国对煤炭的应用是很广泛的，特别是大工业生产中用量很大。如果秸秆类煤化应用，其消耗量是相当大的。类煤化应用方法很多，目前可以采取掺混方法，将秸秆固化、颗粒化、粉沫化后，掺入相当的煤炭进行利用。曾有试验表明，将10%的秸秆粉掺入煤炭炼焦中，可增加煤气产量，焦炭无明显变化。 
   6.建设大型秸秆固化装置 
   将秸秆粉碎，在高压力下制成密度大于1.0的人造棒的技术是成熟的。如果在秸秆过剩地区建立大型秸秆固化装置，可把松散的秸秆制成类木棒，便于保存，便于运输，便于进入大工业中利用。 
   关于秸秆收集和运输问题，只要形成了大规模应用，收集和运输也将随之形成专业化行业。我国煤炭的运输半径在800km以上，且在运输中易产生粉尘污染。而秸秆的运输半径比煤小得多，且不会产生污染。