甘肃省秸秆饲料化利用规划[★]

第一篇：甘肃省秸秆饲料化利用规划

甘肃省秸秆饲料化利用规划（2011—2015年）

为全面推进全省秸秆综合利用，支撑全省草食畜牧业发展，促进资源节约、环境保护和农民增收，根据《国务院办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》(国办发〔2008〕105号)、《国务院办公厅关于进一步支持甘肃经济社会发展的若干意见》(国办发〔2010〕29号)、《甘肃省循环经济总体规划》、《中共甘肃省委甘肃省人民政府关于启动六大行动促进农民增收的实施意见》(省委发〔2008〕32号)精神，结合我省实际，特制定本规划。

一、秸秆饲料化利用现状

(一)基本情况。2010年，全省秸秆饲料资源总量1790万吨(风干重)。全省人工种草面积1807万亩，其中苜蓿种植面积915万亩，牧草总产量857.8万吨。全省秸秆饲料化利用量为850万吨，利用率为47.50%。从利用品种来看，全省秸秆饲料化利用主要以玉米、小麦秸秆为主，占利用量的77.38%。从利用区域来看，全省秸秆饲料化利用主要以秸秆饲料资源比较丰富的河西、中部、东部地区为主，占利用量的90%。从加工时段来看，全省秸秆饲料化利用主要集中在小麦、玉米等农作物收获的夏、秋两季。

(二)有利条件。

1.具有良好的政策环境。近年来，国家制定出台了粮食直补、农资补贴、农机补贴等一系列强农惠农政策，极大地调动了广大农民种粮的积极性，促进粮食和秸秆产量大幅增加。《国务院办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》对秸秆饲料化利用提出了明确要求；《中共甘肃省委甘肃省人民政府关于启动六大行动促进农民增收的实施意见》把发展草食畜牧业列入促进农民增收的“六大行动”，并配套出台了《甘肃省草食畜牧业发展扶持办法》，提出把秸秆饲料化利用作为优先扶持的基础工作全力抓好；《甘肃省循环经济总体规划》提出要打造循环型农业体系；《国务院办公厅关于进一步支持甘肃经济社会发展的若干意见》提出要支持张掖、武威、定西建设特色农副产品加工循环经济基地。这些政策的出台，为加快秸秆饲料化利用创造了良好的环境。

2.具备丰富的秸秆资源。根据《甘肃省旱作农业新增50亿斤粮食生产能力建设规划(2009—2015年)》(甘政办发〔2010〕119号)，我省将通过结构调整、科技增产、新增梯田、政策扶持等措施，实施旱作农业新增50亿斤粮食综合生产能力建设，2011—2015年，粮食播种面积基本稳定在4000多万亩，2015年后全省粮食总产量将达到1060万吨。预计到2012年，全省秸秆饲料资源总量可达1900万吨，到2015年可达2000万吨。

3.具有较强的科技支撑。中国农科院兰州畜牧和兽药研究所、兰州大学草地科技学院、甘肃农业大学草业学院和动物科技学院等科研单位和院校，具有较强的秸秆饲料化利用研发能力。全省有省、市、县三级草原技术推广机构74个，专业技术人员1.03万人，能为秸秆饲料化利用技术推广和培训提供有力的支撑。

4.具有潜在的市场需求。随着经济社会发展和人民生活水平的提高，群众膳食结构改善，牛羊肉市场需求日趋旺盛，将推动牛羊产业快速发展，拉动秸秆型饲草料需求迅速增长。实施农牧互补战略，能促进巩固退牧还草成果，解决牧区饲草料不足。同时，开展牛羊舍饲育肥，既可以达到防灾保畜的目的，也必将促进秸秆型饲草料需求不断扩大。

5.具有良好的发展模式。我省在积极推进秸秆饲料化利用工作的过程中，认真落实循环经济发展理念，总结经验，探索出了“加工秸秆—养殖牛羊—增加肥料—多打粮食—多产秸秆”的循环利用模式，促进了农业持续发展，改善了农业生态环境。

6.具有一定的设施条件。近年来，我省大力推广应用秸秆青贮、氨化技术，加强秸秆饲料化利用的硬件建设，为开发利用秸秆资源、促进草食畜牧业持续发展奠定了良好基础。目前全省拥有农作物秸秆加工机械10万台(套)，青贮窖池总容量达到670万立方米。

二、指导思想和基本原则

(一)指导思想。以科学发展观为指导，认真落实资源节约和环境保护的基本国策，用循环经济理念谋划秸秆饲料化利用工作，坚持“促转化、扩规模、强产业、增效益”的工作思路，以规模化、产业化、标准化为方向，以提升利用水平为重点，以技术创新为动力，以促进农业增效、农民增收为目的，紧密配合牛羊产业大县建设，不断加大政策扶持力度，充分调动企业、农户的积极性，切实加强基础设施配套建设，大力推广先进成熟技术，建立健全服务体系，不断促进秸秆饲料化利用工作快速发展，转变畜牧业生产方式，推动农业可持续发展。

(二)基本原则。

1.政策引导，社会参与。制定或完善扶持政策，发挥政策引导作用，加大资金投入力度，充分调动社会各方面的积极性，逐步建立以政策为导向、企业为主体、农户广泛参与的秸秆饲料化利用的长效机制。

2.统筹规划，合理布局。根据我省农作物秸秆生产及草食畜牧业发展情况，统筹谋划，合理安排，形成特色鲜明、布局合理的秸秆饲料化利用新格局，逐步提高秸秆饲料化利用效益。

3.科技支撑，示范带动。立足工作实际，研究解决技术难题，加强科技成果转化，集成推广成熟技术，提高科技含量。培育典型，总结经验，示范引导，整体推进秸秆饲料化利用工作。

4.农牧互补，循环利用。合理引导秸秆饲料化利用工作，积极推行“加工秸秆—养殖牛羊—增加肥料—多打粮食—多产秸秆”的农牧结合循环利用模式，使种植业和养殖业相互促进和受益。

5.强化服务，全面推进。加强秸秆饲料化利用服务体系建设，改进服务手段，创新服务机制，提高服务能力，开展产前、产中、产后全程服务，全面提升秸秆饲料化利用水平。

三、发展目标和主要任务

(一)发展目标。2011年底，秸秆饲料化利用量达到1000万吨，利用率达到54.05%；2012年，秸秆饲料化利用量达到1140万吨，其中，秸秆青贮氨化970万吨，秸秆型饲料加工170万吨，利用率达到60%，秸秆饲料化利用初步实现规模化生产、产业化经营，综合能力明显提高；2013—2014年，在巩固和加强的基础上，完善机制，加强管理，科学合理地加强基础设施建设，稳步推进；到2015年，秸秆饲料化利用量达到1300万吨，其中，秸秆青贮氨化1100万吨，秸秆型饲料加工200万吨，利用率达到65%，秸秆饲料化利用实现规模化生产、产业化经营，综合能力显著提高。

(二)主要任务。

1.加强基础设施建设。扶持秸秆饲料生产加工规模企业和农户，科学设计、建设青贮氨化窖池和秸秆饲料储备库，夯实秸秆饲料化利用的发展基础；购置秸秆收获、打捆、运输、铡切、揉丝、粉碎、压块、加工等机械设备，提高秸秆饲料生产加工机械化水平。

2.提升科技支撑能力。组织开展全省秸秆饲料资源及饲料化利用调查，全面掌握秸秆饲料资源潜力和饲料化利用情况。整合科研力量，对关键性技术开展联合攻关，积极推进技术创新，加快科技成果转化；组装集成成熟技术，加大技术培训和示范推广力度，改善和提升秸秆饲料品质；制定不同方式、途径开发秸秆饲料的技术规程，规范秸秆饲料化利用，提高秸秆饲料化利用水平。

3.抓好示范带动工作。选择重视程度较高、草畜产业发展基础较好、玉米种植面积较大的县开展示范工作，探索、总结、推广好经验、好模式，全面推进秸秆饲料化利用工作。

4.加快产业化经营。加强“秸秆饲料银行”建设，完善“企业+农户”的经营模式，促进产业化经营。扶持有一定规模的秸秆饲料生产加工企业进行技术改造、装备升级和产品研发，支持企业降低生产成本、提高产品质量、扩大生产能力、打造企业品牌、提升营销水平，加快秸秆饲料化利用步伐。

5.强化服务体系建设。依托各级农牧部门的服务机构，加强秸秆饲料化利用培训及服务体系建设，建立专业化秸秆收集贮运、加工调制流动服务队，购置专业机械设备，建立农村专业合作经济组织，服务和引导秸秆饲料化利用工作全面深入开展。

四、重点项目和建设内容

(一)秸秆青贮氨化项目。推广秸秆青贮、氨化技术。到2015年，在全省扶持新建青贮窖、氨化池容量1300万立方米，建设秸秆饲料储备库50个，购置青贮氨化机械设备2万台，年生产青贮氨化秸秆饲料的能力达到1100万吨。

实施区域为全省玉米、小麦生产和牛羊养殖50个重点县市区：肃州区、金塔县、敦煌市、瓜州县、玉门市、甘州区、高台县、临泽县、山丹县、民乐县、凉州区、民勤县、古浪县、永昌县、会宁县、景泰县、靖远县、榆中县、永登县、安定区、渭源县、临洮县、东乡县、广河县、临夏县、和政县、康乐县、清水县、张家川县、秦州区、麦积区、甘谷县、秦安县、泾川县、静宁县、庄浪县、崆峒区、华亭县、灵台县、庆城县、环县、华池县、镇原县、宁县、正宁县、西峰区、合水县、徽县、成县、礼县。

(二)秸秆型饲料加工项目。以青贮氨化秸秆为主料，根据家畜营养需要添加其他营养成分，生产秸秆型全营养混配合饲料。到2015年，扶持秸秆饲料规模加工企业100家，购置秸秆饲料加工机械设备100台(套)，年生产秸秆型全营养混配合颗粒、饼块饲料能力达到200万吨。

实施区域为秸秆饲料资源总量较大和具有一定草产品加工能力的45个县市区：肃州区、金塔县、敦煌市、瓜州县、玉门市、甘州区、高台县、临泽县、山丹县、民乐县、凉州区、民勤县、古浪县、永昌县、永登县、榆中县、红古区、会宁县、景泰县、靖远县、安定区、临洮县、临夏

县、东乡县、广河县、康乐县、永靖县、崆峒区、灵台县、崇信县、泾川县、张家川县、清水县、西峰区、环县、华池县、宁县、镇原县、正宁县、武都区、礼县、徽县、成县、文县、西和县。

(三)秸秆饲料化利用示范区建设项目。在肃州区、甘州区、泾川县和宁县建成4个省级秸秆饲料化利用示范区；在凉州区、安定区、康乐县、会宁县、张家川县和徽县建成6个市州级秸秆饲料化利用示范区；在玉门市、金塔县、临泽县、民勤县、永昌县、景泰县、靖远县、临洮县、东乡县、清水县、灵台县、崆峒区、环县、华池县、礼县建设15个县级秸秆饲料化利用示范区。积极推进秸秆饲料化利用的体制、机制、制度、管理和技术创新，总结经验，探索模式，抓点带面，开创秸秆饲料化利用的新局面。

(四)科技培训及服务体系建设项目。在全省开展科技培训600期，建立200个专业化秸秆收集贮运、加工调制流动服务队，购置专业化秸秆收集贮运、加工调制机械设备200台(套)，建立100个农村秸秆饲料化利用专业合作组织。

(五)秸秆饲料化利用科技支撑项目。集成推广秸秆饲料化利用成熟技术，不断扩大技术覆盖面，提高秸秆饲料的品质；引进国内外秸秆饲料化利用先进技术，进行试验、示范和推广；对秸秆饲料化利用的技术难题进行攻关，研究开发秸秆型全营养混配合饲料，研究解决青贮秸秆饲料二次发酵及氨化秸秆饲料饲喂不当引起中毒的问题；探索建立适合不同地区的秸秆饲料化利用技术模式；加强基层管理人员、技术人员和农牧民秸秆饲料化利用技术培训，提高技术素质。

五、资金概算和投资计划

(一)资金概算。总投资36.94亿元。其中，各级政府投资12.58亿元(争取中央投资0.5亿元，省级整合投资2.5亿元，地方整合投资9.58亿元)，社会和群众自筹资金24.36亿元。

1.秸秆青贮氨化项目投入33亿元。其中各级政府投资10.6亿元，社会和群众自筹资金22.4亿元。

2.秸秆型饲料加工项目投入1.42亿元。其中各级政府投资0.71亿元，社会和群众自筹资金0.71亿元。

3.示范区建设项目投入1.1亿元。其中各级政府投资0.55亿元，社会和群众自筹资金0.55亿元。

4.科技培训及服务体系建设项目投入1.32亿元。其中各级政府投资0.62亿元，社会和群众自筹资金0.7亿元。

5.科技支撑项目投入0.1亿元。全部为政府投资。

(二)投资计划。规划实施概算总投资36.94亿元：2011年投资7.4亿元、2012年投资7.4亿元、2013年投资7.39亿元、2014年投资7.38亿元、2015年投资7.37亿元。

六、效益分析

(一)经济效益。2011—2015年，可累计生产加工秸秆饲料5900万吨，相当于节约粮食1475万吨，可增加产值295亿元，是总投资的近8倍。同时，通过秸秆饲料养畜，可增加有机肥，提高农作物种植效益。据推算，5年时间通过秸秆饲料养畜可产粪肥6亿吨，相当于400万吨标准化肥。

(二)生态效益。开展秸秆饲料化利用，可减少秸秆焚烧和废弃浪费，改善和美化农村生产生活环境；可帮助解决牧区饲草料不足的问题，减轻草场压力，促进草原生态保护；推动秸秆养畜过腹还田，生产大量优质农家肥，减少化肥使用量，改善土壤结构，促进有机农业发展；利用牛羊粪便，发展农村沼气，一方面为农户提供清洁能源，解决农户燃料不足的问题，另一方面将沼渣、沼液加工成有机肥，用于种植业，促进循环农业发展。

(三)社会效益。通过秸秆饲料化利用，逐步改变传统养畜观念，转变秸秆利用方式和畜牧业生产方式，促进草食畜牧业发展，为城乡居民提供优质安全的牛羊肉，丰富城乡菜篮子；以秸秆作饲料，减少饲料粮，促进节粮型畜牧业发展，确保粮食安全；推动农牧互补战略实施，满足牧区饲草需求，促进草原畜牧业发展；延长产业链，扩大农民就业，增加农民收入，促进新农村建设和社会稳定。

七、保障措施

(一)制定优惠政策，加大支持力度。各级政府要制定财政、信贷、土地、水电等优惠政策，建立财政投、银行贷、企业和农户筹的多元支持体系，积极扶持秸秆饲料化利用工作。在财政支持方面，各级政府要把秸秆饲料化利用专项资金列入本级财政预算。把秸秆饲料化利用纳入循环经济发展扶持范围，建立秸秆饲料化利用发展基金，对秸秆饲料生产加工规模企业、养殖农户给予适当扶持，对种植饲用玉米、建设青贮氨化池窖等基础设施给予适当补贴，把秸秆饲料生产加工机械设备纳入农机购置补贴范围。在信贷支持方面，鼓励金融机构对秸秆饲料生产加工规模企业、养殖农户建设青贮氨化池窖等基础设施、购置秸秆饲料生产加工机械设备给予贷款支持，并由各级财政按一定比例给予贷款贴息。在土地支持方面，对秸秆饲料生产加工规模企业、养殖农户的建设用地应优先划拨。在水电支持方面，对饲用玉米种植、秸秆饲料生产加工的企业和农户，减免电力增容等费用，增加配水指标和数量。

(二)加强组织领导，明确目标责任。秸秆饲料化利用是一项庞大的系统工程，需要加强组织领导，统筹协调，上下联动，齐抓共管，全力落实。各级政府作为秸秆饲料化利用的责任主体，要加强秸秆饲料化利用工作力量，研究部署重大事项，制定中长期规划和年度工作计划，建立目标任务检查考核制度，明确部门责任，狠抓各项政策措施的落实。

(三)强化监督管理，确保取得实效。建立健全各项管理制度，对青贮氨化池窖等基础设施建设、秸秆饲料生产加工机械设备购置，全面实行“法人制、合同制、招投标制、监理制”四制管理，确保秸秆饲料化利用工作顺利实施。严格资金管理，加强审计监督，严防挤占、挪用、截留，确保秸秆饲料化利用资金安全。根据工作进度，及时对秸秆饲料化利用工作进行跟踪检查，发现问题，抓紧整改，确保各项工作任务保质保量完成。

(四)强化科技支撑，夯实工作基础。采取针对性措施，整合秸秆饲料化利用的科技资源，依托科研、教学、推广单位和企业，组织科研力量，加强秸秆饲料化利用的技术研发，努力取得具有自主知识产权的新技术成果；加大自主知识产权新技术成果的转化力度，引进、推广省内外的新技术成果，提高秸秆饲料化利用的技术水平；组装集成、示范推广秸秆饲料化利用成熟技术，不断扩大技术覆盖面，提高秸秆饲料化利用的技术含量；加强对基层管理人员、企业技术人员和农牧民的技术培训，增强技术素质，提高秸秆饲料化利用效益。

(五)搞好宣传教育，营造良好环境。各级政府要加大秸秆饲料化利用的宣传力度，充分利用电视、广播、报纸、板报、宣传车、培训班、现场会等传播媒介，全方位、多角度地宣传中央、省上及各地有关秸秆饲料化利用的方针政策、法律法规、工作成效、实际经验、成功模式、先进典型和模范人物，宣传秸秆饲料化利用对节约资源、改善环境、农业增效、农民增收的重要作用和贡献，提高广大干部群众的认识，营造开展秸秆饲料化利用工作的良好环境。

第二篇：秸秆能源化利用2

秸秆能源化利用技术

摘 要: 秸秆能源化利用技术是近年来迅速发展起来的生物质能利用新技术，我国农作物秸秆资源丰富，秸秆生物质资源的有效利用对解决环境污染和优化能源结构具有重要的意义。综述了秸秆固化、秸秆沼气、秸秆气化、秸秆发电、秸秆液化等秸秆能源化利用技术的原理，分析了各类技术的发展状况及存在的问题，认为在部分技术中存在生产成本高、技术不成熟、生产效率低、能耗高、行业标准缺失等问题，最后展望了秸秆能源化利用技术的发展方向和未来发展趋势。关键词: 秸秆;能源化利用;技术

能源是人类赖以生存的物质基础，我国能源供应主要依靠煤炭、石油和天然气等化石能源，化石能源资源的有限性及其开发利用过程对生态环境造成的巨大压力，严重制约着经济社会的可持续发展。因此，开发清洁的可再生能源已成为解决我国能源与环境问题的一条重要途径。农作物秸秆作为生物质能资源的主要来源之一，是目前世界上仅次于煤炭、石油以及天然气的第四大能源在世界能源总消费量中占14%[1]。目前秸秆生物质资源开发利用的主要技术有固化成型技术、直燃及气化发电技术、气化集中供气技术、热裂解液化技术、秸秆沼气发酵技术以及制取燃料乙醇技术等[3]。本文从应用层面对秸秆能源化利用各类技术原理进行了综述，分析了各类技术的发展状况及存在的问题，并展望了秸秆能源化利用技术的发展方向和未来发展趋势，旨在为秸秆能源化利用和相关产业发展提供参考。秸秆生物质能源

生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用。在风能、生物质能、太阳能、地热等可再生能源中，生物质能是唯一可存储和运输的可再生能源。作为生物质能的主要来源之一，农作物秸秆与化石能源相比具有来源丰富、清洁环保、可再生、分布分散等特点，其主要成分为纤维素、半纤维和木质素，其中纤维素含量为40%～55%、半纤维素含量为10%～25%、木质素含量为20%～30%[5]。木质素除自身难以分解外，还常与纤维素、半纤维素等成分相互缠绕，形成致密的空间结构进而阻碍纤维素的降解。因此，秸秆转化利用的关键是将其主要组分(纤维素、半纤维素和木质素)进行有目的地转化利用。如何通过物理、化学、热解以及生物学方法实现秸秆资源的高效转化利用已成为生物能源工作者的研究热点。2 秸秆能源利用技术 2.1 秸秆固化成型技术

秸秆固化成型是指在一定温度和压力作用下，利用固化成型设备将秸秆压缩成棒状、块状或颗粒状等成型燃料的技术[8]。秸秆生物质的基本组织是纤维素、半纤维素和木质素，它们在适当的温度(通常为200～300℃)下可以软化，利用这一特性，用压缩成型机械将经干燥和粉碎过的松散生物质废料在超高压(0.5～1.0t/cm3)的条件下，靠机械与生物质废料之间及其生物质废料相互之间摩擦产生的热量或外部加热，使纤维素、木质素软化，经挤压成型后得到具有一定形状和规格的新型燃料[9]。秸秆固化成型基本生产工艺流程包括:秸秆收集、粉碎、干燥、混料、成型、冷却、包装等程序。固化成型后的秸秆燃料，密度可达0.8～1.2t/m3，热值可达13～25 MJ/m3，可代替木柴、原煤、燃油、液化气等，广泛用于生物质锅炉、生活炉灶、生物质发电等。

根据秸秆压缩成型设备工作原理的不同，可将秸秆固化成型设备分为三大类[12]，即螺旋挤压型成型设备、活塞冲压型成型设备、辊压型成型设备。螺旋挤压型成型设备主要依靠锥形螺旋推进器旋压成型;活塞冲压型成型设备通常不用加热，物料由活塞推动挤压成型，该技术成型密度较大，对物料含水量要求较宽，但生产率较低，产品质量不太稳定，成型模腔容易磨损，一般模腔平均寿命为100h左右;辊模成型设备依靠物料挤压成型时产生的摩擦热即可使物料软化、黏合，对原料的含水率要求较宽，一般在10%～18% 均能成型，该技术效率较高，辊模使用寿命较长，可达1000h以上。

固化成型工艺可分为三大类: 一是热成型工艺，根据原料被加热的部位不同，又可细分为2类: 一类是原料在进入压缩结构之前和在成型部位分别加热，称为预热热压成型工艺;另一类是原料只在成型部位加热，称为非预热热压成型工艺。从实际应用情况看，由于预热成型工艺能耗较高、生产工序复杂，非预热热压成型工艺在市场中占主导地位。二是常温成型工艺，秸秆常温成型工艺即在常温条件下将生物质燃料经过粉碎、干燥等预处理后放入秸秆压块机械挤压成型的过程。常温成型工艺一般需要很大的成型压力，有时需要在成型过程中加入一定的黏结剂。除了上述2种主要的成型工艺外，目前市场上采用的还有炭化成型工艺等[9]。2.2 秸秆沼气技术

秸秆沼气技术以秸秆为发酵原料，在隔绝空气并维持一定温度、湿度、酸碱度等条件下，经过沼气细菌的发酵作用生产沼气。沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷，其次为二氧化碳、氧气、氮气和硫化氢等，其中甲烷含量为55%～70%，沼气热值为20～25MJ/m

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。根据处理工艺秸秆，沼气发酵可分为干法和湿法发酵两类;另外从工程规模和利用方式上又可分为户用秸秆沼气和秸秆沼气集中供气工程两类。由于秸秆不易被厌氧微生物及酶直接利用，因在发酵前需对其进行预处理。秸秆中的C/N比较高，在50以上，高于正常发酵所需的20～30，因此在发酵时需添加富含氮素的原料，如碳酸氢铵、尿素或动物粪污等，以减少发酵启动时间，提高沼气产量。

生物质秸秆的预处理方法大体上分为物理法、化学法、热处理法和生物法四大类[17]。物理法主要是通过粉碎、揉丝、浸泡等方法，改变秸秆的外部形态或内部组织结构;化学处理就是利用化学制剂(氢氧化钠、氨水等)破坏秸秆细胞壁中半纤维素与木质素形成的共价键，从而达到提高秸秆消化率的目的[14]。此方法处理后秸秆中残存的化学试剂可能对沼气发酵产生抑制作用以及易引起环境的二次污染等问题限制了其应用。热处理法目前应用的主要是高压水蒸气爆破法，通过高压水蒸气爆破破坏秸秆结构，提高秸秆利用率[18]。该方法的处理成本较高，需要专用的设备，因而在推广应用中受到了限制。生物法主要是利用微生物对秸秆进行预处理，主要包括以乳酸菌为核心的青贮方法，以降解木质素的白腐真菌为核心的绿秸灵复合菌剂，以及利用沼液中的水解微生物对秸秆进行堆沤等[20]。生物法处理成本较低，条件温和且无需专门的设备设施，处理效果较好，因而近年来受到极大的关注，在实践中应用较多。秸秆户用沼气以秸秆作为沼气发酵原料，通过秸秆发酵菌剂(绿秸灵复合菌剂等)预处理秸秆，利用甲烷细菌发酵产生沼气。一般一口8m3的沼气池，需400kg秸秆、1kg秸秆发酵菌剂、15kg左右碳酸氢铵、4t左右的水，10%～15%的接种物，可持续产气8～10个月[21]。主要工艺流程分为秸秆预处理－投料－加水封池－点火试气等几个阶段。

秸秆沼气工程根据秸秆物料在反应器中的形态不同可分为液态消化工艺、固态消化工艺和固液两相消化工艺[22]。液态消化指秸秆物料在有流动水状态进行的厌氧消化过程。消化反应器通常为立式或卧式，通常采用序批式或连续式进出料方式，沼液回流循环使用。固态消化工艺主要有车库(集装箱)式、红泥塑料和覆膜槽干式厌氧消化工艺，以序批式投料为主，大都采用多个不同消化阶段反应器并联的方式运行，以保证整个系统产气稳定。固液两相消化工艺通过将固相和液相发酵原料分在不同区域，以达到产酸相和产甲烷相分离，有利于产酸菌和产甲烷菌在各自的反应区内保持适宜的生长环境，并利用沼液回流实现循环接种[23]。2．3 秸秆气化技术 秸秆热解气化是指秸秆原料在缺氧状态下发生热化学反应转化为气体燃料的能量转换过程。生物质是由碳、氢、氧等元素组成的，当生物质原料在气化炉中燃烧时，随着温度的升高，燃烧秸秆干燥、裂解反应、氧化反应、还原反应4个阶段[26]。秸秆燃气经冷却、除尘、除焦等处理后，可供民用炊事、取暖、发电等使用。

根据气化工艺不同，秸秆气化炉可分为固定床秸秆气化炉和流化床气化炉2种类型[27]。固定床气化炉又可进一步细分为固定床上吸式气化炉和固定床下吸式气化炉两类。固定床上吸式气化炉进料口位于炉体顶部，物料由炉顶加料口进入炉内，炉内料层自上而下分别为干燥层、热解层、还原层和氧化层;气化剂由炉体底部的进风口进入炉内参与气化反应。固定床下吸式气化炉物料由炉顶加料口加入炉内，气化剂由炉体上部进风口和炉顶进料口进入炉内，可燃气体最终通过炉体下部排出。流化床气化炉流化床材料为精选过的惰性材料砂子，物料通过输送搅龙进入炉内，炉底以较大压力通入气化剂，使炉内呈沸腾、鼓泡等不同状态，物料和气化剂的充分接触，发生气化反应。该类气化炉具有受热均匀、气化反应快、产气率高、燃气焦油含量少等优点[29]，但其对秸秆物料大小要求严格，气化炉结构复杂，可燃气中灰分较多，实践中应用较少。2.4 秸秆发电技术

秸秆发电技术是以农作物秸秆为原料的一种发电方式，根据秸秆利用方式的不同，主要有以下3种技术路线:秸秆直接燃烧发电、秸秆/煤混合燃烧发电、秸秆气化发电[30]。截止2010年6月底，国内各级政府核准的生物质秸秆发电项目累计超过了170个，总装机容量从2006年的1400MW增长到了2010年的5500MW，并有50多个项目成功实现了并网发电，发电装机容量达2000MW以上[32]。

秸秆直接燃烧发电是指把秸秆原料送入锅炉中直接燃烧产出高压水蒸汽，通过汽轮机的涡轮膨胀做功，驱动发电机发电。目前，秸秆直接燃烧发电技术主要有2类，分别为水冷式振动炉排燃烧发电技术和流化床燃烧发电技术。秸秆混合燃烧发电是指使用秸秆和煤的混合燃料进行发电，秸秆混合燃烧方式主要有直接混合燃烧、间接混合燃烧和并联燃烧3种方式。直接混合燃烧是指在秸秆预处理阶段，将粉碎处理好的秸秆与煤粉在进料的上游充分混合后，输入锅炉燃烧。间接混合燃烧是指先对秸秆进行气化，然后将秸秆燃气输送至锅炉燃烧。并联混合燃烧指秸秆在独立的锅炉中燃烧，将产生的蒸汽与传统燃煤锅炉产生的蒸汽一并供给汽轮机发电机组做功。秸秆气化发电是指，首先使生物质原料在缺氧状态下[28]发生热化学反应转化为气体燃料(一氧化碳、氢气、甲烷)，然后将转化后的可燃气体由风机抽出，经冷却除尘、去焦油和杂质后，供给内燃机或者小型燃气轮机，带动发电机发电。2.5 秸秆液化技术

秸秆液化是指通过物理、化学或生物学方法，使秸秆中的木质素、纤维素等转化为醇类、可燃性油或其他化工原料[36-37]。根据生物质液化方式的不同，主要分为直接液化、高温高压液化、微波液化3种形式。

直接液化是指在中低温、高压并有催化剂参与情况下，将生物质转化为液体的热化学反应过程，通常有还原性气体(例如氢气、一氧化碳等)参与反应。根据液化目的不同，可将直接液化细分为两大类: 一类是反应产物保留植物纤维原料的大分子结构，主要目的是制备天然高分子材料;另一类是破坏原料的大分子结构，将植物纤维原料转化成小分子后再加以利用，如生产乙醇等。由秸秆生产乙醇主要包括预处理、水解和发酵三大步骤，预处理主要是通过物理、化学、热解以及生物法等破坏木质纤维素的结构，分离或脱除生物质中木质素，增加生物质的孔隙率，提高接触比表面积和酶对纤维素的可及性，从而提高转化率。预处理后的秸秆物质在一定温度和催化剂作用下，其中的纤维素和半纤维素经水解过程转化为单糖，再通过微生物发酵技术，将其转化为乙醇[39]。

高温高压液化是指在高压下发生热化学反应的过程，典型的液化工艺是在较高的压力和温度(300～500℃)以及在催化剂存在下进行的。此方式需要消耗大量的能量，同时对设备耐压要求较高，目前研究较多的主要有秸秆制柴油等技术。以秸秆等木质纤维素为原料，通过快速热解液化、加压催化液化等转化分离出碳水化合物，再经水解、发酵、转酯化过程制备生物柴油。微波液化是指利用微波辐射使小分子极性物质产生物理效应，从而加速反应、改变反应机理或启通新的反应通道的一项技术。一般情况下，微波能量越高，辐射时间越长，添加的催化剂越多，液化效率就越高。3 秸秆能源化技术存在的问题

一是在秸秆固化方面，主要是成型设备标准不统一、生产率低、能耗高、主要工作部件的使用寿命短、易出故障、易损件费用高、设备系统配合协调能力差、运行不稳定等。二是在秸秆沼气方面，主要为沼气反应体系不稳定，秸秆消化效率不高，中高浓度的秸秆易结壳、出料困难，反应器设计有待优化等问题[42-45]。三是在秸秆气化方面，主要问题是燃气热值低，一般在5MJ/m3左右;焦油含量过高，焦油占秸秆气总能量的5%～15%，在低温下焦油凝结为液态，容易堵塞送气管道和燃烧灶具[26]。目前采用较为广泛的湿法除尘除焦技术容易带来处理水的二次污染问题。四是在秸秆发电方面，目前国产秸秆发电锅炉结焦、腐蚀和效率低等问题还不能得到很好的解决，秸秆发电核心技术和设备大部分依靠进口，价格昂贵，在现有的技术水平下，生物质发电成本约为煤电的1.5倍[46-47]。五是在秸秆液化方面，目前国内外对秸秆液化机理和数学模型的研究还很欠缺，秸秆预处理技术有待发展，高效催化剂的筛选方面有待提高，液化产物的分离、提纯技术有待发展。六是就秸秆能源化产业而言，目前整个产业还未建立完善的产品质量标准体系和质量检测体系，市场上销售的秸秆能源化设备质量参差不齐，运行不稳定、经济效益不明显[48-49]。4 结论与建议

推广秸秆能源化利用技术，对于控制秸秆焚烧、保护环境、减少碳排放、应对能源短缺等方面有着重大意义。我国秸秆能源化利用技术的研究与应用尚处于起步阶段，目前部分秸秆能源利用技术还存在着工艺技术不成熟、生产效率低、能耗高、行业标准缺失、经济效益不明显等问题。因此，应加大对秸秆能源化基础性研究的支持力度，积极引进国外先进技术和经验[50]，加强科技攻关，重点在农作物秸秆高能效低能耗转化、生物质热解生产、生物质发电、木质纤维素生产燃料乙醇、生物柴油等方面开展研究，尽快完善农业生物质资源化利用标准体系。虽然我国目前在秸秆生物质能利用领域还存在着一些亟待解决的问题，但其具有的综合效益越来越为人们所认知和重视。秸秆生物质能作为可再生能源中唯一可存储和运输的能源，在我国自然环境、社会环境和政策环境下，秸秆生物质的大规模开发利用必将成为未来的发展趋势。

第三篇：固体废物资源化——秸秆利用

固体废物资源化

——秸秆利用

【摘要】：本文对国内秸秆利用技术及发展做了简述，并由现存的发展障碍提出相应解决对策。【关键词】：秸秆利用 障碍 对策

前沿

近年来，农作物秸秆成为农村面源污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。我国作为农业大国，是世界上秸秆资源最为丰富的国家之一。2003年，我国秸秆资源产量达7.9亿吨, 约合3.6亿吨标准煤，并每年以0.12亿吨的速度稳步增长。我国农村主要有水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆，其中玉米秸秆占36.7%，稻草秸秆占27.5%，小麦秸秆占15.2%。农作物秸秆蕴藏着丰富的能量，含有大量的营养物质，除了含有大量N、P、K 元素之外, 还含有蛋白质、有机质和微量元素[1]。开发利用潜力巨大。秸秆燃烧值约为标准煤的50%，1t 普通秸秆的营养价值平均与0.25t粮食的营养价值相当[2]。如何提高农作物秸秆的综合开发利用及其利用率是解决问题的关键。秸秆综合利用技术

目前,中国利用农作物秸秆的方法,以焚烧为主,其次是秸秆还田, 牲口饲料养殖和工业利用。据相关资料显示,目前国内农作物秸秆中,直接用作生活燃料的约占总量的 20 % , 用作肥料直接还田的约占总

量的 15 %, 用作饲料的约占总量的15%,用作工业原料的约占总量的 2 % , 废弃或露天焚烧的约占总量的 33 % [3]。秸秆是目前广大农村利用最为普遍的燃料，具有降低农民生活成本、获得便利等优点，将秸秆作为燃料减少了煤等不可再生资源的使用量，但其危害也不可忽视。农户燃烧秸秆量较大时，就会产生大量二氧化碳和一氧化碳，空气中粉尘量也会严重超标，严重影响当地居民的身体健康，危害不亚于露天焚烧秸秆[4]。

1.1秸秆还田 秸秆还田的主要方式有:机械直接还田、覆盖还田、堆沤腐熟还田和过腹还田。

1.1.1 机械直接还田 机械直接还田方式, 可分为通过机械一次性粉碎还田和将作物秸秆整秆翻埋或平铺还田两种。研究显示:秸秆机械直接还田与单施肥料处理相比, 其土壤中泥沙量减少了70% ~ 80 %, 地表径流量减少了 26 % ~ 31 % ,渗漏径流量增加了 30 % ~ 52 %;减少了 N、P元素的流失。另外, 还促进作物吸收 K和缓解土壤中 K含量下降。

1.1.2 覆盖还田 秸秆覆盖地表后, 可以阻挡降水对地表的直接冲击, 保护土壤表层结构,可以有效降低土壤中水分向大气蒸发的速度, 减少蒸腾量,使得土壤有效储水量明显提高, 同时调节土壤温度, 有效缓解气温激变对作物的伤害。

1.1.3 堆沤腐熟还田 堆沤腐熟还田也称高温堆肥,主要是利用快速堆肥剂产生大量的纤维素酶,在较短时间内将作物秸秆堆制成有机肥。使用腐熟秸秆有机肥,能改善由于使用化肥导致的土壤次生盐渍

化对作物生长的抑制程度,同时也可以提高作物的产量。1.1.4 过腹还田 过腹还田指秸秆通过牲畜食用过腹排粪还田,这种还田方式对于维持和提高土壤中氮和钾的水平有重大意义。研究表明, 连续 5年施用玉米秸秆过腹牛粪, 土壤肥力明显提高,土壤中的有机质、TP、TN 和 TK 分别提高了 15.2 %、8.9 %、120 %和 5.9 % , 速效 P、N、K和 HA /FA值与转化酶活性均明显提高。

1.2 秸秆用于养殖

种植养殖可以形成相互连接的产业链条, 种植业的副产品-作物秸秆, 可以作为食草动物的饲料,动物粪尿积累起来可以肥田,改良土壤结构,减少化肥施用量,发展绿色无公害农业,节本增效。

1.2.1 秸秆作家畜饲料 秸秆含有很高的营养价值,常利用化学、微生物学等原理, 将秸秆转化为含有丰富菌体蛋白、维生素等成分的生物蛋白饲料。目前较为常见的转化技术有秸秆青贮、微贮(无氧发酵)、氨化压块等。青贮指将青玉米秸秆切碎、装窖、压实、封埋,进行自然乳酸发酵。微贮指在秸秆中加入微生物制剂, 密封发酵。压块指在秸秆晒干后, 粉碎加入其它添加剂加工成颗粒饲料。氨化指在秸秆中加入氨源物质密封堆制。

1.2.2 秸秆作基料培养食用菌 利用微生物以纤维素为基质原料生产单细胞蛋白质,是当今利用纤维素最有效的方法之一。用秸秆为原料代替木材,进行鸡腿菇、香菇等食用菌的生产, 可减少 1 /2的木材使用量,不仅大大节约木材的消耗, 且价格低廉。秸秆生产菌菇后的菌糠, 是一种营养丰富的菌体蛋白饲料,既能作为饲料过腹还田，也可作为优质的有机肥直接还田。试验表明, 每平方米菌菇栽植面积约可消耗麦草 5 kg ,每公斤培养料可采收平菇 0.8~ 1.5 kg。1.2.3 秸秆培养蚯蚓 秸秆经过粉碎堆制处理后,可作为饵料饲养蚯蚓。蚯蚓含有多种氨基酸和丰富的粗蛋白, 不仅可用来补充畜禽蛋白饲料的不足, 还可入药。蚯蚓粪是很好的有机肥料, 含有很高的有机质、腐殖质、N、P、K、氨基酸等,是植物生长最需要的养料。1.3 秸秆用作能源

秸秆能源技术包括秸秆气化制气、秸秆压块成型制炭和锅炉燃烧发电以及生物沼气等,与煤、油、天然气相比,秸秆燃料成本低、污染少、秸秆燃烧后的草木灰和制气产生的沼渣可以还田作肥料,沼液可喂猪或养鱼。

1.3.1 秸秆热解气化 秸秆热解气化是利用秸秆气化装置, 将干秸秆粉碎后在经过气化设备热解、氧化和还原反应转换成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体,再通过输配系统, 用于生产生活。秸秆燃气燃烧后无尘无烟无污染, 减少了 CO2、SO2、烟尘等污染物的排放。1.3.2 秸秆成型制炭 秸秆成型制炭, 是利用固化成型设备将秸秆压缩为原体积的 1 /8~ 1 /12 ,制成一定形状的块状固体燃料,1.4 t秸秆固化燃料与 1 t煤炭的热值相当, 用秸秆成型燃料替代煤炭,经济、环保、清洁。

1.3.3 锅炉集中燃烧发电 农作物秸秆是一种很好的清洁可再生能源,平均含硫率只有 0.38 % ,发电 CO2排放量为 0 , 硫排放量比煤炭至少低 50 %。用秸秆燃烧发电既可缓解农村能源紧张, 又有利于保护生态和资源。

1.3.4 秸秆制沼气 利用秸秆制沼气, 即用秸秆和畜禽粪便混合发酵制沼气,不仅可解决农村的煮饭和照明问题, 还可与柴油混合使用, 节约柴油70% ~ 80 %。另外,沼液沼渣中含有丰富的氨基酸和蛋白质,是很好的速效肥。

1.4 秸秆工艺品 麦秆可加工成工艺画或草编织物, 每公斤0.2元左右的稻草,经简单粗加工制成包片和草苫效益成倍或双倍增加,是农民增加收入的一条好途径。

1.5 秸秆作工业原料 农作物秸秆也可用作工业制品原料, 经碾磨处理后的秸秆纤维与树脂混合物在金属模具中加压成型, 可制造纤维板、包装箱、快餐盒、工艺品、装饰板材和一次成型家具等产品, 既减轻了环境污染,又缓解了木材供应的压力。秸秆板材制品具有强度高、耐腐蚀、防火阻燃、不变形、不开裂、强度高、美观大方及价格低廉等特点。秸秆餐具保温隔热性好, 强度、挺度佳,制造工艺简单可靠,生产成本低, 产品附加值高, 使用后可自然降解,或用作饲料和肥料,对环境损害小。秸秆利用存在的障碍

2.1 土地承包形式制约机械化的处理方式

我国农村的土地联产承包责任制-小片分散经营的模式给农业生产机械化带来了问题。由于农户平均农田面积小, 农作物种植分散, 秸秆分散, 很难采用机械化作业的方式。近期我国农户的经营模式及大型机械化收集作业还无法普遍实现, 秸秆收集及利用也无法照搬西方发达国家模式。

2.2季节性强时间短产生量大

玉米是我国北方大量耕种的农作物之一。多数地区采用的是玉米小麦间作的种植方式。因此, 在玉米收获季节从收获到种植基本在一个多月的时间。时间短, 秸秆产生量大。也就是说, 收获时玉米平均亩产秸秆 2 794kg , 其中秸秆的含水量为 2 061kg。如果在收获时处理秸秆的话, 不论将秸秆运往何处, 都要考虑运输这每亩秸秆所产生的 2 t左右水所作的无用功。2.3质地疏松运输储存困难

秸秆收获后都需要将秸秆搬运到工厂。然而, 秸秆质地疏松, 不论何种运输工具都是得不偿失。即使经过一段时间的晾晒, 在百分之十几含水量的情况下, 其密度每 m3也只有几十 kg。对于一个 25 MW 的发电厂, 年需要秸秆约20万 t。即使运输半径在 100km以内可以收集到足够的原料, 其运输费用恐怕也在秸秆的本身价值之上。由于秸秆的收获季节性很强, 因此, 就更不用说这些秸秆储藏所需要占用的土地, 以及防火等设施的费用。2.4 投入和产出不成比例

在实践中农民还发现, 秸秆还田后, 由于秸秆腐烂较慢使土壤的通 透性等受到破坏, 反而不利于土壤的改良。虽然当前有一种能使秸秆 快速腐烂的催腐剂, 但农民采纳的不多, 原因是用催腐剂腐化秸秆需先将秸秆从地里搬出来后堆积腐化, 费时费力。将秸秆进行气化虽是利用秸秆的好方式, 但投资太大, 一般村子搞不起来。因此, 要把秸秆综合利用做好, 需要政府从财力、物力、人力和技术上给予大

力支持。秸秆综合利用的对策

3.1 一体化便捷式秸秆加工的工作方式

大量的秸秆在收获后, 有相当一段时间只能是存放在地头、路旁或田间, 而且人们都知道十里不运草, 因此, 加工设备的工作方式应该 是小型便捷, 可以移动, 且配置电力、柴油机等不同的动力输入, 集切碎、调质、固化成型为一体, 方便农民操作, 适合于在地头、路旁实现就地加工[5]。

3.2 加大政府支持力度并建立激励机制

严格执行有关法律法规, 并围绕秸秆还田制定一系列行之有效的行政和技术措施, 对焚烧秸秆、掠夺式经营土地的行为给予法律约束。对增加有机肥投入、进行秸秆还田或有效利用的农民要给予一定的政策鼓励或奖励。同时各级政府要因地制宜, 加大推广投入力度, 安排专项资金重点支持建立示范基地, 对推广项目的技术、设备引进给予适度补贴。

3.3重点解决秸秆转化中的技术问题

目前推广的秸秆综合利用项目中, 有的技术还不成熟、有的还需进 一步研发, 技术上的不足很大程度上影响了秸秆的有效利用。如秸秆 气化中的焦油问题, 高效生物有机肥工业化生产设备的引进、消化吸收及国产化问题, 秸秆饲料的优化配制等。秸秆的转化利用技术除要求经过基础研究和应用技术研究外, 还需要经过大量的试验改进, 特别是生产性中间试验更为重要。

3.4积极搞好示范推广工作

在总结秸秆青贮、氨化、气化、加工、机械化还田、快速腐熟等技术应用基础上, 从实际出发, 因地制宜选准技术切入点, 推动各项关键综合利用技术的推广应用。如平原地区和大城市郊区, 机械化基础条件好, 要大力推广应用秸秆机械化粉碎还田、保护性耕作等适用技术;丘陵区与经济欠发达区, 要着重考虑秸秆堆沤还田技术, 大力推广秸秆快速腐熟还田;草食动物比较集中地区, 要大力发展秸秆养畜, 推动秸秆经济的发展;经济较发达地区, 要推动秸秆气化、沼气和秸秆加工业的发展, 开拓农民增收的新途径, 推进新农村建设。

3.5把秸秆综合利用作为一个产业发展

按照市场经济的要求, 把秸秆综合利用作为一个产业发展, 不断向 广度和深度推进。同时要做到三结合:与种植业结构调整相结合、与优势产业布局相结合、与发展农业机械化相结合。秸秆综合利用主体是农民, 出路在技术, 关键在机械, 重点是增加投入。必须利用市场经济的利益驱动机制, 发展秸秆经济, 引导社会资源配置, 引导企业和农民参与, 使农民增收、企业增利。如建立秸秆种菇场、秸秆气化站、秸秆生物制肥厂等, 推行企业化管理[6]。结语

与国外秸秆利用技术相比，我国起步晚，发展滞后，但我国有丰富的秸秆资源，可以适当借鉴国外发展经验，找出适合我国现状的发展思路。《可再生能源法》的颁布实施也为生物质能源的发展创造了有利 的外部环境。结合现有资源解决我国以及全球的能源短缺问题是人类发展史上的重大突破。只要我们从思想创新、工艺创新、回收复用创新及市场创新几方面下手，一定能够解决固体废物资源化利用问题。

参考文献

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第四篇：秸秆利用

秸秆焚烧屡禁不止的原因及对策

农水四班 110204042陈斌

摘要：近年来，秸秆焚烧屡禁不止，造成大气污染，威胁飞机降落，影响车辆行驶。因而，政府采取了秸秆禁烧的措施，想办法提高秸秆的综合利用率。虽然取得了不少成效，但目前焚烧秸秆行为依然很严重，并且利用率依然很低。随着农村经济的进一步发展，农民生活水平的再次提高，秸秆变成“废物”的区域越来越扩大，需要从根本上解决秸秆处理问题。

关键词：秸秆禁烧、环境、疏导、秸秆还田、秸秆气化

每年夏收、秋收时节，网上都会有各级政府部门的关于秸秆禁烧的新闻，今年徐州两镇长甚至因为秸秆禁烧不力被停职。由此，我们可以感到秸秆禁烧工作的重要性。但为什么以前没有禁止呢？为什么现在屡禁不止呢？

首先，我们要从秸秆的定义说起。秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其他农作物在收获籽实后的剩余部分。我国是一个农业大国，农民对秸秆的利用有着悠久的历史。传统上，我国农民用秸秆烧火做饭、取暖、养殖、积肥还田。但近年来，随着农业水平的提高，作物秸秆总量大幅度增长，综合利用技术滞后。农民大都使用液化石油气或者煤球作为燃料。秸秆变得多余了，就被农民一把火给烧了。

但是焚烧秸秆会造成环境污染、影响交通，甚至还有可能引发火灾。其次，浪费资源。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中。秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质，是一种具有多用途的可再生的生物资源。所以，政府会让农民禁烧秸秆，而且将秸秆禁烧工作纳入干部考核。到夏收季节，市区乡村四级干部带着灭火器，实行包保责任制，24小时守在田间地头，市政府还补贴高温堆肥，补贴板材加工企业到田头收购农民秸秆，但实际效果并不尽如人意尽管如此，每年农作物收获时候，在田野和路旁，时常看到正在燃烧的秸秆升起滚滚浓烟。经过查阅一些资料和生活经验，我了解到其实农民也知道焚烧秸秆的害处，但“春争日，夏争时。”农民收了麦子，抢种秋粮，过去叫“双抢”，能早一个时辰把种子播下去，赶上一场透雨，秋收就多一分保障，农民最看重的还是沉甸甸的粮食。况且，农民还知道，秸秆焚烧以后，对农业生产还真有好处，草木灰有利于耕地疏松，增加了钾肥含量，烧死了虫卵和杂草籽种，减少了病虫草害，就这几项一亩地要减少成本开支二三十块钱。

所以，我觉得要想彻底解决焚烧秸秆的问题，需要我们站在农民的角度来思考这个问题。农民打一天工收入近百元，卖一百斤秸秆也就十块钱，“哪有那个闲工夫”，农民是最讲究实惠的，他们要算成本账。

首先，政府既要禁烧又要疏导，要更人性化些，多为农民着想，改变宣传方式。对屡教不改者先了解其情况，若是有意的，应给予相应的惩罚；若是无意的，应对其教育，让他们明白焚烧秸秆的坏处。但更重要的是，政府要拿出专项资金，在机械研发推广、实际操作环节发挥实实在在的主导作用。同时，对实行粉碎还田地区的农民，给予一定补贴，提高农民的积极性。积极鼓励秸秆的新型利用。要出台有关税收、贷款、奖励方面的政策，加强行政推动和重视市场开发相结合，支持有关企业和院校进行秸秆综合利用的研发及成果转化。还要加大规划，避免因分散经营、重复建设带来的不经济。

现在，有许多处理秸秆的方法，比如：1.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，从而达到改善土壤的目的。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，而是一季接一季的耕种，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。所以，这种做法不是最好的解决办法。

2.秸秆气化当燃料或者转变成生物油当燃料。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。或者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。还可以将秸秆气化获得可燃气，再通过燃气发电机发电。前不久，中科大研究人员将木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆等多种原料进行热解液化和再加工，可变废为宝，将它们转化为生物油，其中木屑产油率60%以上，秸秆产油率50%以上，生物油热值16～18兆焦/千克。但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，存在设备资金、运营亏损、安全管理、村镇建设等方面的问题。所以，也不是最可行的办法。至于转换为生物油，量毕竟是少的，实现产业化还需要很长一段时间。

鉴于此，我想提出一些不同的建议，希望对秸秆禁烧有所帮助。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碳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、粉末化后，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的要少，且不会产生污染。

参考文献及资料：[1].《南阳市农作物综合利用实施意见》2008.10

[2].邱红.我国农作物秸秆的利用现状及特点[J].农机使用与维修,2009,1,102-104.[3].南方都市报.2012-6-13 [4].中国新闻网.2012-6-19 [5].腾讯新闻网.2012-10-10

第五篇：秸秆资源的高值化利用

秸秆资源高值化利用探究

杨明岳

摘要通过以直接将秸秆资源投入工业生产与以秸秆资源作为循环农业的基物这两种模式以及细分的8种方法，即秸秆发酵生产乙醇，秸秆热解生产生物油，秸秆发酵生产饲料肥料以及秸秆养殖与能源循环型农业模式、秸秆制炭循环型农业模式、秸秆沼气循环型农业模式、秸秆食用菌循环型农业模式和秸秆生物反应堆循环型农业模式的构建，为高值化利用秸秆资源做一些方式上的归纳。

关键词秸秆资源 高值化 循环农业 利用

我国是一个农业大国，每年生产秸秆约7亿多吨。近年来，由于农村生活能源结构发生了较大的调整，秸秆正由传统的燃料逐步转变成为一种无用的物质，同时，由于秸秆作为有机肥料的效用被化肥所取代，作为牲口的饲料被农业机械所取代，作为传统的建筑材料被现代建筑材料所取代，秸秆正作为传统意义上的燃料，肥料，饲料，建材被排除于农业生产的内部循环之外。

另一个方面，秸秆大量直接还田也是不现实的，因为占秸秆总量15%的秸秆根茬还田即能达到土壤有机质的平衡，大量的秸秆直接还田会造成秸秆腐烂不充分，未腐烂的秸秆未起到肥田作用，反而会影响作物的出苗率，由此，就地焚烧经济，省事，逐渐成为了大多数人的选择。

然而，秸秆的露天焚烧不仅浪费了宝贵的秸秆资源，也造成了严肃的环境问题和社会危害，据农业部调查显示，2009年全国废弃及焚烧秸秆资源的总量达到了2.12亿t，占当年秸秆资源可回收量的31.31%。[1]

秸秆焚烧污染问题的出现，表明了我国现有工业方式还无法将解决秸秆的出路问题，因此，将秸秆作为一种生产农用品的重要资源，研究其在循环农业以及可持续发展 工业中的转化功用，可为解决我国秸秆就地焚烧问题提供可行的技术支持。同时也对农业增效，农民增收以及地方经济发展带来巨大的推进作用。

以此，笔者对基于循环农业的秸秆高值化利用方式做出分析，归纳并讨论。1循环农业与秸秆资源高值化利用

1.1循环农业的基本内涵循环农业是国内学术界在资源与环境的约束背景下研究农业可持续发展而提出的一种理论，它是循环经济思想在农业领域的具体应用。目前，学术界关于循环农业没有统一的定义，但对循环农业基本内涵的理解大致相似。尹昌斌[2]等认为，循环农业是一种全新的理念和策略，其核心是运用可持续发展思想、循环经济理论与产业链延伸理念，通过农业技术创新，调整和优化农业生态系统内部结构及产业结构，最大程度地利用农业生物质能资源，利用生产中每一个物质及环节，倡导清洁生产和节约消费，严格控制外部有害物质的投入和农业废弃物的产生，最大程度地减轻环境污染和生态破坏，以实现农业生产各个环节的价值增值，实现生态的良性循环与农村建设的和谐发展。

1.2秸秆资源高值化利用秸秆资源的多级循环利用是秸秆资源高值化利用的一种重要模式，其特点是将秸秆资源作为一个重要的子系统引入到整个农业生产系统的循环路径当中，寻求秸秆资源的合理的环境友好的高效的利用方式。同时，以秸秆资源为工业生产原料，综

合开发利用生物质能，目前，我国秸秆资源利用方式单

一、产业链条短、经济效益差、产业化程度低，严重制约了秸秆综合利用水平的提高。因此，按照循环农业的理念，通过发展以秸秆资源多级循环利用为特征的循环型农业以及秸秆资源为底物的工业生产方式，从而增加秸秆资源的附加值，提高秸秆资源的利用率，将是未来我国秸秆资源高值化利用发展的重要方向。

1.3秸秆资源高值化利用的研究思路根据中国农村的现状以及秸秆资源的生物特性，按照“适度规模，高值产品，服务三农”的指导原则，以将秸秆资源高效转化为生物油，生物有机肥料及饲料等高值化产品以及将秸秆资源作为农业多级循环的底物为主要方式，采用秸秆组分分离-纤维素酶解发酵与热化学转化的方法，解决秸秆资源在分子结构与微生物发酵过程，新型固态发酵过程以及秸秆资源循环农业产业链系统这三个方面的问题。

1.4秸秆资源高值化利用的主要研究内容秸秆生物量的全利用的有效途径是分层多级循环利用方式，这有助于解决秸秆资源单一组分利用所造成的资源浪费，易污染的问题，秸秆资源的分层多级循环利用方式主要依靠秸秆资源组分分离机制及其新方法的研究。纤维素的酶解是秸秆资源作为工业底物生产时的重要转化途径，所以纤维素酶解过程的分子结构变化研究以及纤维素酶分子结构功能的研究也是很重要的，主要包括氢键酶的研究，耐热纤维素酶类的研究等。

同时，对于以秸秆资源为底物的循环农业模式的过程探索也是必要的，可以就秸秆生物转化过程中设计的微生物菌种进行基因改造，以提高其与秸秆的亲和度，就纤维素高浓度发酵分离微生物油脂耦合过程的基础与工程学研究，解决高浓度纤维素发酵分离乙醇的有效机制，为改善秸秆资源能源循环农业模式以一些建议。

1.5秸秆资源高值化利用的基本原则发展基于循环农业的秸秆资源高值化利用主要坚持以下三个原则：（1）循环利用与资源化原则。秸秆资源本质上是农业生产过程的废弃物，按照循环农业的基本原理，可通过微生物发酵技术等手段变废为宝，使其重新回到农业生产产业过程中去，从而实现废弃物的资源化利用。（2）多级利用与产业链延伸原则。物质与能量的多级利用是提高农业生态系统能量及物质利用效率的有效途径，多级利用原则要求在利用秸秆资源的过程中，对秸秆资源及其相关废弃物实现多次利用，通过延长资源的使用周期来提高其使用效率，这需要通过延长产业链来实现。（3）产业化与价值增值原则。依照循环农业原理，秸秆资源的循环利用需要联合多个产业，通过将秸秆资源的利用过程由单独过程推广至各个产业进而实现循环模式的构建，即秸秆的储运，利用，生态养殖，无公害种植，加工等多个环节的有机衔接，推动秸秆资源产业化的构建，同时大幅提高秸秆资源的产业附加值，实现其高值化利用。

2秸秆资源的高值化利用方式

2.1作为生产原料的秸秆资源高值化利用方式秸秆资源是一种广泛分布的，量特别大的农业废物，然而不恰当的利用和随意焚烧造成了资源的严重浪费，资源紧缺的现状推动了秸秆资源化利用的进程。

2.1.1纤维素发酵生产乙醇世界上已知的石油储量在大约三十年之内将被用尽，所以有必要开展新能源的研究与开发，太阳能是取之不尽，用之不竭的可再生能源，植物利用太阳能合成木质纤维素，是巨大的可再生资源。目前，我国以开展了乙醇燃料试点工程，旨在研

究如何高效地产出燃料乙醇，我国是一个木材紧缺的农业大国，具有丰富的农业废弃物，仅农作物秸秆，皮壳一项，每年即可达7亿多吨，将这些废弃物高效转化为可利用的乙醇，对保护环境，开发新能源具有重要作用。目前我国主要运用的纤维素发酵技术为（1）分步水解糖化发酵；（2）直接转化法；（3）同步糖化发酵;(4)固定化细胞发酵；（5）酶膜反应器等。以上发酵技术都存在着或多或少的问题，因此，杨森[3]等设计了一种新型工艺，通过固相酶解来提高底物浓度，最终提高酶解产物与发酵产物的浓度，减轻后续分离过程的困难，同时在新工艺中通过膜技术将酶解和发酵耦合为一个整体，这样可解决分布糖化发酵和同步糖化发酵存在的缺点，另外将分布糖化发酵，同步糖化发酵，固定化细胞发酵的优点结合在一起。

2.1.2秸秆热解生产生物油快速热解技术能够将生物质转变成便于储存运输，具有替代石油的潜力的液体燃料-生物油，干基收率为60~75%（质量比）。目前，国内外相继开发多种快速热解技术和工艺方法[4],比较成熟高效的热解方法有（1）生物质分级处理快速热解；（2）下行循环流化床快速热解脱灰处理。第一种方法通过蒸汽汽爆，固态发酵分级处理生物质，使得热解气产率降低，焦炭产量增加，热解油产量提高，同时还可使生物油热值提高，品质得到改善。后一种方法通过利用下行循环流体床，在一定温度范围内对秸秆进行快速热解提取液体产物，系统操作平稳且连续。

2.1.3秸秆转化生产饲料与肥料[5]我国农业增产在发挥农业养分再循环的肥源潜力上有广阔前景，目前，农村秸秆资源普遍相对过剩，焚烧秸秆已成为较普遍的现象。然而，经过分拣进行堆肥可以实现资源化，减量化，无害化，据此，可以充分利用秸秆作为有机肥源，在微生物的作用下，生成生物肥料，通过生物肥料的施放来适当减少化肥的使用。目前一种比较好的方法是通过气爆秸秆固态发酵来培养出固氮，固钾，固磷的细菌，气爆过后的秸秆含有大量的糖类物质，更易于细菌生长。同时，秸秆也可以调制出青，黄贮饲料，因为其中含有大量的木质纤维，木质纤维经过一定的分解可以得到乳酸等产物，能够为畜牧业提供充足的饲料保证。

2.2作为循环农业底物的高值化利用方式

秸秆资源不仅可以作为单独的生产原料投入到工业化生产中，同时也可以由秸秆资源为基物来构建起多种多样的循环农业模式。[6]

2.2.1秸秆养殖与能源循环型农业模式 秸秆养殖与能源循环型农业模式的主要特征是将秸秆利用与畜牧养殖业、无公害种植、清洁能源生产结合起来，以秸秆作为饲料饲喂畜牧为起点，通过养殖废弃物的资源化利用延伸产业链条，实现秸秆养殖、生态种植与能源生产的相互耦合与和谐共生。这种模式多级循环利用的基本路径可简要表述如下：秸秆通过物理、化学或生物方法加工成饲料，用于畜牧养殖；畜牧粪便一方面可以通过厌氧发酵产生沼气，另一方面可以进入发酵车间生产生物有机肥；沼气用于发电或给周边居民供气，沼液作为沼肥用于粮食、蔬菜、花卉、水果等种植，沼渣用于饲养蚯蚓；沼气发电用于畜牧养殖的饲料加工或加工秸秆固体成型燃料，蚯蚓用于喂养鹅鸭等家禽，生产有机禽蛋；秸秆固体成型燃料一方面可通过与农户交互秸秆的方式，用于家庭取暖和炊事，另一方面可通过市场卖给工业企业或城市集中供暖用户。其多级循环利用的工艺流程可表示为

秸秆一畜牧养殖一后续产业链一农田(园地)。

畜牧粪便后续产业链条的开发主要有4条。

产业链1： 沼气发电一秸秆固体成型燃料一农户炊事供暖(工业锅炉、农产品烘干和集中供暖)一灰分一农田；

产业链2：沼液一粮、菜、花、果；

产业链3：沼渣一蚯蚓养殖一家禽(水产)养殖一有 机禽蛋(水产品)，蚯蚓粪(塘泥)一粮、菜、花、果；

产业链4：畜 牧粪便一复合菌发酵车间一生物有机肥—粮、菜、花、果。

2.2.2秸秆制炭循环型农业模式秸秆制炭循环型农业模式的主要特征是将秸秆利用与工业生产、农业种植与清洁能源生产结合起来，以秸秆热解为起点，通过对气、液、固等热解产品的后续开发来延伸产业链条，实现秸秆的资源化利用和价值增值。这种模式多级循环利用的基本路径可简要表述如下：秸秆通过热解气化可转化成固体的生物质炭、秸秆气和木醋液；生物质炭进一步加工成为栽培基质、肥料缓释剂和土壤修复剂用于农业生产，秸秆气可用于发电或给周边农户供气，木醋液可进一步加工成叶面肥或杀虫抗菌剂等农药 用于农业生产。其多级循环利用的工艺流程可表示为秸秆一热解一秸秆气一农户供气(发电自用)，木醋液一叶面微肥(农药)一粮、菜、花、果，生物质炭一碳基肥料(肥料缓释剂)一粮、菜、花、果。

2.2.3秸秆沼气循环型农业模式秸秆沼气循环型农业模式的主要特征是将秸秆利用与清洁能源生产、生态种植结合起 来，以秸秆厌氧发酵产生沼气为起点，通过沼渣、沼液的综合 利用来延伸产业链条，实现经济效益和环境效益的统一。这种模式多级循环利用的基本路径可简要表述为：秸秆作为发酵原料通过厌氧发酵产生沼气；沼气用于农户供气或发电，沼液作为沼肥用于粮食、蔬菜、花卉、水果等种植，秸秆沼渣可用于基料培养蘑菇，菇渣返还农田(园地)。其多级循环利用的工艺流程可表示为秸秆一沼气一农户供气(发电)，沼液一粮、菜、花、果，秸秆，沼渣一食用菌一菇渣一粮、菜、果。

2.2.4秸秆食用菌循环型农业模式秸秆食用菌循环型农业模式的主要特征是将秸秆利用与食用菌栽培、养殖业、无公害种植业、清洁能源生产结合起来，以秸秆作为基料用于食用菌栽培为起点，通过菇渣的后续开发利用来延伸产业链条，提升秸秆食用菌产业的附加值，实现经济与生态的有机统一。这种模式多级循环利用的基本路径可以简要表述为：秸秆经过浸泡、消毒和发酵等处理后用作食用菌栽培的基 料；秸秆生产食用菌后形成的菇渣可作为菌体蛋白饲料，用于饲养猪等家畜；菇渣也可作为优质的有机肥，在食用菌收完后，通过菌袋直接还田；菇渣还可作为沼气发酵的原料，用于产生沼气，沼气产生后的沼渣、沼液可进一步用于粮、菜、花、果等种植；此外，还可将菇渣用于繁殖蚯蚓，蚯蚓是畜禽和高档水产养殖的优质蛋白饲料，蚯蚓粪可作为有机肥返还农田。其多级循环利用的工艺流程可表示为秸秆一食用菌一菇渣一后续开发一农田(园地)。实践中，秸秆食用菌循环型模式菇渣后续开发主要有4 条产业链。

产业链1：秸秆一食用菌一菇渣一粮、菜、花、果；

产业链2：秸秆一食用菌一菇渣一沼气一农户供气(发电自 用)，沼渣、沼液一粮、菜、花、果；

产业链3：秸秆一食用菌一菇 渣一蚯蚓养殖一蛋白饲料，蚯蚓粪一粮、菜、花、果；

产业链4：秸秆一食用菌一菇渣一家畜养殖一粪便一粮、菜、花、果。

2.2.5秸秆生物反应堆循环型农业模式 秸秆生物反应堆循环型农业模式的主要特征是通过生物菌剂作用将秸秆资源快速腐熟，用作农作物生长的高效肥料，实现农业生产的降本增效，推动秸秆资源利用的产业化。这种模式多级循环利用的基本路径可简单表述为：将秸秆放入内置式或外置式反应堆，加入微生物菌种、催化剂、净化剂进行好氧发酵，然后应用于蔬菜、水果和花卉等作物种植。其多级循环利用的工艺流程可以表示为秸秆一生物反应堆一农田(园地)。

3结论与讨论

秸秆的露天焚烧以及不合理的利用是对秸秆资源的严重浪费，秸秆资源的能源化，饲料化，基料化，肥料化是秸秆资源合理利用的四大途径，通过将秸秆资源作为生产原料投入到工业化生产当中，经由高新技术的使用进而实现秸秆资源的高值化利用，通过将秸秆资源作为基物投入到循环农业的构建中，通过产业链的延伸以及资源的循环多级利用来提高秸秆资源的附加值，从而实现秸秆资源的高值化利用，这两种方法都有助于解决目前我国出现的日益增多的秸秆资源无法被现有的农业，工业模式完全利用这一严肃问题。

日前，这两种模式都在被政府小范围地试点实践，为推动秸秆资源高值化利用在全国范围内的实行，笔者认为还有以下几点需要我们做到（1）政府需加大力度宣传并做好此类企业的相关扶持工作，一味的禁止焚烧秸秆却不宣讲解决办法只是治标而非治本的表现。（2）农民的意识需要提高，政府需要做好秸秆高值化利用所带来的经济增收的宣传工作。（3）相关企业需要开发新的技术，研究新的模式而非因循着旧的思路。

参考文献：

[1] 农业部科技教育司 全国农作物秸秆资源调查与评价报告

[2] 尹昌斌.唐华俊.周颖 循环农业内涵、发展途经与政策建议[期刊论文]-中国农业资源与区划 2006(01)

[3] 杨森，丁文勇，陈洪章 膜生物反应器在气爆稻草秸秆酶解中的应用研究环境科学，2005

[4] Brigewater A V, Peacocke G V C.Renewable and Sustainable Energy Reviews.2000

[5] 王炜 崔春生秸秆发酵生产饲料过程中的微生物多样性

[6] 冯伟 张利群基于循环农业的农作物秸秆资源化利用模式研究

[7]陈洪章秸秆资源生态高值化理论与应用