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1、谈谈秸杆的综合利用李新权一、秸杆综合利用背景农作物秸秆作为一种农业生产的副产品，产量大、分布广，同时也是一项重要的生物质资源其含氮、磷、钾、碳的平均含量分别为06、03、10、45。据统计，我国年产农作物秸杆量6亿吨以上，其中30%用作农用燃料 是指传统方法燃烧，是热效率较低（一般都低于20%）的用能方式，在燃烧过程中往往造成环境污染。，25%用作饲料，2-3%作工副业生产原料，6-7%直接还田，还有35%约2.2亿吨剩余秸杆未被合理利用（见表1）。表1 2000年秸秆资源状况及主要利用途径 单位：（万吨）年份秸杆总产量造肥还田及收集损耗作为饲料作为造纸原料可用作能源200064792.397
2、18.817744.7210035229.8注：本表数据摘自中国生物质资源可获得性评价 中国农业部美国能源部项目专家组历史上，我国有着利用秸秆的优良传统农民用秸秆建房蔽日遮雨，用秸秆烧火做饭取暖，用秸秆养畜积肥还田等。随着农民生活水平的提高和能源利用方式的转变，秸秆等农业废弃物带来的面源污染等环保问题越来越突出。废弃的秸秆无法有效处理，随意丢弃，严重影响了村容村貌。秸秆直接在田间焚烧带来的大气污染和消防安全问题更是危害巨大。大力发展生物质发电，既有效处理了农林剩余物，改善了城乡环境，又利用了重要的可再生能源，减少了温室气体排放。随着经济的发展，传统利用秸杆的方法越来越少，秸杆正在成为农业生产的
3、废弃物，就地焚烧已成为农民处理秸杆的“好”办法。虽然各级政府不断出台禁止焚烧的规章文件，进行各种形式的宣传，诸如“严禁焚烧、保护环境”、“谁烧罚谁、烧谁罚谁”、“烧一堆罚1000元”等内容的大红宣传横幅挂满了田间地头，特别是公路沿线 地方政府在公路沿线设置宣传横幅，一方面是因为公路沿线人流量大，宣传效果好；另一方面是为了让领导更好了解地方政府在禁烧工作中是有部署的。但从禁烧效果来看，笔者认为这样的工作更多是在做表面文章，应付上级的检查。，禁烧工作正成为县、乡级政府夏秋收获时期的首要工作，夏秋两季平均每个县级政府为了防止焚烧和上级政府监控到焚烧后罚款的财政支出都在150万元到200万元之间这是笔
4、者2007年9、10月份在河南省平顶山市部分县（区）调查的结果。，但最后秸杆仍然逃脱不了被焚烧的命运 秸杆在更多地方的最后处理方式是以村或乡为单位，在有关领导统一招呼下，选择快要下雨的天气，统一部署焚烧。因为阴天时候，通过卫星对管辖内焚烧控制的上级政府无法有效控制。每当收获季节里来临，但焚烧秸秆在一些地区愈演愈烈，成为了污染环境，浪费资源的途径。实际上，想有效解决焚烧秸杆的现象，“堵”不是办法，一味的堵只会造成“禁亦烧之”，应该变“堵”为“疏”，不断开辟秸杆综合利用的新路子。二、秸秆综合利用的途径根据2007年中央“一号文件”关于“推进生物质产业发展”就有如下论述：以生物能源、生物基产品和生物
5、质原料为主要内容的生物质产业，是拓展农业功能、促进资源高效利用的朝阳产业。加快开发以农作物秸秆等为主要原料的生物质燃料、肥料、饲料，启动农作物秸秆生物气化和固化成型燃料试点项目，支持秸秆饲料化利用。加强生物质产业技术研发、示范、储备和推广，组织实施农林生物质科技工程。鼓励有条件的地方利用荒山、荒地等资源，发展生物质原料作物种植。加快制定有利于生物质产业发展的扶持政策。根据我国各类农作物秸秆资源的合理回收加工情况，我们把秸杆综合利用归纳为“4F”路线：即Fodder(饲料) ，Fuel(燃料)，Fertilizer(肥料)，Feed Stock(工业原料)，一般称其为“四料”。在“四料”转换利用
6、中，饲料、燃料、肥料利用及其转换技术仍然是主要领域。以下我们重点介绍几种秸秆处理技术：（一）秸秆的饲料价值及秸秆块状饲料加工技术农作物秸秆也是牲畜的主要饲料之一。有关化验结果表明，玉米秸秆含有30%以上的碳水化合物、2%4%的蛋白质和0.5%1%的脂肪，玉米秸秆即可青贮，也可直接饲喂 ，就食草动物而言，2公斤的玉米秸秆增重净能相当于1公斤的玉米籽粒，特别是对玉米秸秆进行青贮、黄化、氨化及糖化等方法处理以后，提高利用率，效益将更可观。如：黄贮饲料中含粗蛋白3.85%、粗脂肪2.43%、无氮浸出物2.19%、灰分5.99%、水分51.92%。玉米穗轴中含有45%55%的碳水化合物，1%3%的蛋白质
7、和0.5%3%的脂肪，经过一定的加工处理，都是上等的饲料来源。据研究分析，玉米秸秆中所含的消化能为2235.8千焦耳/公斤，且营养丰富，总能量与牧草相当。利用农作物秸秆生产压块，对作物秸秆进行精细加工处理，制作成高营养牲畜饲料，发展畜牧业，实现秸秆过腹还田，具有良好的生态效益。秸杆压块饲料技术是近几年来兴起的、采用工厂化生产、商品化流通的农作物秸秆综合利用新渠道，并已形成产业化规模。新型的秸杆块状饲料是采用先进的冷压成型技术，用饲料压块机生产的全新饲料。这种饲料呈块状，密度大便于运输和储存，有很强的实用性。由于压块设备在加工过程中产生的高温（135左右）和高压控制了饲料中的水分，杀灭了秸秆中的
8、寄生虫卵、霉菌，加工成的秸秆压块饲料极大地破坏和去除了秸秆表面的角质层和蜡质层，由传统的生食变为熟食，适口性提高，保存了食草类家畜对长纤维的需求，同时大大提高了食草类家畜对秸秆的消化率和利用率。秸秆加工成块状饲料，以其密度高、容量大、适口性好、采食及消化吸收率高、牲畜喜食、饲喂省时省力，运输及贮存方便，并使牛、羊明显增奶、增重而深受广大养殖户喜爱，并把它形象地叫作牛、羊的压缩饼干。使用秸秆压块饲料饲喂牛羊，采食率可达100%、消化吸收率可提高60%以上，奶牛产奶量提高10%以上，肉牛增重提高15%以上；同时秸秆加工成压块饲料即可把过去废弃的农作物秸秆变成了可长途运输、长期贮存的商品，实现了农作
9、物秸秆的商品化生产和异地消化利用，提高了农作物秸秆的利用水平，使秸秆增值、农民增收，促进农牧业发展、保护了生态环境。秸秆压块饲料生产是经济效益、社会效益、生态效益都很好的三好项目。 其加工通用的方法为：经铡切或揉搓后，再添加部分粘合剂和微量元素制成块或颗粒。这样一方面可提高粗纤维消化率25，适口性明显提高，采食量增加30-50；另一方面经过机械揉搓和制粒前调质，有机物受热分解，化学成分发生变化，使秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素的镶嵌结构部分受到破坏，利于瘤胃消化液的侵蚀渗透。另外，添加各种微量元素，能克服秸秆营养不足的问题；同时，秸秆压粒或压块后其密度增加10倍以上，有利于贮存和降低贮存中营
10、养成分损失，减少运输量，贮运成本降低70。因此，这是国内秸秆饲料处理的发展方向。许多农作物秸秆均可生产块状饲料。营养较好的如大豆秸秆，花生蔓，谷草，玉米杆，小麦秸，甘蔗渣等。但在北方，最实际的是玉米秸秆。（二）秸秆的燃料价值及秸杆固体成型技术农作物秸秆纤维中的碳占绝大部分，主要粮食作物小麦、玉米等秸秆的含碳量约占40%以上，其次为钾、硅、氮、钙、镁、磷、硫等元素。秸秆中的碳使秸秆具有燃料价值，我国农村长期用秸秆做生活燃料就是该价值的利用。国际能源机构的有关研究表明，秸秆是一种很好的清洁可再生能源，其平均含硫量只有千分之三点八，而煤的平均含硫量约达百分之一。经测定，秸杆热值约为15000KJ/K
11、g，相当于标准煤的50%。各种秸杆的热值如下：表-5 不同秸杆热值表秸杆种类麦类稻类玉米大豆薯类杂粮类油料棉花热值（KJ/Kg）1465012560154901590014230142301549015900今后15年，我国在生物质能方面将重点发展农林生物质发电、生物液体燃料、沼气及沼气发电、生物固体成型燃料技术四大领域，开拓农村发展新型产业，为农村提供高效清洁的生活燃料，并为替代石油开辟新的渠道。秸杆就是重要的生物质资源。但由于秸杆具有重量轻、体积大、分布面积广、收获具有季节性等特点，导致了生物质资源的利用难度大，大大限制了生物质利用的范围，并且生物质利用成本很高，异地利用成本则更高。根据农
12、林生物质的特点，存在着收集、储存、运输、防火等方面难题。在已运行的生物质发电厂目前采取经破碎后入炉的方式,还往往遇到燃料入炉难的问题，从而导致锅炉很难达到额定利用功率。然而，利用特定设备，将生物质材料加工成致密的固体成型燃料可使上述难题很好的得到解决。其工作原理是：将准备成型的秸杆进行揉切粉碎或铡切粉碎，其长度、含水率均在规定的范围内 一般来说，比较合适的长度是30公分以下，比较合适的水分范围是2030%。，由上料机将物料输送至成型主机，挤压成型。通过调速和挡料板控制入料量的多少，利用原料含水率和入料量控制成品密度。这样生产出来的颗粒状、棒状或块状等致密成型物就是秸杆成型燃料，一般称为生物质固
13、体成型燃料是指通过专门设备将生物质压缩成型的燃料，储存、运输、使用方便，清洁环保，燃烧效率高，既可作为农村居民的炊事和取暖燃料，也可作为城市分散供热的燃料。可用于为农村和小城镇居民提供炊事、取暖等生活燃料，同是也是生物质发电的优质燃料。秸杆成型燃料的产业化过程及成本状况如下：1、收集方面。生物质固体成型设备以中型（产量为0.8-1.2吨小时）、整套工作设备价格在7-10万元左右 不同的秸杆要有相应的粉碎、加工设备,不同的设备价格也不同,另外设备的型号选择也确定设备价格。(包括秸杆粉碎设备)后,，并且生产加工步骤要相应简便，普通农户就可以操作。在村庄里由农户 一般选择具有一定影响力的农户，如村干
14、部等。就地将秸秆加工成型，避免了散装秸秆远距离运输，大大的降第了运输的成本，解决了秸秆的收集问题。 2、储存方面。大生物质加工后大大的减少了储存的空间，利用农村空闲地块即可存放，并且加工后相对来说不易点燃，大大的降低了储存的风险。加工后的产品分储于农户之中，就象千百家生物质“小煤矿”，分散的储存方法解决了储存难题，并且很大程度上减少了了火灾隐患。3、运输方面。生物质固体成型燃料的密度通常为0.81.3吨立方米。大大的降低了运输成本，解决了运输成本过高的难题。4、防火方面。秸秆可能用一根火柴就使其燃烧起熊熊大火，而压缩成型后其燃点是比较高的，通常难以引燃，解决了存放过程中的防火问题。 5、入炉方
15、面。秸秆压缩成型后，体积大幅度缩小，密度大幅度增加，不再象秸秆那样输送入炉时容易蓬住、卡住，并且灰分量大大降低，解决了生物质燃料的入炉和除灰问题。由于生物质固体成型燃料密度大，便于储存和运输，从而使上述难题得到比较好的解决。但一般认为,在生物质固体成型过程中要耗费人力、动力、物力，必将使生物质燃料成本增大。但是,按照目前我们的技术和方法,已经较好的解决了成本增加的问题,甚至说,也只有按照这样的方法,才能保证年需量在十多万吨、二十几万吨的生物质电厂的正常运转 这也许应该是生物质发电炉前系统的核心.。现以北京奥科瑞丰机电技术有限公司生产的秸秆压缩设备为例，实际衡量一下生物质固体成型增加的费用。成型
16、人工费：每人每天（8小时）按40-50元计，每班定岗2-3人计，设备出力为0.8-1吨小时，每天平均生产7吨，每吨劳动力成本约20元； 成型电费：配套动力为20千瓦，每小时耗电最多20千瓦时，农村动力电一般0.6元-0.8千瓦时，每吨成本约15元。秸秆粉碎成本费用：约20元吨（配置粉碎机电机11千瓦，每小时可以粉碎2-3吨，需人2人）。设备易损及维护费用：5元吨。按照以上条件和计算方法，四项合计约60元吨。但是，如果会管理会经营的话，其费用还可以降低。如果设备分散在有劳动力（对劳动力的要求不高）的农户，如果不雇佣其他劳动力的话，以上成本已经显现利润。也可以说，在秸秆压缩成型过程中，其费用每吨增加最多 根据
