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摘 要 吉林省农作物秸秆资源丰富，自“十一五”规划以来，吉林省贯彻执行节能减排方针，特别是在秸秆资源的利用方面取得显著地效果，本文阐述玉米秸秆能源化利用的现状和存在问题，通过秸秆规模化、能源化利用促进吉林省可再生能源的利用，减少秸秆燃烧、减少污染物排放对空气的污染。
关键词 农业节能减排；玉米秸秆能源化
中图分类号：S38 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）24-0166-01
自“十一五”规划提出节能减排政策以来，吉林省从调整经济结构、转变经济增长方式、提高经济增长的质量和效益的方向出发，贯彻落实国家政策，并取得显著成绩。吉林省是我国农业大省，2008年底，全省粮食作物播种面积6586.8万亩，粮食总产量2840万吨。其中，玉米产量2083万吨，水稻产量579万吨，人均粮食产量2000千克。于是吉林省秸秆资源丰富，秸秆种类以玉米、水稻、大豆秸秆为主，年均秸秆可利用资源量达到3100万吨。尤其是玉米秸秆，直接还田影响第二年墒情，一些农户为了省时省力就地焚烧。秸秆焚烧对水体和空气环境产生不同程度的污染，也是近年来雾霾产生的原因之一。因此，玉米秸秆的能源化利用，对农业方面节能减排，对实现农业可持续性发展，构建和谐社会都具有重要的意义。
1 秸秆的能源化利用方式[1]
1）秸秆发电。
吉林省秸秆资源丰富，资源相对集中，因此比较适合采用秸秆发电。秸秆发电有三种发电方式：直燃发电、混燃发电和气化后发电。在吉林省以直燃方式发电为主。到2008年底，我国已建成秸秆发电装机容量为460MW。其中，国内生物发电公司就有10个电厂，装机容量244MW，发电8.7亿度，超过全国秸秆发电量的50%。
目前，我省主要以直接燃烧发电方式为主。直接燃烧秸秆发电要求秸秆生物质资源集中，数量大，收集、储运方便。吉林省具有秸秆发电的资源优势，秸秆直接利用在生活燃料的比例在不断下降，秸秆发电应用比例在不断增加。
2）秸秆沼气[2]。
秸秆作为一种生物质能源，是沼气发酵的有效原料之一。秸秆沼气发酵与直接燃烧比较，能量利用效率提高近一倍，沼气发酵后的沼渣是优良的有机肥料，且农作物秸秆直接燃烧后，N素和有机质全部损失，P，K及微量元素损失90%以上。因此秸秆沼气发酵，无论在能量利用、物质循环还是对生态环境的影响方面都比秸秆直接燃烧效益显著。
秸秆作为沼气发酵原料，主要有几点限制因素，首先，秸秆表面木质素与纤维素结合的较紧密，降解时间长，需要进行粉碎和预处理；其次，秸秆进行沼气发酵容易结壳，影响沼气产气效率，因此秸秆沼气的发展需要在工艺与设备方面的技术保障。另外秸秆的大量收集、储运也是限制其发展的另一个因素。目前，吉林省在长春市绿园区，九台、公主岭等地区建设了秸秆综合利用示范基点，秸秆的年利用量达到2万吨以上。秸秆沼气是秸秆综合利用的重要方面。
3）秸秆的炭化和固化成型。
秸秆固化成型是将秸秆粉碎、压块、成型作为一种高热值、低烟尘的高效燃料。秸秆通过固化成型后，可以作为家用取暖炉、工业锅炉、集中供热锅炉等燃料。秸秆的固化压缩工艺是利用木质素在高温下的粘结作用制成生物质压块，减少直接燃烧产生的有机质产生烟尘，燃烧后的灰烬减少70%以上。
目前，吉林省在公主岭、白城、农安、松原等地建成了加工厂，生产出的产品包括木炭、燃料块、蜂窝碳。秸秆压块燃料在我省的应用已经初具规模，未来发展前景广阔。
4）秸秆发酵燃料乙醇[3]。
乙醇是一种重要的工业原料，广泛应用于化工、食品饮料工业、军工、医药卫生等领域，同时又是最有希望全部或部分代替石油的可再生能源，具有十分广泛的发展前景。2006年，国家下发通知严格控制以粮食为原料的燃料乙醇生产规模。这个政策势必会向利用木屑等纤维素、农作物秸秆为原料的方向发展。吉林省秸秆资源丰富，发展秸秆深加工发酵技术具有有利的原料基础。
5）其他应用[4-5]。
吉林省秸秆还在肥料化、饲料化、食用菌基等方面应用广泛。秸秆的肥料化利用主要以秸秆直接还田为主，包括机械化直接还田、快速腐熟还田、堆沤还田、覆盖还田、加工有机肥等。总之，通过秸秆的在肥料化、饲料化、食用菌方面的综合利用，也促进了秸秆的多元化利用，减少秸秆燃烧对环境的污染，对吉林省节能减排具有一定的促进作用。
2 效益分析
吉林省对农作物秸秆综合利用的发展历程表明，实施秸秆综合开发利用，一方面对减轻生态环境污染，加快发展循环经济，推进资源节约型和环境友好型社会建设，实现人与自然和谐发展意义重大。实施秸秆综合利用，能够有效地解决秸秆乱堆乱放造成的环境污染和资源浪费，有助于改善炊事、庭院、街道和乡村环境卫生，使生态农业建设和生态家园建设向纵深发展，效益显著。全省每年秸秆综合利用总量分别为2310万吨，按100元/吨计算，给农民带来的直接经济效益分别是23.1亿元。秸秆机械化收集处理及综合利用技术的实施推广，能够促进秸秆规模化、资源化利用，提供更多的工作岗位，提高农民收入。秸秆能源化利用有利于加快地区农业结构调整，充分发挥资源优势。总之秸秆资源化利用具有明显的经济、社会和生态效益。
3 结论
通过对吉林省乃至全国范围内秸秆资源化利用发展现状进行分析，提出了秸秆能源化利用所存在的问题，阐述了节能减排的具体内容。总体上看，吉林省秸秆在综合利用方面发展较慢，农作物秸秆的资源化、商品化程度不高，秸秆资源利用率低，产业链短，浪费情况严重，许多领域的秸秆综合利用技术有待创新。实现秸秆能源化利用尚需要建立、健全、长效有序的秸秆收集、储运、营销以及能源化利用机制。
参考文献
[1]翟继辉，周慧秋.黑龙江省农作物秸秆能源化利用现状、存在问题及对策研究[J].东北农学大学学报，2013（1）.
[2]崔彦如，高海，张永锋，庞凤仙.蜂窝型太阳池对沼气增补温效果的实验研究[J].中国沼气，2012，30（5）：25-28.
[3]张亮.玉米秸秆发酵生产燃料乙醇的研究综述[J].安徽农业科学2007，35（11）3365-3366.
[4]崔彦如，庞凤仙，王洁，张麟凤.秸秆生物增温堆对沼气池增温、保温效果的实验研究[J].可再生能源，2011，29（3）：17-19.
[5]田燕飞，等.秸秆肥料化生产的现状、问题及发展前景[J].中国农学通报，2010，26（16）：158-163.
关键词 农业节能减排；玉米秸秆能源化
中图分类号：S38 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）24-0166-01
自“十一五”规划提出节能减排政策以来，吉林省从调整经济结构、转变经济增长方式、提高经济增长的质量和效益的方向出发，贯彻落实国家政策，并取得显著成绩。吉林省是我国农业大省，2008年底，全省粮食作物播种面积6586.8万亩，粮食总产量2840万吨。其中，玉米产量2083万吨，水稻产量579万吨，人均粮食产量2000千克。于是吉林省秸秆资源丰富，秸秆种类以玉米、水稻、大豆秸秆为主，年均秸秆可利用资源量达到3100万吨。尤其是玉米秸秆，直接还田影响第二年墒情，一些农户为了省时省力就地焚烧。秸秆焚烧对水体和空气环境产生不同程度的污染，也是近年来雾霾产生的原因之一。因此，玉米秸秆的能源化利用，对农业方面节能减排，对实现农业可持续性发展，构建和谐社会都具有重要的意义。
1 秸秆的能源化利用方式[1]
1）秸秆发电。
吉林省秸秆资源丰富，资源相对集中，因此比较适合采用秸秆发电。秸秆发电有三种发电方式：直燃发电、混燃发电和气化后发电。在吉林省以直燃方式发电为主。到2008年底，我国已建成秸秆发电装机容量为460MW。其中，国内生物发电公司就有10个电厂，装机容量244MW，发电8.7亿度，超过全国秸秆发电量的50%。
目前，我省主要以直接燃烧发电方式为主。直接燃烧秸秆发电要求秸秆生物质资源集中，数量大，收集、储运方便。吉林省具有秸秆发电的资源优势，秸秆直接利用在生活燃料的比例在不断下降，秸秆发电应用比例在不断增加。
2）秸秆沼气[2]。
秸秆作为一种生物质能源，是沼气发酵的有效原料之一。秸秆沼气发酵与直接燃烧比较，能量利用效率提高近一倍，沼气发酵后的沼渣是优良的有机肥料，且农作物秸秆直接燃烧后，N素和有机质全部损失，P，K及微量元素损失90%以上。因此秸秆沼气发酵，无论在能量利用、物质循环还是对生态环境的影响方面都比秸秆直接燃烧效益显著。
秸秆作为沼气发酵原料，主要有几点限制因素，首先，秸秆表面木质素与纤维素结合的较紧密，降解时间长，需要进行粉碎和预处理；其次，秸秆进行沼气发酵容易结壳，影响沼气产气效率，因此秸秆沼气的发展需要在工艺与设备方面的技术保障。另外秸秆的大量收集、储运也是限制其发展的另一个因素。目前，吉林省在长春市绿园区，九台、公主岭等地区建设了秸秆综合利用示范基点，秸秆的年利用量达到2万吨以上。秸秆沼气是秸秆综合利用的重要方面。
3）秸秆的炭化和固化成型。
秸秆固化成型是将秸秆粉碎、压块、成型作为一种高热值、低烟尘的高效燃料。秸秆通过固化成型后，可以作为家用取暖炉、工业锅炉、集中供热锅炉等燃料。秸秆的固化压缩工艺是利用木质素在高温下的粘结作用制成生物质压块，减少直接燃烧产生的有机质产生烟尘，燃烧后的灰烬减少70%以上。
目前，吉林省在公主岭、白城、农安、松原等地建成了加工厂，生产出的产品包括木炭、燃料块、蜂窝碳。秸秆压块燃料在我省的应用已经初具规模，未来发展前景广阔。
4）秸秆发酵燃料乙醇[3]。
乙醇是一种重要的工业原料，广泛应用于化工、食品饮料工业、军工、医药卫生等领域，同时又是最有希望全部或部分代替石油的可再生能源，具有十分广泛的发展前景。2006年，国家下发通知严格控制以粮食为原料的燃料乙醇生产规模。这个政策势必会向利用木屑等纤维素、农作物秸秆为原料的方向发展。吉林省秸秆资源丰富，发展秸秆深加工发酵技术具有有利的原料基础。
5）其他应用[4-5]。
吉林省秸秆还在肥料化、饲料化、食用菌基等方面应用广泛。秸秆的肥料化利用主要以秸秆直接还田为主，包括机械化直接还田、快速腐熟还田、堆沤还田、覆盖还田、加工有机肥等。总之，通过秸秆的在肥料化、饲料化、食用菌方面的综合利用，也促进了秸秆的多元化利用，减少秸秆燃烧对环境的污染，对吉林省节能减排具有一定的促进作用。
2 效益分析
吉林省对农作物秸秆综合利用的发展历程表明，实施秸秆综合开发利用，一方面对减轻生态环境污染，加快发展循环经济，推进资源节约型和环境友好型社会建设，实现人与自然和谐发展意义重大。实施秸秆综合利用，能够有效地解决秸秆乱堆乱放造成的环境污染和资源浪费，有助于改善炊事、庭院、街道和乡村环境卫生，使生态农业建设和生态家园建设向纵深发展，效益显著。全省每年秸秆综合利用总量分别为2310万吨，按100元/吨计算，给农民带来的直接经济效益分别是23.1亿元。秸秆机械化收集处理及综合利用技术的实施推广，能够促进秸秆规模化、资源化利用，提供更多的工作岗位，提高农民收入。秸秆能源化利用有利于加快地区农业结构调整，充分发挥资源优势。总之秸秆资源化利用具有明显的经济、社会和生态效益。
3 结论
通过对吉林省乃至全国范围内秸秆资源化利用发展现状进行分析，提出了秸秆能源化利用所存在的问题，阐述了节能减排的具体内容。总体上看，吉林省秸秆在综合利用方面发展较慢，农作物秸秆的资源化、商品化程度不高，秸秆资源利用率低，产业链短，浪费情况严重，许多领域的秸秆综合利用技术有待创新。实现秸秆能源化利用尚需要建立、健全、长效有序的秸秆收集、储运、营销以及能源化利用机制。
参考文献
[1]翟继辉，周慧秋.黑龙江省农作物秸秆能源化利用现状、存在问题及对策研究[J].东北农学大学学报，2013（1）.
[2]崔彦如，高海，张永锋，庞凤仙.蜂窝型太阳池对沼气增补温效果的实验研究[J].中国沼气，2012，30（5）：25-28.
[3]张亮.玉米秸秆发酵生产燃料乙醇的研究综述[J].安徽农业科学2007，35（11）3365-3366.
[4]崔彦如，庞凤仙，王洁，张麟凤.秸秆生物增温堆对沼气池增温、保温效果的实验研究[J].可再生能源，2011，29（3）：17-19.
[5]田燕飞，等.秸秆肥料化生产的现状、问题及发展前景[J].中国农学通报，2010，26（16）：158-163.