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点评人:
农业部副部长 危朝安
陕西省秸秆综合利用协会秘书长 潘凌烊
重庆市农业局能源处处长 王国华
政策背景:
焚烧秸秆是全国农民通用的做法。因为夏收夏种时间紧,劳动强度大,为了下一季农作物的尽快耕种,最简单的做法就是就地焚烧。但焚烧秸秆会造成严重的大气污染,会影响交通安全,还会烧掉土壤水分,影响了土壤微生物繁衍和土壤团粒结构,降低土壤肥力。
2007年6月,国务院总理温家宝做出批示要求北京及周边地区做好禁烧秸秆工作。之后,农业部发出电报,要求各地农业部门加强秸秆禁烧的管理,环保总局也向全国各地的环保局下发了《关于进一步加强秸秆禁烧工作的通知》。
项目素描:
在中央各部委及地方政府一再下令禁止焚烧秸秆的同时,全国各地对秸秆进行综合利用的试点也进行得如火如荼。秸秆固体燃料、秸秆气、秸秆沼气、秸秆饲料、秸秆发电……各地捷报频传,大有欲掀起一轮“秸秆财富风暴”之势。
我国每年产生约6亿吨秸秆,仅有小部分得以利用,其中绝大部分都被焚烧、填埋、丢弃或者简单地经牲畜过腹还田。如果秸秆身上真有那么多的宝贝可以挖掘,那么每年6亿吨的产量,的的确确是一个巨大的金矿。
秸秆究竟有何价值,有哪些行之有效的秸秆开发利用途径,对普通农户或企业来说,有哪些比较实在的投资机会?本期项目点评请到了长期致力于秸秆综合利用研究与实践的三位专家,来为我们指点迷津。
专家点评:
秸秆含有丰富的能量、养分及其他物质,秸秆的开发利用,就是对其所含的能量、养分及有用物质的合理使用。从目前来看,秸秆的开发价值主要体现在以下几个方面:
第一,用作肥料。
秸秆的肥料价值在于它含有大量的农作物生长所必需的有机质、氮、磷、钾和微量元素。经有关部门测定,大约每100公斤玉米秸秆相当于2.4公斤氮肥、3.8公斤磷肥、3.4公斤钾肥。将500公斤秸秆还田,就相当于施入标准肥50公斤以上,土壤有机质含量可以提高0.03%,使土壤容重减少,透水性、透气性、蓄水保墒能力增强,并可使土壤的团粒结构发生变化,保持疏松状态,有效缓解土壤易板结问题。
目前,将秸秆粉碎直接还田在操作上已经非常便捷,花一两万元即可购置一套专业设备。秸秆直接还田这一利用模式,操作简单、省事,不过秸秆的更多价值没有得到挖掘。包括在广大农村非常普遍的经牲畜过腹还田,以玉米秸秆为例,其能量使用率(仅为20%)和营养元素利用率(仅为60%)都非常低。所以,对有条件的地方来说,一般不推荐采用秸秆直接还田这一简单利用模式。
第二,用作饲料。
同样以玉米秸秆为例,其饲料价值主要是利用其所含的30%以上的碳水化合物、2%~4%的蛋白质和0.5%~1%的脂肪。就食草动物而言,两公斤的玉米秸秆净增重能相当于1公斤的玉米籽粒。特别是对玉米秸秆进行青贮、氧化、氨化及糖化等方法处理后,提高利用率,效益将更可观。
以陕西正推行“依附一个村庄、一个养牛场,从用秸秆生产颗粒饲料,到颗粒饲料喂牛、牛粪混合发霉秸秆制成有机肥料、有机肥料还田为农作物供养分,用‘秸秆’实现链条闭合经济”的秸秆利用模式为例,在这套链条闭合经济体系中,运作人(企业)首先依附一个村庄建起一个500~1000头奶牛的养牛场,以每吨200元的价格从种植户手中收购干质秸秆粉末,或者直接收购干质秸秆加工粉碎,在其中加入适量的苜蓿、微量元素及各种菌类,使之营养保持均衡,然后发酵、搅拌,制成营养丰富的秸秆颗粒饲料,喂养奶牛。据测算,一亩地最少产800公斤秸秆干粉,通过配制其他营养元素,可制出1600公斤的颗粒饲料。500~1000头奶牛一年的食用量,可消耗500~1000亩地的秸秆。
奶牛吃了秸秆颗粒饲料后又会产出大量的牛粪,经过发酵、粉碎的牛粪,加菌,加入秸秆和适量的微量元素,可制成极具肥力的秸秆生物有机肥还田,增加土壤肥力。秸秆有机肥中所添加的50%的秸秆,可全部消化田间地头待烧的霉变秸秆。种植户认为没人要的发霉秸秆用于加工秸秆生物有机肥,一吨霉变秸秆干粉可卖200元钱,让种植户有利可图。据测算,一头奶牛一年可产10吨左右的牛粪,一吨牛粪按市价70~80元计算,10吨就是700~800元的利润。加工成秸秆生物有机肥料后,一吨肥料又能卖到700~800元的好价钱。另外,还可以用牛粪养蚯蚓赚钱。3头牛的牛粪做一亩地,按一年收3茬计算,一亩地一年产蚯蚓所得的利润就有3000~4000元。将蚯蚓制成干粉既可添加到颗粒饲料中增加营养成分,又能当中药的原材料用。除此之外,奶牛所产的牛奶、牛犊、牛肉、牛皮等,也是链条获利体系中的重要组成部分。
实际上,在这一利用模式中,综合利用了秸秆作为饲料和肥料的双重价值。对秸秆的利用比简单的秸秆还田更深入、更彻底,产生的经济效益也更显著。当然,作为农户或企业,投资时不必整个链条都涉及,可视资金和技术等条件,选择适合自己的一两个环节切入(譬如收购牛粪养殖蚯蚓、收购秸秆和牛粪加工生物有机肥或者加工秸秆饲料等)。
第三,用作燃料。
秸秆的含碳量高,具有可燃性。秸秆作为燃料,目前最为普遍的就是直接燃烧和间接地通过对畜禽粪便厌氧发酵生产沼气。直接燃烧最大的问题就是,燃烧不充分,一方面浪费资源,同时产生大量有害物质,污染环境。
按目前的研究和实践来看,秸秆除了上述两种传统利用途径外,还可加工成固体燃料和燃气。加工固体燃料的途径就是直接通过外力挤压使其成为高密度秸秆燃料;转化为燃气的方法主要有两种:一是对秸秆直接进行厌氧发酵产出沼气,二是将秸秆炭化得一氧化碳气体——“秸秆气”。
1.用于加工压缩固体燃料。这一利用模式是基于以下事实:密度越大的燃料燃烧效率越高。将秸秆干燥压缩成高密度颗粒,这样秸秆就能充分燃烧,燃烧时中心温度可达1000℃以上。秸秆固体燃料是可再生的清洁环保能源,其热值每公斤在3700~4250千卡,可完全同煤、石油、天然气媲美,价格与煤接近,污染指数低,而且可长距离运输。不过,压缩秸秆只有在专门炉具中才能点燃。专门配套生产的炉具价格与一般炉具价格基本持平。
加工秸秆固体燃料,适合在秸秆资源丰富且秸秆收割的机械化程度较高的地区(如东北和华北的粮食主产区)操作。批量采购原料,批量生产。
2.用于沼气生产。以农作物秸秆为主要原料,粉碎并添加发酵菌剂作堆沤处理后加入沼气池,这种比用人畜粪便作原料产气更多的沼气工程目前已在我国很多地区成功推广,有效地解决了建设沼气无原料和已建沼气池原料紧缺问题。
将稻草、玉米等农作物秸秆粉碎后,用生物制剂“结秸灵”加定量氮肥,搅拌、湿润、堆沤后入沼气池,2~3天后即可产生沼气,一次填料可供气6~8个月。目前很多农民不再养猪,用秸秆作原料可缓解沼气池粪源紧缺状况。据农业部科技教育司负责人介绍,这项技术具有四大优势:一是沼气热值高,每立方米5500千卡。二是气体无毒,不存在焦油二次污染问题。三是发酵呈连续性,贮气柜总保持一定燃气贮备,管理容易,操作简便。四是发酵后,沼渣可生产有机肥料,大大提高了秸秆的资源化利用效益。
3.用于“秸秆气”生产。在西安市户县的东韩村有一个“秸秆气”工程。据介绍,在秸秆制气过程中,先将秸秆等原材料粉碎烘干,在200℃的高温下制成木炭棒,然后将木炭棒放进炭化池加温至1000℃,使其产生气体,通过输气管道存入气柜,再输入各家各户的厨房。
东韩村的这个秸秆气化站,每年最少要消耗各类干质秸秆500吨(约500亩地的秸秆)。据测算,1.5公斤秸秆可产生1立方米的“秸秆气”,每人每天的用气量约为0.4立方米,如此一来,1.5公斤秸秆就能解决一家三口的家庭生活燃料问题。另外,东韩村秸秆气化站新上的这套秸秆制气设备,不仅仅能“吐气”,秸秆制气过程中同时还制出一定量的化工原料木焦油,农药原料木醋酸,而制气所用过的木炭棒,又是材质非常好的有价木炭。村民给记者算了一笔“秸秆气”经济账,1吨200元的原材料,可产生350~400立方米的“秸秆气”,每立方气售价0.6元钱,350~400立方米就是210~240元;同时能生产20多公斤的木焦油、200多公斤的木醋酸,还可以生产出将近1吨的优质木炭,每吨售价2000元。几项利润相加,仅售气和卖木炭的收入,就远远超出成本费用好几倍。
近来被各种媒体广为报道的“秸秆气化炉”,其原理跟“秸秆气”相同,只不过前者更适合零散的农户自家使用。花几百元购买一个炉子,想什么时候用就什么时候用,想怎么用就怎么用,非常方便。但后者由于规模化集中生产,转化效率更高,而且对副产品的利用也更彻底,经济效益更显著,更适合企业投资者或资金充裕的农户来投资。
加工秸秆固体燃料也好,生产秸秆沼气、秸秆气也罢,或者是生产销售“秸秆气化炉”,都有各自的优点和不足之处,投资者要根据本地的秸秆资源储备状况、原料收购的便捷程度、拥有资金和技术状况以及本地及周边的市场需求来确定开发方向。
第四,用作工业、副业生产原料。
秸秆的原料价值在于秸秆主要是由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成,其中还有蛋白质、氨基酸、树脂和单宁等。
工业生产方面,用秸秆制造的新型轻质墙材,防火防潮防蛀、轻质高强、隔音保暖、耐老碱、抗老化,适用于工业厂房,民用住宅的非承重墙和户外围墙。秸秆人造板的游离甲醛释放量远低于传统人造板,还可节省大量木材。而用于生产全降解餐具产品成本比纸制品便宜5倍左右,仅为同等功能塑料制品的1/5。此外,还可应用于传统的手工和机器编织领域。据了解,江苏省赣榆县目前拥有2300多台草帘机,每年利用稻草秸秆加工编织各类稻草绳、草编席达到了100多万吨,创造销售收入3亿多元,实现纯利润4000多万元。
在副业方面,用秸秆作培养基可栽培多种食用菌。每公斤玉米秸秆可生产银耳、金针菇、猴头或草菇0.25~0.4公斤、平菇0.5~0.6公斤,效益可观。而且,栽培过食用菌的残余物含有更多的粗蛋白,具有食用菌的清香味,适口性好,可做优质饲料。
将秸秆应用于工业或副业生产,投资规模可大可小,可以是几千元即可启动的食用菌栽培、秸秆手工编织,也可以是投资几十万、几百万甚至上千万的秸秆加工厂。
秸秆是一个巨大的宝藏,只要找对了方法,用对了工具,我们就能顺利地将它挖掘。秸秆的开发利用,没有所谓最好的模式,只有最合适的模式——与投资者的资金状况、所在地秸秆资源储备及分布情况、当前的研究与实践成果以及市场需求等相适应的模式。在投资之前,最好先与当地的农业部门有所接洽,并关注国内其他城市新涌现的或者已经成熟的开发模式。对于一些在电视及报刊上大肆宣传的与秸秆开发相关的致富项目,投资者要提高警惕,对广告主(宣传单位)的资质、实力、信誉度,对技术或项目的成熟程度以及利润空间究竟有多大等,都必须深入考察。
农业部副部长 危朝安
陕西省秸秆综合利用协会秘书长 潘凌烊
重庆市农业局能源处处长 王国华
政策背景:
焚烧秸秆是全国农民通用的做法。因为夏收夏种时间紧,劳动强度大,为了下一季农作物的尽快耕种,最简单的做法就是就地焚烧。但焚烧秸秆会造成严重的大气污染,会影响交通安全,还会烧掉土壤水分,影响了土壤微生物繁衍和土壤团粒结构,降低土壤肥力。
2007年6月,国务院总理温家宝做出批示要求北京及周边地区做好禁烧秸秆工作。之后,农业部发出电报,要求各地农业部门加强秸秆禁烧的管理,环保总局也向全国各地的环保局下发了《关于进一步加强秸秆禁烧工作的通知》。
项目素描:
在中央各部委及地方政府一再下令禁止焚烧秸秆的同时,全国各地对秸秆进行综合利用的试点也进行得如火如荼。秸秆固体燃料、秸秆气、秸秆沼气、秸秆饲料、秸秆发电……各地捷报频传,大有欲掀起一轮“秸秆财富风暴”之势。
我国每年产生约6亿吨秸秆,仅有小部分得以利用,其中绝大部分都被焚烧、填埋、丢弃或者简单地经牲畜过腹还田。如果秸秆身上真有那么多的宝贝可以挖掘,那么每年6亿吨的产量,的的确确是一个巨大的金矿。
秸秆究竟有何价值,有哪些行之有效的秸秆开发利用途径,对普通农户或企业来说,有哪些比较实在的投资机会?本期项目点评请到了长期致力于秸秆综合利用研究与实践的三位专家,来为我们指点迷津。
专家点评:
秸秆含有丰富的能量、养分及其他物质,秸秆的开发利用,就是对其所含的能量、养分及有用物质的合理使用。从目前来看,秸秆的开发价值主要体现在以下几个方面:
第一,用作肥料。
秸秆的肥料价值在于它含有大量的农作物生长所必需的有机质、氮、磷、钾和微量元素。经有关部门测定,大约每100公斤玉米秸秆相当于2.4公斤氮肥、3.8公斤磷肥、3.4公斤钾肥。将500公斤秸秆还田,就相当于施入标准肥50公斤以上,土壤有机质含量可以提高0.03%,使土壤容重减少,透水性、透气性、蓄水保墒能力增强,并可使土壤的团粒结构发生变化,保持疏松状态,有效缓解土壤易板结问题。
目前,将秸秆粉碎直接还田在操作上已经非常便捷,花一两万元即可购置一套专业设备。秸秆直接还田这一利用模式,操作简单、省事,不过秸秆的更多价值没有得到挖掘。包括在广大农村非常普遍的经牲畜过腹还田,以玉米秸秆为例,其能量使用率(仅为20%)和营养元素利用率(仅为60%)都非常低。所以,对有条件的地方来说,一般不推荐采用秸秆直接还田这一简单利用模式。
第二,用作饲料。
同样以玉米秸秆为例,其饲料价值主要是利用其所含的30%以上的碳水化合物、2%~4%的蛋白质和0.5%~1%的脂肪。就食草动物而言,两公斤的玉米秸秆净增重能相当于1公斤的玉米籽粒。特别是对玉米秸秆进行青贮、氧化、氨化及糖化等方法处理后,提高利用率,效益将更可观。
以陕西正推行“依附一个村庄、一个养牛场,从用秸秆生产颗粒饲料,到颗粒饲料喂牛、牛粪混合发霉秸秆制成有机肥料、有机肥料还田为农作物供养分,用‘秸秆’实现链条闭合经济”的秸秆利用模式为例,在这套链条闭合经济体系中,运作人(企业)首先依附一个村庄建起一个500~1000头奶牛的养牛场,以每吨200元的价格从种植户手中收购干质秸秆粉末,或者直接收购干质秸秆加工粉碎,在其中加入适量的苜蓿、微量元素及各种菌类,使之营养保持均衡,然后发酵、搅拌,制成营养丰富的秸秆颗粒饲料,喂养奶牛。据测算,一亩地最少产800公斤秸秆干粉,通过配制其他营养元素,可制出1600公斤的颗粒饲料。500~1000头奶牛一年的食用量,可消耗500~1000亩地的秸秆。
奶牛吃了秸秆颗粒饲料后又会产出大量的牛粪,经过发酵、粉碎的牛粪,加菌,加入秸秆和适量的微量元素,可制成极具肥力的秸秆生物有机肥还田,增加土壤肥力。秸秆有机肥中所添加的50%的秸秆,可全部消化田间地头待烧的霉变秸秆。种植户认为没人要的发霉秸秆用于加工秸秆生物有机肥,一吨霉变秸秆干粉可卖200元钱,让种植户有利可图。据测算,一头奶牛一年可产10吨左右的牛粪,一吨牛粪按市价70~80元计算,10吨就是700~800元的利润。加工成秸秆生物有机肥料后,一吨肥料又能卖到700~800元的好价钱。另外,还可以用牛粪养蚯蚓赚钱。3头牛的牛粪做一亩地,按一年收3茬计算,一亩地一年产蚯蚓所得的利润就有3000~4000元。将蚯蚓制成干粉既可添加到颗粒饲料中增加营养成分,又能当中药的原材料用。除此之外,奶牛所产的牛奶、牛犊、牛肉、牛皮等,也是链条获利体系中的重要组成部分。
实际上,在这一利用模式中,综合利用了秸秆作为饲料和肥料的双重价值。对秸秆的利用比简单的秸秆还田更深入、更彻底,产生的经济效益也更显著。当然,作为农户或企业,投资时不必整个链条都涉及,可视资金和技术等条件,选择适合自己的一两个环节切入(譬如收购牛粪养殖蚯蚓、收购秸秆和牛粪加工生物有机肥或者加工秸秆饲料等)。
第三,用作燃料。
秸秆的含碳量高,具有可燃性。秸秆作为燃料,目前最为普遍的就是直接燃烧和间接地通过对畜禽粪便厌氧发酵生产沼气。直接燃烧最大的问题就是,燃烧不充分,一方面浪费资源,同时产生大量有害物质,污染环境。
按目前的研究和实践来看,秸秆除了上述两种传统利用途径外,还可加工成固体燃料和燃气。加工固体燃料的途径就是直接通过外力挤压使其成为高密度秸秆燃料;转化为燃气的方法主要有两种:一是对秸秆直接进行厌氧发酵产出沼气,二是将秸秆炭化得一氧化碳气体——“秸秆气”。
1.用于加工压缩固体燃料。这一利用模式是基于以下事实:密度越大的燃料燃烧效率越高。将秸秆干燥压缩成高密度颗粒,这样秸秆就能充分燃烧,燃烧时中心温度可达1000℃以上。秸秆固体燃料是可再生的清洁环保能源,其热值每公斤在3700~4250千卡,可完全同煤、石油、天然气媲美,价格与煤接近,污染指数低,而且可长距离运输。不过,压缩秸秆只有在专门炉具中才能点燃。专门配套生产的炉具价格与一般炉具价格基本持平。
加工秸秆固体燃料,适合在秸秆资源丰富且秸秆收割的机械化程度较高的地区(如东北和华北的粮食主产区)操作。批量采购原料,批量生产。
2.用于沼气生产。以农作物秸秆为主要原料,粉碎并添加发酵菌剂作堆沤处理后加入沼气池,这种比用人畜粪便作原料产气更多的沼气工程目前已在我国很多地区成功推广,有效地解决了建设沼气无原料和已建沼气池原料紧缺问题。
将稻草、玉米等农作物秸秆粉碎后,用生物制剂“结秸灵”加定量氮肥,搅拌、湿润、堆沤后入沼气池,2~3天后即可产生沼气,一次填料可供气6~8个月。目前很多农民不再养猪,用秸秆作原料可缓解沼气池粪源紧缺状况。据农业部科技教育司负责人介绍,这项技术具有四大优势:一是沼气热值高,每立方米5500千卡。二是气体无毒,不存在焦油二次污染问题。三是发酵呈连续性,贮气柜总保持一定燃气贮备,管理容易,操作简便。四是发酵后,沼渣可生产有机肥料,大大提高了秸秆的资源化利用效益。
3.用于“秸秆气”生产。在西安市户县的东韩村有一个“秸秆气”工程。据介绍,在秸秆制气过程中,先将秸秆等原材料粉碎烘干,在200℃的高温下制成木炭棒,然后将木炭棒放进炭化池加温至1000℃,使其产生气体,通过输气管道存入气柜,再输入各家各户的厨房。
东韩村的这个秸秆气化站,每年最少要消耗各类干质秸秆500吨(约500亩地的秸秆)。据测算,1.5公斤秸秆可产生1立方米的“秸秆气”,每人每天的用气量约为0.4立方米,如此一来,1.5公斤秸秆就能解决一家三口的家庭生活燃料问题。另外,东韩村秸秆气化站新上的这套秸秆制气设备,不仅仅能“吐气”,秸秆制气过程中同时还制出一定量的化工原料木焦油,农药原料木醋酸,而制气所用过的木炭棒,又是材质非常好的有价木炭。村民给记者算了一笔“秸秆气”经济账,1吨200元的原材料,可产生350~400立方米的“秸秆气”,每立方气售价0.6元钱,350~400立方米就是210~240元;同时能生产20多公斤的木焦油、200多公斤的木醋酸,还可以生产出将近1吨的优质木炭,每吨售价2000元。几项利润相加,仅售气和卖木炭的收入,就远远超出成本费用好几倍。
近来被各种媒体广为报道的“秸秆气化炉”,其原理跟“秸秆气”相同,只不过前者更适合零散的农户自家使用。花几百元购买一个炉子,想什么时候用就什么时候用,想怎么用就怎么用,非常方便。但后者由于规模化集中生产,转化效率更高,而且对副产品的利用也更彻底,经济效益更显著,更适合企业投资者或资金充裕的农户来投资。
加工秸秆固体燃料也好,生产秸秆沼气、秸秆气也罢,或者是生产销售“秸秆气化炉”,都有各自的优点和不足之处,投资者要根据本地的秸秆资源储备状况、原料收购的便捷程度、拥有资金和技术状况以及本地及周边的市场需求来确定开发方向。
第四,用作工业、副业生产原料。
秸秆的原料价值在于秸秆主要是由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成,其中还有蛋白质、氨基酸、树脂和单宁等。
工业生产方面,用秸秆制造的新型轻质墙材,防火防潮防蛀、轻质高强、隔音保暖、耐老碱、抗老化,适用于工业厂房,民用住宅的非承重墙和户外围墙。秸秆人造板的游离甲醛释放量远低于传统人造板,还可节省大量木材。而用于生产全降解餐具产品成本比纸制品便宜5倍左右,仅为同等功能塑料制品的1/5。此外,还可应用于传统的手工和机器编织领域。据了解,江苏省赣榆县目前拥有2300多台草帘机,每年利用稻草秸秆加工编织各类稻草绳、草编席达到了100多万吨,创造销售收入3亿多元,实现纯利润4000多万元。
在副业方面,用秸秆作培养基可栽培多种食用菌。每公斤玉米秸秆可生产银耳、金针菇、猴头或草菇0.25~0.4公斤、平菇0.5~0.6公斤,效益可观。而且,栽培过食用菌的残余物含有更多的粗蛋白,具有食用菌的清香味,适口性好,可做优质饲料。
将秸秆应用于工业或副业生产,投资规模可大可小,可以是几千元即可启动的食用菌栽培、秸秆手工编织,也可以是投资几十万、几百万甚至上千万的秸秆加工厂。
秸秆是一个巨大的宝藏,只要找对了方法,用对了工具,我们就能顺利地将它挖掘。秸秆的开发利用,没有所谓最好的模式,只有最合适的模式——与投资者的资金状况、所在地秸秆资源储备及分布情况、当前的研究与实践成果以及市场需求等相适应的模式。在投资之前,最好先与当地的农业部门有所接洽,并关注国内其他城市新涌现的或者已经成熟的开发模式。对于一些在电视及报刊上大肆宣传的与秸秆开发相关的致富项目,投资者要提高警惕,对广告主(宣传单位)的资质、实力、信誉度,对技术或项目的成熟程度以及利润空间究竟有多大等,都必须深入考察。