我国秸秆利用现状与展望_我国秸秆资源利用现状
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我国农作物秸秆的利用现状与展望
前言:
我国是一个农业大国,秸秆资源十分丰富,每年产生的农作物秸秆总量超过6亿吨,其中可以作为能源利用的在3亿吨以上。近年来,随着农村经济的发展和农民生活水平的提高,大部分农村地区把煤炭、液化气等常规能源作为炊事取暖用能的首选。大量的剩余秸秆被遗弃在田间地头付之一炬,既浪费资源又污染环境()。随着现代农村经济和生产力的高速发展,如何有效利用农作物秸秆成为能源与环境领域争论的热点话题。因此,探讨农作物秸秆资源化及合理开发利用技术,具有重要的现实意义()。
l 农作物秸秆的利用技术现状
目前农作物秸秆的利用主要可以归纳为以下4种:秸秆还田、秸秆能源化、秸秆饲料化和秸秆的工业化利用。
1.1 秸秆还田秸秆还田是当今世界范畴内改善农田生态环境,发展持续农业的重大措施;
是节本增效、发展质量效益型农业的重要环节;也是促进绿色食品发展的有效手段;还是补充和平衡土壤养分,改良土壤的有效方法,是优质高产田建设的基本措施之一()。目前秸秆还田有多种形式,主要可分为4大类:秸秆粉碎翻压还田、秸秆覆盖还田、快速腐熟还田和焚烧还田。
1.2 秸秆能源化生物质能是我国仅次于煤炭、石油和天然气的第4位能源资源,在世界能
源总消费量中占14%()。生物质能源转化的方式主要有热解、生物转化、气化、液化和直接燃烧等。
热解(Pyrolysis)技术是指将有机物在无氧或缺氧状态下进行加热蒸馏,使有机物产生裂解,经过冷却后形成的各种新的气态、液态、固态有机物,从中提取出燃料油和燃料气的技术()。目前,国内外已经相继开发出多种快速热解技术和工艺方法。杨昌炎等就利用组合蒸汽汽曝、固态发酵对秸秆分级处理快速热解技术,获得了木糖、乙醇和燃烧气()。蛋白质资源短缺是一全球性问题,目前植物质经微生物发酵转化生产蛋白质饲料或单细胞蛋白(SCP)的研究取得了一定进展。以玉米秸秆为原料,利用多菌种混合发酵,经测定发酵液中玉米秸秆的纤维素利用率70%,粗蛋白质获得率23%以上,大大提高了玉米秸秆的营养价值,同时对替代饲用粮生产蛋白富集饲料提供了很好的基料。单细胞蛋白是通过发酵培养微生物而制成的蛋白质,目前多采用双菌混合发酵方法在发酵罐内进行液体或固体发酵()。该方法主要存在纤维素降解问题。
秸秆发酵制沼气技术是生物转换中最主要的方式,秸秆发酵制沼气是多种微生物在厌氧条件下,将秸秆降解成沼气,并产生副产物沼液和沼渣的过程。秸秆可直接投入沼气池,也常用做牲畜饲料,转化成粪便进入沼气池,秸秆人池产气后产生的沼渣是很好的肥料,可作为有机肥料还田,提高秸秆资源的利用效率。秸秆制沼是一种清洁的能源转换方式,不仅可优化农村能源结构,节约不可再生能源的消耗,还具有良好的经济、环境和生态效益应大力推广()
1.3 秸秆饲料化秸秆质地坚硬、粗糙,动物咀嚼困难,适I=1性和营养性都很差。特别是收割完小麦、稻谷后的黄麦秸和稻草纤维素含量高,而蛋白质和可溶性糖类含量很低,用这种秸秆喂牛羊不但适口性差,而且直接影响生产能力的提高。为此,在实践中可以采用一定方式处理,提高其消化率、适口性、可储藏性,用作牛、羊的粗饲料。常见的方法有以下几种:
1.3.1 氨化 在玉米、小麦、水稻等秸秆中加入氨源物质(如液氨、尿素、碳铵、氨水等)密封堆制,释放其中的纤维素和半纤维素,使之更易于被牲畜消化吸收,氨化处理后秸秆的消化率可提高20%左右。
1.3.2 青贮玉米秸、高粱秸及甘薯藤,在适宜的条件下,通过厌氧发酵,形成酸性环境,抑制微生物的繁衍,从而达到保持营养、保存饲料的目的。青贮方法简便,采用青贮塔、青贮窖、青贮壕、青贮堆等均可。
1.3.3 微贮在玉米、小麦、水稻等干黄秸秆中加入秸秆快速微贮生物添加剂等,密封发酵后具有酸香味,可改善秸秆适口性,提高其消化率,增进家畜采食量()。
1.4 秸秆的工业化利用由于秸秆中含有丰富的碳、氮、矿物质及激素等营养成分,且资 源丰富,成本低廉,已被用做多种食用菌的培养料。秸秆纤维可以用于生产可降解型包装材料、轻质建材,多种食品与糕点、酿醋酿酒、制作饴糖等;稻草编织草帘、草苫、草席、草垫、草编的制品既可保温防冻,又具有吸汗防湿的功效,深受消费者喜爱。我国秸秆利用存在的问题
2.1 对秸秆综合利用的认识不足
首先,主要表现在领导干部对秸秆综合利用的价值和意义认识不足,缺乏秸秆经济意识,没有从产业化的高度,把秸秆综合利用作为一个系统工程、一个新兴的产业来对待。只是到了秸秆收获季节才开始抓禁焚烧秸秆工作,也就是重“堵”轻“疏”。
其次,农民群众对秸秆综合利用的长远利益和利用新途径认识不足也是秸秆利用率不高的重要原因。秸秆资源综合利用的实施者是广大农民群众,只有他们真正理解了治理工作的意义和综合利用能给他们带来的切身利益,他们才可能始终如一地将这种理解落实到自觉行动中。因此,一方面需要利用各种新闻媒体,大力宣传综合利用的意义:另一方面,需要加强技术培训,安排专业技术人员下乡宣传、指导,逐步把秸秆综合利用转变为农村群众的自觉行动()。
2.2 秸秆综合利用技术推广力度不足
目前秸秆综合利用科技含量较低,秸秆利用的一些关键性技术难题尚未突破。例如,秸秆作为饲料消化率低的问题,秸秆气化中先进设备的引进、焦油的处理等问题,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问题,等等。这些问题的存在使秸秆综合利用技术的经济效益不高。
2.3 没有形成大规模产业化格局
由于秸秆资源的综合利用没有得到普及,需要各级政府及主管部门的积极引导,最终走向产业化经营的道路,把资源优势转化为市场优势。秸秆利用的展望
3.1 秸秆发电
我国的秸秆发电经过多年的发展已经有了一定的基础,技术及设备等方面的发展渐趋成熟。根据我国中长期能源规划,到2010年,生物质发电装机600万kW,约占全国发电总装机 容量的l% ;到2020年,生物质发电装机2000万kW,约占全国总发电装机容量的2%L2]。自2006年1月1日起施行的《可再生能源法》从法律上明确了可再生能源的战略地位。国家发改委《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》规定:生物质发电项目上网电价由传统上网电价加补贴电价组成,补贴电价标准为0.25元/kW ·h。秸秆发电技术和产业的发展迎来了最佳时机。