焚燒秸稈不但影響空氣質量,而且是對農(nóng)業(yè)資源的巨大浪費。一些國家的實踐表明,通過政策等扶持手段,支持秸稈裝備的研發(fā)、生產(chǎn),把秸稈等生物資源的利用納入國家新能源和可再生能源的發(fā)展規(guī)劃,對生態(tài)建設和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義
在德國巴登州一家農(nóng)業(yè)合作社,一戶農(nóng)民家庭企業(yè)正在用鮮玉米秸稈制作“青儲飼料”。玉米秸稈被放進水泥池,經(jīng)壓實、發(fā)酵,就成為牲畜愛吃的飼料。業(yè)主稱,“青儲秸稈”是他家飼養(yǎng)的100多頭奶牛的優(yōu)質飼料來源。
這是我在德國等歐盟國家考察秸稈利用情況時經(jīng)歷的一幕。在多地考察調研中,我切實感受到了德國等歐盟成員國,以保護生態(tài)環(huán)境和促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為理念,以采取支持政策為保障,以加強科學研究為先導,已研究和開發(fā)出多種利用農(nóng)作物秸稈的途徑,取得許多成熟的技術和重大成果,秸稈作為重要資源已得到充分開發(fā)利用,取得了經(jīng)濟和生態(tài)“雙豐收”。
利用農(nóng)作物秸稈和森林廢棄物進行直接燃燒發(fā)電,制取液體和氣體燃料,是生物質能利用的兩大領域
農(nóng)作物秸稈可以用作生物質固體燃料,充當發(fā)電燃料等。目前在歐盟的多個成員國,利用農(nóng)作物秸稈和森林廢棄物進行直接燃燒發(fā)電,已成為生物質能利用領域的成熟技術。在瑞典和丹麥,以秸稈等生物質為燃料的小型熱電聯(lián)產(chǎn)已成為重要發(fā)電和供熱方式。在瑞典的可再生能源消費中,生物質能占了55%,生物質燃料在區(qū)域供熱燃料中已占據(jù)主要地位。德國和意大利對包括秸稈在內的生物質固體顆粒技術和直燃發(fā)電也非常重視,在生物質熱電聯(lián)產(chǎn)應用方面也很普遍。在丹麥,BWE公司率先研究開發(fā)秸稈生物燃燒發(fā)電技術,并早在1988年就建設了第一座秸稈生物質發(fā)電廠,以此為契機生物質燃燒發(fā)電技術得到廣泛應用,目前秸稈發(fā)電廠已達130家,已成為丹麥的重要能源。在丹麥可再生能源消費中,生物質能占的比例高達81%。近10年來,丹麥不僅新建的熱電聯(lián)產(chǎn)項目都是以生物質為燃料,而且還將過去許多燃煤供熱廠改為燃燒生物質的熱電聯(lián)產(chǎn)項目。迄今,丹麥以秸稈等生物質為燃料的發(fā)電技術,一直處于世界領先水平。
秸稈可以用作生物質液體燃料,用來制造燃料乙醇等。生物質能利用的第二大領域是利用生物質制取液體或氣體燃料代替汽油或柴油。為保障世界糧食安全,歐盟積極尋找糧食和油料的可替代品,資源豐富的農(nóng)作物秸稈和森林廢棄物成為首選,正在開發(fā)利用為制取燃料乙醇的新原料。在德國的可再生能源消費中,生物質能高達68.5%,主要為區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)和生物液體燃料。在意大利,可再生能源消費中生物質能占24%,主要是固體廢棄物發(fā)電和生物液體燃料。
秸稈可以用作生產(chǎn)生物質氣體燃料,即秸稈氣化技術等。這是指利用固定裝置、對農(nóng)作物秸稈在缺氧狀態(tài)下進行熱化處理,使其轉化為二氧化碳、氫和甲烷等高品位能源的過程。德國很重視發(fā)展農(nóng)作物秸稈沼氣的技術和應用,大力加強秸稈收儲技術設備研究,注重農(nóng)作物秸稈的收集和儲存,已實現(xiàn)機械化。德國開發(fā)利用秸稈沼氣的重點在農(nóng)村和城郊,并與畜牧養(yǎng)殖業(yè)、畜禽糞便處理、環(huán)境保護相結合。此外,德國的小型沼氣燃氣發(fā)電技術,促使德國沼氣發(fā)電站數(shù)量成倍增加。1999年,全德僅有850家沼氣電站;到2000年就達到2000多家;目前德國沼氣電站已達3000多個,其中有60%以上采用玉米青儲秸稈與畜禽糞便混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣、并用來發(fā)電。
重視技術研發(fā)和市場推廣,成立聯(lián)合及國家級研發(fā)機構,出臺相關法律,用法制化手段促進秸稈再利用
為了促進包括農(nóng)作物秸稈在內的可再生能源的發(fā)展,歐盟和各成員國都提出了明確的發(fā)展目標和要求,并采取了積極和務實的政策和措施:高價收購、投資補貼、減免稅費和配額制度等。與此同時,歐盟國家高度重視生物質能、農(nóng)作物秸稈的技術研發(fā)。不僅歐盟建立了聯(lián)合研究中心,而且成員國也都設有國家級生物質技術研發(fā)機構,全面系統(tǒng)地對生物質原料生產(chǎn)、轉化技術、產(chǎn)品市場進行研究和推廣。在生物質能源產(chǎn)品市場方面,歐盟強化了對生物能源產(chǎn)品標準化的研究,從固體顆粒燃料到生物柴油和燃料乙醇都有嚴格的質量標準。
一些國家出臺相關法律,用法制化手段促進秸稈再利用。如德國制定較完備的生物質能源的法律法規(guī)和條例,早在新世紀之初,已先后制定和實施了《生物質條例》和《可再生能源法》,至今德國從沼氣的制造利用、技術研發(fā),到資金支持等都形成完整的辦法。
把農(nóng)作物秸稈當作資源進行開發(fā)利用,具有重大經(jīng)濟和社會生態(tài)意義。首先是,促進農(nóng)作物秸稈資源化。使過去的“廢物”變成了社會需要的生物質能源,以及優(yōu)質有機肥料等;其次是,促進發(fā)展生物質能源。以秸稈做原料生產(chǎn)的生物質能源,可替代部分化石能源,從而有效減輕污染,促進生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展;再次是,促進發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟。通過綜合化開發(fā)利用農(nóng)作物秸稈,拓展農(nóng)業(yè)功能,提高農(nóng)業(yè)效益和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
秸稈還有其他多項有價值的用途,像用作有機肥料和種植草菇等。最簡單的方法是,把作物秸稈在田野上粉碎掩埋充作有機肥料,可有效增加土壤的有機質。最家常的方法是把農(nóng)作物秸稈和生產(chǎn)沼氣結合,既可獲得大量燃氣,而沼液和沼渣又是優(yōu)質有機肥料。這種肥料,既富含農(nóng)作物生長所需要的氮、磷、鉀等元素,又含有以有機形態(tài)存在的硫、鈣、鎂、鋅等微量元素,具有化肥所沒有的益處:不偏肥,不缺素;效力長,效果好;改良土壤,利用率高;降低生產(chǎn)成本,增產(chǎn)又增效。與化肥相比,在同樣產(chǎn)量下,可減少肥料使用量30%—40%,每畝投入可減少20—50元。此外,以秸稈覆蓋果園、油茶林等,也是其重要用途。對果園、油茶林連續(xù)覆蓋3—5年,不僅可有效防止水土流失,而且還可增加土壤的有機質含量,增產(chǎn)效果也很明顯。
我國是農(nóng)業(yè)大國,也是林業(yè)大國,包括秸稈在內的生物質能資源量十分龐大,具有開發(fā)利用的良好條件
我國擁有各種農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物在2億噸以上。農(nóng)作物秸稈變廢為寶,將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益:可有力促進農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展,有效增加農(nóng)民收入;可減少溫室氣體排放,保護環(huán)境,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展;可促進調整能源結構、緩解能源資源矛盾。可見,農(nóng)作物秸稈的能源價值更高。如果只利用農(nóng)業(yè)籽實而拋棄作物秸稈,那么只是開發(fā)利用農(nóng)產(chǎn)品的部分價值,而其余部分的價值就被白白浪費了。我國必須把開發(fā)利用農(nóng)作物秸稈置于“大資源”戰(zhàn)略地位,把過去當作廢棄物焚燒的秸稈,變成具有多種用途的資源和財富來源。
農(nóng)作物秸稈量大面廣、分布在農(nóng)村,充分開發(fā)利用對增加農(nóng)民收入、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。對此,應制定明確的促進包括農(nóng)作物秸稈在內的生物質能開發(fā)利用的政策和措施。目前應著力抓好以下要點:其一,積極研發(fā)秸稈利用的設備和推廣利用技術。像農(nóng)作物秸稈固體顆粒成型技術和設備,生物質燃燒鍋爐技術和設備都已成熟,我國應該加大對生物質固體顆粒技術的支持力度,使其在全國廣大地區(qū)推廣應用。其二,積極研發(fā)以農(nóng)作物秸稈和林業(yè)副產(chǎn)物為燃料的小型熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電技術設備。一般是區(qū)域性供電的中小型設施,一個秸稈發(fā)電廠的燃料收集半徑確定在適宜的范圍內,以避免燃料供應不足和運輸成本提高。根據(jù)國外經(jīng)驗,在秸稈電廠的成本中,燃料價格所占比重不超過50%。農(nóng)作物秸稈發(fā)電,是開發(fā)新型清潔能源和發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的事業(yè),政府應該提供金融、稅收支持。其三,要制定適當?shù)拇胧?,積極支持農(nóng)村經(jīng)紀人或專業(yè)合作社,搜集和經(jīng)營作物秸稈,使他們和農(nóng)民群眾從銷售秸稈中得到合理的經(jīng)濟收入,以提高其積極性,從而最大限度地搜集、儲存和利用農(nóng)作物秸稈。其四,要把農(nóng)作物秸稈開發(fā)利用的科研及其實用技術置于重要位置,特別是對急需的秸稈搜集設備、粉碎儲存技術、發(fā)電技術設備以及利用秸稈生產(chǎn)燃料乙醇技術,加大科研資金的投入。
開發(fā)利用量大面廣的農(nóng)作物秸稈,是一項關系到生態(tài)建設和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、具有重大戰(zhàn)略意義的新興產(chǎn)業(yè)。只要政策法規(guī)到位,必然有助于實現(xiàn)從思想觀念到農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的深刻轉變,過去被拋棄或僅是粗放利用的農(nóng)作物秸稈,就會“變廢為寶”資源化,加工方式工業(yè)化,開發(fā)利用循環(huán)化,經(jīng)營供給市場化;有效促進農(nóng)民小康化、農(nóng)業(yè)發(fā)展持續(xù)化和農(nóng)村環(huán)境優(yōu)美化。
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