摘要：當今，環境問題和能源問題是全球關注的焦點，特別是中國數次大范圍的“十面霾伏”，使大氣污染問題成為普通老百姓熱議的話題。秸稈是一種可再生的環境友好的生物質資源，但中國大陸每年約2億噸秸稈被就地焚燒，不僅污染環境，還嚴重浪費資源。筆者通過查閱文獻、咨詢專家、實地走訪和調查研究，深入分析目前農村普遍存在的秸稈就地焚燒現象及其危害，調研表明將其收集并加工成生物質固體成型顆粒燃料是解決這一困局的有效途徑，從而提出了秸稈高值化與能源化利用的對策建議，即由政府制定更為嚴格的大氣污染物排放標準，依靠政策引導城區企業減少甚至停止燒煤，并出臺支持秸稈能源化利用及其產業發展的財稅政策。本文分析該對策建議實施的技術與經濟可行性，分析了政府、農民、企業等相關方的利益平衡。研究認為：通過制定合理的政策，引導農民將剩余秸稈收集，企業加工成
生物質固體成型顆粒燃料，可以將“低值廢棄物”轉變為高值“可再生能源資源”，并減少環境污染。本研究旨在為消除秸稈就地焚燒現象、促進秸稈能源化產業發展提供決策參考。
秸稈顆粒機壓制的玉米秸稈顆粒燃料如下所示：
關鍵詞秸稈；政策；成型顆粒燃料；就地焚燒；大氣污染
0、引言
當前，我國農作物秸稈就地焚燒的現象較為嚴重，焚燒過程中產生大量微小粒子，影響當地空氣質量，成為引發霧霾的重要因素之一。2011年國慶期間，周口焚燒秸稈再成“霧都”，并造成高速路5次關閉。2013年6月，印度尼西亞的“燒芭”活動（即通過焚燒熱帶雨林獲得耕地的非法行為），引發了森林大火和嚴重的霧霾，殃及新加坡、馬來西亞等鄰國，對所在地區造成了非常惡劣的大氣污染和經濟損失。
進入21世紀，能源安全和環境保護已成為全球化的焦點問題。世界許多國家將發展可再生能源作為緩解能源供應緊張、應對氣候變暖（溫室氣體減排）的重要舉措。生物質能源除了可再生和清潔外，還是目前主要的可以直接使用和大規模生產的能源產品，生物質綜合利用和生物質能可以促進農村經濟發展，發展生物質能源已成為世界許多國家能源發展戰略。
中國作為一個農業大國，農作物秸稈每年總產量超過8億噸，有1/3沒有被資源化利用而被就地焚燒，不但造成資源浪費，還造成環境的嚴重污染。因此，研究如何消除農作物秸稈就地焚燒現象，并提出農作物秸稈合理利用的對策十分必要。
1、秸稈利用及就地焚燒現狀
1.1基本概念
1 1 1生物質和生物質能
廣義的生物質是指一切有生命的、可以生長的有機體及其產生的廢棄物。組成生物質最重要的元素為碳和氫，碳和氫可以與氧氣發生劇烈氧化還原反應，同時釋放出大量熱。因此，所有生物質都含有一定的能量，稱為生物質能。生物體是通過光合作用，直接或間接地將太陽能轉化為化學能，并儲存于生物質中。生物質能來源于太陽能，是太陽能的一種表現形態。生物質能可以轉化為固態、液態和氣態燃料，是一種可再生能源，同時也是唯一可再生的碳源。
光合作用：6CO2+6H2O=C6H1206+602
1 1 2農作物秸稈
農作物秸稈是指去除籽果實的農作物莖、葉、稈及根等部分，包括各種糧食作物、經濟作物、油料作物和纖維類作物的秸稈，如玉米秸稈、高粱秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈、豆類作物秸稈和棉麻稈等。農作物秸稈屬于生物質。農作物秸稈中蘊含生物質能。
1.2農作物秸稈總量及分布
根據農業部組織的全國秸稈資源調查結果，目前我國農作物秸稈理論資源量為8.2億噸，秸稈可收集資源量為6.87億噸。我國農作物秸稈產量按照人口增長趨勢，將在2030年左右逐步增加到最高水平，達到10億噸。
我國的農作物秸稈主要集中分布在河北、內蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、江蘇、河南、山東、湖北、湖南、江西、安徽、四川、云南等糧食主產區。考慮到收集成本．人均秸稈資源量高的省份依次為吉林、黑龍江、內蒙古、新疆、遼寧、山東、寧夏、河南、河北等省。
1.3秸稈利用現狀及剩余秸稈量估算
目前秸稈的用途主要是作為肥料還田，作為飼料喂豬喂牛，作為燃料用于炊事和取暖，以及少量作為工農業生產的原料。調查結果表明，在秸稈可收集資源量中，作為肥料的使用量約為1. 02億噸，占比14. 83%；作為飼料的使用量約為2.11億噸，占比30. 66%；作為燃料的使用量約為1.29億噸，占比18.75%（其中生物質發電3000萬噸，生物質固體成型顆粒燃料320萬噸，其余均使用低效的戶用爐灶直接燃燒使用）；作為種植食用菌基料的使用量約為1500萬噸，占比2.18%；作為造紙等工業原料的使用量約為1600萬噸，占比2.33%；秸稈廢棄及焚燒量約為2.15億噸，占比31.25%。
筆者2013年1月對河南省周口市農戶進行了走訪調查，同時結合之前對發展改革委能源研究所專家采訪，發現目前農作物秸稈的剩余量逐年增長的主要原因有三個。一，由于農業生產過程中化肥、配合飼料用量的增加，導致用于還田和飼料的秸稈需求量減少；二，隨著農村經濟的發展，農民生活水平的提高，農村生活用能中電力、液化石油氣等化石能源用量的比例增加，導致用于燃料的秸稈量減少；三，隨著城市化發展，農村常年居住人口大幅度減少，對燃料的需求也急劇下降。這些農作物秸稈的剩余部分本來是可以作為生物質能源來利用的，但是目前我國生物質能源化利用市場還未完全形成，剩余秸稈還沒有被有效利用。
中國農村大多實行一年兩季、兩年三季、甚至一年三季的種植制度。農作物收割后，大量秸稈閑置在田間。農民由于農忙，沒有時間、沒有人力將秸稈打捆收集，也沒有地方放置秸稈，他們將剩余秸稈在田間就地焚燒處理，以便盡快種植下一季農作物。對農民而言，這是處理剩余秸稈比較經濟、方便、有效的方式。
1.5秸稈就地焚燒的時間和空間分布
由于糧食主產區糧食產量大，秸稈產量也相應大，就有更多剩余秸稈被就地焚燒，所以秸稈就地焚燒地區主要分布在糧食主產區，如河北、內蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、江蘇、河南、山東、湖北、湖南、江西、安徽、四川、云南等地。
中國面積廣大，縱跨熱帶、溫帶、寒帶，所以糧食播種與收割季節也不相同。圖2為中國四季農作物秸稈焚燒遙感圖，深色部分為秸稈焚燒區域。圖中顯示，夏季和秋季，長江中下游平原以及華北平原秸稈焚燒現象十分嚴重。而春季和冬季，則以較南端地區為首要焚燒地區。中國大部分地區實行一年兩季耕作制度，小麥在夏季收獲后必須立即種植秋糧，收割和播種的時間僅有10 -15天，稱為“雙搶”即搶收搶種。由于沒有足夠的時間處理農作物秸稈，就地焚燒成為農民處理秸稈的首選，無論秸稈焚燒的區域范圍、還是焚燒強度，均遠遠大于其他季節。
1.6秸稈就地焚燒的危害
秸稈就地焚燒對環境危害極大。這些物質在空氣中形成了氣溶膠，處于介穩狀態。當空氣濕度較大時，焚燒產生的微小顆粒物很容易和空氣中的水汽凝結形成霧氣，此時霧氣液滴是固液兩相混合物，呈灰白色，即為結合形成的霧霾。霧霾中液滴濃度小于霧，液滴比重也小于霧，因此可以將秸稈焚燒產生的微小顆粒物帶到更高的空間高度和更為廣泛的區域，也大大延長了顆粒物的沉降時間。霧霾產生的原因很多，農作物就地焚燒即為其中之一，雖然總量不大，但是秸稈就地焚燒的時間和空間分布比較集中，燃燒不充分產生的大量粉塵分散在空氣中，成為氣溶膠，難以散去。所以秸稈就地焚燒在特定的區域和特定的時間段內，將對霧霾的產生起到顯著的作用。
檢測數據表明，就地焚燒秸稈時，大氣中二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物3項污染指數達到高峰值，其中二氧化硫的濃度比平時高出1倍，二氧化氮、可吸入顆粒物的濃度比平時高出3倍。當可吸入顆粒物濃度達到一定程度時，對人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部分刺激較大，輕則造成咳嗽、胸悶、流淚，嚴重時可能導致支氣管炎發生。
秸稈就地焚燒不僅污染了環境，而且還嚴重地浪費了資源，我國每年有超過三分之一的可收集秸稈被廢棄及焚燒。這些秸稈的有效利用，不僅需要當地政府出臺相應政策，而且還需要一個與之配套的生物質能源產業的發展。
2、秸稈就地焚燒治理對策
2.1對策設計思路
目前，各地政府對秸稈焚燒主要采取的策略主要是“堵”，頒布禁令，禁止就地焚燒秸稈，但這種做法不能從跟本上解決問題，因為剩余秸稈依然無法得到妥善處理，除了就地焚燒，農民沒有更好的處置剩余秸稈的利用途徑。所以我們設計對策的思路主要是“疏”，即以政策引導，開創秸稈回收利用市場，引導農民把剩余秸稈賣給企業，讓企業加工轉變為“可再生能源資源”，再由政府出臺相應的財稅政策予以支持，形成秸稈高值化加工和利用產業鏈，使“廢棄物”變為“資源”、“高值商品”。其結果是一種“疏”、“堵”結合的政策，力求從根本上減少和杜絕秸稈就地焚燒現象。
2.2生物質固體成型顆粒燃料技術路線
生物質固體成型顆粒燃料是利用木質素充當粘合劑，在一定溫度和壓力作用下，將松散的秸稈、樹枝和木屑等農林廢棄物擠壓成的固定形狀燃料。
生物質固體成型顆粒燃料具有原料量大、適用范圍廣、規模適應性強、易于運輸和存儲等特點，可以明顯提高單位體積能量密度和燃燒效率，易于實現產業化和規模使用，大大提高農林廢棄物的熱效率，是一種低投資、低成本的生物質能利用方式。
傳統的薪柴爐灶熱效率一般在5%～8%，經過技術改造的省柴節煤灶的實際使用熱效率也只能達到15%，而使用生物質固體成型顆粒燃料的高效爐具的熱效率可以達到60%～80%。這種燃料燃燒時黑煙少、火力旺、燃燒充分，煙氣中未燃燒充分的C顆粒和SO2、NO，等腐蝕性氣體較少，因此對爐具的腐蝕相對較小，對環境污染程度較輕。
生物質固體成型顆粒燃料符合我國農業資源特點，相應的設備和工程建設已經不存在技術障礙。而且這項技術已有了一定程度的市場化應用，具備了產業化條件，并具有潛在的足夠大的應用市場，生物質固體成型顆粒燃料將是利用剩余秸稈的有效方式。
2.3具體建議
針對目前中國農村秸稈就地焚燒現象嚴重，同時在企業中存在大量污染物排放較高的燃煤鍋爐，造成大氣污染日益嚴重的現狀，我們建議：
1)政府制定更為嚴格的大氣污染物排放標準并加強監管和處罰力度；
2)政府在農村地區加強對禁止就地焚燒秸稈的宣傳力度；
3)政府出臺鼓勵和支持秸稈能源化利用及其產業發展的財稅政策；
4)政府對進行鍋爐改造的企業給予一定的資金支持和稅收優惠。
2.4對策建議的可行性分析
2 4 1技術可行性
現在生物質能固體成型顆粒燃料的生產設備，如壓塊機、粉碎機、鍋爐等，已有成熟的技術，并投入了實際使用。相應的技術體系、產業模式也都趨于完善。
2 4 2經濟可行性
我們分別從對策建議所涉及的農民、企業和政府等利益相關方，以及從普通公眾的角度進行分析，分析各利益相關方是否能夠受益，當各方均能受益時，則認為對策建議可行。
1)對于農民。我們在河北省固安縣3個村對農民家庭進行走訪，并做了問卷調查（農村秸稈資源問卷調查表見附錄）。由于農村青壯年人員普遍外出打工，只剩下老人和小孩在家，導致當地農戶普遍勞力不足。由于秸稈歷來被認為是極少有利用價值的廢棄物，所以就地焚燒這種最為簡單的處理秸稈的方式，成為當地農民的首選。調查中我們了解到，如果有人收購秸稈，當地農民是愿意出售的。例如，這幾個村農民生活水平較為貧困，農民愿意以一噸100元的價格（在全國屬于較低價格）出售秸稈。因此保守估計，如果全國范圍每年2. 15億噸剩余秸稈全部得到回收，就有215億元轉化為農民收入，這將大大增加全國農民的經濟收入。同時在此過程中還會產生一些為企業收購秸稈的中間人。一噸秸稈的收集、運輸、儲存等環節大約需要一個勞動力工作兩天，按每個全職勞動力每年工作200天計，2. 15億噸秸稈利用過程的初級環節就將為農村增加約200萬個工作崗位。這些工作使農民無需到外地打工，做到“離土不離鄉”，勢必會受到農民的歡迎；
2)對于企業。在出臺更為嚴格的環保指標后，仍然堅持使用燃煤的企業將會比使用秸稈燃料的企業花費更大的成本來達到環保指標。此外，使用燃煤而不對煙氣排放系統進行改造，還可能增加企業運行的社會成本，甚至影響企業的正常經營。如處在華中地區的鄭州某洗浴中心，原先用煤燒熱水，排放大量濃煙和粉塵，影響附近居民的生活環境，居民經常向環保部門投訴，致使洗浴中心不時遭到有關部門的處罰和查封。更換了生物質燃料鍋爐后，污染物排放達到國家標準，再沒有居民投訴，從而使洗浴中心可以正常營業，生意興隆，實現了環境保護和自身利益的雙贏。目前我國大氣環境污染較為嚴重，可以預見政府將會出臺更為嚴格的環保標準，同時也將加大對污染物排放的監管力度，使用高污染燃料的企業必將會付出較高的代價，這是一個不可回避的問題。燃煤企業在環保改造時也可以選擇使用清潔的天然氣，但由于天然氣鍋爐的運行成本遠遠高于秸稈燃料，因此，從長遠看，使用秸稈燃料替代燃煤，是目前燃煤企業環保改造時一個更為經濟的明智選擇。燃煤鍋爐和生物質成型顆粒燃料鍋爐投資和運行效果對比。
對于生產秸稈固體成型顆粒燃料的企業，其經濟效益將在秸稈固體成型顆粒燃料擁有龐大市場后得到極大改善。以山東省某一秸稈成型顆粒燃料企業項目為例，此項目年產2000噸秸稈成型顆粒燃料，建設項目投資總額為150萬元，設備折舊時間為10年。企業以200元成本（包括收集和運輸成本）從當地農民手中收集秸稈，加上水電、場地、人工、包裝、銷售及其他費用，每噸成本約為345元。市場銷售價為450元每噸，毛利潤約為105元每噸，企業只需約7-8年即可收回成本。可見，在秸稈市場得到完全開發后，秸稈固體成型顆粒燃料的工廠將增多，技術也會逐漸發展，設備成本會降低，其經濟前景會越來越好；
3)對于當地政府。實行這項政策可以改善當地環境，其生態環保效益不可小覷，并且還可節省化石能源，同時可以增加就業率。由于該政策將使廣大人民群眾受益，自然會產生良好的社會反響，從而提高政府聲譽，成為當地政府的一項重要政績；
4)對于廣大的公眾來說，企業減少燃煤而改用生物質能源，最明顯的結果是煙塵、霧霾的減少，從而改善環境，因此也必將得到民眾的贊同。
總的來說，在有大量剩余秸稈資源、擁有較成熟的處理技術、以及利益相關方和公眾支持的地區，考慮經濟和環境兩方面的效益，這種剩余秸稈治理方案是可行的。
3、結論與預期效果
綜上所述，秸稈就地焚燒不但對空氣質量和人們身心健康造成較大影響，也造成資源的嚴重浪費。為解決此問題，要從根源入手。建議：首先，當地政府可制定更為嚴格的環保指標，加強對污染物排放的監管力度，促使使用高污染鍋爐的企業進行技術改造，減少大氣污染物排放，同時在農村加強就地焚燒秸稈危害性的宣傳力度。其次，對從事秸稈能源化利用產品生產的企業予以財稅政策鼓勵，引導企業增加農村剩余秸稈的收購量，為農民增加收入；最后，給予企業燃煤鍋爐改造提供一定的財政資金支持和政策優惠，為秸稈能源化產品開辟市場，形成秸稈能源化利用產業。
本對策方案標本兼治，因而是可行和有效的。將秸稈加工成固體成型顆粒燃料可使多方受益，既從根源上杜絕了秸稈就地焚燒，減少了環境污染的危害，又使原本被廢棄的秸稈成為具有經濟價值的資源，最大限度地利用了秸稈這種生物質能源。企業經濟上獲得效益，政府則創造了就業機會且改善了環境，農民也增加了收入。同時煤炭使用的減少將有利于改變我國以煤為主的能源結構。
該對策建議實施后，我國秸稈剩余資源將得到充分利用，提高資源使用效率，增加農民收入和就業機會，推動企業革新，促進經濟和市場良好發展；同時，還能減少污染煙塵排放，改善環境，提高人民健康水平和生活質量，最終形成對環境友好、可持續發展的良性產業鏈，使鏈條中的各方實現共贏，協同發展。
建議各地政府抓住目前社會各方面高度關注環境保護和新能源利用的有利時機，盡快開展相關工作，切實解決秸稈焚燒問題。
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