【關(guān)鍵詞】秸稈；能源化利用；農(nóng)民增收；秸稈顆粒機(jī)
一、引言
我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量為7億噸左右，列世界之首，合標(biāo)準(zhǔn)煤量約3.53億噸。據(jù)測算，每2噸秸稈的熱值相當(dāng)于1噸煤，其能量密度為13～15MJ/kg，且秸稈平均含硫量只有0.38%，遠(yuǎn)低于煤的平均含硫量1%。另外秸稈中還富含鉀、鎂、磷、鈣等成分，可用作高效肥料。因此農(nóng)作物秸稈是一種極具潛力的可再生資源，具有較高的利用價值。但目前我國秸稈處理的主要方式是直接焚燒和還田，不僅造成了資源的浪費，同時燃燒還釋放出PM2.5、NOx、SOx等有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境造成重大影響，同時還可能危害公共安全，引發(fā)火災(zāi)、威脅人民生命財產(chǎn)安全等。因此秸稈的高效清潔利用，不僅可以降低對環(huán)境的危害，同時還可以實現(xiàn)一定的經(jīng)濟(jì)效益，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收，促進(jìn)地域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
農(nóng)作物秸稈綜合利用的主要形式有秸稈制肥、能源利用、畜禽飼料、食用菌種植和作為工業(yè)原料等，其中秸稈的能源化利用是現(xiàn)階段研究重點。為了鼓勵農(nóng)作物秸稈的能源化利用，近年來我國頒布了許多相關(guān)政策法規(guī)來鼓勵秸稈的高效清潔利用，如《中華人民共和國可再生能源法》《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》等。隨著相關(guān)政策的逐漸完善和技術(shù)的完備，秸稈資源的高效清潔利用越來越成熟。
二、能源化利用技術(shù)
秸稈能源化利用包括發(fā)酵沼氣、液化制油、燃燒發(fā)電、成型顆粒機(jī)燃料，另外還有氣化燃?xì)狻⑦x擇性熱解制備化學(xué)品等。由于政策扶持和產(chǎn)業(yè)技術(shù)的逐漸成熟，這些技術(shù)近些年來在我國取得了較快的發(fā)展，并且已初具規(guī)模，秸稈顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)成型顆粒燃料如下所示：
（一）發(fā)酵沼氣
秸稈發(fā)酵產(chǎn)沼氣是秸稈生化轉(zhuǎn)換技術(shù)的一種，同時也是秸稈能源化利用的重要途徑。常采用的是濕發(fā)酵技術(shù)，另外近年來提出了干發(fā)酵是技術(shù)。秸稈發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣熱值較高，品質(zhì)好，具有廣泛的用途。但由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)原因，我國現(xiàn)階段采用的主要是分散式小型沼氣設(shè)備，沼氣產(chǎn)率低，維護(hù)工作量大，且產(chǎn)生的沼氣主要用于農(nóng)戶炊事取暖使用途徑單一，同時還存在二次污染等問題。因此秸稈發(fā)酵技術(shù)有待進(jìn)一步完善，同時應(yīng)加大規(guī)模化發(fā)酵設(shè)施的建設(shè)。
（二）液化制油
秸稈液化制備生物油、生物乙醇等是秸稈能源化利用的重要途徑，可以實現(xiàn)秸稈的高效率、高價值利用。該技術(shù)是在改進(jìn)傳統(tǒng)利用方式的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的新技術(shù)，主要包括生物化學(xué)法生產(chǎn)燃料乙醇和熱化學(xué)法生產(chǎn)生物油，而液化制取生物油將具有很強(qiáng)的市場競爭力，尤其是通過選擇性熱解液化制備高價值化學(xué)品可以替代部分石油制品，從而降低對化石能源的依賴。
（三）燃燒發(fā)電
秸稈發(fā)電技術(shù)是近年來規(guī)模化利用秸稈的主要方法，是符合我國可再生能源發(fā)展政策的一種方式，可分為直燃發(fā)電、混燃發(fā)電和氣化發(fā)電三種方式。該種利用方式，秸稈利用效率高，轉(zhuǎn)化徹底，基本無二次污染。我國生物質(zhì)發(fā)電起步較晚，2006年國能生物質(zhì)發(fā)電有限公司在山東單縣建成我國第一個生物質(zhì)直燃發(fā)電廠，之后我國有關(guān)政策法規(guī)的出臺促使生物質(zhì)發(fā)電廠如雨后春筍般迅速發(fā)展起來。由于秸稈收購處理工作還需要大量的勞動力，因此還可以促進(jìn)當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)，同時農(nóng)民還可以通過售賣秸稈而獲取一定經(jīng)濟(jì)收入，從而促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但秸稈燃燒發(fā)電過程中原料的收儲運問題嚴(yán)重，這也是我國秸稈發(fā)電技術(shù)的瓶頸，亟需解決。
（四）成型燃料
稻稈固化成型是在機(jī)械設(shè)備的壓力作用下，將稻稈壓縮為成型燃料，可以代替木柴、原煤、燃?xì)獾热剂稀V泛用于取暖、生活爐灶、鍋爐，生物質(zhì)發(fā)電廠等，是高效利用稻稈資源的有效途徑。將秸稈制備成成型燃料，不僅解決了秸稈本身能量密度小的問題，同時還可提高秸稈的燃燒效率。另外，相比于生物質(zhì)發(fā)電廠，秸稈成型設(shè)備體積小、易操作、燃料用量小，因此便于分散布置，具有廣泛的應(yīng)用可能性。
（五）其他利用
除了上述技術(shù)外，秸稈氣化、炭化等技術(shù)也在近年取得了較快發(fā)展，比如秸稈氣化可用來生產(chǎn)燃?xì)猓糜诠帷l(fā)電、生產(chǎn)液體運輸燃料，但目前技術(shù)尚未成熟，產(chǎn)業(yè)化運行過程中存在的問題頗多，因此還需要進(jìn)一步完善。
三、結(jié)果與展望
在秸稈的諸多利用途徑中，能源化利用具有應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)能力強(qiáng)的特點，可實現(xiàn)秸稈高效清潔利用，具有良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時還可以帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)民增收。
現(xiàn)有能源利用技術(shù)都可提高秸稈能源的利用效率，但由于受技術(shù)、環(huán)境等因素的制約，各種技術(shù)的發(fā)展都存在弊端。針對秸稈能源化轉(zhuǎn)化的現(xiàn)狀，首先應(yīng)加大科研技術(shù)和人才培養(yǎng)投入，深化“產(chǎn)學(xué)研”體系建設(shè)，加快技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；其次，針對現(xiàn)在的原料短缺、收集困難等問題，企業(yè)應(yīng)當(dāng)與政府及農(nóng)戶簽訂收購協(xié)議，跳過中間商，降低燃料成本；此外，國家層面應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步完善生物質(zhì)能利用的政策法規(guī)，加大對生物質(zhì)能利用技術(shù)的扶持；最后，要加大宣傳、推廣的力度，使生物質(zhì)能源被人們熟知并使用。相信隨著技術(shù)不斷發(fā)展和政策的完善及能源化轉(zhuǎn)化各環(huán)節(jié)的逐步正規(guī)，生物質(zhì)秸稈的能源化利用技術(shù)將發(fā)展的越來越好。
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