農林牧廢棄物綜合循環利用新模式

楊選民 薛少平

（西北農林科技大學機械與電子工程學院 陜西 楊凌 712100）

0 引言

能源危機已成為世界性的問題，是制約當今社會經濟發展的瓶頸，常規化石能源資源儲量有限且不可再生，而且化石能源的使用也造成了嚴重的環境污染和生態破壞，因此，如何合理開發利用可再生能源已經成為人類進入21世紀以后面臨的新課題。在眾多的可再生能源中，具有廣泛使用價值的是生物質能，其作為世界上的第四大能源，具有可再生性、資源豐富、環境友好等特點，可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成為解決能源與環境問題的重要途徑之一[1]。

我國是農業大國，每年在生產大量糧、棉、油的同時，也產生了大約7.2億噸的農作物秸稈（相當于5億噸標煤）。而這巨大的生物質資源長期以來都被廢棄或作為柴草就地焚燒，既浪費了資源，又嚴重污染環境。

因此，按照發展循環經濟的思路，充分利用秸稈等農村大量的農林牧廢棄物綜合開發利用，變廢為寶，改變能源生產和消費方式，開發利用生物質能等可再生的清潔能源資源，對建立可持續的能源系統，保障我國農村能源安全，實現農民增收，促進國民經濟發展和環境保護具有重大意義。

1 模式介紹

本模式以農林牧廢棄物為生產原料，如常見的秸稈、樹木、果殼、果渣及牛、羊糞等，經過粉碎、烘干、干餾熱解、冷卻、分離、凈化等工序，生成木醋液、生物質木炭、木焦油及木燃氣四種綠色無公害產品。木醋液可直接用于蔬菜、花卉和果樹苗木上，用來防治農作物或果樹病蟲害；也可做為植物生長劑促進作物生長；還可與木炭混合制成炭基肥，用來保持土壤水分，調節土壤酸堿度，吸收土壤中重金屬及有害物質；在養殖業上，木醋液還可制成動物飼料防腐劑或養殖環境用的殺菌消毒劑；木焦油可提煉生物燃油，制做防腐涂料；木燃氣可為社會主義新農村社區集中供氣、供暖，又可進行生物質發電。由此從原料收集利用，產物加工提煉，到最終產品精制應用，形成了一條完整的循環利用模式，不僅解決了農村大量農林牧廢棄物堆積帶來的環境污染問題，還變廢為寶，生成了清潔能源和綠色無公害產品，實現了資源的循環可持續利用。

2 干餾熱解技術路線

該模式的核心技術是無氧干餾熱解工藝，具體為：先將原料進行粉碎、烘干，然后放入生物質壓縮成型機中高壓成型，隨后將壓縮成型的原料放進干蒸餾反應釜中無氧干餾裂解，熱解制成生物質炭的過程中產生的大量煙氣，經過冷卻、凈化、分離后生成木醋液與木焦油，再對不可冷凝氣體進行過濾水洗脫焦后生成木燃氣，通過壓縮進入儲氣罐，經供氣管網供給項目生產過程中加熱使用或發電，其余燃氣則通過管網供給周邊農民生活用氣和冬季供暖。項目整個工藝生產流程環保、節能、零排放。

3 項目意義

3.1 有利于實現農業現代化和可持續發展戰略

生物質能一直是人類賴以生存的重要能源，在整個能源系統中占有重要地位。有關專家估計，生物質能極有可能成為未來可持續能源系統的重要組成部分，到下世紀中葉，采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總能耗的40%以上。

隨著農村經濟發展和農民生活水平的提高，農村對于優質燃料的需求日益迫切。由于我國地廣人多，常規能源不可能完全滿足廣大農村日益增長的需求，而且由于國際上正在制定各種有關環境問題的公約，限制CO2等溫室氣體排放，這對以煤炭為主的我國是很不利的。因此，立足于農村現有的生物質資源進行高效轉換利用，既是農村發展的迫切需要，又是減少排放、保護環境、實施可持續發展戰略的需要。

3.2 有利于實現農林牧廢棄物資源綜合利用，變廢為寶

據了解,近年來農民很少把秸稈收回家作燃料，一是因為體積大，二是因為利用率低，所以越來越多的人采取就地焚燒的辦法,一則解決堆放問題,二則焚燒之后變成肥料。但是隨之而來的危害多多：（1）污染空氣環境，危害人體健康。有數據表明，焚燒秸稈時，大氣中二氧化碳、二氧化氮、可吸入顆粒物等對人的眼睛、鼻子和咽喉黏膜會產生刺激作用，影響人們正常生活；（2）易引發火災，威脅群眾生命財產安全。秸稈焚燒，極易引燃周邊的易燃物，尤其在山林附近，一旦引發火災，后果不堪設想；（3）秸稈焚燒產少大量的濃煙，能見度低，易引發交通事故，影響道路交通和航空安全；（4）破壞土壤結構，造成農田質量下降。

本項目一方面能夠解決農林作物秸稈焚燒問題，另一方面能夠將廢料最終變成生物制木炭、木焦油、木醋液、木燃氣等新技術成果，實現一廢變四寶。

3.3 有利于改善農民生活質量，推進農村城鎮化發展

統籌城鄉發展是黨中央根據新時期我國經濟社會發展的時代特征和主要矛盾，致力于突破城鄉二元結構，加快推進工業化、城鎮化，縮小工農差距、城鄉差距，實現國民經濟持續快速健康發展和經濟社會協調發展，全面建設小康社會所作出的重大戰略決策。

農村能源不革命，談不上農村現代化，推廣應用清潔生活燃料是必然趨勢。本項目一方面能夠解決周邊農林作物秸稈焚燒問題，另一方面能夠將廢料最終變成木燃氣，可以作為農民社區生活能源配套建設項目，農民由燒灶坑到用農村人工煤氣，改變以直接燃燒農作物秸稈柴草做飯取暖煙熏火燎的傳統生活方式，使農民完全可以同城里人一樣享受到類似天然氣一樣的優質清潔可再生能源。這是農村的一場能源革命，是農民人居環境的變遷，同時也是改善農民生活質量和命運的一場革命。

3.4 有利于增加農民收入，促進農民增收致富

項目每年可處理大量農林牧廢棄物原料，按照每噸原料平均400元，每畝春秋兩季小麥和玉米秸稈共600公斤，每畝地農民可以增加收入240元。因此，項目將在變廢為寶為社會新增工業產值的同時，切切實實地增加農民收入，促進農民增收致富，帶動地方經濟發展，利國利民。

4 結束語

按照發展循環經濟的思路，通過利用農林牧廢棄物開發生產木燃氣、木炭等生物質能源，衍生生產木焦油、木醋液等新型農化產品，首先緩解了一次能源緊缺帶來的社會矛盾，改善了當地居民的生活環境。其次，通過項目產品的推廣與應用，為農村經濟發展帶來了新的方向，在創造經濟價值增加農民收入的同時，可有效緩解我國目前農林廢棄物燃燒所帶來的環境污染，同時為社會提供新的能源和工業用品，是一項可持續、循環發展的新興產業，符合國家目前大力倡導的環保、低碳、循環等理念，對建設循環農業、社會主義新農村、節約型社會具有重要推動意義。

［1］我國生物質能產業發展現狀及展望[J].農業工程技術：新能源產業，2011（08）.