徐州地區秸稈綜合利用的比較研究

劉玥含 王彤璐 王欲曉 王波

分析了徐州地區秸稈綜合利用現狀，結果顯示徐州地區秸稈綜合利用率為91%，提前達到2020年全國85%的目標任務，但是與江蘇省提出的目標任務相比還有差距。徐州地區的秸稈還田率已經超過江蘇省目標任務值，但是能源化利用率只有江蘇省目標任務值的50%。對標美歐發達國家的秸稈新型能源化利用途徑，分析了徐州地區秸稈發電、致密成型、生物沼氣和纖維乙醇等四種新型能源化利用的現狀和前景。分析了秸稈離田綜合利用的瓶頸問題，提出相關對策。

中國是秸稈大國，2017年全國理論秸稈量和可收集秸稈量分別為10.2億t和8.4億t，還有約1.7億t可收集秸稈沒有利用，全國秸稈綜合利用率（已利用量與可收集量的比例）為83%，雖然比2015年的綜合利用率（80%）提高了3%，但是與美日歐發達國家綜合利用水平相比還有差距。2014年江蘇省提出的2017年全省秸稈綜合利用率為97%，江蘇省2017年農作物秸稈綜合利用實施指導意見修改為92%，2017年年國務院發布《關于創新體制機制推進農業綠色發展的意見》，提出要完善秸稈資源化利用制度，大力推進秸稈全量化綜合利用。

最近幾年徐州地區秸稈可收集秸稈量基本穩定在450萬t ～ 460萬t，位居江蘇省第三，綜合利用率逐年提高。本文研究了徐州地區的秸稈綜合利用現狀，內容包括“五料化”即肥料化、燃料化、飼料化、原料化、基料化利用途徑及其比例，并與江蘇省和全國目標任務進行對比;重點比較了秸稈的肥料化利用和燃料化利用的現狀，指出今后徐州地區秸稈利用的主要途徑是增加燃料化利用比例;最后對照發達國家的秸稈直燃發電、致密成型、生物沼氣、纖維乙醇等新型能源化利用途徑，提出了大力發展秸稈沼氣和纖維乙醇的觀點，為地區秸稈的高值化利用發展提供參考。

1徐州地區秸稈綜合利用的比較研究

徐州地區秸稈的肥料化利用主要是指秸稈機械化還田、高溫堆肥、秸稈田間覆蓋、微生物速腐和生產有機肥等，以機械化還田為主。燃料化利用包括秸稈直燃發電、致密成型、高溫氣化、自留薪柴、戶用沼氣等，以直燃發電和致密成型為主。飼料化利用包括青貯、氨化、微貯、揉絲、膨化和發酵，主要作為優質飼料使用。基料化利用主要指食用菌基料、蔬菜果樹等育苗基質、水稻育秧基質等，以食用菌基料利用為主。原料化利用主要指加工板材、造紙、編制等。

表1所示2016年徐州地區綜合利用率為91.0%，比2014年的利用率增加了2%，超過了全國秸稈綜合利用率，但是和江蘇省的目標值相比還有差距。在“五料化”利用中，秸稈肥料化利用率為58.6%，排名第一，大大超出全國利用水平，超過江蘇省目標值8.6%。主要原因是地方政府秸稈禁燒壓力大，非常重視機械化還田。美日歐發達國家的秸稈還田力度大，比例往往超過2/3，比如美國、英國和日本分別將68%、73%和67%的秸稈直接還田，但是他們國家農作物往往一年一熟，中國多數地區包括徐州地區一年兩熟或多熟，可考慮適當降低秸稈直接還田的比重，江蘇省農委將全省機械化還田面積穩定在稻麥種植面積的50%左右。

徐州地區秸稈還田的原則是“堅持麥秸還田為主，適度推廣稻桿還田”。小麥秸稈機械化還田實施容易，農民接受度高，成本大約40元/畝，省財政補助25元/畝;水稻秸稈機械化還田收到天氣、土質、秸稈特質等影響，實施困難，農民接受度低，成本大約60元/畝，省財政補助25元/畝;玉米秸稈還田沒有財政補助。

秸稈離田的產業利用形式多樣，世界各國都以飼料化和燃料化利用為主。徐州地區畜牧養殖業利用的秸稈量有限，而能源產業對秸稈的需求量持續上升。

2徐州地區秸稈新型能源化利用的分析

秸稈屬于生物能源，也是繼煤炭、石油、天然氣之后的第四大能源。由表2可知，1t秸稈可替代0.5t標準煤，用于生物質發電，且燃燒過程中產生的硫化物少，屬于清潔燃料。各國政府都重視秸稈發電項目，徐州地區正在建設2家生物質電廠，都計劃使用秸稈作為原料。目前1家試生產，1加正在建設。

由表2可知，秸稈的堆積密度小，一般只有0.1 t/m2～0.3t/m2，通過致密成型，可以加工成替代木材、煤炭等固體燃料，用于家庭供熱取暖、工廠過濾替代燃料。北歐和美國的秸稈致密成型固體燃料技術先進，應用廣泛。中國政府也鼓勵秸稈致密成型固體燃料的發展，徐州地區已經建成85家相關企業，但是大部分處于停產半停產狀態。

由表2可知，秸稈中揮發分高達76%～86%，微生物可以利用其中的有機物發酵生產沼氣，沼氣中大約50～60%是甲烷，與化石天然氣的主要成分相同，因此沼氣屬于生物天然氣。德國秸稈沼氣技術走在世界的前列，中國政府也大力支持秸稈沼氣的應用。目前徐州地區建成3處秸稈沼氣工程，其中賈汪區馬莊村項目已經正常運行3年，產生了較好的環境和經濟效應。

由表2可知，秸稈中纖維素和半纖維素的含量高達60%～70%，其水解后的產物葡萄糖和木糖可以被微生物發酵生產乙醇。美國在此領域走在世界的前列，2006年的《纖維素乙醇研究路線圖》、2008年的《國家生物燃料行動計劃》催生了數個商業化生產項目。中國各級政府也在積極推進纖維素乙醇項目，力圖在2020年新上幾個纖維乙醇示范項目。目前徐州地區沒有纖維乙醇商業化項目，但是徐州工程學院和徐州香醅酒業有限公司已經開展相關科技研發，取得了一批擁有自主知識產權的科技成果，為今后的商業化生產打下堅實的基礎。

與秸稈還田依靠政府補貼相比，秸稈新型能源化利用尤其是秸稈沼氣和纖維乙醇能夠創造更高的經濟效益，是今后地區秸稈綜合利用發展的方向。

3制約秸稈大規模離田利用的問題和對策分析

3.1秸稈收運儲體系

秸稈收運儲是秸稈離田發展的首要問題，是制約產業化發展的關鍵性因素。究其原因，一是成本高，秸稈收運儲的成本一般在120～260元/t之間。 二是秸稈收運儲裝備水平低，主要是實用性、可靠性差，但是價格高，一次性投入大。三是秸稈儲存用地矛盾突出，秸稈收儲點建設困難。

對策是在還田補助的基礎上，加大離田財政補助，各級政府給予秸稈儲存用地的政策支持，建成政府購買的公共服務平臺。2016年徐州地區秸稈還田的資金江蘇省財政和徐州市財政支持分別了1.1888億元和0.12億元，離田資金只有省級財政的0.0788億元。

3.2技術研發

與美歐發達國家相比，國內秸稈利用技術研發問題是基礎薄弱，缺乏集團效應，核心技術和裝備落后，標準化水平低，資金投入少。

對策是：一是明確方向，堅持肥料化、燃料化、飼料化的三大方向，突破關鍵技術如秸稈收儲運裝備、粉碎能耗、青貯防霉、纖維酶制劑等，加強循環利用技術如“秸稈——飼料——肥料”、“秸稈——能源——肥料”、“秸稈——微生物——肥料”的研發。二是加強產學研合作，開展農戶和高校、農藝和農機相結合的技術公關，形成技術規范和裝備標準，提高標準化水平。三是引導政府科技和環保資金向本領域傾斜。

3.3政策和法規

中國政府出臺了一些用地、用電、財稅政策，但是地方政府政策落地落實還有困難[15]。秸稈利用是社會公益事業，需要形成完整的產業鏈才能更好發展。對策是：對縣、鎮兩級政府強化配套措施，強化問題導向，強化秸稈考核。通過建立地方法規的形式促進地方政府扶持秸稈離田綜合利用的相關產業發展。

（作者單位：221000 江蘇省徐州市第一中學、221000江蘇省徐州市第一中學、221000江蘇省徐州工程學院徐州市生物質燃料工程技術研究中心、221000江蘇省徐州教育教學研究室）