秸稈原料化利用技術在濱海新區的應用前景分析

劉世君

(天津市濱海新區塘沽農機技術推廣站，天津 300450)

0 引言

我國是能源消費大國，目前的能源供應主要是依靠煤炭、石油、天然氣等，但是由于天然能源資源開發過程中極大的資源消耗壓力和成本投入，不利于社會的可持續發展，因此可再生能源資源的開發利用已經成為我國資源開發領域內的新途徑。農作物秸稈是生物質能資源的重要來源，消費量僅次于煤炭和油氣資源，預計到21世紀的中葉，秸稈原料的運用會高達40%，因此大力開展生物質能的開發，具有很現實的意義。

1 秸稈利用的主要技術領域

1.1 秸稈能源

能源技術主要是包括秸稈氣化技術、壓塊成型制炭技術、鍋爐燃料能量轉化等技術，其中氣化技術已經在國內被推廣使用，氣化技術主要是使用秸稈為原料，放在真空狀態下轉化成為可燃性氣體，經過濾雜質氣體之后使用。可燃氣體是居民生活、工業生產當中重要的優質能源。

1.2 飼料用途

使用微生物將秸稈進行處理之后，將富含木質素、纖維素、半纖維素的秸稈發酵之后降解，轉化為含豐富蛋白質、維生素成分的飼料，可應用在多個領域內。

1.3 肥料

秸稈肥料的使用是直接還田等方式，也有使用特殊工藝進行科學配比，將秸稈粉碎、經過一系列復雜的工序處理之后生產出秸稈復合肥，施肥的成本和尿素類似，使用之后可以促進土壤的養分轉化，可以改善土壤的物理性質，增強農作物的抗病能力，對于優化農田生態有更好的效果。其中稻草和麥秸還田的方式還有很多，而機械化就地還田的方式，由于實現耕作和肥料運輸一體化，成為最受歡迎的技術。

1.4 工業原料技術

秸稈作為工業原料都是以造紙為主，在當前的生產當中，占據約40%的比例，還有一部分也被用來生產各種建材產品、人造板材等。秸稈作為人造板材的生產原料在國內發展起步比較晚，但是由于秸稈來源廣泛、資源豐富，市場發展潛力巨大。目前比較成熟的技術，主要有兩個方向，刨花板和纖維板等建筑用材。

2 農作物秸稈作為人造板原料的可行性分析

2.1 解決工業領域資源緊張問題

我國人造板工業在近年以來得到了快速的發展，而且位居世界前列。人造板工業的快速發展需要大量的原材料，木材供需生產的缺口很大，因此我國成為木材進口比例增大的國家。其中刨花板和纖維板生產需要的材料主要是以小徑木和枝椏等為主。從一定程度上來看，建材原料的使用給企業的發展帶來了很大的壓力。隨著生態環境的持續惡化，我國啟動了生態防護林保護項目，改善了生態環境，而且對促進環境的發展起到良好的控制作用，但是板材工業原料的使用受到限制，同時部分省市人造板工業正處于快速發展階段，如何解決這一矛盾引起人們的關注。因此從整體上來說，人造板工業原料的供應急需尋找替代品，而膠合技術的出現增加秸稈原料的使用途徑，為人造板原料的供應提供渠道。

2.2 可行性分析

農作物秸稈的成分和闊葉林的成分相似，可以將其運用在人造板方面，從科研、實際運用來看，使用麥秸和稻草、棉花稈等作為人造板的生產原料，運用形式已經很成熟。其中玉米秸稈比較適合運用在飼料生產方面，但是運用在人造板材方面比較困難。

3 秸稈原料化利用技術在濱海新區的應用

3.1 秸稈原料來源

濱海新區現有12個涉農街鎮，139個行政村，農村人口27.21萬人，9.98萬戶，鄉村從業人員13.31萬人，其中農業從業人員4.6萬人。全區種植面積約2.41萬hm2，其中糧食作物種植面積2.38萬hm2，經濟作物種植面積313.33 hm2。大田作物、糧食作物主要分布在大港片區，經濟作物主要分布在塘沽、漢沽片區。新區秸稈綜合利用涵蓋了小麥、玉米、水稻、高粱、大豆、棉花六種作物，合計利用面積接近全部糧食種植面積。小麥秸稈綜合利用多在二季度末前完成，玉米、高粱、大豆、棉花綜合利用多在年底前完成，水稻秸稈綜合利用多在次年一季度末前完成。為更好的貫徹落實《天津市人民代表大會關于農作物秸稈綜合利用和露天禁燒的決定》，持續做好新區秸稈綜合利用工作。新區加大了在政策傾斜、技術培訓、市場應用、宣傳推廣上的扶持力度。秸稈綜合利用率目前全區已達99%以上，基本實現了秸稈全量化利用。

3.2 秸稈原料化的利用

秸稈綜合利用處理上，目前主要有肥料化利用技術、飼料化利用技術、原料化利用技術、燃料化利用技術、基料化利用技術。肥料化利用技術中的秸稈粉碎還田技術目前應用最為普遍，是我區秸稈處理的首選技術。但隨著裝備技術的日益提升，耕地處理的日漸精細。肥料化、飼料化的初級利用已不符合秸稈綜合利用再升級的要求。一種更經濟環保、更高效利用的秸稈原料化利用技術逐漸在新區推廣和應用。

在當前秸稈處理再升級需求日益迫切和傳統建材建造使用污染嚴重的背景下，秸稈草磚建材化利用已成為大勢所趨。農用新型秸稈建筑材料是以稻草、麥草等秸稈做為原料，不添加粘結劑、不需切割粉碎，直接采用清理、除塵、梳理、高壓、在成型機內擠壓等方式形成板材，并在表面上按照需求做相應的處理，具有良好的強度、抗沖擊能力和保溫隔熱、隔音性能，并且有抗燃燒能力，屬難燃建材。

3.3 優勢

(1)生態優勢。變廢為寶，減少了因生產黏土實心磚而造成的毀壞耕地現象。

(2)造價優勢。價格低、易裝配。秸稈板材裝配的速度要比磚砌快得多，因此草板應用于建筑有利于實現設計標準化、構件定型化、制造工廠化、施工裝配化、產品系列化，有利于縮短施工周期，與磚混結構相比，使用稻麥草板同等建筑面積降低造價15%～20%，把增加的使用面積計算在內的綜合效益達到24%左右，因此使用草板可降低工程造價。

(3)節能優勢。秸稈板材具有良好的保溫隔熱性能，其導熱系數僅為0.108 W·(m·k)-1，遠低于紅磚、混凝土、加氣混凝土。使用秸稈板材不僅可減少墻體厚度，有效增加使用面積，還可保溫隔熱，降低采暖能耗，有利于建筑節能。

(4)技術優勢。具有較為優良的技術性能，主要表現在：容重低。農用新型秸稈建筑材料的容重僅340～440 kg·m-1；耐久性好。通過實驗可使用50年以上；導熱系數低。僅為0.108 W·(m·k)-1；強度高。撓度<5 mm；破壞荷載>6000 N；防蟲蛀。紙面稻麥草板SiO2含量高。

(5)市場優勢。發展新型墻體材料是節約能源、保護耕地的一項重要措施。按京津冀每年竣工的農業設施建筑面積在7800～8400萬m2左右，如其中僅按10%使用稻麥草板，每平方米建筑面積使用3.6～4.0 m2稻麥草計算，每年農用新型秸稈建筑材料的需求量達到1400～1600萬m2。

4 運用前景分析

和木質人造板相比較，農作物秸稈人造板的物理力學性能良好，使用異氰酸酯樹膠作為粘合劑進行生產，讓秸稈原料化的纖維板具備了更加優質的性能。而且從具體的分析情況來看，各項物理力學性能都超過了木質刨花板和纖維板，符合國家板材標準要求。而且在生產過程中使用的異氰酸酯樹膠，生產出來的板材當中沒有有害物質的含量，屬于一種綠色環保的人造板材。從市場發展來看，雖然國內市場尚未成熟，但是國際市場上秸稈原料開發技術已經比較成熟，側面來講國內市場還需要積極開發；從產品的發展看，目前技術也相對成熟，并且在建設過程中不斷完善，逐漸推廣到國外市場。由于秸稈的開發潛力巨大，在發展的過程中還需要更多專業人員參與到其中去，實現秸稈的開發運用。

5 結語

綜上所述，秸稈原料化利用的秸稈板材建筑材料作為一種新型的墻體材料，節能、節地、利廢，是一種性能良好的生態建材，也是國家鼓勵發展的一種新型墻材。為此，建議以此項技術大規模推廣應用作為秸稈綜合利用再升級的突破口和著力點，持續提高秸稈綜合利用能力。