鄒平市農業廢棄物資源化利用現狀問題及對策

摘 要 隨著社會經濟的快速發展，山東省鄒平市農業廢棄物的產生量呈現穩步上升趨勢，但是資源化利用率偏低。為促進鄒平市農業廢棄物的減量化和資源化高效利用，分析農業廢棄物資源化利用現狀及存在的問題，提出提升機械化智能分類處理技術、建立綜合利用循環技術體系、開展高值化產品技術研發、推廣焚燒發電和生物制氣技術等對策。

關鍵詞 農業廢棄物；資源化利用；技術創新；山東省鄒平市

中圖分類號：X71 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.03.003

隨著社會經濟的快速發展，我國農業生產方式和耕作結構正在發生重大變化，這使得農業廢棄物的產生量和種類日益增加，如果不能得到有效利用，不僅會造成資源的極大浪費，也會導致環境問題。本文主要針對山東省鄒平市內的農業廢棄物資源化利用現狀和技術短板進行分析，并在此基礎上系統提出相關技術創新與提升策略建議。

1" 現狀

鄒平市位于山東半島南部，是山東省的農業大市。該市農業廢棄物主要包括畜禽糞便、秸稈等。隨著現代化農業生產方式在鄒平市的推廣應用，該地農業廢棄物的產生量也在穩步增加。統計數據顯示，2021年鄒平市畜禽養殖規模達到850萬只，產生畜禽糞便約130萬t。同時，玉米、小麥等糧食作物播種面積15.33萬hm2，產生秸稈量約100萬t；蔬菜水果等經濟作物產生廢棄物約60萬t[1]。這些廢棄物中含有豐富的有機物、氮磷鉀等養分，是寶貴的資源。但是目前該市農業廢棄物資源化利用總體處于初級狀態，僅有20%的畜禽糞便經過處理，秸稈未全部還田，未得到有效利用。直接排放的農業廢棄物不僅浪費資源，也易引發環境污染。因此，開展農業廢棄物的資源化綜合利用，實現廢棄物的減量化、資源化、無害化，提高資源利用效率，已經成為鄒平市建設資源節約和環境友好型社會的重要措施。

2" 存在的問題

2.1" 機械化分類處理技術裝備不足

鄒平市農業廢棄物種類繁多、分布分散，現有的分類處理設施規模小、自動化程度低，主要依賴人工分選，分類精度較差[2]。以畜禽糞便處理為例，全市80%以上的養殖場未配套沼氣工程，直接外排糞便，嚴重污染環境。數據顯示，2021年鄒平市僅有30萬t畜禽糞便得到機械化處理，處理率不足25%。機械化程度低直接限制了后續資源化利用的規模化水平。此外，目前鄒平市農業廢棄物綜合利用產業鏈不完善，終端產品開發不足，也制約了分類處理技術裝備的應用推廣。

2.2" 精深加工和綜合利用技術體系不完善

鄒平市農業廢棄物終端產品以低值肥料為主，深加工程度較低。以秸稈資源為例，現有利用方式以簡易碳化、制藥為主，產值僅3 000～5 000元·t-1，遠低于發達國家1萬元·t-1的水平。導致這一局面的原因主要是相關核心技術創新不足，無法實現秸稈高值化；綜合利用體系不健全，各工藝環節銜接存在斷層。

具體來看，鄒平市秸稈精深加工技術仍處于起步階段，未形成完整的精制糖、乙醇等產品鏈[3]。現有的示范工程產能規模小，年處理量在3萬t左右，產品單一，經濟效益較差。精制糖工藝中缺乏適用酶制劑，各工序效率有限；農業殘余物制乙醇存在原料前處理、發酵制約問題，產率僅50%左右。這導致成本居高不下，市場競爭力弱。此外，秸稈燃料乙醇、精制糖等產品未形成統一的收儲、運輸體系，區域內系統協作性差，也制約了產業推廣。

2.3" 資源化產品開發技術創新不足

鄒平市農業廢棄物資源化產品以低價值的有機肥、飼料為主，2020年相關產業產值僅10億元。技術創新不足主要體現在3方面：關鍵核心技術創新不足，高附加值產品開發嚴重滯后；產業鏈協作創新機制不健全；產學研用一體化創新平臺缺失。具體而言，鄒平市農業廢棄物資源化關鍵技術長期依賴引進，自主創新能力弱。以秸稈化學加工為例，區域內缺乏秸稈預處理、苯乙烯生產等核心獨立知識產權技術，對海外技術依存度高達80%[2]。此外，農業廢棄物高值化產品開發與市場需求脫節，不少技術成果未實現產業化。鄒平市缺乏融合產學研優勢的公共技術創新平臺，制約了技術攻關與成果轉化[4]。這導致農業廢棄物資源化產品低端化嚴重，產業整體技術水平和效益有限。

2.4" 焚燒發電及生物制氣技術水平有限

統計數據顯示，2020年鄒平市秸稈、農作物殘余物等農業廢棄物利用量僅占總量的20%左右，絕大部分通過簡單燃燒方式處理[5]。這不僅降低了資源化效率，也易造成環境污染。具體來看，主要體現在以下兩方面：1）規模化農業廢棄物焚燒發電技術裝備不足。鄒平市現有的秸稈發電廠均為小型鍋爐發電，單機容量1×104～2×104 kW，局限性明顯。同時相關技術創新不足，設備運維成本高。統計數據顯示，2020年鄒平市秸稈發電上網電價為每千瓦時0.75元，而電煤的上網電價每千瓦時僅0.35元，天然氣火電上網電價為每千瓦時0.45元，秸稈發電成本顯著高出常規能源，嚴重制約了規模化發展[2]。2）農業廢棄物生物質制氣技術裝備偏弱。該市沼氣等生物能資源豐富，但相關工程建設規模較小，總量僅30萬m3。關鍵設備、核心技術依賴進口，自主創新能力不足，如沼氣發酵成套設備國產化率低于30%，運行穩定性及壽命有限。

3" 對策

3.1" 提升機械化智能分類處理技術

1）推廣應用智能識別與自主分揀技術。可建立畜禽糞便、秸稈等主要農業廢棄物樣本特征庫，利用圖像識別、傳感器檢測等技術實現對廢棄物種類及主要參數的智能快速識別，指導后續分揀與處理。同時，配套應用機器人技術、傳送裝置等實現對廢棄物的自主分揀，減少人工分選環節，提升分類精度，力爭到2025年實現分類精度95%以上。2）擴大智能組合分類處理裝備應用規模。重點布局農業廢棄物智能組合處理系統，集成粉碎、分選、混合等多聯產裝備。提高單機處理能力，降低處理成本。以規模化養殖場沼氣生物反應器為例，單機處理能力可達10萬m3，帶動周邊20 km范圍內農戶分散沼氣資源的集中化供給與高效利用。3）建立農業廢棄物機械化分類處理公共服務平臺，集中檢測分析儀器設備，提供廢棄物定性定量服務，還可開展相關核心裝備研發與產業化應用，強化自主創新。到2025年培育區內分類處理裝備制造企業10家，帶動就業3 000人。

3.2" 建立綜合利用與循環技術體系

建立鄒平市農業廢棄物綜合利用與循環技術體系，關鍵是要構建系統化的區域性產業鏈，實現不同種類廢棄物之間的串聯轉化，形成產業生態圈。1）在鄒平市主要農業廢棄物產生區域規劃建設綜合利用基地。以玉米秸稈、畜禽糞便加工為核心，配套蔬菜果渣、農作物秸稈等原料，形成年處理100萬t的綜合利用系統。其中秸稈通過壓塊發酵技術調節C/N比例，混合畜禽糞便經過生物干燥工藝調理，生產優質的生物有機肥；玉米秸稈經過機械化切碎、高溫膨化、厭氧發酵等預處理，提取木質素和纖維素，分別深加工生產活性炭及生物降解塑料；殘渣則用于生物質鍋爐供熱發電。2）通過信息化、智能化平臺監測管理整個過程，實現精準化生產。設置在線檢測設備監測廢棄物成分變化情況，優化工藝參數；利用大數據預測產品市場供需變化，指導生產調度，確保技術體系動態協調；還可通過區塊鏈等技術追蹤廢棄物及產品流轉全過程，保障質量安全。該系統運行后，預計年產值可達10億元，帶動就業2萬人，顯著提升區域農業廢棄物綜合利用效率和經濟效益[3]。

3.3" 開展高值化利用產品技術研發

為解決鄒平市農業廢棄物資源化產品開發技術創新不足的問題，需要從完善技術創新體系和加強產學研協同等方面著手。1）整合區域內高校、科研院所技術力量，重點圍繞農業廢棄物高值化產品開發建立關鍵共性技術研發聯盟。既要加大基礎研究投入力度，強化技術創新源頭活力；又要注重產業化應用導向，實現技術成果轉化。可先立項組建以農殘高值化利用為目標的山東省工程研究中心，明確產品路線圖，并設置技術攻關基金，推進成果產業化。2）依托高新技術產業開發區等平臺，建立農業廢棄物高值化產品研發與產業化基地。采取產學研用一體化模式，配套完整的科研、測試、中試及生產車間，形成完整產業鏈。其中，科研車間重在技術攻關；中試車間驗證技術及產品，完成規模化調試；生產車間實現批量化生產，可達10萬t級容量。3）充分發揮龍頭企業技術集成和產業化推廣作用。立項支持農業廢棄物高值產品開發的重點龍頭企業，打造技術創新和產業化旗艦。在此基礎上，重點培育規上利用企業，推動技術成果規模化應用。

3.4" 推廣焚燒發電及生物制氣技術

為提高鄒平市農業廢棄物焚燒發電及生物制氣利用技術水平，需要采取以下關鍵舉措：1）堅持市場導向，因地制宜選準發電和制氣模式。電價較高地區宜發展生物質發電，注重負荷形態匹配；沼氣資源豐富區則發展規模化沼氣工程。到2025年，建成2×105 kW分散式生物質發電裝機和60萬m3沼氣發電站，年上網電量1×1010 kW·h。2）加大科技投入和裝備創新力度，提高自主核心技術裝備水平。組建專業技術創新團隊和產學研聯盟，突破氣化爐、發酵罐等關鍵設備制約。同時，依托高新區設立生物質裝備制造基地，到2025年實現關鍵設備和系統國產化率80%以上。3）采用設計采購施工（Engineering Procurement Construction，EPC）總承包模式和精益管理，打造農業廢棄物高效利用基地。在規劃建設過程中，按照廢物收運—制氣/發電—肥料深加工的一體化方案設計，嚴格控制工期進度和質量。運營階段則利用數字化監控系統實現過程優化，確保投產后發電等效利用小時數8 500 h以上、機組平均可用率96%以上。

4" 結語

通過對鄒平市農業廢棄物資源化利用技術的深入分析，發現其在多方面存在技術短板。為彌補這些短板，提出針對性的建議，包括完善機械化處理技術、建立綜合利用循環體系等。要實現這些技術創新，需要統籌資源與產業，建立完整的技術和產業生態鏈；加大科技投入，深化改革，激發市場主體創新活力；加強頂層設計，逐步解決核心技術難題，實現從簡單利用到高端精深循環的轉變，建設資源節約型循環產業體系。

參考文獻：

[1] 賈倩，串麗敏，王愛玲，等.國內外農業廢棄物資源化利用技術對比研究[J].世界農業，2023（11）：19-30.

[2] 王建華，鈄露露，馬玲.農戶融入農業綠色生產轉型的驅動機制分析：以農戶農業廢棄物資源化利用為例[J].南京農業大學學報（社會科學版），2023，23（5）：165-177.

[3] 姜景川.農業農村廢棄物無害化處理資源化利用裝備與技術探析[J].農業機械，2023（9）：70-72.

[4] 孫青，王志葵，張洪生，等.農業有機廢棄物生物多效堆肥資源化利用技術規程[J].新農業，2022（18）：4-6.

[5] 禹振軍.北京市農業農村廢棄物資源化利用技術現狀及發展建議[J].農業機械，2022（5）：74-76.

（責任編輯：敬廷桃" 張春雨）

收稿日期：2024-01-13

作者簡介：劉福兵（1976—），本科，農藝師，從事農業技術推廣。E-mail：zpcsll@163.com。