國外秸稈變廢為寶再利用概覽

■文 / 張慶陽 高原

一、概述

秸稈是成熟農(nóng)作物莖葉部分的總稱。通常指小麥、水稻等農(nóng)作物在收獲籽實(shí)后的剩余部分。一般產(chǎn)1斤糧食會(huì)產(chǎn)生1.1-1.2斤秸稈。秸稈處理一直是農(nóng)民心中的一個(gè)大問題。過去農(nóng)村做飯，秸稈是主要燃料?，F(xiàn)在農(nóng)村生活條件改善了，用上了液化氣或煤，做飯不用秸稈了。村里的青壯勞力都外出打工，收拉運(yùn)秸稈得花錢雇人，處理秸稈成了農(nóng)民的“燙手山芋”，為了趕農(nóng)時(shí)、省事，常常把秸稈燒掉。

秸稈產(chǎn)生的濃煙中二氧化硫的濃度比正常大氣高出1倍，可吸入顆粒物的濃度高出3倍。若大氣處于靜穩(wěn)狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致局地空氣污染。夏收、秋收期間秸稈集中焚燒，除增加了區(qū)域空氣污染外，還會(huì)引起局地高速公路關(guān)閉、飛機(jī)停飛等社會(huì)問題。禁止焚燒秸稈，綜合再利用勢在必行。

秸稈是僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源，中國是糧食生產(chǎn)大國，也是秸稈生產(chǎn)大國，年產(chǎn)秸稈7億多噸，占全世界秸稈總量的20%-30%。在世界能源總消費(fèi)量中占14%。秸稈為低碳燃料，硫含量、灰含量均比煤炭低，是一種很好的清潔可再生能源。每兩噸秸稈的熱值相當(dāng)于一噸煤熱值，而其平均含硫量只有3.8‰，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于煤1%的平均含硫量。

二、國外秸稈再利用主要途徑和經(jīng)驗(yàn)

（一）國外秸稈再利用主要途徑為秸稈肥料化、飼料化、原料化、基料化、燃料化

1.肥料化。秸稈含有豐富的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀和微量元素，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的有機(jī)肥源。肥料化方式分直接還田和堆腐還田。直接還田是將收割后的作物秸稈均勻平鋪在田面上，秸稈粉碎后還田效果更好。堆腐還田是將秸稈整齊堆垛，高度 1-1.5 米，寬度不小于2米，長度根據(jù)秸稈量的多少可以任意調(diào)節(jié)，每層鋪15-20 厘米秸稈后，逐層均勻撒施菌劑。堆腐過程中每隔一個(gè)星期翻動(dòng)一次，可加快秸稈腐解。

2.飼料化。秸稈含有豐富的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，能量充足，經(jīng)過氨水或氫氧化鈉處理后會(huì)變得更好消化，是牛、羊等反芻動(dòng)物很喜歡的粗糧。加工處理方法有物理法、化學(xué)法等。經(jīng)過物理法和化學(xué)法處理的秸稈，其適口性和營養(yǎng)價(jià)值會(huì)大大提高。

3.原料化。秸稈纖維是一種天然纖維素纖維，生物降解性好，以秸稈為原料可用于造紙、生產(chǎn)人造建筑板材、用于包裝材料、制作餐具、工藝品等，也可替代糧食生產(chǎn)木糖醇等。

4.基料化。用秸稈作原料，生產(chǎn)食用菌等。秸稈食用菌栽培，既為人類提供大量優(yōu)質(zhì)食品，又可以消化大量秸稈。一個(gè)育蘑菇大棚一年可消耗50畝地的秸稈，秸稈生產(chǎn)出蘑菇后，蘑菇渣是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料。

5.燃料化。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，將秸稈粉碎，壓制成型，經(jīng)碳化窯碳化，生產(chǎn)木炭。送生物質(zhì)發(fā)電廠作燃料，節(jié)約電廠燃料成本，每畝秸稈可為農(nóng)民增加毛收入80-100元。還可從秸稈中提取能夠替代石油的燃料乙醇，加工成生物汽油、生物柴油。秸稈進(jìn)沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣可直接用于農(nóng)民燒飯。對(duì)緩解能源短缺、保護(hù)大氣環(huán)境等均有重要的戰(zhàn)略意義。

（二）美國、日本等國家在秸稈再利用方面，有較為成熟的經(jīng)驗(yàn)

美國

秸稈在美國再利用非常普遍，得益于美國政府補(bǔ)貼等政策的鼓勵(lì)與支持。2007年6月11日，美國農(nóng)業(yè)部和能源部聯(lián)合發(fā)布聲明，由農(nóng)業(yè)部、能源部出資400萬美元，共同設(shè)立一項(xiàng)基金，資助秸稈再利用的研究。美國各州還制定了嚴(yán)禁焚燒秸稈有關(guān)法律，如俄亥俄州制定了“露天焚燒法”，若違反“露天焚燒法”， 焚燒秸稈會(huì)被處以最高每天1000美元的罰款，甚至?xí)巍?/p>

做成牲畜飼料和莊稼肥料，還做裝飾品。在美國人們喜歡用玉米的秸稈做家門前的秋季裝飾，每年10月底的萬圣節(jié)、11月底的感恩節(jié)，玉米秸稈是制作裝飾物的常見原材料。有創(chuàng)意的藝術(shù)人士，常常利用秸稈做各種各樣的麥田圈，供人觀賞。還有些藝術(shù)家，用玉米稈制作了各種工藝品，如稻草人、雕花、繪畫等等，很是精巧別致。

做成建材。在亞利桑那州，地理氣候的特殊性，造成木材量比較有限，有人用經(jīng)過粗加工的麥秸稈，作為最主要的建筑材料來建造房屋。打捆成型的秸稈能給木房子當(dāng)墻壁，原來干枯柔韌的秸稈能輔助桁架穩(wěn)固房屋的結(jié)構(gòu)。而秸稈在高強(qiáng)度擠壓后非常緊致，是一道很好的隔熱保溫層。

生產(chǎn)纖維素乙醇。美國將纖維素乙醇的研究及推廣納入國家可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略。在美國，每生產(chǎn)1加侖纖維素乙醇，可以得到5 1美分的政府補(bǔ)貼。美國第一家商業(yè)級(jí)纖維素乙醇生產(chǎn)廠正式投產(chǎn)，總投資2.75億美元，每年將消耗玉米秸稈28.50萬噸，年產(chǎn)纖維素乙醇約1億升。美國目前有116個(gè)乙醇提煉廠家，每年可以生產(chǎn)59億加侖的乙醇，另外還有81個(gè)新廠家正在建造之中。美國能源法案提出，到2022年纖維素乙醇產(chǎn)量要占纖維素乙醇總需求量的44%。

日本

日本地處海島，資源相對(duì)匱乏，長期以來形成了珍惜物力、物盡其用的社會(huì)風(fēng)氣。秸稈被認(rèn)為是寶貴的有機(jī)資源。日本每年生產(chǎn)大約900萬噸水稻秸稈，其中，翻入土層還田的約占75.9%，用作飼料的約占10.3%，與畜糞混合成肥料的約占6.4%，制成畜欄用草墊的約占4.0%。日本秸稈再利用主要體現(xiàn)在以下方面：

機(jī)械化還田。日本種田者大都為高齡老人，更傾向于選擇簡單的秸稈機(jī)械化還田，莊稼種植地分散，與牲畜養(yǎng)殖場之間往往有一段距離，收集秸稈喂養(yǎng)牲畜需要耗費(fèi)運(yùn)輸成本，養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大，靠收集秸稈不足以滿足喂養(yǎng)牲畜的需求。日本收割機(jī)能在收獲谷粒的同時(shí)，將粉碎秸稈翻入土層中還田成肥料，將秸稈轉(zhuǎn)化為綠色肥料，對(duì)環(huán)境、莊稼本身都有利。利用機(jī)器翻耕還田，雖然方便，但肥效不如秸稈、家畜糞尿混合肥。

與畜糞尿混合做成肥。農(nóng)戶根據(jù)情況隨時(shí)收攏、清理那些混合著牛糞料的秸稈，然后堆積、發(fā)酵，到一定時(shí)間后，將那些充分發(fā)酵的秸稈、家畜糞尿混合后，作為高效有機(jī)肥施播到農(nóng)田里。為了促進(jìn)秸稈收集和飼料化，日本有關(guān)部門采取了一系列措施，其中包括：推動(dòng)研發(fā)和使用有效收集秸稈的機(jī)械設(shè)備；建立穩(wěn)定的秸稈供應(yīng)機(jī)制，政府按照秸稈收集作業(yè)的田地面積提供補(bǔ)助津貼等。

成為牛群的取暖材料。日本很多農(nóng)戶都養(yǎng)牛，他們將那些秸稈依次鋪到牛圈里，冬天成為牛群的取暖材料，成為牛的“鋪蓋”。

生產(chǎn)纖維素乙醇。日本地球環(huán)境產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)與本田技術(shù)研究所，共同研制出從秸稈提取纖維素乙醇技術(shù)并實(shí)用化。

做手工藝品原料。在日本，有將秸稈作為手工藝品的傳統(tǒng)。在日本亞馬遜網(wǎng)站上出售的商品中，不乏有用稻草制作成的草帽、草籃、草墊等手工藝品。

用于廚藝料理。在燃?xì)馄占暗娜缃?，稻草還用于廚藝料理，用稻草燒烤出來的食物有特殊的風(fēng)味，用稻草烤鰹魚是日本著名傳統(tǒng)風(fēng)味小吃。

制作各種稻草雕塑。每年收獲季節(jié)，人們?yōu)榱藨c祝水稻豐收，日本著名稻米產(chǎn)地新潟市上堰潟公園，每年舉辦稻草藝術(shù)節(jié)，邀請藝術(shù)家和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民一起制作各種大型稻草雕塑吸引游客。無獨(dú)有偶，在日本香川縣的三豊市，每年8月也會(huì)舉辦傳統(tǒng)的仁尾龍節(jié)，用稻草扎成長35米、重3噸的巨大的龍，由150個(gè)人抬著游街，表達(dá)祈求雨水的愿望。

丹麥

為鼓勵(lì)秸稈發(fā)電等可再生能源發(fā)展，丹麥政府制定了財(cái)稅扶持政策。對(duì)于秸稈發(fā)電等可再生能源，免征環(huán)境稅等。

丹麥?zhǔn)鞘澜缟鲜紫壤媒斩挵l(fā)電的國家，丹麥的秸稈發(fā)電技術(shù)在全球具有領(lǐng)先地位，已走向世界，并被聯(lián)合國列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。瑞典、芬蘭、西班牙等國由丹麥提供技術(shù)設(shè)備建成了秸稈發(fā)電廠。位于丹麥?zhǔn)锥几绫竟阅系陌⒕S多發(fā)電廠建于20世紀(jì)90年代，被譽(yù)為全球效率最高、最環(huán)保的熱電聯(lián)供電廠之一。農(nóng)民收獲糧食后，把秸稈賣給電廠，阿維多電廠每年燃燒15萬噸秸稈，可滿足幾十萬用戶的供熱和用電需求。由于和煤、石油、天然氣相比，秸稈成本低、污染少，可稱得上電廠最劃算的燃料。使用秸稈發(fā)電，電廠降低了原料的成本，秸稈發(fā)電后的草木灰又無償?shù)剡€給農(nóng)民作了肥料，環(huán)境受到保護(hù)，可再生能源得以開發(fā)，同時(shí)還使農(nóng)民增加了收入，形成了一個(gè)銜接的循環(huán)經(jīng)濟(jì)圈。目前丹麥已建立了130多家秸稈生物發(fā)電廠。秸稈發(fā)電等可再生能源占全國能源消費(fèi)量的24%以上。

澳大利亞

秸稈在澳大利亞是寶貝，為奶牛主要食物。澳大利亞農(nóng)民喜歡用農(nóng)作物的秸稈來喂奶牛，他們認(rèn)為這種麥秸稈蛋白質(zhì)含量很好，纖維素含量很高，對(duì)奶牛非常好。如果說用秸稈喂奶牛的話，奶牛的奶會(huì)產(chǎn)的比較高。每年春秋時(shí)節(jié)都能看到一道獨(dú)特的風(fēng)景：農(nóng)民們把秸稈曬干，卷成秸稈卷整齊地?cái)[放在田頭，土黃色的秸稈與大地、綠草、藍(lán)天融為一體，這樣的風(fēng)景甚至能吸引游客特意趕來觀看。

澳大利亞首選的秸稈利用是秸稈還田。一種是收割機(jī)在收獲時(shí)只采收糧食部分，不收割秸稈，把秸稈留在地里，播種時(shí)，大型播種機(jī)將種子和化肥播入土地的同時(shí)，把秸稈軋碎，覆蓋在土地表面；另一種是收割機(jī)在收獲的同時(shí)將秸稈粉碎并噴在地里，不僅對(duì)麥稈、稻草可以如此，就是對(duì)較為堅(jiān)硬的豆秸、棉柴也可以這樣處理。

巴西

巴西秸稈再利用的重點(diǎn)是秸稈乙醇和秸稈種蘑菇。巴西20世紀(jì)20年代就開始以甘蔗和玉米生產(chǎn)的乙醇代替石油?，F(xiàn)在甘蔗和玉米乙醇的生產(chǎn)正向秸稈乙醇轉(zhuǎn)化。秸稈乙醇又稱纖維素乙醇，是以纖維素生物質(zhì)為原料，經(jīng)過原料預(yù)處理、水解（糖化）、發(fā)酵等工藝環(huán)節(jié)，最終將纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇的過程。許多國家將其作為可再生能源技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)。

利用農(nóng)作物秸稈種植巴西蘑菇的種植方法簡單，成本低廉，周期短，有效增大農(nóng)作物秸稈的利用率，解決農(nóng)作物秸稈難于處理的問題，同時(shí)又為巴西蘑菇生長提供充足的營養(yǎng)。

三、中國秸稈變廢為寶再利用的思考

秸稈禁燒是一項(xiàng)艱巨的社會(huì)治理工程，單純依靠法規(guī)命令禁止不是治本之策。必須采用“疏堵結(jié)合，以疏為主”的指導(dǎo)思想，以秸稈資源化利用為支撐，以秸稈再利用政府補(bǔ)貼為手段，多種措施并舉，才能達(dá)到預(yù)期效果。參考世界各國的秸稈再利用經(jīng)驗(yàn)，中國秸稈再利用可從以下方面做起。

（一）加大宣傳引導(dǎo)。大力宣傳秸稈再利用的重要意義及焚燒的危害，讓農(nóng)民知道秸稈焚燒嚴(yán)重影響大氣環(huán)境質(zhì)量，直接影響民航、公路的正常運(yùn)營。讓農(nóng)民看到秸稈利用效益，看到實(shí)惠，積極參與秸稈再利用。

（二）加大財(cái)政投入，改變“重處罰”的思路，出臺(tái)秸稈再利用獎(jiǎng)勵(lì)、補(bǔ)貼政策。對(duì)大馬力拖拉機(jī)、大中型秸稈還田機(jī)與收割機(jī)配套的秸稈粉碎機(jī)等農(nóng)機(jī)購置進(jìn)行補(bǔ)貼，大力投入推廣秸稈還田技術(shù)；推進(jìn)農(nóng)村沼氣池建設(shè)，將秸稈轉(zhuǎn)化為清潔能源，為秸稈利用開創(chuàng)新途徑。

（三）通過市場化的途徑。要以市場化的理念來認(rèn)識(shí)秸稈的資源價(jià)值，以企業(yè)化的制度來推進(jìn)秸稈的再利用，拓寬其再利用的途徑。

（四）統(tǒng)籌協(xié)調(diào)管理。秸稈綜合利用涉及多職能部門，相互之間存在協(xié)調(diào)互動(dòng)不夠、分工不明，責(zé)任不清等問題，應(yīng)當(dāng)成立相應(yīng)的牽頭單位進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)管理。

（五）科技推動(dòng)、強(qiáng)化支撐。要推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，整合資源，著力解決秸稈再利用領(lǐng)域共性和關(guān)鍵性技術(shù)難題，提高技術(shù)、裝備和工藝水平，構(gòu)建服務(wù)支撐體系，加快先進(jìn)、成熟技術(shù)的推廣普及。

（六）嚴(yán)格監(jiān)管。加大秸稈禁燒執(zhí)法力度，完善秸稈禁燒的相關(guān)政策措施。尤其對(duì)機(jī)場周邊、高速公路沿線等地區(qū)，重點(diǎn)開展執(zhí)法檢查，發(fā)現(xiàn)秸稈焚燒行為要責(zé)令立即停止，處罰直接責(zé)任人。