許昌市秸稈“五料化”利用分析

許昌市農(nóng)村能源管理工作站 梁勇

許昌市是典型的農(nóng)業(yè)大市，主要種植農(nóng)作物有小麥、玉米、花生、棉花、豆類、紅薯等，常年產(chǎn)生各類農(nóng)作物秸稈資源量 414.14 萬t，秸稈品種以小麥秸稈、玉米秸稈、花生秸稈、豆類秸稈和紅薯秸稈為主，其中，小麥秸稈約205.5 萬t、玉米秸稈約 137.6 萬t、花生秸稈約 7.3 萬t、棉花秸稈15.9 萬t、豆類秸稈約2 萬t、紅薯秸稈約 25.2 萬t，秸稈可收集利用量316.49 萬t。

許昌市秸稈利用方式主要有秸稈肥料化、能源化、原料化、基料化、燃料化等。其中，小麥秸稈以肥料化和原料化利用為主，玉米秸稈、花生秸稈以肥料化利用為主。全市秸稈“五料化”利用量達(dá)385.46 萬t，綜合利用率94.17%，秸稈綜合利用走在了全省甚至全國的前列。

一、秸稈直接還田和秸稈經(jīng)發(fā)酵后再還田利用—肥料化利用

許昌市目前秸稈還田在秸稈綜合利用中占了很大比例，達(dá)到2 925 113.48 t。秸稈還田分為秸稈直接粉碎還田、過腹還田和秸稈腐熟制成有機(jī)肥還田。

（一）秸稈還田的好處

秸稈還田可以補(bǔ)充和平衡土壤中N、P、K 的養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。秸稈還田后，平均每667 m2增長率在10%以上，是改良土壤的有效方法和高產(chǎn)田建設(shè)的基本措施之一。但也存在以下弊端：一是秸稈粉碎直接還田不能將秸稈全部翻耕到土壤中去。即使秸稈被成功地翻耕到土壤中，也不能以足夠快的速度將秸稈進(jìn)行分解，而在下一次耕作時(shí)可能還會(huì)露出地表，阻礙農(nóng)作物的根系向土壤更深層次生長。二是帶病蟲的秸稈直接還田還會(huì)增加農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生率，間接增加農(nóng)民負(fù)擔(dān)和對(duì)環(huán)境的再次污染。三是利用高溫腐熟發(fā)酵原理進(jìn)行秸稈堆漚還田，可以將秸稈上的致病菌和有害蟲卵殺死，快速腐熟；可以增加有益微生物的生長，加強(qiáng)土壤的透氣性。

（二）秸稈養(yǎng)畜

秸稈養(yǎng)畜即牲畜過腹后的牲畜糞污再經(jīng)沼氣工程厭氧發(fā)酵后的沼渣、沼液還田。目前，許昌市共有4座大型秸稈沼氣工程，即建安區(qū)慶民牧業(yè)奶牛場(chǎng)沼氣工程、盛豐農(nóng)業(yè)秸稈沼氣工程、長葛市榮華牧業(yè)奶牛場(chǎng)沼氣工程、襄城縣鼎豐農(nóng)業(yè)奶牛場(chǎng)沼氣工程。農(nóng)作物秸稈經(jīng)過牲畜過腹消化后的糞便，再經(jīng)沼氣工程厭氧發(fā)酵處理，處理后的沼渣、沼液還田。這樣種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、沼氣工程發(fā)酵處理畜禽糞便，然后發(fā)酵后的沼渣、沼液再返過來還田，是現(xiàn)代循環(huán)農(nóng)業(yè)的模式之一，不僅解決了農(nóng)業(yè)廢棄物污染環(huán)境的問題，還減少了化肥、農(nóng)藥的施用量，改善了土壤結(jié)構(gòu)，提高了農(nóng)作物品質(zhì)，增加了農(nóng)民收入。襄城縣桃之源的桃就被河南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳認(rèn)定為無公害農(nóng)產(chǎn)品。

二、農(nóng)林廢棄物生物質(zhì)能發(fā)電—能源化利用

秸稈生物質(zhì)發(fā)電是利用秸稈中的生物質(zhì)能進(jìn)行發(fā)電，包括農(nóng)林廢棄物直接燃燒發(fā)電、農(nóng)林廢棄物經(jīng)沼氣工程厭氧發(fā)酵后的沼氣發(fā)電等。

長葛市恒光熱電有限責(zé)任公司，其前身是長葛市火力發(fā)電廠，2006 年根據(jù)豫發(fā)改能源【2006】728號(hào)文將以燃煤為主的小型火力發(fā)電改為以農(nóng)林廢棄物—生物質(zhì)能發(fā)電，廠區(qū)占地13.33 hm2，裝機(jī)容量2×15 mW，改造后全部以利用生物質(zhì)燃料為原料進(jìn)行發(fā)電，利用可燃燒秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物，通過燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，再由動(dòng)能產(chǎn)生電能。它是河南省第一臺(tái)生物質(zhì)機(jī)組發(fā)電，是由上海四方鍋爐廠制造的角管式鏈條爐，是國內(nèi)第一家使用國產(chǎn)技術(shù)的生物質(zhì)發(fā)電廠，同時(shí)也是全國第一家使用擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)（濟(jì)鍋專利）的往復(fù)式爐排生物質(zhì)鍋爐使用者。2017年1 號(hào)鍋爐在原有鋼架的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，將中溫中壓機(jī)組改為次高溫次高壓機(jī)組，使發(fā)電量提升25%以上。公司每天可消耗秸稈1000 t，全年需秸稈30萬～40萬t，極大地解決了農(nóng)作物秸稈處理難的問題，同時(shí)可為農(nóng)民增加收入0.9 億～1.2 億元。

三、農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈—原料化利用

許昌亞丹生態(tài)家居有限公司以小麥秸稈、大豆秸稈和棉花秸稈為原料，經(jīng)切斷、粉碎、干燥、分選、拌以黏合膠黏劑、鋪裝、預(yù)壓、熱壓、后處理和砂光、檢測(cè)等各道工序制成的一種零甲醛環(huán)保生態(tài)型板材。許昌亞丹生態(tài)家居有限公司在原料采購上，采用與種植專業(yè)合作社—秸稈回收經(jīng)濟(jì)人簽訂統(tǒng)一的秸稈回收合作協(xié)議，負(fù)責(zé)將農(nóng)作物收獲后的秸稈統(tǒng)一進(jìn)行打捆后回收，然后再賣給亞丹生態(tài)家居有限公司，作為生產(chǎn)零甲醛禾香板板材產(chǎn)品的原材料。生產(chǎn)1 m3秸稈禾香板，至少可以少砍伐2 m3的木材，既保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物資源的合理利用。另外，以秸稈為原材料制造板材還促進(jìn)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收，農(nóng)民種0.67 hm2小麥，產(chǎn)出的秸稈可以賣700～800 元，基本上可以彌補(bǔ)收麥時(shí)的收割機(jī)費(fèi)用。用小麥秸稈生產(chǎn)禾香板，使農(nóng)業(yè)廢棄物—秸稈再生利用，既生產(chǎn)出了優(yōu)質(zhì)的板材，又增加了農(nóng)戶收入，還減輕了環(huán)保壓力，可謂一舉多得。許昌亞丹生態(tài)家居有限公司利用農(nóng)作物秸稈結(jié)合MDI 生態(tài)膠制造生態(tài)環(huán)保型板材，來替代傳統(tǒng)木質(zhì)板材，在廢棄物利用、惠農(nóng)增收、減少森林砍伐、減少碳排放以及杜絕室內(nèi)甲醛污染等方面實(shí)現(xiàn)了有效結(jié)合，對(duì)建設(shè)農(nóng)業(yè)資源再生的循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展起到了重要作用。

四、農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈為原料生產(chǎn)食用菌—基料化利用

用農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈為原料生產(chǎn)食用菌是一項(xiàng)新興的產(chǎn)業(yè)，每千克秸稈做基料平均能產(chǎn)出1～1.5 kg 菇，對(duì)于食用菌企業(yè)來說秸稈是必不可少的生產(chǎn)資料，僅許昌世紀(jì)香食用菌一個(gè)企業(yè)一年就能用掉1 萬～2 萬t的秸稈。河南省許昌縣世紀(jì)香食用菌開發(fā)有限公司是一家集科研、培訓(xùn)、生產(chǎn)、加工、銷售為一體的科技開發(fā)型農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)，下設(shè)食用菌研究所、食用菌培訓(xùn)學(xué)校、食用菌菌種廠、食用菌菌袋廠、原材料產(chǎn)品購銷部、食用菌干鮮品加工廠6 個(gè)部門。公司成立十幾年來，采用公司+農(nóng)戶+基地的運(yùn)行機(jī)制，對(duì)生產(chǎn)戶開展產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后全程技術(shù)跟蹤服務(wù)。先后引進(jìn)、選育、推廣了雙孢蘑菇、香菇、平菇、草菇、金針菇、猴頭、靈芝、白靈菇、杏鮑菇、雞腿菇、茶樹菇、木耳等10 多個(gè)種類的30 多個(gè)優(yōu)良品種，并舉辦食用菌技術(shù)培訓(xùn)班328 期，學(xué)員遍布全國26 個(gè)省30 多萬人。2001 年該公司僅在許昌縣就發(fā)展食用菌種植戶13 600戶，各種食用菌產(chǎn)量達(dá)2.2 萬t，產(chǎn)值達(dá)1.5 億元，出口創(chuàng)匯達(dá)25 萬美元。目前，全市已發(fā)展食用菌種植戶16 000 戶，主要分布在許昌縣的長村張鄉(xiāng)、榆林鄉(xiāng)、鄧莊鄉(xiāng)、張潘鎮(zhèn)、將官池鎮(zhèn)、靈井鎮(zhèn)、尚集鎮(zhèn)等。

五、農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈壓塊成型—燃料化利用

生物質(zhì)成型燃料是一種較好的煤炭替代性燃料。生物質(zhì)成型燃料是利用農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈、木屑、樹枝等農(nóng)林廢棄物為原料，制作成生物質(zhì)燃料，具有熱值高、灰分少的優(yōu)點(diǎn)，可以有效替代燃煤。

秸稈成型燃料化是將農(nóng)作物秸稈切割粉碎后，在秸稈壓塊成型機(jī)中采用加熱、加壓的方式，先將秸稈體積壓縮，然后再壓塊成型。成型后的生物質(zhì)密度由原來的6～10 m3/t，減少為密度為1～1.2 m3/t。農(nóng)作物秸稈壓塊成型后，大大縮小了秸稈的體積，便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存，減少了使用成本。農(nóng)作物秸稈壓塊成型，既為農(nóng)村居民提供生活、取暖用能源，又可作為工業(yè)鍋爐和生物質(zhì)能發(fā)電廠發(fā)電的原料，而且在國際市場(chǎng)上十分搶手，所以將農(nóng)作物秸稈制成生物質(zhì)燃料的前景將十分廣闊，市場(chǎng)供不應(yīng)求。農(nóng)作物秸稈壓縮成型方法如下：

（一）農(nóng)作物秸稈的預(yù)處理

農(nóng)作物秸稈收割后，應(yīng)及時(shí)將腐爛、變質(zhì)的秸稈去除掉，篩選出可利用的秸稈。剛收割的秸稈水分含量比較高，應(yīng)先脫去水分。用自然風(fēng)干的方法即可，然后將風(fēng)干的秸稈儲(chǔ)存起來備用。

（二）秸稈粉碎、混料

先將秸稈切割粉碎，并充分混合均勻，再添加適量的環(huán)保黏合劑，從而提高壓塊造粒的強(qiáng)度。

（三）成型、碳化

成型、碳化的方式主要有濕壓、熱壓和碳化成型三種。秸稈成型后，特點(diǎn)是密度大，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，且易著火，燃燒性能好，熱效率高，對(duì)環(huán)境污染少。

生物質(zhì)成型燃料替代煤、石油等常規(guī)燃料，能極大地減少對(duì)大氣環(huán)境污染物的排放量，有效改善城鄉(xiāng)環(huán)境的空氣質(zhì)量。生物質(zhì)顆粒中硫的含量還不到煤炭的1/10，用其代替煤燃燒能大大地減少大氣中二氧化硫的排放量；與石油、煤炭等化石燃料相比，我們把農(nóng)作物秸稈制作成燃料，可以減少二氧化硫排放，更加清潔，也更加便宜。不僅如此，燃燒后的固體廢物—灰分還可以收回做鉀肥，完成“秸稈—燃料—肥料—秸稈”的資源循環(huán)利用。

將過去被丟棄的農(nóng)作物秸稈制成生物質(zhì)燃料，這樣既變廢為寶，節(jié)約資源，又減少了溫室氣體排放；既保護(hù)了環(huán)境，又增加了農(nóng)村部分貧困家庭的收入，也為政府解決了秸稈處理難的問題。國家應(yīng)鼓舞這樣的環(huán)保型企業(yè)發(fā)展，因?yàn)樗芎玫赝瓿闪宿r(nóng)業(yè)廢棄物—秸稈變廢為寶、因地制宜、就地生產(chǎn)，并具有節(jié)能、生態(tài)環(huán)保等多種成效特色。