秸稈原料化利用技術在濱海新區(qū)的應用前景分析

劉世君

(天津市濱海新區(qū)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(fā)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(xù)發(fā)展，因此可再生能源資源的開發(fā)利用已經(jīng)成為我國資源開發(fā)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(fā)，具有很現(xiàn)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(jīng)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(tài)下轉化成為可燃性氣體，經(jīng)過濾雜質氣體之后使用?？扇細怏w是居民生活、工業(yè)生產當中重要的優(yōu)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(fā)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(jīng)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(yǎng)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(yōu)化農田生態(tài)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(xiàn)耕作和肥料運輸一體化，成為最受歡迎的技術。

1.4 工業(yè)原料技術

秸稈作為工業(yè)原料都是以造紙為主，在當前的生產當中，占據(jù)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(fā)展起步比較晚，但是由于秸稈來源廣泛、資源豐富，市場發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｄ壳氨容^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(yè)領域資源緊張問題

我國人造板工業(yè)在近年以來得到了快速的發(fā)展，而且位居世界前列。人造板工業(yè)的快速發(fā)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(yè)的發(fā)展帶來了很大的壓力。隨著生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化，我國啟動了生態(tài)防護林保護項目，改善了生態(tài)環(huán)境，而且對促進環(huán)境的發(fā)展起到良好的控制作用，但是板材工業(yè)原料的使用受到限制，同時部分省市人造板工業(yè)正處于快速發(fā)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(yè)原料的供應急需尋找替代品，而膠合技術的出現(xiàn)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(jīng)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(qū)的應用

3.1 秸稈原料來源

濱海新區(qū)現(xiàn)有12個涉農街鎮(zhèn)，139個行政村，農村人口27.21萬人，9.98萬戶，鄉(xiāng)村從業(yè)人員13.31萬人，其中農業(yè)從業(yè)人員4.6萬人。全區(qū)種植面積約2.41萬hm2，其中糧食作物種植面積2.38萬hm2，經(jīng)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(qū)，經(jīng)濟作物主要分布在塘沽、漢沽片區(qū)。新區(qū)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(xù)做好新區(qū)秸稈綜合利用工作。新區(qū)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(qū)已達99%以上，基本實現(xiàn)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(qū)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(jīng)濟環(huán)保、更高效利用的秸稈原料化利用技術逐漸在新區(qū)推廣和應用。

在當前秸稈處理再升級需求日益迫切和傳統(tǒng)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(yōu)勢

(1)生態(tài)優(yōu)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(xiàn)象。

(2)造價優(yōu)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(xiàn)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(jié)能優(yōu)勢。秸稈板材具有良好的保溫隔熱性能，其導熱系數(shù)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(jié)能。

(4)技術優(yōu)勢。具有較為優(yōu)良的技術性能，主要表現(xiàn)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(shù)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(yōu)勢。發(fā)展新型墻體材料是節(jié)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(yè)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(yōu)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(huán)保的人造板材。從市場發(fā)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(fā)技術已經(jīng)比較成熟，側面來講國內市場還需要積極開發(fā)；從產品的發(fā)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(fā)潛力巨大，在發(fā)展的過程中還需要更多專業(yè)人員參與到其中去，實現(xiàn)秸稈的開發(fā)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(jié)能、節(jié)地、利廢，是一種性能良好的生態(tài)建材，也是國家鼓勵發(fā)展的一種新型墻材。為此，建議以此項技術大規(guī)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(xù)提高秸稈綜合利用能力。