“雙改”背景下河南省食用菌產(chǎn)業(yè)制棒生產(chǎn)現(xiàn)狀與分析

王安建，劉麗娜，李順峰，路風銀

（河南省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)副產(chǎn)品加工研究中心 鄭州 450002）

中國是全球食用菌產(chǎn)量第一大國，占世界總產(chǎn)量的70%以上。由于食用菌產(chǎn)業(yè)具有“短、平、快”的特色，各地都將食用菌產(chǎn)業(yè)作為區(qū)域經(jīng)濟調整、精準扶貧和鄉(xiāng)村振興的重要產(chǎn)業(yè)。全國832 個貧困縣全部摘帽，其中有70%～80%的貧困縣發(fā)展了規(guī)模不等的食用菌產(chǎn)業(yè)。2020 年4 月習近平總書記在陜西柞水縣考察脫貧攻堅情況時，就點贊了“小木耳，大產(chǎn)業(yè)”。由于食用菌制棒滅菌生產(chǎn)分散，點多面廣，很多企業(yè)都缺乏污染防治設施，直燃直排，已成為影響產(chǎn)地環(huán)境空氣質量的突出問題之一。近年來，隨著大氣污染防治壓力持續(xù)加大，相關環(huán)境保護法律法規(guī)和大氣污染防治產(chǎn)業(yè)政策的要求越來越嚴格，食用菌產(chǎn)業(yè)面臨著較大的減排、清潔生產(chǎn)水平提升等壓力。

河南省食用菌產(chǎn)量和產(chǎn)值多年來一直位居全國第一，已經(jīng)成為全省促進農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)村繁榮和加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，在鄉(xiāng)村振興中發(fā)揮著重要作用。根據(jù)中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計，2020 年河南省食用菌總產(chǎn)量為561.85 萬t，其中，香菇365.08 萬t，是栽培量最大的品種。全省食用菌各類品種折合袋數(shù)超過50 億袋，是全國第一食用菌大省，食用菌生產(chǎn)過程中制棒滅菌環(huán)節(jié)散煤污染問題已成為河南省大氣污染治理的短板弱項。為了調整優(yōu)化農(nóng)業(yè)能源結構，加快推進農(nóng)業(yè)散煤替代，2020 年10 月河南省污染防治攻堅辦印發(fā)了《關于支持全省食用菌企業(yè)“雙改”工作的實施意見》（豫環(huán)攻堅辦[2020]44 號），文件中明確提出要加快推進食用菌滅菌環(huán)節(jié)使用散煤改為電力或天然氣的“雙改”工作。通過削減散煤用量，推動新舊能源轉換，對食用菌制棒滅菌環(huán)節(jié)的大氣污染進行有效的防治和管控，促進全省食用菌產(chǎn)業(yè)轉型升級、提質增效。這對全國食用菌行業(yè)起著示范引領作用。筆者通過調查分析，闡述了“雙改”背景下河南省食用菌產(chǎn)業(yè)制棒生產(chǎn)的現(xiàn)狀，分析了制棒生產(chǎn)“雙改”后的效益，探討了“雙改”工作中存在的問題并提出相應的對策，對促進河南省食用菌產(chǎn)業(yè)綠色、環(huán)保、高質量發(fā)展具有重要意義。

1 河南省食用菌產(chǎn)業(yè)制棒生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 食用菌制棒生產(chǎn)基本概況

河南省食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點突出，品種特色優(yōu)勢明顯，區(qū)域特色集群優(yōu)勢已經(jīng)形成，全省已經(jīng)形成了西峽香菇、泌陽花菇、輝縣平菇等一批全國知名的食用菌產(chǎn)業(yè)基地。食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入省級戰(zhàn)略，食用菌成為“四優(yōu)四化”支持產(chǎn)業(yè)。制棒滅菌是食用菌栽培中必不可少且非常重要的環(huán)節(jié)，“雙改”前河南省食用菌產(chǎn)業(yè)年生產(chǎn)滅菌用煤達140 萬t，90%菌棒滅菌的蒸汽來自散煤燃燒，“雙改”開始后，各地市按照“政府引導、財政扶持、企業(yè)主體、多措并舉、梯次推進”的原則，在確保“菇農(nóng)利益不受損、產(chǎn)業(yè)發(fā)展不萎縮、產(chǎn)品質量不降低、替代措施可持續(xù)”的前提下，探索差異化“雙改”方案，做到“應改盡改”，努力實現(xiàn)減污降碳協(xié)同共進。目前，河南省食用菌制棒滅菌生產(chǎn)單元數(shù)量眾多，根據(jù)河南省食用菌協(xié)會報道，單個生產(chǎn)單元年生產(chǎn)20 萬袋以上的占整個產(chǎn)業(yè)的60%以上，以農(nóng)民專業(yè)合作社為主。農(nóng)民專業(yè)合作社所用滅菌能源種類多樣，有生物質、醇基油、燃氣和電等，以燃氣、電為主，占比達到82.8%，用煤做燃料的已寥寥無幾。滅菌所用鍋爐噸位多為小蒸噸（≤2 t·h），占比達到91%，其中小于2 蒸噸鍋爐最多，占比達到58%（圖1）。

圖1 食用菌制棒生產(chǎn)情況及數(shù)量占比

1.2 食用菌制棒生產(chǎn)使用設備情況

滅菌設備對制棒生產(chǎn)操作極為重要，食用菌滅菌設備主要包括滅菌鍋和滅菌器。食用菌滅菌環(huán)節(jié)普遍使用的各類型設備成本情況見表1，設備類型不同，具體設備配制也不同，所需的數(shù)量和單價也不同。電加熱設備需改電網(wǎng)增加變壓器，一體化滅菌鍋不需另外購置滅菌柜；液化天然氣如直接使用管道氣，則不用投入儲氣罐，但需增加開戶費8 萬～10 萬元；醇基油設備所用醇基油屬于?；?，產(chǎn)品種類繁多，品質難以保證；生物質氣化設備一次性投資大，但運營成本低；燃煤鍋爐設備投資小，環(huán)保達標成本高。各類型滅菌設備有各自相對應的滅菌程序，使用時對安全、滅菌時間要求都不同?？傮w來看，采用“雙改”支持的電、燃氣前期設備投資比煤大，但環(huán)保達標成本最低。

表1 各類型設備成本

食用菌滅菌環(huán)節(jié)常用滅菌器包括簡易滅菌大帳和滅菌柜。簡易滅菌大帳一般配合簡易滅菌筐使用，主要用于常壓滅菌，其造價低，易于制作，主要是食用菌種植散戶使用。但由于其密封性和保溫性能欠佳，常四處漏氣，帳內四處蒸汽不均勻，為了達到較好的滅菌效果而延長滅菌時間，滅菌時間一般在30 h 以上。盡管延長了滅菌時間，但壞袋率依然很高，有的可高達15%。并且由于滅菌時間長，蒸汽未被充分利用而造成能源浪費。食用菌企業(yè)多采用滅菌柜生產(chǎn)菌棒，滅菌柜常用的有常壓滅菌柜和高壓滅菌柜。常壓滅菌柜雖然密封性和保溫性能較好，但仍存在柜內蒸汽不均勻現(xiàn)象。而高壓滅菌柜配有抽真空系統(tǒng)，加速了氣體的交換，柜內壓力和溫度達到預設溫度的時間大大縮短，且柜內蒸汽不均勻問題得到解決，滅菌時間縮短。高壓滅菌柜雖一次投入大，但滅菌效率高、時間短、效果好。因此，在條件允許情況下，推薦使用高壓滅菌柜。

1.3 食用菌制棒生產(chǎn)廢氣排放情況

“雙改”前河南省食用菌產(chǎn)業(yè)90%菌棒生產(chǎn)滅菌的蒸汽來自散煤燃燒，點多面廣，直燃直排，且無任何污染防治設施，其排放產(chǎn)生了二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等大量污染物。以香菇產(chǎn)業(yè)為例，據(jù)測算全省香菇生產(chǎn)滅菌用煤約80 萬t，如果用無煙煤，二氧化硫排放將達到330.0 萬～395.0 萬kg，氮氧化物排放將達到72.6 萬～86.9 萬kg，一氧化碳排放將達到4 613.4 萬～5 522.1 萬kg；如果用煙煤，二氧化硫排放將達到488.4 萬～584.6 萬kg，氮氧化物排放將達到105.6 萬～126.4 萬kg，一氧化碳排放將達到9 246.6 萬～11 067.9 萬kg，嚴重污染大氣環(huán)境?！半p改”開始后，食用菌制棒企業(yè)逐漸改為電力或天然氣等能源。目前，河南省食用菌企業(yè)滅菌所用鍋爐種類眾多，不同爐型的鍋爐煙氣排放物質濃度相差較大。由于采用鍋爐蒸噸較?。ā? t·h），較少在質監(jiān)部門備案，目前環(huán)保部門缺乏對食用菌制棒滅菌環(huán)節(jié)廢氣的常規(guī)監(jiān)測，對食用菌制棒滅菌環(huán)節(jié)的監(jiān)控和管理力度不夠。

食用菌種植散戶自制棒滅菌一般是采用常壓滅菌灶，無任何污染防治措施而進行直排；食用菌企業(yè)制棒生產(chǎn)多采用各類型蒸汽鍋爐，燃煤鍋爐、燃生物質鍋爐一般都配有尾氣強制噴淋裝置，經(jīng)處理后燃燒尾氣呈無色或白色排入環(huán)境中；燃油鍋爐一般帶有濕式水膜除塵設施，燃氣鍋爐多采用低氮燃燒機，燃油（氣）鍋爐燃燒后均不產(chǎn)生燃料灰渣，故無需排渣設施。大型企業(yè)如盧氏縣德海菌業(yè)有限公司、河南金海生物科技有限公司年產(chǎn)菌棒均在1000 萬袋以上，使用的是4 t、10 t 燃氣鍋爐，且配有低氮燃燒機。燃煤鍋爐在實際運行中，外排廢氣污染物濃度較高，燃生物質鍋爐、燃油（氣）的廢氣排放情況跟燃料密切相關。各類型鍋爐的廢氣檢測數(shù)據(jù)顯示（表2），只有燃氣鍋爐的廢氣能達到國家標準GB 13271—2014《鍋爐大氣污染物排放標準》、河南省地標DB 41/2089—2021《鍋爐大氣污染物排放標準》的排放限值要求。

表2 各類型鍋爐廢氣排放檢測結果

2 河南省食用菌產(chǎn)業(yè)制棒生產(chǎn)“雙改”后效益分析

2.1 成本效益分析

根據(jù)“雙改”要求，污染嚴重的燃煤鍋爐要改造為熱效率更高的燃氣鍋爐和電鍋爐，要推行環(huán)保鍋爐和高效滅菌新方式，變傳統(tǒng)污染為清潔化能源生產(chǎn)。經(jīng)過多個產(chǎn)季的生產(chǎn)實踐，高效滅菌新方式日趨成熟，改造升級的成效逐步顯現(xiàn)。目前，食用菌制棒滅菌采用的技術是濕熱滅菌法，生產(chǎn)模式是采用滅菌鍋爐和滅菌器配合使用，不同設備滅菌效果差異較大，能源結構和生產(chǎn)方式的改進所產(chǎn)生的滅菌成本也大不相同，以“雙改”前后普遍使用的滅菌方式做成本對比（滅菌量9000 袋計）?！半p改”前，傳統(tǒng)以煤做燃料的滅菌灶上溫慢、耗時長、勞動強度大，用工成本高，消耗能源多并且滅菌效果常不穩(wěn)定?！半p改”后新法滅菌用工成本低，熱效率高，滅菌時間縮短一半，滅菌環(huán)節(jié)壞袋率一般不超過3%（表3），滅菌效果好，有利于提升食用菌生產(chǎn)標準化水平。此外，滅菌時間過長，也會造成營養(yǎng)流失，對食用菌后期產(chǎn)量、質量產(chǎn)生不利的影響。而采用新法滅菌可有效避免這些問題的發(fā)生，后期隱性效益完全可彌補滅菌成本增加部分。

表3 滅菌成本對比

2.2 節(jié)能減排效益分析

食用菌產(chǎn)業(yè)制棒滅菌環(huán)節(jié)歸根到底靠的是鍋爐燃燒，鍋爐作為一種能量轉換設備，可使用的燃料有很多種，不同種類的燃料組成不同、燃燒方式不同，產(chǎn)生的廢氣污染物質的成分和量也就不同。有研究從環(huán)境經(jīng)濟學角度，對一般常用的小型燃煤鍋爐與燃氣鍋爐產(chǎn)生的污染物進行了比較，以7.0 MW 鍋爐為例，使用燃煤的鍋爐煤的顆粒物產(chǎn)污量約為26.00 kg·t，二氧化硫的排污量約為16.00 kg·t；使用天然氣的鍋爐燃料的顆粒物產(chǎn)污量約為0.22 kg·t，二氧化硫的排污量約為2.60 kg·t，燃氣鍋爐比燃煤鍋爐產(chǎn)生的污染物要少93.3%；很明顯燃氣鍋爐的大氣污染物產(chǎn)生量較少。天然氣是目前世界上最清潔的燃料，1 m天然氣的熱值約為33 480 kJ，它燃燒充分，產(chǎn)生的顆粒物、二氧化硫等污染物比燃煤少得多。此外，電鍋爐是采用電阻、電磁或電蒸汽發(fā)生器來產(chǎn)生蒸汽的一種鍋爐，這種鍋爐產(chǎn)蒸汽快，無煙囪，在工作過程中無廢氣和固體顆粒物排放。因此，“雙改”優(yōu)先推薦使用電、氣。以“雙改”前后普遍使用的滅菌方式進行能源消耗和排污情況對比（表4～5），顯而易見，食用菌制棒滅菌環(huán)節(jié)采用電、氣后，能源消耗量比用煤折標煤量明顯減少，分別降低了59.98%和33.36%；用電無廢氣排放，用氣可降低廢氣排放量47.62%，減排效果明顯。若以全省食用菌各類品種折合袋數(shù)超過50 億袋計，則用電、用氣節(jié)能減排效益顯著。

表4 用煤、電、氣能源消耗量對比

表5 用煤、電、氣排廢氣情況對比

3 河南省食用菌產(chǎn)業(yè)制棒生產(chǎn)“雙改”中存在的問題與對策分析

3.1 食用菌生產(chǎn)者大氣污染防治意識淡薄，應強化宣傳引導

食用菌屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，由于生產(chǎn)門檻低，相關從業(yè)人員眾多，水平參差不齊，農(nóng)民專業(yè)合作社生產(chǎn)居多，同時為了規(guī)避日益增長的人工成本，在制棒環(huán)節(jié)多數(shù)農(nóng)戶提供原材料由制棒點代工生產(chǎn)，之后對料棒進行自行滅菌處理。多數(shù)農(nóng)民專業(yè)合作社在滅菌環(huán)節(jié)技術水平低、滅菌不徹底，大氣污染防治意識淡薄，造成大量能源浪費的同時也造成了大氣污染。要改變這一現(xiàn)狀，就要強化宣傳引導，有關部門要堅持正確的輿論導向，通過多種新聞媒介形式，運用喜聞樂見、簡單易懂的方式，大力宣傳大氣污染防治相關法律法規(guī)及政策、使用散煤的危害等，提高全社會對大氣污染防治工作的認知度、接受度和參與度，營造良好輿論氛圍。同時，應加快推進集中制棒分散出菇模式，以便制棒滅菌環(huán)節(jié)技術水平提升，降低污染和能耗，以及壞袋率[17]。

3.2 “雙改”清潔能源保障工作做得不夠，要從源頭控制污染

食用菌菌棒加工集中在每年的9—12 月，正值秋冬季大氣污染防治綜合治理重點時段，給大氣污染治理造成了很大壓力。鍋爐大氣污染物的排放與燃料品質密切相關，因此，食用菌“雙改”要求使用清潔能源電或氣。而食用菌生產(chǎn)企業(yè)大都位置偏僻，位于山區(qū)，一方面無天然氣管道或天然氣只通到縣城主城區(qū)，而對縣域所轄鄉(xiāng)鎮(zhèn)及自然村則基本無天然氣管道，且山區(qū)坡多路險，罐裝燃氣運輸難度大，尤其是食用菌制棒集中期主要在冬季，再加上冰雪對道路的影響，燃氣運輸更是難上加難。同時，氣價不穩(wěn)定也是造成改氣難的一個主要因素，對于食用菌生產(chǎn)企業(yè)來說，夏季用氣量較少，氣價相對較便宜，而在生產(chǎn)旺季冬季，氣價較高，并且為了保障基本民生，往往會無氣可用。另一方面改電一般要求變壓器在1000 kW 以上，且須有相應的配套電網(wǎng)，電網(wǎng)改造、架設電線、變壓器購置等費用政府補貼較少，大部分需由用電單位承擔，投資比較大，改電也存在一定難度。因此，要研究制定支持食用菌企業(yè)“雙改”工作的相關政策，電力部門要落實配套電網(wǎng)建設，燃氣管網(wǎng)鋪設單位要加快天然氣管網(wǎng)鋪設進程，在清潔能源價格、供應方面給予長期穩(wěn)定的支持，加強清潔能源運行調度，做好清潔能源保障工作。同時，要持續(xù)做好散煤治理，加大煤炭產(chǎn)銷用環(huán)節(jié)監(jiān)管力度，從源頭著手控制污染。

3.3 食用菌制棒生產(chǎn)過程管理不夠規(guī)范，需要精細化標準化

食用菌制棒滅菌時利用熱蒸汽對培養(yǎng)料進行加熱，并在一定溫度下保持一定時間，從而達到殺滅不利于食用菌生長的微生物的目的。在實際生產(chǎn)中，菇農(nóng)普遍采用可移動常壓蒸汽發(fā)生爐為通入式滅菌，這種方式由于滅菌時是塑膜包裹，沒有倉容的限制，再加上許多菇農(nóng)為圖省事，任意加大滅菌數(shù)量、拉長滅菌時間，使料棒滅菌超量超時，這種不規(guī)范的滅菌行為，易造成燃料浪費，增加大氣污染物排放。此外，為了確保食用菌制棒企業(yè)生產(chǎn)設備和廢氣治理設施穩(wěn)定可靠運行，要求必須加強企業(yè)的環(huán)境管理，要求企業(yè)生產(chǎn)管理人員按照設備設施管理辦法和操作規(guī)程運行維護。食用菌制棒滅菌生產(chǎn)需要精細化標準化的過程管理來提高滅菌行為的規(guī)范性，這就需要相關部門及行業(yè)協(xié)會加強技術研討交流，加大清潔生產(chǎn)技術培訓，同時加強相關標準的制定，為食用菌產(chǎn)業(yè)控排減排、清潔化生產(chǎn)提供技術保障。

4 結 語

河南省在推進食用菌產(chǎn)業(yè)制棒生產(chǎn)“雙改”方面開展了大量積極有效的工作，雖然取得了一定的成效，但同時面臨著食用菌生產(chǎn)者大氣污染防治意識淡薄、清潔能源保障工作做得不夠、生產(chǎn)過程管理不夠規(guī)范等問題。針對上述問題，提出要強化宣傳引導、加快推進集中制棒分散出菇模式；制定相關支持政策、從源頭著手控制污染；提高生產(chǎn)行為的規(guī)范性、加大清潔生產(chǎn)技術培訓等對策建議，以期為完善河南省乃至全國食用菌產(chǎn)業(yè)制棒清潔化生產(chǎn)體系提供技術支持。