吉林省秸稈資源開(kāi)發(fā)潛力及能源化綜合利用效果分析

郗偉東　于觀芳　姚玉生

摘 要：吉林省具有豐富的農(nóng)作物秸稈資源。分析吉林省秸稈資源開(kāi)發(fā)潛力，不僅有助于揭示吉林省現(xiàn)有農(nóng)作物秸稈資源開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，而且也可以結(jié)合吉林省據(jù)秸稈資源綜合利用模式分析秸稈資源綜合利用經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：農(nóng)作物秸稈；綜合利用模式；能源化；經(jīng)濟(jì)效益；環(huán)境效益

中圖分類(lèi)號(hào)：S21 F323 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160919001

1 吉林省農(nóng)作物秸稈資源分布及產(chǎn)量

1.1 吉林省農(nóng)作物秸稈資源分布

吉林省共有49個(gè)縣（市），但受到地理、氣候等因素的影響，農(nóng)作物產(chǎn)量分布具有明顯的地域性，中部地區(qū)的扶余、榆樹(shù)、農(nóng)安、德惠、公主嶺、梨樹(shù)、前郭、長(zhǎng)嶺等八個(gè)縣（市）的糧食產(chǎn)量均超過(guò)100×104t，其產(chǎn)量占全省糧食總產(chǎn)量接近60%。而糧食產(chǎn)量在50×104t以下的縣有14個(gè)，其產(chǎn)量?jī)H占全省4.65%。因此，受到糧食產(chǎn)地分布的影響，吉林省秸稈產(chǎn)量分布也具有明顯的地域性，中部地區(qū)是秸稈主產(chǎn)區(qū)，東部與西部地區(qū)秸稈產(chǎn)量較小。

1.2 吉林省農(nóng)作物秸稈資源產(chǎn)量

吉林省主要農(nóng)作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)自于《吉林省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2005-2014），其中豆類(lèi)作物中大豆產(chǎn)量較高，在豆類(lèi)作物中所占比重較大，將其單獨(dú)列出，其他豆類(lèi)作物歸入其他豆類(lèi)，芝麻、向日葵、棉籽、蓖麻等油料作物產(chǎn)量較低歸入其他油料作物。2004—2013年吉林省主要農(nóng)作物產(chǎn)量如表1所示。

由表1可以看到，吉林省主要農(nóng)作物是玉米、水稻和大豆，尤其是玉米占有主要地位，而其他農(nóng)作物產(chǎn)量較小。

東北三省農(nóng)作物耕作條件類(lèi)似，因此吉林省可比照黑龍江省、遼寧省確定不同農(nóng)作物的谷草比系數(shù)，具體如下表2示。

根據(jù)谷草比系數(shù)可以估算出吉林省2004—2013年各年秸稈資源潛力，具體如表3所示。很明顯，吉林省農(nóng)作物秸稈資源潛力一直是增加的，為吉林省農(nóng)作物秸稈開(kāi)發(fā)提供了豐富的資源儲(chǔ)備。

2 吉林省農(nóng)作物秸稈資源利用狀況及潛力

2.1 吉林省農(nóng)作物秸稈資源利用狀況

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，吉林省2008—2014年秸稈綜合利用率如表4所示。

由表4可以看到，吉林省生物質(zhì)秸稈資源利用率逐年提高，但仍處于較低水平，即使是2014年也沒(méi)有達(dá)到50%。2011年，吉林省玉米、水稻、大豆等作物秸稈用作農(nóng)戶(hù)家庭炊飲燃料和直接廢棄燃燒等接近秸稈產(chǎn)量的2/3，用于還田與畜牧飼料的秸稈量占秸稈產(chǎn)量不到1/6，用于工業(yè)原料秸稈不足 l%。2013年，吉林省秸稈綜合利用率為35%，其中秸稈飼料僅為15.5%，約2/3的秸稈資源被用作農(nóng)村生活燃料或廢棄焚燒；2014年吉林省可利用的秸稈資源直接用于農(nóng)村生活燃料的占40%。很明顯，近幾年來(lái)吉林省秸稈資源直接用于農(nóng)戶(hù)家庭燃料和廢棄燃燒一直占有較大比例。

2.2 吉林省農(nóng)作物秸稈資源利用潛力

根據(jù)國(guó)務(wù)院《關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用的意見(jiàn)》所設(shè)定的“到2015年秸稈綜合利用率超過(guò)80%”目標(biāo)，結(jié)合吉林省政府公布的《吉林省發(fā)展生物質(zhì)經(jīng)濟(jì)實(shí)施方案的通知》，吉林省農(nóng)作物秸稈資源利用目標(biāo)為（綜合利用率達(dá)到80%以上）：轉(zhuǎn)化秸稈2600×104t，生物質(zhì)資源替代石油1200×104t、煤炭1000×104t、玉米1300×104t，實(shí)現(xiàn)CO2、SO2替代減排為7000×104t、23×104t。2014年吉林省農(nóng)作物秸稈綜合利用率僅不足43.5%，與目標(biāo)80%以上相比，吉林省農(nóng)作物秸稈資源綜合利用具有較大的利用潛力。

3 吉林省農(nóng)作物秸稈資源能源化綜合利用模式及效果

農(nóng)作物秸稈資源綜合利用方向很多，但是較為成熟的是秸稈能源化。因此，根據(jù)農(nóng)作物秸稈資源利用技術(shù)的成熟性、技術(shù)推廣的便利性、吉林省農(nóng)作物秸稈分布特點(diǎn)，我省資源能源化綜合利用方向主要有以下3個(gè)方面。

3.1 農(nóng)作物秸稈發(fā)電

秸稈發(fā)電是較為成熟的秸稈資源化利用技術(shù)。根據(jù)吉林省秸稈資源分布特點(diǎn)，可以在吉林省中部地區(qū)縣（市）布置規(guī)?；斩挵l(fā)電。按照秸稈資源收集半徑，吉林省中部縣（市）可以布置總裝機(jī)規(guī)模約1000MW左右的秸稈發(fā)電廠，利用秸稈近700×104t。通過(guò)秸稈規(guī)?；l(fā)電，可以獲得發(fā)電量近55×108kwh，供熱量約為2000×104GJ，同時(shí)可以獲得有機(jī)肥原料（主要是秸稈灰）超過(guò)19×104t。

3.2 秸稈煤制造

秸稈固化為秸稈煤是秸稈非規(guī)?；米顬橛行У睦梅较蛑唬灰斩捹Y源密度處于平均水平左右即可進(jìn)行秸稈固化加工布局。吉林省可以在西部地區(qū)縣（市）大量布局以自然村為單位的秸稈煤加工廠。在這些地區(qū)可以布局秸稈資源利用總規(guī)模超過(guò)100×104t的各類(lèi)小型秸稈煤加工企業(yè)，可以生產(chǎn)各類(lèi)秸稈煤（壓塊、顆粒等）約100×104t。

3.3 村級(jí)秸稈氣化制造

對(duì)于吉林省中東部，由于秸稈資源密度相對(duì)較低，布置村級(jí)秸稈氣化站具有較好發(fā)展前景。在吉林省中東部縣（市）可以自然村為單位布局秸稈氣化站，利用秸稈資源總規(guī)模約為50×104t，生產(chǎn)生物質(zhì)氣約為8×108m3。

3.4 吉林省秸稈資源利用綜合效果

3.4.1 經(jīng)濟(jì)效果

通過(guò)上述給出的秸稈資源能源化利用模式的實(shí)施，可直接給農(nóng)民帶來(lái)收入超過(guò)25×108元，間接給農(nóng)民帶來(lái)收入超過(guò)6.5×108元；替代化石能源超過(guò)250×104tce，可以有效緩解吉林省能源供求矛盾。同時(shí)，秸稈發(fā)電余熱既可以為鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民進(jìn)行冬季供熱，也可以為農(nóng)業(yè)冬季大棚供熱，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)冬季生產(chǎn)，為農(nóng)民增加收入提供一定的保障。

3.4.2 社會(huì)與環(huán)境效果

秸稈能源化利用可以有效促進(jìn)社會(huì)就業(yè)率的提升。按秸稈發(fā)電總裝機(jī)規(guī)模1000MW估算，可以使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈就業(yè)崗位增加近38000個(gè)；按秸稈固化總規(guī)模100×104t估算，在冬季可以臨時(shí)就地安排農(nóng)民就業(yè)近300萬(wàn)人次，在增加農(nóng)民收入的同時(shí)有效解決了東北冬季農(nóng)民勞動(dòng)力閑置問(wèn)題，并且對(duì)社會(huì)治安也起到穩(wěn)定作用。

從環(huán)境角度看，農(nóng)作物秸稈發(fā)電替代化石能源發(fā)電，可以替代減排CO2超過(guò)700×104t，顆粒物減少233×104t，秸稈固化減少顆粒物排放超過(guò)39×104t，秸稈氣化減少顆粒物排放接近18×104t；秸稈能源化副產(chǎn)品“草木灰”是優(yōu)良的綠色鉀肥，可以替代我國(guó)鉀肥進(jìn)口，降低農(nóng)作物施肥成本、提升農(nóng)作物品質(zhì)、改善因施用化肥所導(dǎo)致的土壤結(jié)構(gòu)；通過(guò)農(nóng)戶(hù)直燃秸稈量的減少，可以大幅度改善農(nóng)村空氣質(zhì)量，降低村民呼吸道感染幾率，進(jìn)而減少村民醫(yī)療費(fèi)用支出。

4 結(jié)束語(yǔ)

挖掘豐富的農(nóng)作物秸稈資源潛力對(duì)解決吉林省“三農(nóng)”問(wèn)題具有重要的意義。在微觀層面上，使農(nóng)戶(hù)增收節(jié)支；改善農(nóng)村生活環(huán)境、提升農(nóng)民生活質(zhì)量。在宏觀層面上，通過(guò)對(duì)化石能源的替代，可以減少CO2、顆粒物排放量，改善我省大氣質(zhì)量；通過(guò)對(duì)化肥的替代，可以提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，改善土壤品質(zhì)；可以增加農(nóng)村剩余勞動(dòng)力就業(yè)崗位，促進(jìn)縣域城鎮(zhèn)化進(jìn)程。

作者簡(jiǎn)介：郗偉東（1964-），男，滿(mǎn)族，吉林省吉林市人，教授，博士；研究方向：生物質(zhì)能源利用。