摘 要: 農(nóng)作物秸稈是一種儲量豐富、經(jīng)濟(jì)潛力巨大且可再生的生物質(zhì)資源,合理化利用秸稈資源,提高秸稈的綜合利用水平,對保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境、增加農(nóng)民收入和落實(shí)國家碳減排戰(zhàn)略具有重要意義。根據(jù)2022—2023 年《云南省統(tǒng)計(jì)年鑒》及往年云南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù),從秸稈收集情況、分布情況及處理方式對云南省秸稈綜合利用現(xiàn)狀進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)阻礙云南省秸稈綜合利用水平提高的主要問題:一是地域性特點(diǎn)影響秸稈資源的供給平衡;二是缺乏完善的收儲體系、二次深加工產(chǎn)品、先進(jìn)加工技術(shù)及設(shè)備。這些問題限制了秸稈利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為此提出了有針對性的對策建議,以提升云南省秸稈綜合利用水平。
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)廢棄物;秸稈;綜合利用;生物質(zhì);云南省
中圖分類號:S216 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-1795(2024)11-0056-09
DOI:10.19998/j.cnki.2095-1795.202411309
0 引言
秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)作物收獲后所遺留的根、莖、葉等物質(zhì)。它是一種儲量豐富、經(jīng)濟(jì)潛力巨大且可再生的生物質(zhì)資源[1]。然而,若處理不當(dāng),將會造成空氣污染、土壤結(jié)構(gòu)惡化等,嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境[2–4]。秸稈綜合利用已成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的新興產(chǎn)業(yè),以秸稈為紐帶,將秸稈收集與生態(tài)種養(yǎng)、秸稈能源化、秸稈材料化有機(jī)銜接[5]。據(jù)世界生物質(zhì)能協(xié)會(WBA)的報(bào)告,長期利用生物質(zhì)可再生資源可以滿足大部分對能源和養(yǎng)分的需求。2020 年9 月,我國為應(yīng)對全球氣候變化和實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),提出了雙碳計(jì)劃。農(nóng)業(yè)減排和碳固存對于實(shí)現(xiàn)碳峰值和碳中和具有重要意義。合理利用秸稈資源可以減少其他主要資源的投入并減少碳排放,加快推進(jìn)秸稈高值化利用,使用生物基材料替代化石基材料能夠?qū)崿F(xiàn)本質(zhì)減排和固碳[6-7]。秸稈綜合利用不應(yīng)止步于五料化,還應(yīng)提高科技含量和附加值,加速推進(jìn)秸稈的高值化利用[8]。可見雙碳計(jì)劃對于秸稈綜合利用的水平提出了更高的要求。
推進(jìn)秸稈綜合利用,不僅可以減少田間焚燒的環(huán)境污染和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),還能增加農(nóng)民收入、改善農(nóng)村生活環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[9]。云南省農(nóng)作物秸稈資源種類多、分布廣、數(shù)量大,但受傳統(tǒng)耕作方式的長期影響,以直接還田、就地焚燒、飼料喂養(yǎng)等單一利用方式為主,缺乏高附加值的利用方式,導(dǎo)致秸稈資源的嚴(yán)重浪費(fèi)[10]。秸稈焚燒引發(fā)的環(huán)境污染和霧霾等問題已成為急需解決的社會問題[11-12]。為切實(shí)解決當(dāng)?shù)亟斩掃^剩難題,云南省專門出臺了《云南省“十四五” 農(nóng)作物秸稈綜合利用實(shí)施方案》[13] 等文件,鼓勵(lì)各市縣結(jié)合當(dāng)?shù)氐赜颦h(huán)境及資源配置特點(diǎn),開展秸稈資源化利用。
李素梅[14] 認(rèn)為,焚燒會污染大氣、破壞生態(tài)環(huán)境并危及人類生命財(cái)產(chǎn)安全。通過政府引導(dǎo)劃定禁燒區(qū)、限燒區(qū),并推廣秸稈綜合利用等措施,成功改善了云南省文山州的生態(tài)環(huán)境和空氣質(zhì)量。于治曉等[15] 分別從經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會方面分析了云南省保山市秸稈飼料化推廣應(yīng)用的效益。楊平[16] 研究發(fā)現(xiàn),云南省楚雄市玉米秸稈無法有效利用核心問題在于法律制度不健全、秸稈回收成本高、秸稈加工技術(shù)尚未普及,為解決這些問題,提出了加強(qiáng)監(jiān)管秸稈焚燒現(xiàn)象、普及秸稈加工技術(shù)和加強(qiáng)區(qū)域合作等對策。薛澤等[17] 整體分析了云南省秸稈利用的現(xiàn)狀及社會化組織情況,指出秸稈利用存在結(jié)構(gòu)不合理、缺乏龍頭企業(yè)帶動、政府激勵(lì)機(jī)制不健全等問題;著重從政府、企業(yè)角度建議加大對秸稈產(chǎn)業(yè)的扶持力度,加強(qiáng)資源臺賬建設(shè)和收儲運(yùn)平臺建設(shè)。
目前,云南省正在積極推動秸稈綜合利用工作,雖然政策制訂了肥料化、飼料化、燃料化、基料化和原料化的五料化利用模式,利用量有了顯著增長,但對于五料化的實(shí)施現(xiàn)狀及成效缺乏系統(tǒng)總結(jié)。鑒于此,本研究根據(jù)2022—2023 年《云南省統(tǒng)計(jì)年鑒》[18] 相關(guān)數(shù)據(jù),在對云南省秸稈資源量及利用情況進(jìn)行調(diào)研分析的基礎(chǔ)上,對國內(nèi)外秸稈利用方式進(jìn)行分析,從提高秸稈產(chǎn)業(yè)附加值及推進(jìn)秸稈五料化利用模式平衡發(fā)展的角度對云南省秸稈綜合利用提出建議,為推進(jìn)云南省秸稈資源化利用工作提供參考。
1 秸稈利用現(xiàn)狀
1.1 秸稈產(chǎn)生總量及分布情況
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于2022—2023 年《云南省統(tǒng)計(jì)年鑒》公布的云南省主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),其中農(nóng)作物包括稻谷、小麥、玉米、大豆、薯類、花生、油菜籽、甘蔗和煙葉等作物。采用郭凱等[19] 提出的秸稈系數(shù)計(jì)算各類秸稈產(chǎn)量,結(jié)果表1 所示。
云南省面積39.41 萬km2,屬低緯度內(nèi)陸地區(qū),地勢西北高、東南低,自北向南呈階梯狀逐級下降,平均海拔2 000 m,為山地高原地形,山地面積占全省總面積的88.64%,氣候基本屬于亞熱帶和熱帶季風(fēng)氣候,滇西北屬高原山地氣候,立體氣候特點(diǎn)顯著,大部分地區(qū)年降水量1 000 mm 以上[20-21]。根據(jù)云南省統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù),2020—2022 年云南省播種面積分別為416.74、419.13 萬和421.1 萬hm2, 全省秸稈產(chǎn)生量分別為2 920.22 萬、2 891.35 萬和2 859.89 萬t。近3 年秸稈產(chǎn)量數(shù)據(jù)變化不大,產(chǎn)量相近,玉米、稻谷和甘蔗作為3 大秸稈資源,其儲量占秸稈總產(chǎn)量的近80%,具有較大的開發(fā)潛力,分別占可收集量的36.55%、15.91% 和23.52%。
云南省各州(市)秸稈產(chǎn)生及分布情況如圖1 所示,云南省秸稈產(chǎn)生量200 萬t 以上的州(市)有兩個(gè),分別為曲靖市、紅河州,其中農(nóng)業(yè)大市曲靖市秸稈產(chǎn)生量占全省產(chǎn)生量的14.7%,而紅河州秸稈產(chǎn)生量占全省產(chǎn)生量的12.05%;產(chǎn)生量100 萬~200 萬t 的有7 個(gè)州(市);產(chǎn)生量100 萬t 以下的有7 個(gè)州(市)。其中,怒江州受經(jīng)濟(jì)及地形影響,2020 年秸稈產(chǎn)生量僅11.3 萬t。受云南省整體氣候、地形、經(jīng)濟(jì)條件等影響,秸稈在各地區(qū)分布不均,主要分布在滇中、滇南,滇西北秸稈產(chǎn)量較低。
1.2 秸稈資源利用現(xiàn)狀
由表2 可知,云南省各州(市)中,秸稈綜合利用率超過全省平均水平并gt;90% 的有7 個(gè)州(市),為昆明市、曲靖市、玉溪市、保山市、普洱市、楚雄州和迪慶州,其中迪慶州綜合利用率最高達(dá)95.88%。秸稈綜合利用率90% 以下的有9 個(gè)州(市),分別是紅河州、昭通市、文山州、大理州、臨滄市、德宏州、西雙版納州、麗江市和怒江州,其中怒江州秸稈綜合利用率全省最低,為85.49%,這可能與當(dāng)?shù)氐匦?、交通、?jīng)濟(jì)等條件的差異存在一定關(guān)系。
云南省秸稈綜合利用率從2015 年的69.19% 上升到2020 年的89.97%,秸稈五料化利用水平總體得到了顯著提高。由圖2 可知,2020 年全省秸稈綜合利用量1 528.95 萬t,利用率高達(dá)89.61%,各作物利用率除棉花外均在69% 以上,其中玉米達(dá)到了92.41%,這是由于玉米秸稈能夠作為肥料或者飼料直接處理,利用方式簡單、工序便捷,但是在處理時(shí)仍有7% 以上的浪費(fèi)[5]。大豆秸稈利用率僅69.7%,利用率相較于其他作物是最低的,造成了30.3% 的嚴(yán)重浪費(fèi),利用效率還有待提高。全省作物秸稈肥料化利用量737.82 萬t,占秸稈綜合利用量的48.26%;飼料化利用量657.72 萬t,占秸稈綜合利用量的43.02%;燃料化利用量70.71 萬t,占秸稈綜合利用量的4.62%;基料化利用量17.18 萬t,占秸稈綜合利用量的1.12%;原料化利用量45.53 萬t,占秸稈綜合利用量的2.98%。其中秸稈肥料化和飼料化利用量最高,而燃料化、基料化、原料化等利用方式應(yīng)用較少。
2 存在問題
2.1 各地區(qū)地域性限制秸稈產(chǎn)業(yè)發(fā)展
化學(xué)肥料的過量施用會導(dǎo)致土壤鹽堿化、重金屬積累、水體富營養(yǎng)化、硝酸鹽積累、溫室氣體排放增加及氮磷徑流等問題[22–24]。研究表明,化肥生產(chǎn)工廠的工人和施用化肥的農(nóng)民會受到天然放射性核素的電離輻射,這會增加患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)[25–27]。近年來作物秸稈已被用于替代肥料生產(chǎn),即秸稈在一定條件下實(shí)現(xiàn)分解和穩(wěn)定,然后通過多種技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為商業(yè)肥料生產(chǎn);利用秸稈資源制作有機(jī)肥以促進(jìn)種植業(yè)發(fā)展,在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)上具有顯著效益[28-29]。實(shí)地調(diào)查顯示,麗江市以水果種植為主,主要生產(chǎn)雪桃、芒果、木梨等水果,而玉米等農(nóng)作物種植相對較少,導(dǎo)致缺乏秸稈資源用于有機(jī)肥制備[30]。因此,麗江市每年都需要大量引進(jìn)有機(jī)肥料來滿足需求。由圖3 可知,云南省各地對肥料的需求量呈現(xiàn)出明顯差異趨勢。受云南獨(dú)特的氣候、地形和土壤條件等因素影響,秸稈產(chǎn)生量在空間上分布不均,滇中和滇南地區(qū)的產(chǎn)量較高,而滇西北地區(qū)的產(chǎn)量相對較低。云南省多山,山區(qū)地形陡峭,交通不便,使得密度低、體積大的秸稈運(yùn)輸成本高,運(yùn)輸困難。在一些秸稈資源豐富的地區(qū),過剩秸稈無法跨地利用,甚至成為環(huán)境負(fù)擔(dān),各地秸稈資源供給的不匹配限制了秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2.2 利用模式缺乏二次深加工開發(fā)
雖然數(shù)據(jù)顯示秸稈利用效率總體較高,但是從現(xiàn)有的秸稈利用情況來看,主要還是以飼料化、肥料化為主。盡管秸稈基料化利用具有較高的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)適用性,但與云南省巨大的秸稈總產(chǎn)生量相比,秸稈基料化用量幾乎可以忽略不計(jì)[31]。由表3 可知,秸稈燃料化和原料化等利用模式由于應(yīng)用成本較高,經(jīng)濟(jì)效益低于秸稈飼料化模式。此外,這兩種利用模式對設(shè)備需求較高,制作工序復(fù)雜,因此利用率低。
以2019 年玉溪市統(tǒng)計(jì)臺賬為例,玉溪市易門縣農(nóng)作物總播面積2.666 萬hm2,秸稈總產(chǎn)量18.675 萬t,年秸稈資源總量15.429 萬t,秸稈綜合利用量14.026萬t,占90.9%[35]。其中,直接還田占比49.16%,用作飼料占比27.88%,用作堆肥占比12.94%,用作燃料和原料占比0.93%,隨意遺棄占比8.93%,田間焚燒占比0.16%,如圖4 所示[35]。秸稈的直接還田主要采用留高茬還田、秸稈粉碎翻壓還田、秸稈覆蓋還田等方式;飼料化利用主要是秸稈飼喂后,經(jīng)禽畜消化后變成糞、尿施入土壤還田,包括直接飼喂和青貯、氨化后飼喂;堆漚還田主要是在田間地頭挖坑,將作物秸稈自然堆放發(fā)酵進(jìn)行腐熟。其中,秸稈直接還田模式利用率最高,但其存在秸稈養(yǎng)分不平衡、秸稈不易腐爛等問題。有研究表明,雖然秸稈還田可以補(bǔ)償由化肥提供的P2O5 和K2O,但卻不能完全彌補(bǔ)氮素的缺失[36-37]。此外,還田秸稈量過高、粉碎程度不夠、還田深度不足及殘茬過高,都可能導(dǎo)致作物出苗不良和黃化[38]。而稻草中攜帶的病原體、蟲卵和草籽也會導(dǎo)致害蟲和雜草問題,因此需要適當(dāng)調(diào)整秸稈還田的量[39-40]。原料化和燃料化的利用率較低,秸稈五料化利用模式的發(fā)展還不平衡。另外,秸稈隨意丟棄和焚燒的現(xiàn)象也還存在。可見,云南省秸稈資源的綜合利用基本處于初級階段,雖然在利用的數(shù)量上取得了一定效果,但還面臨著“質(zhì)”的突破難題。整個(gè)體系缺乏對秸稈的二次深加工開發(fā),尚未實(shí)現(xiàn)高附加值的利用方式,因此總體經(jīng)濟(jì)效益尚不理想,巨大的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值尚待發(fā)掘。
2.3 缺乏和完善收、儲、運(yùn)體系
缺乏完善收、儲、運(yùn)體系是離田利用方式普遍存在的問題,尤其是燃料化、基料化、原料化應(yīng)用中的難點(diǎn)和痛點(diǎn)。近年來,我國不斷探索創(chuàng)新秸稈“收?儲?運(yùn)”機(jī)制,然而就目前云南省秸稈收集現(xiàn)狀來看,農(nóng)作物秸稈收集難、運(yùn)輸難、儲存難等問題并未得到根本解決,尚未建立起較為完善的農(nóng)作物秸稈收集、儲存、運(yùn)輸社會化服務(wù)體系[41]。
首先,由于長期以來秸稈資源在我國主要被視為廢棄物,農(nóng)民缺乏對其價(jià)值的認(rèn)識,缺乏收集利用的動力和積極性。在已建立起來的傳統(tǒng)收儲體系中,農(nóng)戶、中間商和秸稈回收利用企業(yè)均以追求自身利益最大化為目標(biāo),缺乏有效的利益聯(lián)結(jié)機(jī)制,導(dǎo)致收集成本高、農(nóng)戶出售秸稈的積極性低[42]。其次,秸稈本身具有體積大、密度低、含水量高等特點(diǎn),易燃、易濕、易腐、季節(jié)性強(qiáng)和收獲期短。此外,云南省的山區(qū)多,地勢崎嶇,交通條件不完善,秸稈資源分布分散、收集半徑大,導(dǎo)致收儲物流運(yùn)輸成本高、難度大。最后,秸稈回收物流的信息化程度低,缺乏區(qū)域性的收儲點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),與其他行業(yè)相比,秸稈回收物流行業(yè)中信息技術(shù)的應(yīng)用相對落后,缺乏快速響應(yīng)的主體市場交易信息化平臺。因此,收儲問題導(dǎo)致離田利用方式處理的秸稈資源比例較少,影響了秸稈綜合利用水平的提高。
2.4 缺乏先進(jìn)成熟技術(shù)、設(shè)備
在秸稈利用五料化的技術(shù)方面,我國技術(shù)創(chuàng)新相對較少,與歐美等西方國家相比,在殘茬還田、秸稈板、秸稈發(fā)電方面的技術(shù)仍存在較大差距[43]。發(fā)達(dá)國家注重加強(qiáng)秸稈清潔制漿、纖維素乙醇、生物質(zhì)油、環(huán)保板材及秸稈化工等方面的技術(shù)研發(fā),在秸稈新型能源化領(lǐng)域也有更先進(jìn)的技術(shù)。
與發(fā)達(dá)國家相比,我國在農(nóng)用設(shè)備方面也相對落后。發(fā)達(dá)國家針對秸稈的離田利用已形成了與農(nóng)業(yè)技術(shù)和農(nóng)業(yè)裝備相配套的技術(shù)裝備體系,實(shí)現(xiàn)了從秸稈還田、收集打包、儲存和運(yùn)輸?shù)娜虣C(jī)械化[41]。目前我國秸稈的收集主要依靠人工和小型機(jī)械田間轉(zhuǎn)運(yùn),受種植面積、回收機(jī)械、勞動力等因素的限制較大[44]。在經(jīng)濟(jì)效益不高的情況下,農(nóng)戶回收秸稈的意愿較低,采用在田地里焚燒作物殘留物或扔掉[45]。在還田方面,由于云南省山區(qū)地勢崎嶇,大面積平整耕地較少,使用大型免耕機(jī)困難,需改進(jìn)為可以撥開土壤表層及附著物的輕型播種設(shè)備[46]。因此,地域的差異性和設(shè)備的落后性也導(dǎo)致秸稈資源的利用難以借鑒國外經(jīng)驗(yàn)達(dá)到同樣的效果。
綜上所述,云南省秸稈資源種類多、分布廣、數(shù)量大,秸稈資源豐富。雖然秸稈利用效率總體較高,但是從現(xiàn)有的秸稈利用方式來看,主要還是以飼料化、肥料化為主,高附加值的秸稈利用方式利用效率依然很低,總體經(jīng)濟(jì)效益并不高。區(qū)域的差異性、收儲體系的缺失、技術(shù)和設(shè)備的落后都導(dǎo)致秸稈資源難以實(shí)現(xiàn)更高的價(jià)值。所以如何使秸稈轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)品產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益,是值得進(jìn)一步思考探索的問題。
3 利用建議
3.1 建立高效經(jīng)濟(jì)收儲體系
要改善秸稈收儲體系,首先,需要提高農(nóng)民的積極性??梢岳脤I(yè)合作社的示范帶頭作用,形成以點(diǎn)帶面的效果,引導(dǎo)農(nóng)民認(rèn)識秸稈的價(jià)值,并樹立秸稈回收理念,使其積極配合玉米秸稈回收工作。其次,要努力提高秸稈收集裝備的水平。針對云南省實(shí)際情況,需要根據(jù)特定地形針對性地開發(fā)收集機(jī)械,以解放農(nóng)民勞動力,提高整個(gè)收集過程的效率。最后,需要建立科學(xué)、經(jīng)濟(jì)可行的收儲體系。WU J 等[47] 分析了幾種收儲體系模式,如圖5 所示[48]。結(jié)果表明,機(jī)械化打包收集可以顯著降低供應(yīng)成本及勞動力需求,并選出了較為節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本、勞動成本的收儲模式。
對于工廠需求量小且秸稈供應(yīng)點(diǎn)靠近工廠的地區(qū),建議采用農(nóng)民?經(jīng)紀(jì)人?工廠模式(分散供應(yīng)模式)。而針對工廠需求量大且秸稈供應(yīng)點(diǎn)遠(yuǎn)離工廠的地區(qū),建議采用農(nóng)民?經(jīng)紀(jì)人集中存儲站點(diǎn)?工廠模式(集約化供應(yīng)模式)。兩種模式均采用自走式打捆機(jī)在田地中將秸稈直接打捆,不同之處在于分散供應(yīng)模式是通過經(jīng)紀(jì)人連接工廠和農(nóng)民,由經(jīng)紀(jì)人負(fù)責(zé)秸稈的收集、儲存、加工和運(yùn)輸,將農(nóng)民從繁瑣的秸稈收集工作中解放出來,減輕了工廠的經(jīng)營負(fù)擔(dān),同時(shí)投資和設(shè)施需求低,管理和維護(hù)成本也低。然而,由于缺乏統(tǒng)一管理,分散供應(yīng)模式可能導(dǎo)致供應(yīng)的秸稈質(zhì)量不符合工廠的要求,因此運(yùn)輸?shù)焦S的秸稈還需要進(jìn)一步進(jìn)行質(zhì)量篩選。而集約化供應(yīng)模式引入了集中存放場地,負(fù)責(zé)秸稈的預(yù)處理和存放,并擁有專業(yè)的秸稈收集、儲存和運(yùn)輸團(tuán)隊(duì),能夠保證長期穩(wěn)定的秸稈供應(yīng)和高質(zhì)量的秸稈供應(yīng)。然而,集約化供應(yīng)模式具有較高的投資和管理成本,需要工廠能夠利用秸稈產(chǎn)生具有高附加值的產(chǎn)品,以確保具備較好的經(jīng)濟(jì)能力來推動整個(gè)收儲體系的運(yùn)行。
3.2 相關(guān)產(chǎn)業(yè)多元結(jié)合
秸稈資源豐富的地區(qū),如曲靖市、紅河州,昭通市等,可以重點(diǎn)發(fā)展秸稈的飼料化和肥料化。將作物秸稈通過物理處理、青(黃)貯、膨化等加工方式進(jìn)行處理,轉(zhuǎn)化為飼料,與當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)和種植業(yè)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)循環(huán),提高秸稈資源利用率。同時(shí),經(jīng)過無害化處理產(chǎn)生的畜禽糞便可以進(jìn)行有機(jī)肥生產(chǎn),施入農(nóng)田,以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,培肥地力,提升耕地質(zhì)量。此外,盡管以秸稈為基材和原料在秸稈綜合利用中所占比例相對較小,但它是一種不可缺少的方法,具有良好的利用潛力,特別是在替代木材、增加森林碳源、減少碳排放和保護(hù)環(huán)境方面發(fā)揮了重要作用。可以大力發(fā)展以秸稈為基料的食用菌生產(chǎn),培育壯大秸稈生產(chǎn)食用菌基料的龍頭企業(yè)、專業(yè)合作社組織和種植大戶,優(yōu)化秸稈的利用模式,推動秸稈基質(zhì)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[49-50]。
3.3 節(jié)約運(yùn)輸成本
受整體氣候、地形、土壤條件等因素的影響,農(nóng)作物秸稈的資源分布在云南省各州(市)不均勻,尤其是多山區(qū),導(dǎo)致較偏遠(yuǎn)的秸稈資源需求地區(qū)的秸稈運(yùn)輸成本過高。針對這一問題,可以考慮在秸稈富余地區(qū)就近建立加工廠,將秸稈進(jìn)行二次深加工,然后將加工得到的產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)狡渌枰牡貐^(qū),以節(jié)省運(yùn)輸成本,更利于秸稈資源的市場化。如麗江市主要經(jīng)營水果基地,需要大量有機(jī)肥供應(yīng),但是秸稈產(chǎn)量較少,因此可以考慮在曲靖市先將秸稈加工為有機(jī)化肥,再運(yùn)輸至麗江市供應(yīng),既滿足麗江市的需求,也為曲靖市農(nóng)戶帶來經(jīng)濟(jì)收益。除了有機(jī)肥廠外,還可以因地制宜建立其他合適的工廠,如秸稈板材廠、造紙廠等。由于云南省擁有豐富的水力資源,水力發(fā)電相對于秸稈直燃發(fā)電更具優(yōu)勢,因此不適宜建立秸稈發(fā)電廠。
在推廣這些模式的過程中,建議政府從土地安排和稅收上給予支持,進(jìn)一步建立秸稈的收集和物流體系,促進(jìn)有機(jī)肥廠、造紙廠和秸稈板材廠的建設(shè)。建議先在試點(diǎn)縣建立秸稈高值利用項(xiàng)目,采取全產(chǎn)業(yè)鏈的開發(fā)和全價(jià)值鏈的提升策略,涵蓋收集、儲運(yùn)、加工和利用等環(huán)節(jié)。逐步推動從小規(guī)模試驗(yàn)到產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟化,加快從點(diǎn)到面的大范圍推廣應(yīng)用,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,形成一批可復(fù)制、可推廣、可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和高效利用機(jī)制。
3.4 加強(qiáng)高附加值轉(zhuǎn)化技術(shù)的研發(fā)
新型能源化技術(shù)可將低成本的秸稈資源轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)品,既能帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也具有更好的環(huán)境保護(hù)意義。首先,秸稈屬于用于制作生物乙醇的第二代主要原料木質(zhì)纖維素生物質(zhì),具有價(jià)格低廉,資源豐富的優(yōu)點(diǎn),因此,可將谷物秸稈作為纖維或纖維素基材料的來源。而纖維素可用作脂肪替代品、體積增強(qiáng)劑、黏合劑、填充劑和穩(wěn)定劑,能夠替代石油基材料用于制作食品包裝袋,還可用于生產(chǎn)可降解的纖維素?木質(zhì)素增強(qiáng)復(fù)合吸管[51-53]。其次,用秸稈生產(chǎn)乙醇與食品生產(chǎn)和動物飼料不產(chǎn)生沖突,產(chǎn)生的溫室氣體凈排放量也較低,有助于環(huán)境可持續(xù)性[54]。有研究通過整合統(tǒng)計(jì)方法、作物生長過程模型和地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)的綜合評價(jià)系統(tǒng),提出云南省用于制作生物乙醇的第二代原料發(fā)展?jié)摿薮骩55]。最后,秸稈具有密度低、抗壓強(qiáng)度低、彈性模量小和抗拉強(qiáng)度高等特點(diǎn),并且含有大量密閉孔隙,具有良好的隔熱和隔音性能,可用于秸稈建材的制備。根據(jù)過去10 年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),相較于傳統(tǒng)建筑材料,使用秸稈建材可以減少至少40% 的二氧化碳排放[56]。有研究提出,利用混合式秸稈水泥基材料制備基于集成仿生蜂窩板的仿生細(xì)胞骨架的新概念,獲得了一種新型輕質(zhì)復(fù)合建筑材料,為新型仿生輕質(zhì)秸稈建筑材料的發(fā)展提供了有機(jī)結(jié)合的可能性[57]。
我國針對秸稈的高附加值轉(zhuǎn)化技術(shù)還不夠成熟,成本高、效率低,嚴(yán)重制約了秸稈綜合利用水平的提高。因此,在未來的發(fā)展中,除了在落實(shí)傳統(tǒng)利用方式的基礎(chǔ)上繼續(xù)努力外,還要不斷借鑒發(fā)達(dá)國家秸稈利用的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。按照引進(jìn)消化、創(chuàng)新研發(fā)、科學(xué)制定主轉(zhuǎn)化推廣的思路,積極研發(fā)秸稈提取纖維素技術(shù),并努力取得在秸稈乙醇轉(zhuǎn)化方面的進(jìn)展,以提升秸稈產(chǎn)品的附加值,實(shí)現(xiàn)秸稈利用產(chǎn)業(yè)的升級,推動秸稈綜合利用走上綠色高值可持續(xù)發(fā)展之路[58-59]。
4 結(jié)束語
在碳減排背景下,國家正在大力發(fā)展綠色循環(huán)可持續(xù)型生態(tài)農(nóng)業(yè)。將農(nóng)作物秸稈作為可再生能源循環(huán)利用變得尤為重要,秸稈資源綜合利用迎來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。結(jié)合云南省農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)域特點(diǎn)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),因地制宜地進(jìn)行秸稈資源化利用,對于振興云南省農(nóng)業(yè)、緩解資源及環(huán)境壓力具有重要意義。
云南省在秸稈綜合利用方面取得了一定的進(jìn)展,如在提高秸稈資源化利用率、拓寬秸稈資源利用途徑等方面取得了一定的成果,但整體上尚未實(shí)現(xiàn)高附加值產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。同時(shí),秸稈資源利用的五料化技術(shù)仍然面臨收、儲、運(yùn)成本高及缺乏二次深加工、技術(shù)不先進(jìn)等難題。因此,未來需要政府推動龍頭企業(yè)與農(nóng)戶積極合作,建立完善的收儲運(yùn)技術(shù)體系,拓寬秸稈資源利用的途徑。同時(shí),還需要持續(xù)加強(qiáng)資源利用技術(shù)的研發(fā),優(yōu)化配套裝備的結(jié)構(gòu),并加大宣傳示范的力度,推動秸稈資源的市場化,構(gòu)建以秸稈肥料化、飼料化利用為主,能源化、基料化利用為輔,原料化利用為補(bǔ)充的多途徑利用格局。
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