黑龍江省農(nóng)作物秸稈資源化工程發(fā)展方略研究.pdf

1、目前，我國農(nóng)作物秸稈廢棄田間、大面積秸稈露天焚燒的現(xiàn)象逐年增加。此做法不但是對生物質(zhì)資源的浪費，而且還破壞了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活環(huán)境，并已成為我國多地空氣污染的重要源頭之一。農(nóng)作物秸稈資源化工程，是改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)民收入和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。黑龍江省是我國重要的商品糧生產(chǎn)基地，農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量大、分布廣但利用率低，對其農(nóng)作物秸稈的充分利用是全國秸稈綜合利用工程推廣的重要參考和動力源泉。以黑龍江省為研究對象，從其發(fā)展農(nóng)作物秸稈

2、資源化工程的原料收儲運模式、技術(shù)工藝綜合效益、秸稈收集的經(jīng)濟(jì)半徑和環(huán)境半徑四個方面進(jìn)行了分析。
　　農(nóng)作物秸稈資源化在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時還可減少農(nóng)業(yè)垃圾并解決環(huán)境問題。因此，經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益的考量對于農(nóng)作物秸稈資源化工程的發(fā)展同樣重要。采用能值評價法，對黑龍江省農(nóng)作物秸稈收儲運系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展?jié)撃苓M(jìn)行綜合分析。發(fā)現(xiàn)：1)秸稈人工收集和三種機械收集方式，都具有很好的環(huán)境效益和可持續(xù)發(fā)展?jié)撃?，其?jīng)濟(jì)效益從高到低依次為

3、：人工收集>機械收集 a>機械收集 b>機械收集 c，即人工收集系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益最佳；機械收集系統(tǒng)中，c的經(jīng)濟(jì)效益最低。2)三種秸稈儲藏模式的經(jīng)濟(jì)效益由高到低依次為：處理廠-倉庫>存儲站-露天>存儲站-倉庫模式，處理廠-倉庫存儲模式的經(jīng)濟(jì)效益最高，建立中間存儲站的存儲模式與處理廠直接存儲相比經(jīng)濟(jì)效益低。3)在60km運輸距離內(nèi)，捆稈運輸?shù)木C合效益優(yōu)于散稈；散稈運輸距離在12.5km以內(nèi)、捆稈在40km以內(nèi)時，拖拉機運輸?shù)木C合效益較高，超出

4、以上范圍時，采用卡車運輸?shù)木C合效益高。
　　采用能值法，選取了經(jīng)濟(jì)(凈能值產(chǎn)出率 EYR)、環(huán)境(環(huán)境負(fù)載率 ELR)和可持續(xù)發(fā)展?jié)撃?能值可持續(xù)發(fā)展指數(shù)ESI)三個指標(biāo)，以各應(yīng)用方式中綜合效益最佳的實例進(jìn)行秸稈資源化工程技術(shù)間綜合效益的比較和分析。發(fā)現(xiàn)：農(nóng)作物秸稈資源化工程經(jīng)濟(jì)效益從高到低依次為：成型燃料>沼氣發(fā)酵>纖維素乙醇>直燃發(fā)電>氣化供氣工程；環(huán)境效益從高到低依次為：成型燃料>沼氣發(fā)酵>直燃發(fā)電>氣化供氣>纖維素乙醇工程

5、；可持續(xù)發(fā)展?jié)撃軓母叩降鸵来螢椋撼尚腿剂?沼氣發(fā)酵>纖維素乙醇>直燃發(fā)電>氣化供氣工程。綜上，成型燃料和沼氣發(fā)酵工程綜合效益優(yōu)于其他工程類型，是適合目前黑龍江省發(fā)展的農(nóng)作物秸稈資源化途徑。
　　針對農(nóng)作物秸稈資源化工程原料進(jìn)廠費用高及供應(yīng)不穩(wěn)定的問題，提出了基于單位秸稈資源化利用最佳經(jīng)濟(jì)效益半徑的評價模型，以此評價單位質(zhì)量的秸稈經(jīng)不同資源化工藝加工后獲得最大經(jīng)濟(jì)效益的運輸半徑。以黑龍江省主要行政區(qū)域為單位，對其發(fā)展秸稈沼氣、乙醇、

6、成型燃料和直燃發(fā)電工程的最佳經(jīng)濟(jì)半徑進(jìn)行了研究。各區(qū)域的最佳經(jīng)濟(jì)半徑區(qū)間分別為：秸稈沼氣工程(35.6~58.3 km)，纖維素乙醇工程(31.1~58.3 km)，成型燃料工程(3.5~7.1 km)，直燃發(fā)電工程(20.1~31.2 km)；相同農(nóng)作物秸稈資源化工程的最佳經(jīng)濟(jì)半徑主要受區(qū)域秸稈可資源化密度影響，綏化地區(qū)秸稈可資源化密度最大，其最佳經(jīng)濟(jì)半徑最短；相同區(qū)域發(fā)展不同農(nóng)作物秸稈資源化工程時，沼氣和乙醇工程運輸半徑最大，其次為

7、直燃發(fā)電工程，成型燃料工程最小。部分區(qū)域的最佳經(jīng)濟(jì)半徑超出了區(qū)域的最大運輸半徑，此時應(yīng)以最大運輸半徑為準(zhǔn)。
　　我國空氣污染問題日益嚴(yán)重，空氣質(zhì)量導(dǎo)致的疾病和安全事件頻發(fā)。有效利用農(nóng)作物秸稈是緩解空氣污染的重要途徑。針對此問題，構(gòu)建了農(nóng)作物秸稈資源化工程環(huán)境評價模型。以黑龍江省哈爾濱地區(qū)為例，對主要秸稈資源化工程的溫室氣體和PM2.5排放情況進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)：1)當(dāng)工程均為最佳經(jīng)濟(jì)半徑時，溫室氣體單位減排量依次為：沼氣發(fā)酵(106

8、301t CO2eq.)>發(fā)酵乙醇(9690t CO2eq.)>直燃發(fā)電(2673t CO2eq.)>成型燃料(51t CO2eq.)工程；PM2.5總減排量分別為沼氣發(fā)酵(1539512g)>乙醇(1379045g)>直燃發(fā)電(545428g)>成型燃料(18045g)工程。2)運輸半徑相同(即原料供應(yīng)量，以15km為例)時，溫室氣體減排量從高至低依次為成型燃料(12523t CO2eq.)>沼氣發(fā)酵(1785t CO2eq.)>直燃

9、發(fā)電(1359t CO2eq.)>乙醇發(fā)酵(770t CO2eq.)工程；此時各工程PM2.5減排量基本相同(0.25t)。
　　綜上所述，本文通過黑龍江省農(nóng)作物秸稈資源化工程收儲運系統(tǒng)及不同類型工程的經(jīng)濟(jì)—環(huán)境—可持續(xù)發(fā)展?jié)撃芊治?、?jīng)濟(jì)半徑和環(huán)境半徑的研究，從收儲運模式、工藝選擇和原料收集半徑幾個方面對黑龍江省發(fā)展秸稈資源化工程提供了建議，以期能夠?qū)邶埥∞r(nóng)作物秸稈資源化工程的發(fā)展、相關(guān)政策制度的完善和工程類型的決策和規(guī)劃提供