浅谈河北省农作物秸秆能源利用的现状与发展
摘 要：河北省是粮食生产大省，而农作物秸秆资源化利用仍存在很多问题。现如今的农业发展模式与传统农业的废弃物的循环利用模式不同，随着农业产量的提升，以及生产效率的提高，农作物的秸秆也大量集积，由处理方式不当，引起了污染和农业资源浪费。许多发达国家的秸秆利用技术水平引领了世界的革新，如美国，德国，瑞典等，河北省秸秆利用可从中获得大量启示与经验。本文通过分析传统秸秆处理方式以及国外秸秆农业主要的能源利用方式，提出适合河北省秸秆利用的措施，为推进河北省农业可持續协调发展提供支持。
关键词：河北省 农作物秸秆 能源利用
一、河北省目前农作物秸秆处理方式的问题
农作物秸秆包括谷物、蔬菜、玉米纤维等诸多植物，河北省的秸秆产量约6000万t，而2016年全国秸秆的焚烧火点分布情况表明，河北省有130个火点。随着农业现代化的发展，农作物秸秆过剩，而秸秆燃烧与丢弃的传统处理方式已不适应农业发展。秸秆焚烧是空气污染的原因之一，在河北省雾霾严重的现状下，科学的秸秆利用迫在眉睫。目前，河北省秸秆处理方式主要存在以下几方面问题。
1.利用方式单一且效率低。农作物秸秆总量巨大，其蕴含的能量也十分可观，而有关研究表明，在河北省空气中有数十万颗粒物来源于农作物秸秆燃烧。农作物秸秆不经处理，直接遗留在田间，使秸秆中的能量利用效率降低，造成能源浪费。秸秆焚烧的过程中，能源以热能形式释放在空气中，流失大量内能。但如果将农作物秸秆收集起来，将目前的6000万t的秸秆转化为电能，按1000kg秸秆能生产1千瓦时电量来计算，就可能产生6000万电量；在作为肥料时，可大约提供，钾元素250万t、氮元素209万t、磷元素42万t；在制作为饲料时，玉米秸秆就能提供1750～2030万t。一次利用方式虽然简单且使用时期长久，但其中的化学能随着空气的氧化，流失浪费，使得利用效率低下。
2.产业化水平较低。由于人民对农业废弃物资源的利用意识落后，在农作物秸秆的利用设备创新方面仍是缺乏的。由于传统的循环生态观念的影响，目前，秸秆的收集，利用，产品的销售，都存在很多问题。在技术水平方面，缺乏创新型技术，拥有的核心处理技术较少，在已拥有的设备产品上也未有重大突破；在加工方面，有着质量差，价值不满足市场需求等问题；在收集运输方面，机械化水平低，技术和装备不完善，成本高等问题。
3.政策法规执行力度不足。随着生态问题的加重，能源的减少，环保型，可持续利用型资源越来越被重视。国家出台了一些关于废弃物资源化利用的有关政策和规定，河北省也下发了相关的政策文件，有 《关于促进农作物秸秆综合利用和禁止露天燃烧的决定》等文件，但实质性的，明确的法律法规仍然缺乏。国家鼓励利用农业废弃物，但对其相关的产业支持和帮助力度不足，对农民以及相关企业的优惠帮助较少。近来，各部门制定了部分农作物秸秆资源化的行业准则，但执行力度不足，企业和农民的积极性仍然有待提升。
二、农作物秸秆国外主要利用方向
而今，各国为提升的农作物秸秆肥料化，饲料化，能源化，基质化以及工业原料化水平均积极发展先进工程技术。本文，主要研究国外两种方向：直接还田和产业化利用。
1.农作物秸秆直接利用。这种方式是秸秆成为有机农业肥料，补充土壤的元素和营养等。秸秆还田的具体方式有“秸秆直接还田”、“秸秆养畜过腹还田”、“秸—（畜）—沼—肥”等三类。秸秆直接还田已为大多数发达国家应用，将农作物秸秆粉碎，作为易分解肥料给土壤提供养分。在工业化的革新中，美国目前已实现农作物收获机械化水平，秸秆收获总量约4.5亿t占有机废弃物总量的70.4%。机械化秸秆还田作业优势突出，在美国，瑞典等国家被广泛推广。
秸秆养畜过腹还田是将其饲料化，有生物，物理，化学等方法，将粗纤维处理使得能被动物吸收。在生物处理的方法中，要求的技术水平比较高，而且处理不会，便非常容易腐烂，但可以提高秸秆的营养元素含量。在物理处理方法中，不能提高其营养价值，但处理方法简单，可以通过切断、压块、粉碎等多种方法。化学方法，成本较高，加工工艺比较复杂，但可以更有效地促进体外消化。
沼气是秸—（畜）—沼—肥循环中农作物秸秆发酵产生的可燃气体能源。在厌氧的环境中，微生物与农作物秸秆作用，分解秸秆中的纤维，利用秸秆多种元素，产生沼气。沼气含有大量甲烷气体，这是一种热值高，燃烧好，污染小的高品质清洁燃料。在德国，沼气工程利用秸秆混合发酵生产沼气，剩余的沼渣和沼液可以在农场中被消纳。
2.农作物秸秆产业化利用。世界各国对农作物秸秆的产业化利用有多种形式，典型的有秸秆发电，秸秆环保材料，秸秆养殖等。秸秆发电已经成为当今世界各国的发展利用重点。自丹麦建成秸秆燃烧发电厂后，便更加注重秸秆发电，在逐步发展的技术下，秸秆发电量已占到全国需求总量的一大部分。寻求秸秆发电技术的突破，已经为人类所需能源提供了显著的帮助。
秸秆环保材料应用在各种行业之中。典型如，秸秆板材是在处理后的秸秆中加入其他配料制作成为新型材料。20世纪40年代以后，世界各国开始创新发展以蔗渣、稻壳、麻杆、棉秆等为原料的人造板厂，这种材料成本低，外型美观，节约资源，目前被广大消费者喜爱。除此之外秸秆还应用于制作活性炭，保温材料，纸浆原料等。
秸秆养殖是在食用菌的培养基中加入处理后的秸秆。秸秆中的营养丰富而且来源广泛，将秸秆粉碎后制作成为培养基，食用菌便可利用其中养料。据不完全统计，秸秆培养基生产的食用菌可有20多种，秸秆培养基可将氮元素的平均转化率提高到20.9%。当前，秸秆养殖培育食用菌蕴含较高的经济利益。
三、河北省农作物秸秆的能源利用措施
河北省秸秆资源化利用是一项涉及行业广泛的工程，它与科研单位，生产企业，消费市场都有巨大联系。省政府可在以下三方面做出相关努力。
1.提供政策与资金支持。在国家解决“三农”问题背景下，河北省首先应该重视起农作物秸秆之中存在的大量能源，制定有效的激励政策，提高人民对未能充分利用的有机能源的重视，在政策的引导下，形成支持农作物秸秆能源开发创新的社会氛围，促进农业生态基础可持续循环发展。加大资金扶持，对加工秸秆原料企业可以适当减少税收，增加秸秆产品竞争力，促进产业化基地的构建，帮助企业开发相关产品，赢得更多市场。
2.推进技术引进与创新。为使研究技术形成机械化，标准化，河北省应开展学习国外相关技术知识，借鉴欧美等发达国家经验，发展以信息，生物，效率结合的高新技术。发展适合省情的创新型产业区，建立完整秸秆回收，整理，集合，利用的产业链。当前，秸秆利用技术仍存在一系列问题，如秸秆收割残茬过高，秸秆中大分子降解为还原糖等方面仍需要技术突破。河北省要以科技进步带动农作物秸秆技术的机械化，标准化，实现高效高能。
3.开展试点示范。为推到全省农作物秸秆能源的持续利用，政府可以优先投入开展试点示范。在试点地区，逐步探索完善符合省情的发展方式。试点建立在以科技推动产品成果的应用上，在农业经营，秸秆种养，秸秆能源化等多种角度试点示范。增立农业合作社，实现规模化发展，使资源集合，促进机械技术在地域的普及，为区域的自动化，标准化创造条件，在以点带面丰富全省各方面产业。
参考文献：
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