吉林省自然村农业废弃物能源化问题分析

郗伟东++姚玉生++独孤昌慧

摘 要：农业废弃物能源化对吉林省自然村生活用能、循环经济的发展具有重要意义。吉林省作为农业大省既具有丰富的农业废弃物，又存在农业废弃物分布不均特点，同时也面临着能源化分散式开发效果参差不齐状况。本文从吉林省自然村及农户角度分析了农业废弃物能源化过程中所存在的宏观问题与微观问题。通过建立完善的政策体系，可以逐步解决吉林省农村农业废弃物能源化所存在的各种问题。

关键词：生物能；能源化问题；农业废弃物；吉林省自然村

中图分类号：S216 F323 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160728001

农业废弃物（指作物秸秆、畜禽粪便，后文简称农废）作为绿色可再生能源具有永续性、战略替代性等优点。从微观层面看，其能源化开发不仅可以改善农村环境、提升农民生活环境质量，而且可以增加农民收入、提高农村富余劳动力就业率；从宏观层面看，既可以优化能源结构、减少化石能源消费及污染，又可以优化农村产业结构、提升农村工业化与城镇化水平。吉林省是我国主要的农业大省，农作物产量（包括畜产品）在全国占有较高的比例，由此产生的农废数量巨大。近年来，尽管通过各种利用方式加大了对农废的综合利用，但因自然条件、政策导向与支持、农户禀赋、区域性市场成熟程度等因素的影响，畜禽粪便露天堆放与排放、作物秸秆露天焚烧没有得到彻底改善。据2014年环保部卫星摇杆检测秸秆燃烧情况统计数据，吉林省2014年共发生火点470个，每千公顷火点强度居全国首位。

吉林省自然村及农户对农废综合利用，尤其是对农废的能源化利用存在诸多问题，致使农废能源化进程较之政策期望目标相差甚远。

1 吉林省主要农废县域分布

1.1 吉林省作物产量与秸秆产量县域分布

吉林省共有49个县（市），受到自然因素的影响，中部地区的扶余、榆树、农安、德惠、公主岭、梨树、前郭、长岭等8个县域的粮食产量均超过100×104t，产量占吉林省粮食总产量的50%以上，资源密度稳居全国首位。而粮食产量在10×104t以下的县（市）有15个具体如图1所示。根据农作物产量估算的作物秸秆产量分布如图2所示。由图2可知吉林省中部地区是秸秆主产区，东部地区秸秆产量较小。

1.2 吉林省畜禽养殖与畜禽粪便县域分布

吉林省畜禽主要品种为奶牛、肉牛（骡、马、驴等其它大牲畜占比很小）、生猪、羊和禽类（主要为蛋鸡和肉鸡）。牛和生猪饲养量超百万头以上的县（市）有9个（如图3所示），其占据吉林省饲养量近2/3。吉林省畜禽粪便年产量超过7600×104t。各县域畜禽养殖量统计的畜禽粪便量分布如图4所示。

对比图3和图4可知，吉林省各县域畜禽粪便产量分布与粮食产量县域分布保持一致。

2 吉林省自然村农废能源化存在的问题

2.1 吉林省自然村农废能源化利用状况

就利用方向而言，吉林省面向农村的农废能源化利用方向主要包括农户家庭原始的秸秆直燃、畜禽粪便与秸秆沼气化、秸秆气化、秸秆固化。目前，吉林省农户家庭用做生活用能的直燃秸秆占比超过40%；截止2014年农村家庭户用8cm3沼气池数量超过16.5万户，年消耗畜禽粪便占年产出量比例不到2%；年秸秆固化消耗秸秆所占比例也不到2%；而年秸秆气化消耗年秸秆产量微乎其微。

就利用规模而言，吉林省面向农村的农废能源化开发主要以分散式个体农户家庭为主，无论是沼气开发，还是秸秆固化开发，均侧重于农户家庭个体。作为支持政策的财政补贴政策基本是落脚于农户家庭户用沼气池建设。

2.2 吉林省自然村农废能源化存在的问题

由于吉林省农废分布存在非常明显的地域差异，东部和西部地区的农废密度远低于中部地区，进行规模化工业化综合开发利用难度较大；中部地区尽管已经布局了规模化工业化开发，但限于资源收集半径与运输成本，仍然存在数量可观的农废无法进行规模化开发利用。

2.2.1 宏观问题分析

2.2.1.1 综合开发依托对象定位僵化

目前，吉林省面向农村的农废能源化综合开发依托对象绝大多数是农户个体，推进较为广泛的农废沼气化基本上立足于农户个体。早期面向农户家庭推广农废沼气化具有一定的示范作用和带动作用，但随着经济发展、环境恶化、能源短缺，政策目标出现了大幅度调整。面向农村的农废能源化不仅具有增加农民收入、改善农村环境内在要求，而且具有实现循环经济、生态经济、节能减排的外在要求。如果仍以农户家庭为依托对象推进农废能源化难以达成这些目标。

就农废能源化而言，自然村具有农户个体无法比拟的优势。规模效应，自然村一般有农户20～40户左右，可以建设小型沼气工程、或者小型气化站，资源投入产出比远高于个体农户；资金规模与资金效率，自然村可以采取“政府财政补贴+农户集资”投建小型农废能源化项目，通过增加资金规模可以提高资金产出效率；运行维护方便维护成本低，日常运行维护方便，降低维护人员工作负荷；运行维护支出降低，提升农废源化经济效果；最后是大幅度增加循环经济所需农废能源化副产品，保障循环经济的开展。

2.2.1.2 综合利用水平低

农废能源化是其综合利用的有效支点，通过农废能源化支点可以展开农业循环经济链条：通过农废沼气化、固化可以生产出沼液、沼渣和钾肥，实现绿色农业种养殖（农作物环保防虫、商品猪生态化育肥）；可以在冬季利用剩余能源向温室大棚供暖，实现东北地区经济作物冬季生产。

然而，目前吉林省自然村及农户对农废能源化利用重点是家庭生活用能的获取，基于能源化的综合利用链条没有得到拓展，绝大多数地区循农业环经济与生态经济基本停留在口头。

2.2.1.3 集约程度低，布局不合理

在面向农村的农废能源化综合利用方面，吉林省主要以农户家庭为主，而布局于自然村级的农业废弃物能源化开发凤毛麟角，因此就吉林省来看无集约化利用可言。

2.2.1.4 市场化程度低

农废能源化综合开发利用全面实现的基础是市场，单纯依赖政府政策和计划无法达到有效利用的基本目标。目前，吉林省除农安、德惠等中部地区的少数县市初步形成了农废能源化交易市场外，绝大多数县市基本处于自然村内农户自产自用。

由于交通条件、地理位置、农户禀赋、信息等因素的限制，单个农户从事市场交易需要承受高额的交易成本，而以自然村为市场交易主体，不仅可以利用交易规模抵消市场交易成本，而且可以大幅度提升农废能源化市场的活跃度和效率，促进农废综合利用有序、有效推进。

2.2.1.5 技术支撑体系薄弱，资金浪费严重

无论是国家层面还是吉林省层面，农废能源化利用缺乏符合各县域自然特点与经济状况的发展模式，导致各种资源和资金的巨大浪费。吉林省所处东北地区冬季寒冷干燥，而且东部地区属于高寒地区，对农废能源化综合利用技术工艺要求高。据粗略估算，从20世纪70年代兴起的小型水泥沼气池至今，由于气候（冬季冻裂、漏气、效率低等）与工艺不成熟导致吉林省30多年来损失达14.4亿元。其最重要的原因就是缺乏技术及技术支持体系。

农废能源化综合开发利用是一项利用多种技术与工艺的系统工程。无论是农废沼气化、秸秆气化、秸秆固化，还是能源化衍生出来的绿色肥料制备、绿色防虫、温室大棚采暖都需要一定的技术工艺支撑。尽管吉林省内多数县市成立了旨在推广农废能源化的专门机构（农环站、生物质能源办、新能源开发服务中心、农村能源技术服务站），乡镇政府也在农技站设立了生物质能源管理职能，但是自然村农业废弃物能源化综合利用需要的技术工艺是多维的、多层的，单靠政府相关部门无法支撑农废能源化发展重任。县市生物质能源化管理与服务机构自身不仅缺乏技术力量，而且人员短缺，无法承担技术支持和支撑；乡镇农废能源化管理职能多数挂靠现有的农技站，而站内人员多数属于农业种养殖方面的技术人员，尽管部分人员接受一定的农废能源化技术培训，但与农废能源化综合利用所需技术要求尚有较大距离；农废能源化综合利用需要一系列技术工艺，而现有政府相关管理与服务职能分散于不同部门，缺乏统一协调。

2.2.1.6 政策均衡性差

就产业引导角度而言，现行政策体现出来的是两头大中间小特点：政策提倡农废规模化与工业化利用；提倡农户个体进行农废能源化利用；而以自然村为对象的农废能源化鲜有提及。2014发布的《吉林省发展生物质经济实施方案》明显突出了这种政策倾向。该方案提出的发展方向是“液体燃料主要发展方向是纤维素乙醇、丁醇、生物柴油、航空燃油等产品；气态坚持规模化产业沼气与分散式农村户用沼气相结合，突出发展车用生物天然气方向；固体成型燃料主要发展颗粒燃料、城市锅炉供热、大型生物颗粒燃料热/电/乙醇工厂”。该方案在发展内容上又重点突出了生物质液体燃料工程、气体燃料工程和固体燃料工程的规模化：193万t纤维素乙醇、80万t纤维素ABE（丁醇、乙醇、丙酮混合体）、140万t生物汽柴油、50万t航空燃油、30万头以上养殖场生物质气、50万t以上生物质固体燃料。

就政策配套性而言，现有政策仅仅是伴生于国家财政补贴的地方财政补贴政策（主要是经济性的财政补贴政策、免费培训户用沼气池日常维护管理人员），以及衍生于招商引资的某些政策倾斜（这些政策又主要是面向入驻的企业），而关于自然村的农废能源化综合开发利用的技术政策、产业政策、市场建设、财政金融政策尚未形成；现有政策缺乏配套性措施，很多涉及农废能源化的地方政策驻足于政策层面，而承担政策解读与实施的配套性措施难觅踪影。

2.2.1.7 地区间发展不平衡

吉林省中部地区自然村农废能源化开发水平远高于东部与西部地区自然村，长春地区的农安、德惠、榆树、九台等县域，近几年兴起以自然村为单位的秸秆颗粒化开发，仅农安一地，就建立上百条秸秆颗粒化生产线，形成年产20万t固体颗粒燃料生产规模。东部地区因农废源密度远低于中部地区，且其林业资源丰富，农户对农废能源化开发积极性不高。西部地区是吉林省湿地、草原覆盖最为集中的地区，虽然其农废资源密度高于东部地区，但因气候较中东部恶劣，农户生活用能倾向于化石能源，对农废能源化的积极性较低。

2.2.2 微观方面存在的问题

2.2.2.1 认识程度低，技术消化能力差

绝大多数自然村地处偏远、交通不便，农户接受中等以上教育程度的比例极低，其信息渠道狭窄闭塞，直接导致农户对农废能源化综合利用缺乏认识、对较为复杂的技术工艺难以掌握消化；同时，由于东北地区农户普遍有猫冬的习惯，使其形成固有的惰性，其导致农户缺乏接受新技术新工艺的积极性。

2.2.2.2 能源化效果不明显

吉林省多数自然村农废能源化最普遍的模式是农废沼气化，但受自然条件、技术工艺、农户禀赋等因素的限制，沼气产量不稳，尤其是沼气池冬季产气量过低甚至不产气，影响农户家庭日常生活，致使部分农户放弃。

2.2.2.3 经济效益不显著

吉林省东部地区和西部地区农废资源密度、自然条件均劣于中部地区，这些地区农户通过农废能源化带来的经济效益不明显。由于农废资源密度相对较低，导致了较高的生产成本和交易成本，大幅度拉低了农废能源化净收入，由于能源化效果不明显，能源替代所带来的节支不突出。

2.2.2.4 交易成本高

资源密度、交通条件、地理位置等因素对自然村从事生农废能源化的交易成本具有非常大的影响。吉林省东部地区和西部地区的自然村远离中心城市，其无论是在交通运输条件、买卖代理条件，还是在信息搜寻方面都推高了农废能源化交易成本。

2.2.2.5 家庭禀赋差异大

自然村是从城市边缘逐渐向外分布，那些远离城市、地处山区、林区、草原的自然村中农户家庭禀赋较之邻近城市的自然村存在较大差异，人力资本投资低，导致劳动力素质低下；农户家庭资本积累缓慢，土地回报率低、自然环境较为恶劣。农户家庭禀赋差异导致了农废能源化难以由点到面铺开。

3 提升吉林省自然村农废能源化水平政策分析

3.1 技术政策

3.1.1 建立以自然村为对象的技术支撑与支持体系

由于自然村较之农户个体具有诸多优势，面向自然村的农废能源化是农村未来的发展趋势。自然村级农废能源化综合开发无论在生产规模上，还是在循环利用上都不同于农户个体，只有建立完善的技术支撑体系才能保障村级农废能源化综合开发利用目标的实现。就支撑内容而言，该体系包括不同类型农废能源化技术支撑体系、能源化副产品梯级利用技术支撑体系；就支撑类型而言包括设备设施等硬件支撑体系和技术服务与技术培训软件支撑体系。

3.1.2 鼓励开发适应于吉林省不同地区的设备与技术

鼓励吉林省内科研院所、机械设备制造企业等机构研发适用于东部与西部地区自然状况与自然村特点的农废能源化综合利用的小型设备设施与技术。

3.1.3 鼓励开发符合循环经济要求的联产技术工艺

较之我国南方地区，东北地区四季分明、冬夏差异巨大，确保冬季农废能源化联产联用面临较为复杂的技术工艺挑战。因此要鼓励吉林省内科研院所、大型机械设备制造企业等实力较强的机构研发符合循环经济要求的副产品梯级开发、联产联用的技术工艺。

3.2 经济政策

3.2.1 完善政府财政补贴政策体系

为了弥补现行财政补贴政策具有的两头大中间小的缺陷，要出台以自然村为对象的农废能源化综合开发的财政补贴政策，增加自然村级农废能源化综合开发财政投入水平，提升财政资金投入产出效率。

3.2.2 完善技术工艺研发财政投入政策体系

由于农业类技术工艺研发缺乏所谓科研上的“高大上”特点，导致科研院所等研发机构投入过少，甚至不愿对其进行投入。因此，要从政府角度出台农废能源化技术工艺研发财政支持政策，增加农废能源化综合利用研发投入，设立农废能源化综合利用研发基金、人才引进与培养基金。

3.2.3 完善金融税收政策体系

多数自然村地处偏远，经济落后，自身缺乏一定的资本积累。要完善金融税收优惠政策体系，对村级农废能源化开发实行贴息或低息贷款、税收减免，进而降低村级农废能源化成本，提高边远农村农废能源化积极性；要完善社会资本和民间资本进入村级农废能源化开发引导政策，通过提高资本回报率促使资本流向农村农废能源化综合利用。

3.2.4 建立并完善适应于偏远地区生农废能源化交易市场

农村农废能源化单靠政策的支持与推动难以取得有效发展，只有使其市场化才能健康发展。由于偏远地区受交通运输条件、信息等因素影响较大，难以自发形成农废能源化交易市场。政府应该面向偏远地区着力搭建农废能源化交易平台、完善交易机制、降低交易成本，从而促进农村农废能源化产品顺利进入市场。

3.3 公益服务政策

3.3.1 建立长效技术服务与培训体系

通过政府出资在市、县、乡建立3级技术服务与培训体系，市级技术服务机构主要承担技术服务协调、资源配置，县级技术服务机构主要承担政策落实、项目建设、技术人员培训，乡镇技术服务机构主要承担技术服务人员管理、设备设施日常维护、技术咨询与指导。

3.3.2 完善农废能源化公共服务购买机制

由于面向农村农废能源化是一项系统工程，该过程所需的公共服务种类繁多，诸如面向自然村的农废能源化项目设计、评估、技术工艺选型、副产品联产联用层级布局、项目施工等，政府无法也不可能逐一满足。因此，建立并完善农废能源化公共服务购买机制，引进专业机构，可以促进农村农废能源化综合利用科学发展。

4 结束语

吉林省农村农废能源化综合利用存在很多问题，既有宏观方面的问题也有微观方面的问题，而这些问题的产生均与自然村相关联。因此，以自然村为农废能源化综合利用载体，不仅可以扩大农废利用规模，而且也可以提升农废综合利用效率，进而推动农村循环经济的发展。