吉林省秸秆资源开发潜力及能源化综合利用效果分析

郗伟东　于观芳　姚玉生

摘 要：吉林省具有丰富的农作物秸秆资源。分析吉林省秸秆资源开发潜力，不仅有助于揭示吉林省现有农作物秸秆资源开发现状，而且也可以结合吉林省据秸秆资源综合利用模式分析秸秆资源综合利用经济效益和环境效益。

关键词：农作物秸秆；综合利用模式；能源化；经济效益；环境效益

中图分类号：S21 F323 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160919001

1 吉林省农作物秸秆资源分布及产量

1.1 吉林省农作物秸秆资源分布

吉林省共有49个县（市），但受到地理、气候等因素的影响，农作物产量分布具有明显的地域性，中部地区的扶余、榆树、农安、德惠、公主岭、梨树、前郭、长岭等八个县（市）的粮食产量均超过100×104t，其产量占全省粮食总产量接近60%。而粮食产量在50×104t以下的县有14个，其产量仅占全省4.65%。因此，受到粮食产地分布的影响，吉林省秸秆产量分布也具有明显的地域性，中部地区是秸秆主产区，东部与西部地区秸秆产量较小。

1.2 吉林省农作物秸秆资源产量

吉林省主要农作物产量数据来自于《吉林省统计年鉴》（2005-2014），其中豆類作物中大豆产量较高，在豆类作物中所占比重较大，将其单独列出，其他豆类作物归入其他豆类，芝麻、向日葵、棉籽、蓖麻等油料作物产量较低归入其他油料作物。2004—2013年吉林省主要农作物产量如表1所示。

由表1可以看到，吉林省主要农作物是玉米、水稻和大豆，尤其是玉米占有主要地位，而其他农作物产量较小。

东北三省农作物耕作条件类似，因此吉林省可比照黑龙江省、辽宁省确定不同农作物的谷草比系数，具体如下表2示。

根据谷草比系数可以估算出吉林省2004—2013年各年秸秆资源潜力，具体如表3所示。很明显，吉林省农作物秸秆资源潜力一直是增加的，为吉林省农作物秸秆开发提供了丰富的资源储备。

2 吉林省农作物秸秆资源利用状况及潜力

2.1 吉林省农作物秸秆资源利用状况

根据统计资料，吉林省2008—2014年秸秆综合利用率如表4所示。

由表4可以看到，吉林省生物质秸秆资源利用率逐年提高，但仍处于较低水平，即使是2014年也没有达到50%。2011年，吉林省玉米、水稻、大豆等作物秸秆用作农户家庭炊饮燃料和直接废弃燃烧等接近秸秆产量的2/3，用于还田与畜牧饲料的秸秆量占秸秆产量不到1/6，用于工业原料秸秆不足 l%。2013年，吉林省秸秆综合利用率为35%，其中秸秆饲料仅为15.5%，约2/3的秸秆资源被用作农村生活燃料或废弃焚烧；2014年吉林省可利用的秸秆资源直接用于农村生活燃料的占40%。很明显，近几年来吉林省秸秆资源直接用于农户家庭燃料和废弃燃烧一直占有较大比例。

2.2 吉林省农作物秸秆资源利用潜力

根据国务院《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》所设定的“到2015年秸秆综合利用率超过80%”目标，结合吉林省政府公布的《吉林省发展生物质经济实施方案的通知》，吉林省农作物秸秆资源利用目标为（综合利用率达到80%以上）：转化秸秆2600×104t，生物质资源替代石油1200×104t、煤炭1000×104t、玉米1300×104t，实现CO2、SO2替代减排为7000×104t、23×104t。2014年吉林省农作物秸秆综合利用率仅不足43.5%，与目标80%以上相比，吉林省农作物秸秆资源综合利用具有较大的利用潜力。

3 吉林省农作物秸秆资源能源化综合利用模式及效果

农作物秸秆资源综合利用方向很多，但是较为成熟的是秸秆能源化。因此，根据农作物秸秆资源利用技术的成熟性、技术推广的便利性、吉林省农作物秸秆分布特点，我省资源能源化综合利用方向主要有以下3个方面。

3.1 农作物秸秆发电

秸秆发电是较为成熟的秸秆资源化利用技术。根据吉林省秸秆资源分布特点，可以在吉林省中部地区县（市）布置规模化秸秆发电。按照秸秆资源收集半径，吉林省中部县（市）可以布置总装机规模约1000MW左右的秸秆发电厂，利用秸秆近700×104t。通过秸秆规模化发电，可以获得发电量近55×108kwh，供热量约为2000×104GJ，同时可以获得有机肥原料（主要是秸秆灰）超过19×104t。

3.2 秸秆煤制造

秸秆固化为秸秆煤是秸秆非规模化利用最为有效的利用方向之一，只要秸秆资源密度处于平均水平左右即可进行秸秆固化加工布局。吉林省可以在西部地区县（市）大量布局以自然村为单位的秸秆煤加工厂。在这些地区可以布局秸秆资源利用总规模超过100×104t的各类小型秸秆煤加工企业，可以生产各类秸秆煤（压块、颗粒等）约100×104t。

3.3 村级秸秆气化制造

对于吉林省中东部，由于秸秆资源密度相对较低，布置村级秸秆气化站具有较好发展前景。在吉林省中东部县（市）可以自然村为单位布局秸秆气化站，利用秸秆资源总规模约为50×104t，生产生物质气约为8×108m3。

3.4 吉林省秸秆资源利用综合效果

3.4.1 经济效果

通过上述给出的秸秆资源能源化利用模式的实施，可直接给农民带来收入超过25×108元，间接给农民带来收入超过6.5×108元；替代化石能源超过250×104tce，可以有效缓解吉林省能源供求矛盾。同时，秸秆发电余热既可以为乡镇居民进行冬季供热，也可以为农业冬季大棚供热，实现农业冬季生产，为农民增加收入提供一定的保障。

3.4.2 社会与环境效果

秸秆能源化利用可以有效促进社会就业率的提升。按秸秆发电总装机规模1000MW估算，可以使整个产业链就业岗位增加近38000个；按秸秆固化总规模100×104t估算，在冬季可以临时就地安排农民就业近300万人次，在增加农民收入的同时有效解决了东北冬季农民劳动力闲置问题，并且对社会治安也起到稳定作用。

从环境角度看，农作物秸秆发电替代化石能源发电，可以替代减排CO2超过700×104t，颗粒物减少233×104t，秸秆固化减少颗粒物排放超过39×104t，秸秆气化减少颗粒物排放接近18×104t；秸秆能源化副产品“草木灰”是优良的绿色钾肥，可以替代我国钾肥进口，降低农作物施肥成本、提升农作物品质、改善因施用化肥所导致的土壤结构；通过农户直燃秸秆量的减少，可以大幅度改善农村空气质量，降低村民呼吸道感染几率，进而减少村民医疗费用支出。

4 结束语

挖掘丰富的农作物秸秆资源潜力对解决吉林省“三农”问题具有重要的意义。在微观层面上，使农户增收节支；改善农村生活环境、提升农民生活质量。在宏观层面上，通过对化石能源的替代，可以减少CO2、颗粒物排放量，改善我省大气质量；通过对化肥的替代，可以提升农产品质量，改善土壤品质；可以增加农村剩余劳动力就业岗位，促进县域城镇化进程。

作者简介：郗伟东（1964-），男，满族，吉林省吉林市人，教授，博士；研究方向：生物质能源利用。