农业有机废弃物能源化利用现状

李金红

农业有机废弃物主要是指在农业、养殖业的生产、加工过程中产生的废弃物，主要包括秸秆和畜禽粪便。当前资源枯竭、环境污染等问题日益严重，对农业有机废弃物不仅要妥善处理还要加以利用。通过对农业有机废弃物能源化利用减少环境污染，代替石油、煤炭等不可再生资源用于社会的生产生活中。

1、农业有机废弃物能源化利用方式

①秸秆的能源化利用

本地区农业发达，农忙季节收割庄稼时，会产生大量的农作物秸秆。大部分秸秆或被废置，或被燃烧，不仅浪费了资源还污染了环境。农民焚烧秸秆的行为屡禁不止，甚至导致了雾霾天气的发生。本地对秸秆的能源化利用方式主要分为直接燃烧技术、气化利用技术、固化、炭化利用技术和纤维素乙醇。

直接燃烧技术主要是指秸秆发电技术，我国的这项技术与国外相比起步较晚，技术还不够成熟，因此在我国还有很大的发展潜力。但这项技术还存在很多问题：当前我国对一些原料的预处理技术还不够成熟，阻碍了这项技术的发展。秸秆不易收集且需要占据较大的堆放场地，为了保证适宜的发热量和含水量，在储存过程中不仅要防火还要防雨、防潮，增加了储存成本。此外秸秆燃烧时对金属的腐蚀性大，因此要采用耐腐蚀的钢材，这又增加了设备成本。总的来说，秸秆发电技术虽然解决了资源浪费问题，但成本高，污染物排放量较大，不适宜在本地区大规模利用。

气化利用技术是指热解气化技术，在点燃秸秆时，供应少量空气并采取相应措施，最终生成可燃混合气体，并去除其中的焦油和杂质。这种技术产生的气体可以直接燃烧，用于供热和发电等方面，气化技术对其设备、系统及自动化程度有较高的要求，热能利用效率低、成本较高，要想实现盈利应实行规模化经营。

秸秆质地松散、密度小，需要占据很大的储存场地，不易储存和运输，燃烧时不能充分燃烧，还会产生大量的污染物，可以通过干燥、粉碎、压缩等工序，把秸秆加工成高密度的固体燃料。这种燃料与秸秆相比，燃烧性能和效率更高，方便运输储存，更加安全清洁，是一种优质能源。

燃料乙醇应用广泛、直接有效、安全清洁且可再生，被公认为是石油的替代燃料。自国家叫停了以粮食为原料的乙醇生产后，以木屑、秸秆为原料的纤维素乙醇的研究与应用蒸蒸日上。纤维素乙醇与其他秸秆能源利用方式相比，虽然成本更高，但其生产过程更容易得到控制和管理。保存运输、热值、污染物排放量等方面，也更有优势。这项技术一旦成熟并大规模开发利用，会取得更大的经济效益、环境效益和经济效益。

②畜禽粪便的能源化利用

沼气发酵技术是畜禽粪便能源化利用的常见方式，我国对这项技术的研究起步较早、应用广泛。沼气发酵技术与本地区的农业关系紧密，农业生产中产生的畜禽粪便、秸秆等废物，收集起来统一进入沼气池，沼气池中的厌氧细菌对其进行分解，最终产生以甲烷为主要成分的沼气。在这个过程中，不仅沼气可以作为燃烧原料，产生的沼液、沼渣等还可以循环利用在农业、养殖业中。这种能源利用方式虽然科学、环保，但也有一定的局限性。沼气产生对厌氧、温度、水分、酸碱度等条件要求较高，产气率低且不稳定，产生的硫化氢等气体不仅气味刺激还有剧毒。农户的知识、技术水平不高，难以满足其技术要求，阻碍了户用沼气的推广，集中供气的运行效果和收益不理想，也阻碍了沼气工程的发展。

2、农业有机废弃物能源化利用存在的问题

①原料收集难度大且资源总量不清

农业废弃物的密度低、體积大，不利于规模化利用。以秸秆为例，秸秆与同等能量的煤炭相比，体积大约是其20倍，可见秸秆的保存、运输成本更高。与其他能源相比，秸秆难以保证供应的稳定充足。因为秸秆大多在收获季节产生且储存成本高，难以持续供应。此外，本地大型农场少，多数是农户分散经营，要想收集一定规模的秸秆，需要大量农户的供应，难以保证供应量和质量的稳定，因此原料的交易和回收成本高。

当前本地的农业、环保等相关部门对每年的农业废弃物的总量、种类、分布、利用状况等缺乏全面深入的调查和评估，难以制定科学、可行、长远的农业有机废弃物能源化利用规划。

②技术及其设备发展落后

本地对农业有机废弃物能源化的利用多是根据传统经验，而缺乏对相关技术的创新、引进和推广，利用方式单一，主要是肥料化利用和沼气利用。热解气化技术、秸秆燃烧发电等技术虽然得到开发应用，但存在着缺乏自主核心技术，相关技术和工艺不够成熟，设备配套不完善等问题，导致农业废弃物能源化利用效率低、能耗大、成本高。

③市场环境不够完善，缺乏相关政策法规

农业废弃物能源化利用与工业生产有紧密的联系，为其提供能源配送。工业生产与农业种植相比，有自身的特征，二者需要实现有机连接，但相关工业和农业部门缺乏联系，没有做好这方面的工作。相关部门只重视扶植大型企业，没有做好全行业的资源整合和多个环节的资源配置工作，导致农业废弃物能源化产品的市场需求和竞争力不高。

农业废弃物能源化产业在我国起步较晚且具有很高的社会效益，应该得到投资、税收、财政补贴等方面的政策支持。但当前的相关政策缺乏系统性和可操作性，相关的法律法规也不够完善。此外环保、农业、电力等部门，在制定这个产业的相关标准或规范时，没有考虑其行业的实际情况，导致行业标准和规范缺乏可操作性。

农业有机废弃物主要是指秸秆和畜禽粪便，当前对其的利用方式主要有燃烧发电技术、气化利用技术、固体、炭化利用技术、纤维素乙醇、沼气发酵技术等。今后不仅要完善这些技术，还要开发利用新技术，做好农业有机废弃物的资源评估和收集工作，完善相关市场环境和政策法规。这样才能做好农业有机废弃物能源化利用工作，减少环境污染，丰富能源资源，促进农业和工业的发展。

（作者单位：300480天津市滨海新区农业服务中心）