秸稈綜合利用

農(nóng)業(yè)部科技教育司農(nóng)作物秸稈綜合利用

2021/5/91報告提綱農(nóng)作物秸稈包括哪些開展秸稈綜合利用的重要意義我國秸稈資源生產(chǎn)現(xiàn)狀我國主要秸稈資源的利用現(xiàn)狀秸稈資源的高效利用途徑秸稈綜合利用的主要措施2021/5/92一、農(nóng)作秸稈主要包括哪些？農(nóng)作物秸稈是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，收獲了稻谷、小麥、玉米等農(nóng)作物以后，殘留的不能食用的莖、葉等副產(chǎn)品。秸稈主要是由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三部分組成。2021/5/93二、開展秸稈綜合利用的重要意義2021/5/942.1秸稈是一種重要的生物資源

農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物一半在籽實，一半在秸稈。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代加工技術發(fā)展，對秸稈認識也發(fā)生了轉變，秸稈和籽實一樣都是重要的農(nóng)產(chǎn)品。秸稈總能量基本和玉米、淀粉的總能量相當。秸稈熱值約為標準煤的50%，約3500大卡/千克,如全部作燃料可折合3億噸標煤；秸稈蛋白質(zhì)含量約5%，纖維素含量在30%左右，還含有一定量的鈣、磷等礦物質(zhì)，1噸普通秸稈的營養(yǎng)價值平均與0.25噸糧食的營養(yǎng)價值相當,總量相當1.5億噸糧食。2021/5/952.2是解決秸稈焚燒問題的主要途徑長期以來，秸稈是我國農(nóng)村居民主要生活燃料、大牲畜飼料和有機肥料，少部分作為工業(yè)原料和食用菌基料。近年來，隨著農(nóng)村能源結構改善和各類替代原料的應用，違規(guī)焚燒現(xiàn)象屢禁不止，不僅浪費資源、污染環(huán)境，還嚴重威脅交通運輸安全。實踐證明，秸稈綜合利用是解決焚燒問題的有效途徑。2021/5/96秸稈焚燒目前焚燒的秸稈主要是小麥、水稻和玉米秸稈三大類。秸稈焚燒的區(qū)域主要集中在糧食主產(chǎn)區(qū)、經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)和大中城市郊區(qū)。小麥秸稈焚燒主要集中在河南、山東、河北、安徽、江蘇、北京、天津、陜西、山西等省市；水稻秸稈焚燒主要集中在四川、江西、湖南、福建、廣東、浙江、湖北、上海、江蘇等省市；玉米秸稈焚燒主要集中于山東、河南、河北、吉林、遼寧、黑龍江、北京、天津、山西、陜西等省市。2021/5/97秸稈綜合利用存在的主要問題1、農(nóng)民利用秸稈的積極性不高。隨著經(jīng)濟條件和生活水平的提高，煤、電、氣等商品能源在農(nóng)村地區(qū)的使用越來越廣泛。秸稈收集運輸費時、費工，農(nóng)民利用秸稈積肥、漚肥的積極性不高。2、秸稈利用機械不配套、使用不規(guī)范。缺乏實用化技術設備，大型農(nóng)機作業(yè)覆蓋不到小規(guī)模經(jīng)營農(nóng)戶秸稈處理難度大，秸稈焚燒嚴重。為搶時間、趕進度，大都采用高留茬“懸切”收割法，留茬高度在45～60厘米，影響及時播種，農(nóng)民不得不采取焚燒的辦法。

3、秸稈利用產(chǎn)業(yè)化程度低。2021/5/982.3國家高度重視秸稈綜合利用節(jié)約能源法、可再生能源法《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄》、《可再生能源發(fā)電有關管理規(guī)定》和《可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法》等秸稈發(fā)電廠所發(fā)電量由電網(wǎng)全額收購；上網(wǎng)電價由各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）2005年脫硫燃煤機組標桿上網(wǎng)電價加補貼電價組成，補貼電價標準為每千瓦時0.25元，發(fā)電項目自投產(chǎn)之日起15年內(nèi)享受補貼電價，減免進口設備的關稅和進口環(huán)節(jié)增值稅。對納入補貼范圍內(nèi)的秸稈直燃發(fā)電虧損項目按上網(wǎng)電量給予臨時電價補貼，補貼標準為每千瓦時0.1元。2021/5/99稅收優(yōu)惠政策財政部、國家稅務總局印發(fā)的《關于企業(yè)所得稅若干優(yōu)惠政策的通知》中提出為處理利用其他企業(yè)廢棄的，在《資源綜合利用目錄》內(nèi)的資源而新辦的企業(yè)，經(jīng)主管稅務機關批準后，可減征或者免征所得稅一年?！蛾P于以三剩物和次小薪材為原料生產(chǎn)加工的綜合利用產(chǎn)品增值稅優(yōu)惠政策的通知》中提出對企業(yè)以三剩物和次小薪材為原料生產(chǎn)加工的綜合利用產(chǎn)品，在2008年12月31日以前由稅務部門實行增值稅即征退辦法。農(nóng)機購機補貼政策2021/5/910國務院辦公廳關于加快推進農(nóng)作物秸稈綜合利用的意見（國發(fā)辦[2008]105號）主要目標：秸稈資源得到綜合利用，解決由于秸稈廢棄和違規(guī)焚燒帶來的資源浪費和環(huán)境污染問題。力爭到2015年，基本建立秸稈收集體系，基本形成布局合理、多元利用的秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化格局，秸稈綜合利用率超過80%。2021/5/911三、我國農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)情況2021/5/9123.1農(nóng)作物秸稈資源分析農(nóng)作物秸稈資源量與農(nóng)作物產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和自然條件等因素有著密切關系。通常根據(jù)農(nóng)作物產(chǎn)量和各種農(nóng)作物的草谷比，大致估算出各種農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量，即：秸稈資源總量=農(nóng)作物產(chǎn)量×草谷比。本報告主要評價稻谷、小麥、玉米、豆類、薯類、棉花和油菜等七類作物秸稈。2021/5/913現(xiàn)有各種草谷比值比較數(shù)據(jù)來源小麥玉米稻谷油菜棉花備注《農(nóng)業(yè)技術經(jīng)濟手冊（修訂本）》，1984年。1.11.20.91.53.4秸稈按晾曬干重計，含水量一般在6%～15%。中國作物的收獲指數(shù)，1990年。1.771.2691.3232.9851.613包括地下部分重量。中國生物質(zhì)資源可獲得性評價，1998年。1.3662.00.6232.0（油料）3.0未注明含水量。秸稈合理利用途徑研究報告，1999年。1.280.951.242.113.13未注明含水量，按全國按省市區(qū)加權平均值計。秸稈直接燃燒供熱發(fā)電項目資源可供應調(diào)研和相關問題的研究，2005年。0.730.900.781.293.53風干后實測。

2021/5/9141996-2006年我國農(nóng)作物產(chǎn)量和秸稈資源總量變化趨勢圖2021/5/9152000年、2003年和2006年全國主要農(nóng)作物秸稈資源量2021/5/9162006年全國七種主要農(nóng)作物秸稈

資源量2006年全國七種主要農(nóng)作物秸稈理論資源量為5.43億噸。稻草占33.6%；麥秸占19.2%；玉米秸占32.1%；豆稈占5.8%；薯蔓占3.1%；棉稈占3.7%；油菜稈占2.3%。2021/5/9173.2我國秸稈資源分區(qū)域評價分區(qū)區(qū)域范圍東北區(qū)黑龍江、吉林、遼寧華北區(qū)北京、天津、河北、河南、山東黃土高原區(qū)山西、陜西、甘肅長江中下游區(qū)上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南華南區(qū)福建、廣東、廣西、海南西南區(qū)重慶、四川、貴州、云南蒙新區(qū)內(nèi)蒙古、寧夏、新疆青藏區(qū)青海、西藏2021/5/918分區(qū)域秸稈資源量（萬噸）

品種區(qū)域稻谷小麥玉米豆類薯類棉花油菜總計東北區(qū)21261035215125785108787華北區(qū)599594455633002607789213536黃土高原區(qū)919291572192165100573105長江中下游區(qū)95072079105363030748272714785華南區(qū)29205335137217093623西南區(qū)2816699181036154053146544蒙新區(qū)1976231908260114657353794青藏區(qū)16532016032136合計1825710447174583157170320241265543102021/5/919我國秸稈資源分品種區(qū)域分布圖2021/5/920農(nóng)作物秸稈資源評價人均秸稈資源占有量：某一區(qū)域人均秸稈資源占有的數(shù)量，表明秸稈資源的相對豐富程度。單位面積資源量：某一區(qū)域單位面積秸稈的資源數(shù)量，表明資源的豐度及經(jīng)濟性。區(qū)域人均秸稈占有量（千克/人）單位播種面積秸稈資源量（噸/公頃）東北區(qū)18806.03華北區(qū)7505.39黃土高原區(qū)5153.54長江中下游區(qū)7085.14華南區(qū)3984.40西南區(qū)5173.63蒙新區(qū)12344.87青藏區(qū)2433.79全國7604.922021/5/921我國秸稈資源利用區(qū)劃秸稈能源化開發(fā)利用區(qū)域重點開發(fā)利用區(qū)適度開發(fā)利用區(qū)限制開發(fā)利用區(qū)東北區(qū)蒙新區(qū)華北區(qū)西南區(qū)長江中下游區(qū)華南區(qū)黃土高原區(qū)青藏區(qū)秸稈資源豐富，可集中開發(fā)利用秸稈資源較豐富，適宜分散開發(fā)秸稈資源和集中度均一般，可適度推廣固體成型等分散利用技術秸稈資源較貧乏，大部分地區(qū)集中度低。推廣重點是高效爐灶等低成本利用方式，提高能效，保護環(huán)境。2021/5/922三、我國主要秸稈資源的利用現(xiàn)狀2021/5/9233.秸稈資源利用現(xiàn)狀1）能源化利用秸稈能源化利用的主要方式有直接燃燒（包括通過省柴灶、節(jié)能炕、節(jié)能爐燃燒及直燃發(fā)電）、固體成型燃料技術、氣化（包括生物質(zhì)燃氣、沼氣）和液化（包括燃料乙醇和生物柴油）等。到2006年底，全國已累計推廣省柴節(jié)煤爐灶1.4億戶，節(jié)能爐3400萬戶，節(jié)能炕2000萬鋪，已經(jīng)建設了秸稈集中供氣站602處，建立了一批秸稈固化成型示范點。由國家核準秸稈發(fā)電項目近50處，總裝機1500兆瓦，其中，山東單縣、江蘇宿遷和河北威縣三座發(fā)電站已點火運行，總裝機容量8萬千瓦。2021/5/9242）直接還田

我國年秸稈機械化還田面積已由2000年的2億畝增長到2007年的3億畝。小麥達到37.8%（總量1億噸）

玉米達到25.6%（另過腹還田28%,總量2億噸）水稻達到36.2%(總量1.5億噸)2021/5/9253）飼料

目前，全國秸稈養(yǎng)畜示范縣已發(fā)展到30個省區(qū)市的485個縣，其中秸稈養(yǎng)牛示范縣323個，秸稈養(yǎng)羊示范縣162個。全國秸稈處理利用率由1990年的不足3%提高到2003年的23%，青貯、氨化秸稈數(shù)量以及飼用秸稈量逐年上升。2004年全國青貯秸稈1.7億噸（鮮重），氨化（含微貯）秸稈5100萬噸，兩項折算節(jié)約飼料量3800萬噸。2021/5/9264）工業(yè)原料1990年-2005年間，我國造紙工業(yè)纖維原料結構有了明顯的變化。在總用漿量中，非木漿比例從1990年的57.2%下降到2005年的24%。其中，禾草漿用于造紙呈逐年下降的趨勢，從1990年的43.2%下下降到2005年16%，秸稈消耗量約為2075萬噸。2021/5/927秸稈利用現(xiàn)狀秸稈可用作燃料、肥料、飼料、原料和基料。燃料：農(nóng)村地區(qū)居民傳統(tǒng)炊事和采暖用燃料、氣化供氣、直燃發(fā)電等，約1.14億噸，占資源總量的21%；肥料：直接還田約為1.94億噸（含未收集部分），占資源總量的36%。飼料：青貯、氨化秸稈量為1.08億噸，占秸源總量的20%。造紙原料：主要是作為紙漿原料（禾草漿），麥稈是造紙重要的非木纖維資源，消耗量約為2000萬噸，占資源總量的3%。廢棄及焚燒：約1.08億噸，占秸稈資源總量的20%。2021/5/928秸稈利用現(xiàn)狀圖2021/5/929麥秸2006年，我國麥秸的產(chǎn)量約1.0億噸，主要分布在河南、山東、河北、安徽、江蘇、四川、陜西等省。河南省為2800萬噸；山東省為1900萬噸；河北省為1150萬噸。麥秸的主要利用方式為：直接還田、農(nóng)民炊事用能、造紙原料及焚燒和廢棄等。2021/5/930玉米秸2006年，我國玉米秸的產(chǎn)量為1.75億噸，主要分布在吉林、山東、河南、河北、遼寧、內(nèi)蒙古、黑龍江、山西、四川等省區(qū)。吉林省為2380萬噸；山東省為2110萬噸；河南省為1730萬噸。玉米秸的主要利用方式為大牲畜的粗飼料、農(nóng)民炊事用能，以及焚燒及廢棄。2021/5/931稻草2006年，我國稻草的產(chǎn)量為1.8億噸，主要分布在湖南、江蘇、江西、湖北、四川、安徽、廣西、黑龍江等省區(qū)。湖南省為2320萬噸；江蘇省為1790萬噸；江西省為1760萬噸。稻草的主要利用方式為堆漚還田、食用菌基料及焚燒和廢棄。2021/5/932四、秸稈資源高效利用途徑秸稈的利用途徑可以歸納為“五料”：燃料飼料肥料基料工業(yè)原料2021/5/9331、秸稈能源化利用途徑農(nóng)作物秸稈能源轉化的主要方式有直接燃燒（包括通過省柴、節(jié)能炕、節(jié)能爐燃燒及直燃發(fā)電）、固化燃料（固體成型為顆粒、塊狀和棒狀燃料）、氣化燃料（包括生物質(zhì)燃氣、沼氣）和液化燃料（包括燃料乙醇和生物原油）等。目前較為成熟的技術主要包括秸稈生物氣化、熱解氣化技術、固體成型燃料和燃燒發(fā)電技術。2021/5/934秸稈生物氣化技術利用以稻草等農(nóng)作物秸稈為發(fā)酵原料，首先加入秸稈復合菌劑進行堆漚處理，然后與沼氣接種物一起入池生產(chǎn)沼氣的一種新技術。經(jīng)幾年技術攻關，用秸稈生產(chǎn)沼氣技術取得了突破,目前已在全國100多個村進行示范推廣。利用稻草等秸稈原料，有效地解決了沼氣推廣過程中的原料“瓶頸”問題，使不養(yǎng)豬的農(nóng)戶也能使用清潔能源。2021/5/935秸稈生物氣化工藝流程

2021/5/936秸稈固體成型燃料技術是在一定溫度和壓力作用下，將秸稈壓縮成棒狀、塊狀或顆粒狀等成型燃料，提高其運輸和貯存能力，改善秸稈燃燒性能，提高利用效率。我國固體成形燃料的生產(chǎn)和應用已初步形成了一定的規(guī)模，但存在著模具壽命短、成本高等問題。372021/5/937技術類型原料要求發(fā)展現(xiàn)狀主要優(yōu)缺點發(fā)展趨勢環(huán)模壓輥成型要求原料含水率15-20%，粒度小于10mm。在成型飼料行業(yè)已經(jīng)商業(yè)化階段，成型燃料處于半商業(yè)化階段。生產(chǎn)能力較高，產(chǎn)品質(zhì)量好；模具易損、堵塞，維修成本較高。降低成本，實現(xiàn)商業(yè)化。平模壓輥成型要求原料含水率15-20%，粒度小于10mm。技術比較成熟，進入商業(yè)化發(fā)展階段設備簡單，制造成本較低；生產(chǎn)能力較低。適宜小規(guī)模生產(chǎn)。對輥擠壓成型要求原料含水率10-35%，粒度小于10mm。技術處于研發(fā)階段對原料的適應性強，能耗、機器損耗較低；生產(chǎn)能力較低。提高生產(chǎn)能力，適宜中小規(guī)模生產(chǎn)。機械活塞成型要求原料含水率在20%以內(nèi)，粒度小于40mm。技術處于半商業(yè)化、商業(yè)化階段。能耗較低，產(chǎn)品耐儲存、密度大；設備穩(wěn)定性差、振動大，有潤滑污染問題配套鍋爐，適宜規(guī)?；l(fā)展。液壓活塞成型要求原料含水率在12%以內(nèi)，粒度小于40mm。技術處于商業(yè)化階段。成型設備部件工作方式改變，壽命提高，能耗下降，較之機械活塞運行平穩(wěn)；生產(chǎn)能力較低，易發(fā)生“放炮”現(xiàn)象，產(chǎn)品易開裂。提高生產(chǎn)能力，增強對原料濕度的適應性，適宜規(guī)?；l(fā)展。螺旋熱壓成型要求原料含水率在8%-12%以內(nèi)，粒度小于40mm。技術進入半商業(yè)化、商業(yè)化階段。產(chǎn)品耐儲存、密度高，可加工成各種形狀；套筒易磨損，維修成本較高，對原料適度要求嚴，易發(fā)生“放炮”現(xiàn)象。適宜中小規(guī)模生產(chǎn)固體成型技術綜合比較一覽表2021/5/938生物質(zhì)固體成型燃料爐根據(jù)用途的不同，生物質(zhì)固體成型燃料爐具可分為炊事爐、采暖爐和炊事采暖兩用爐；根據(jù)使用燃料的規(guī)格不同，可分為顆粒爐和棒狀爐；根據(jù)進料方式的不同，可分為自動進料爐和手動爐；根據(jù)燃燒方式的不同，可分為燃燒爐、半氣化爐和氣化爐。顆粒燃料爐爐灶392021/5/939秸稈熱解氣化技術以自然村為單元，系統(tǒng)規(guī)模為數(shù)十戶至數(shù)百戶，設置氣化站（氣柜設在氣化站內(nèi)），敷設管網(wǎng)，通過管網(wǎng)輸送和分配生物質(zhì)燃氣到用戶的家中。目前存在著二氧化碳含量超標、焦油含量高、二次污染等問題。生物質(zhì)氣化機組生物質(zhì)原料氣化爐燃氣凈化器風機水封器儲氣柜阻火器農(nóng)戶集水器燃氣管網(wǎng)402021/5/940存在的主要問題秸稈氣化CO含量約20%，有可能帶來安全隱患。粗燃氣含有焦油等有害雜質(zhì)，采用水洗法凈化過程中會產(chǎn)生大量含有焦油的廢水，如果隨意傾倒，就會造成對周圍土壤和地下水的局部污染；由于系統(tǒng)的規(guī)模較小，對生物質(zhì)燃氣中焦油凈化的并不完全，已凈化燃氣中焦油含量比較高。412021/5/941秸稈燃燒發(fā)電技術截至2007年底，由國家發(fā)展改革委和地方發(fā)展改革委核準生物質(zhì)規(guī)?；l(fā)電項目81處，總裝機150萬千瓦。建設中的山東單縣秸稈發(fā)電廠

422021/5/942存在的主要問題秸稈能源密度較低，分布過于分散，收集半徑大，1個裝機容量25兆瓦的秸稈電廠，收集半徑可能達到25公里。秸稈的能源密度，大大低于煤炭，加上秸稈比重輕、密度小，體積大，運輸成本巨大，導致燃料成本偏高。秸稈收購時往往是在農(nóng)忙季節(jié)，農(nóng)民需要搶收搶種，加上目前農(nóng)村青壯年勞動力明顯不足，大量的農(nóng)作物秸稈被就地焚燒或廢棄。秸稈堆積密度低，運輸量大，加之農(nóng)村運輸工具多為小型拖拉機和農(nóng)用運輸車，這對公路運輸容量造成了巨大的壓力。秸稈發(fā)電企業(yè)一般至少需要儲存半年的秸稈量，需要較大的存儲場地，以及防雨、防潮、防霉、防火和防雷等工藝和設施，增加了投資和維護費用。2021/5/943纖維素降解制取乙醇第一代生物燃料是指使用糧食作物作為原料生產(chǎn)的生物燃料。盡管第一代生物燃料經(jīng)歷數(shù)年的發(fā)展，并且在少數(shù)國家實現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，但由于它需要占用太多耕地以及威脅糧食供應，其局限性逐步顯示出來。目前，世界各國都在著力研發(fā)第二代生物燃料。第二代生物燃料是指利用農(nóng)作物秸稈、灌木林、林業(yè)剩余物以及能源草等木質(zhì)纖維素為原料，生產(chǎn)的生物燃料。被認為是未來發(fā)展的方向。2021/5/944纖維素乙醇發(fā)展現(xiàn)狀美國投入了巨資，在纖維素乙醇技術的研發(fā)居國際領先地位。我國也開展了一些工作，中糧黑龍江肇東酒精有限公司、安徽豐原集團、山東龍力科技有限公司等建立了千噸級纖維素乙醇中間試驗裝置。還存在著缺乏核心技術，成本高等問題。河南天冠年產(chǎn)1萬噸纖維素乙醇示范裝置2021/5/9452、秸稈飼料化技術秸稈飼料粗蛋白、可溶性糖類、礦物質(zhì)及胡蘿卜素含量較低，而粗纖維含量較高，因此，質(zhì)地粗硬，適口性差，牲畜采食量低，消化率也低。改進秸稈營養(yǎng)價值的方法主要為青貯、氨化、微貯和顆粒飼料加工。2021/5/946秸稈青貯技術利用乳酸菌通過發(fā)酵作用，將秸稈原料中的糖類等碳水化合物變成乳酸等有機酸，使青貯料得以長期保存。青貯秸稈飼料帶有芳香、酸、甜的味道，能提高牲畜的適口性從而增加采食量。2021/5/947秸稈氨化技術是在密閉的條件下，用尿素或液氨等對秸稈進行處理的方法。秸稈氨化后消化率提高15%～30%以上，含氮量增加1.5～2倍，相當于含9%～10%的粗蛋白，適口性好，采食量增加。2021/5/948秸稈微貯技術是對稈機械加工處理后，按比例加入微生物發(fā)酵菌劑、輔料及補充水分，并放入密閉設施中，經(jīng)過一定的發(fā)酵過程，轉化為質(zhì)地柔軟，濕潤膨脹，氣味酸香，牛、羊、豬等動物喜食的飼料。該法可利用微生物將秸稈中的纖維素、半纖維素降解并轉化為菌體蛋白，具有污染少、效率高、利于工業(yè)化生產(chǎn)等特點，是今后秸稈飼料的發(fā)展趨勢。2021/5/9493、秸稈還田技術2021/5/950秸稈直接還田秸稈還田有利于補充土壤有機質(zhì)，保持土壤碳平衡，改善結構，增加肥力，提高產(chǎn)量。秸稈直接還田有2種模式：翻埋還田。通過耕作（翻耕、旋耕、重耙）把經(jīng)過粉碎或切碎的秸稈埋入土壤。特征是秸稈混在地里，需要秸稈粉碎和耕作兩道作業(yè)，用普通播種機播種。覆蓋還田。作物秸稈經(jīng)粉碎、壓倒等處理后留在地表作覆蓋物。特征是秸稈在地表，只需要秸稈處理一道作業(yè)，用免耕播種機播種。2021/5/951秸稈還田存在主要問題由于我國人均占有耕地少，復種指數(shù)高，倒茬間隔時間短，加之秸稈碳氮比高，不易腐爛。秸稈還田常因翻壓量過大，土壤水分不適，施氮肥不夠，翻壓質(zhì)量不好等原因，出現(xiàn)妨礙耕作，影響出苗，燒苗，病蟲害增加等現(xiàn)象，有的甚至造成減產(chǎn)。近年來，隨著秸稈直接還田面積不斷擴大，還田后產(chǎn)生的問題也越來越突出，影響了秸稈的腐解，達不到培肥土壤的目的。秸稈