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秸稈綜合利用技術(shù)裝備存在的主要問題
秸稈利用雖然形式多樣,空間巨大,但除秸稈直接粉碎還田技術(shù)相對(duì)較成熟之外,其他利用方式在技術(shù)裝備方面尚還存在許多不足。為進(jìn)一步提高我國(guó)秸稈綜合利用水平,實(shí)現(xiàn)規(guī)劃確定的秸稈綜合利用目標(biāo),亟待解決以下4個(gè)方面的制約問題。
2.1秸稈就近肥料化利用裝備待開發(fā)完善 由于我國(guó)的基本國(guó)情是人多地少,全國(guó)農(nóng)業(yè)用地6.44億hm2,耕地量為1.35億hm2,人均耕地面積僅為0.076hm2,僅為世界平均值的1/3[12]。因此,出于糧食生產(chǎn)安全考慮,我國(guó)農(nóng)業(yè)屬于高強(qiáng)度種植模式,復(fù)種指數(shù)很高,已由解放初期的93%提升到130%以上[13]。農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量已經(jīng)由1991年的5.52×108t,增加到2016年的7.90×108t,年平均增長(zhǎng)量9.16×106t[14]。如果按照固定的秸稈產(chǎn)量比例進(jìn)行秸稈直接還田,導(dǎo)致秸稈還田量不斷增加,難免會(huì)出現(xiàn)由于秸稈不能及時(shí)腐熟而影響作物生長(zhǎng)的弊端,這就需要改變秸稈作為肥料的還田方式,顯然通過(guò)生產(chǎn)有機(jī)肥是一種可行的有效途徑。但傳統(tǒng)的有機(jī)肥生產(chǎn)手段和方式已經(jīng)不能適應(yīng)農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,開發(fā)先進(jìn)適用的就近肥料化利用裝備成為了亟待破解的問題。傳統(tǒng)秸稈肥料化利用主要是堆漚和焚燒。人工經(jīng)驗(yàn)性堆漚的農(nóng)家肥雖然有節(jié)省投入的優(yōu)勢(shì),但容易造成二次污染,肥料質(zhì)量不穩(wěn)定,用工強(qiáng)度大,已不適宜采用。秸稈焚燒,對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者是一條捷徑,由于眾所周的原因,卻是行不通的。
工業(yè)化秸稈肥料化生產(chǎn)是控制一定的生產(chǎn)條件,通過(guò)一定的技術(shù)手段,在工廠中實(shí)現(xiàn)秸稈腐爛分解和穩(wěn)定,最終將其轉(zhuǎn)化為商品肥料的一種生產(chǎn)方式。目前,產(chǎn)品一般包括精制有機(jī)肥和有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥的2種產(chǎn)品。自21世紀(jì)初以來(lái),全國(guó)精制有機(jī)肥和有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)量增長(zhǎng)了2倍左右。有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)主要分布于有機(jī)肥原料豐富地區(qū)(如山東和河北)和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)(如廣東和江蘇),其中山東、河北、遼寧、廣東和江蘇5省企業(yè)占50%以上,普遍規(guī)模不大,半數(shù)以上企業(yè)年產(chǎn)不足1萬(wàn)t[15]。
工業(yè)化有機(jī)肥生產(chǎn)遠(yuǎn)沒有滿足秸稈肥料化利用的需求。由于秸稈原料的分散性和低值性特點(diǎn),在有限補(bǔ)貼的條件下,利用秸稈大規(guī)模工廠化生產(chǎn)有機(jī)肥一般是不經(jīng)濟(jì)的,這是大規(guī)模企業(yè)發(fā)展受阻的重要原因。實(shí)際上,接近原料地或田間地頭開展肥料化生產(chǎn)無(wú)疑是性價(jià)比較高的途徑。一些科研單位嘗試開發(fā)田頭堆漚肥料的裝備,已經(jīng)有不少成功的案例,從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性評(píng)估,具有較好的市場(chǎng)前景,尤其是以秸稈生物炭為基料的炭化肥,也展現(xiàn)較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。因此,秸稈就近肥料化利用裝備的開發(fā)完善是目前提高秸稈肥料化利用的亟待突破的瓶頸。
2.2蔬菜秸稈處理裝備基本空白 我國(guó)每年產(chǎn)生10億t左右秸稈中,其中蔬菜秸稈約2億t[16]。蔬菜秸稈是可以循環(huán)利用的資源,但是如何處理利用一直是個(gè)“老大難”。葉菜類秸稈含水量高達(dá)75%~95%,不易運(yùn)輸、容易腐爛,還夾雜了大量的塑料繩、殘留地膜、石塊等雜物,分撿難度大。蔬菜秸稈亂堆亂放,不僅影響交通、堵塞河流,還會(huì)導(dǎo)致病原菌、蟲卵等致病原四處傳播。如何將蔬菜秸稈資源化再利用,實(shí)現(xiàn)蔬菜廢棄物處理的減量化、能源化和資源化,成為目前亟待重視和解決的問題。實(shí)踐證明,蔬菜秸稈肥料化處理,是一條可行的路徑。目前,山東泰昌生物科技有限公司、張家港市春泰環(huán)保工程有限公司等,在蔬菜秸稈肥料化處理上,已經(jīng)先行探索,初步開發(fā)了較實(shí)用的技術(shù)裝備。然而,對(duì)于全國(guó)需要處理大量蔬菜秸稈,還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此,要想有效提高蔬菜秸稈的資源化利用水平,加快處理裝備的研發(fā)是不二之選。
2.3收儲(chǔ)運(yùn)體系缺乏有效裝備支撐 秸稈收儲(chǔ)運(yùn)是實(shí)現(xiàn)秸稈產(chǎn)業(yè)化綜合利用的前提。秸稈具備質(zhì)地蓬松、能量密度低、運(yùn)輸成本高、空間分散和時(shí)間集中度高等特點(diǎn)。盡管目前秸稈綜合利用率已達(dá)到83.68%,但秸稈收集率不足40%[17]。秸稈離田“最初一公里”難題已成為秸稈規(guī)?;玫钠款i。秸稈收儲(chǔ)運(yùn)難,除了運(yùn)行機(jī)制、種植模式、利用方式等方面的因素,技術(shù)裝備缺乏也是很重要的原因。一是秸稈收集裝備功能單一。秸稈收集的方式主要分打捆收集和散草收集2種。秸稈的打捆收集需要摟草、打捆、裝運(yùn)3個(gè)環(huán)節(jié),需3~4種以上機(jī)型參與,購(gòu)置和維護(hù)成本高,機(jī)具多次作業(yè)成本高,土壤被壓實(shí)破壞。綜合測(cè)算,秸稈收集成本數(shù)倍于糧食收獲成本,且秸稈利用價(jià)值顯然低于糧食,農(nóng)戶積極性自然不高。目前,與草捆撿拾車、秸稈收運(yùn)車配套的設(shè)備研究相對(duì)較少,導(dǎo)致收集裝備功能簡(jiǎn)單且效率低下,運(yùn)輸、裝卸成本高。二是缺乏散草收集裝備。短距離運(yùn)輸時(shí),散草收集的方式在人工投入、收集、運(yùn)輸效率等方面明顯優(yōu)于打捆收集;而在中長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí),效益不高。散草收集裝備在國(guó)內(nèi)尚無(wú)市場(chǎng)化設(shè)備,依賴于進(jìn)口散草撿拾拖車,使用主要局限于大型農(nóng)場(chǎng)和畜牧養(yǎng)殖基地。三是缺乏小地塊和丘陵地塊秸稈收集的專用機(jī)械。大型、高效率的設(shè)備無(wú)法在南方小田塊運(yùn)行,即便是小型設(shè)備,面臨多且雜的小田塊,效率、效益也不高。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有秸稈收集裝備主要以牽引式小方捆機(jī)和圓捆機(jī)為主,田間通過(guò)性不好,尤其缺乏針對(duì)南方小地塊和丘陵地的專用秸稈收集裝備。因此,研究開發(fā)先進(jìn)適用的秸稈收儲(chǔ)運(yùn)實(shí)用裝備,支撐秸稈資源化利用。
2.4生物質(zhì)成型燃料及清潔爐效率有待提高 生物質(zhì)成型燃料是高效潔凈能源,可替代礦物能源用于生產(chǎn)與生活領(lǐng)域,應(yīng)用領(lǐng)域及范圍將逐步擴(kuò)大。我國(guó)生物質(zhì)成型燃料的加工機(jī)械主要不足是單位能耗大、模具壽命短、設(shè)備可靠性低、生產(chǎn)成本高。生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備存在著空氣流動(dòng)場(chǎng)分布、爐膛溫度場(chǎng)分布、濃度場(chǎng)分布、過(guò)量空氣系數(shù)大小、受熱面布置等不合理現(xiàn)象,嚴(yán)重影響生物質(zhì)成型燃料燃燒正常速度與工作狀況,存在著熱效率低,排煙中的污染物含量高,易結(jié)渣等問題。清潔爐具方面,20世紀(jì)90年代,日本、美國(guó)及歐洲一些國(guó)家生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備已經(jīng)定型,并形成了產(chǎn)業(yè)化,在加熱、供暖、干燥、發(fā)電等領(lǐng)域已普遍推廣應(yīng)用。相對(duì)而言,國(guó)內(nèi)清潔爐具存在著價(jià)格高、使用燃料品種單一、易結(jié)渣、電耗高等缺點(diǎn)。以上2個(gè)方面,都大有改進(jìn)余地。因此,促進(jìn)生物質(zhì)成型燃料市場(chǎng)化,必須把生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)與應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈條有效連接起來(lái),促進(jìn)生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
石家莊宏勝達(dá)新能源有限公司,遵循可持續(xù)化發(fā)展要求,專注生物質(zhì)能源的研究,現(xiàn)主要生產(chǎn)大力士生物質(zhì)燃燒器、布袋除塵器、旋風(fēng)除塵器等生物質(zhì)能源設(shè)備;如果您的生物質(zhì)燃燒器使用中遇到任何問題,歡迎您來(lái)電咨詢。
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