许昌市秸秆“五料化”利用分析

许昌市农村能源管理工作站 梁勇

许昌市是典型的农业大市，主要种植农作物有小麦、玉米、花生、棉花、豆类、红薯等，常年产生各类农作物秸秆资源量 414.14 万t，秸秆品种以小麦秸秆、玉米秸秆、花生秸秆、豆类秸秆和红薯秸秆为主，其中，小麦秸秆约205.5 万t、玉米秸秆约 137.6 万t、花生秸秆约 7.3 万t、棉花秸秆15.9 万t、豆类秸秆约2 万t、红薯秸秆约 25.2 万t，秸秆可收集利用量316.49 万t。

许昌市秸秆利用方式主要有秸秆肥料化、能源化、原料化、基料化、燃料化等。其中，小麦秸秆以肥料化和原料化利用为主，玉米秸秆、花生秸秆以肥料化利用为主。全市秸秆“五料化”利用量达385.46 万t，综合利用率94.17%，秸秆综合利用走在了全省甚至全国的前列。

一、秸秆直接还田和秸秆经发酵后再还田利用—肥料化利用

许昌市目前秸秆还田在秸秆综合利用中占了很大比例，达到2 925 113.48 t。秸秆还田分为秸秆直接粉碎还田、过腹还田和秸秆腐熟制成有机肥还田。

（一）秸秆还田的好处

秸秆还田可以补充和平衡土壤中N、P、K 的养分质量分数。秸秆还田后，平均每667 m2增长率在10%以上，是改良土壤的有效方法和高产田建设的基本措施之一。但也存在以下弊端：一是秸秆粉碎直接还田不能将秸秆全部翻耕到土壤中去。即使秸秆被成功地翻耕到土壤中，也不能以足够快的速度将秸秆进行分解，而在下一次耕作时可能还会露出地表，阻碍农作物的根系向土壤更深层次生长。二是带病虫的秸秆直接还田还会增加农作物病虫害的发生率，间接增加农民负担和对环境的再次污染。三是利用高温腐熟发酵原理进行秸秆堆沤还田，可以将秸秆上的致病菌和有害虫卵杀死，快速腐熟；可以增加有益微生物的生长，加强土壤的透气性。

（二）秸秆养畜

秸秆养畜即牲畜过腹后的牲畜粪污再经沼气工程厌氧发酵后的沼渣、沼液还田。目前，许昌市共有4座大型秸秆沼气工程，即建安区庆民牧业奶牛场沼气工程、盛丰农业秸秆沼气工程、长葛市荣华牧业奶牛场沼气工程、襄城县鼎丰农业奶牛场沼气工程。农作物秸秆经过牲畜过腹消化后的粪便，再经沼气工程厌氧发酵处理，处理后的沼渣、沼液还田。这样种植业、养殖业、沼气工程发酵处理畜禽粪便，然后发酵后的沼渣、沼液再返过来还田，是现代循环农业的模式之一，不仅解决了农业废弃物污染环境的问题，还减少了化肥、农药的施用量，改善了土壤结构，提高了农作物品质，增加了农民收入。襄城县桃之源的桃就被河南省农业农村厅认定为无公害农产品。

二、农林废弃物生物质能发电—能源化利用

秸秆生物质发电是利用秸秆中的生物质能进行发电，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物经沼气工程厌氧发酵后的沼气发电等。

长葛市恒光热电有限责任公司，其前身是长葛市火力发电厂，2006 年根据豫发改能源【2006】728号文将以燃煤为主的小型火力发电改为以农林废弃物—生物质能发电，厂区占地13.33 hm2，装机容量2×15 mW，改造后全部以利用生物质燃料为原料进行发电，利用可燃烧秸秆等农业废弃物，通过燃烧产生的热能转化为动能，再由动能产生电能。它是河南省第一台生物质机组发电，是由上海四方锅炉厂制造的角管式链条炉，是国内第一家使用国产技术的生物质发电厂，同时也是全国第一家使用拥有自主知识产权（济锅专利）的往复式炉排生物质锅炉使用者。2017年1 号锅炉在原有钢架的基础上进行改造，将中温中压机组改为次高温次高压机组，使发电量提升25%以上。公司每天可消耗秸秆1000 t，全年需秸秆30万～40万t，极大地解决了农作物秸秆处理难的问题，同时可为农民增加收入0.9 亿～1.2 亿元。

三、农业废弃物秸秆—原料化利用

许昌亚丹生态家居有限公司以小麦秸秆、大豆秸秆和棉花秸秆为原料，经切断、粉碎、干燥、分选、拌以黏合胶黏剂、铺装、预压、热压、后处理和砂光、检测等各道工序制成的一种零甲醛环保生态型板材。许昌亚丹生态家居有限公司在原料采购上，采用与种植专业合作社—秸秆回收经济人签订统一的秸秆回收合作协议，负责将农作物收获后的秸秆统一进行打捆后回收，然后再卖给亚丹生态家居有限公司，作为生产零甲醛禾香板板材产品的原材料。生产1 m3秸秆禾香板，至少可以少砍伐2 m3的木材，既保护了生态环境，又实现了农业废弃物资源的合理利用。另外，以秸秆为原材料制造板材还促进了当地农民增收，农民种0.67 hm2小麦，产出的秸秆可以卖700～800 元，基本上可以弥补收麦时的收割机费用。用小麦秸秆生产禾香板，使农业废弃物—秸秆再生利用，既生产出了优质的板材，又增加了农户收入，还减轻了环保压力，可谓一举多得。许昌亚丹生态家居有限公司利用农作物秸秆结合MDI 生态胶制造生态环保型板材，来替代传统木质板材，在废弃物利用、惠农增收、减少森林砍伐、减少碳排放以及杜绝室内甲醛污染等方面实现了有效结合，对建设农业资源再生的循环经济、实现农业、农村的可持续发展起到了重要作用。

四、农业废弃物秸秆为原料生产食用菌—基料化利用

用农业废弃物秸秆为原料生产食用菌是一项新兴的产业，每千克秸秆做基料平均能产出1～1.5 kg 菇，对于食用菌企业来说秸秆是必不可少的生产资料，仅许昌世纪香食用菌一个企业一年就能用掉1 万～2 万t的秸秆。河南省许昌县世纪香食用菌开发有限公司是一家集科研、培训、生产、加工、销售为一体的科技开发型农业龙头企业，下设食用菌研究所、食用菌培训学校、食用菌菌种厂、食用菌菌袋厂、原材料产品购销部、食用菌干鲜品加工厂6 个部门。公司成立十几年来，采用公司+农户+基地的运行机制，对生产户开展产前、产中、产后全程技术跟踪服务。先后引进、选育、推广了双孢蘑菇、香菇、平菇、草菇、金针菇、猴头、灵芝、白灵菇、杏鲍菇、鸡腿菇、茶树菇、木耳等10 多个种类的30 多个优良品种，并举办食用菌技术培训班328 期，学员遍布全国26 个省30 多万人。2001 年该公司仅在许昌县就发展食用菌种植户13 600户，各种食用菌产量达2.2 万t，产值达1.5 亿元，出口创汇达25 万美元。目前，全市已发展食用菌种植户16 000 户，主要分布在许昌县的长村张乡、榆林乡、邓庄乡、张潘镇、将官池镇、灵井镇、尚集镇等。

五、农业废弃物秸秆压块成型—燃料化利用

生物质成型燃料是一种较好的煤炭替代性燃料。生物质成型燃料是利用农业废弃物秸秆、木屑、树枝等农林废弃物为原料，制作成生物质燃料，具有热值高、灰分少的优点，可以有效替代燃煤。

秸秆成型燃料化是将农作物秸秆切割粉碎后，在秸秆压块成型机中采用加热、加压的方式，先将秸秆体积压缩，然后再压块成型。成型后的生物质密度由原来的6～10 m3/t，减少为密度为1～1.2 m3/t。农作物秸秆压块成型后，大大缩小了秸秆的体积，便于运输、储存，减少了使用成本。农作物秸秆压块成型，既为农村居民提供生活、取暖用能源，又可作为工业锅炉和生物质能发电厂发电的原料，而且在国际市场上十分抢手，所以将农作物秸秆制成生物质燃料的前景将十分广阔，市场供不应求。农作物秸秆压缩成型方法如下：

（一）农作物秸秆的预处理

农作物秸秆收割后，应及时将腐烂、变质的秸秆去除掉，筛选出可利用的秸秆。刚收割的秸秆水分含量比较高，应先脱去水分。用自然风干的方法即可，然后将风干的秸秆储存起来备用。

（二）秸秆粉碎、混料

先将秸秆切割粉碎，并充分混合均匀，再添加适量的环保黏合剂，从而提高压块造粒的强度。

（三）成型、碳化

成型、碳化的方式主要有湿压、热压和碳化成型三种。秸秆成型后，特点是密度大，便于储存和运输，且易着火，燃烧性能好，热效率高，对环境污染少。

生物质成型燃料替代煤、石油等常规燃料，能极大地减少对大气环境污染物的排放量，有效改善城乡环境的空气质量。生物质颗粒中硫的含量还不到煤炭的1/10，用其代替煤燃烧能大大地减少大气中二氧化硫的排放量；与石油、煤炭等化石燃料相比，我们把农作物秸秆制作成燃料，可以减少二氧化硫排放，更加清洁，也更加便宜。不仅如此，燃烧后的固体废物—灰分还可以收回做钾肥，完成“秸秆—燃料—肥料—秸秆”的资源循环利用。

将过去被丢弃的农作物秸秆制成生物质燃料，这样既变废为宝，节约资源，又减少了温室气体排放；既保护了环境，又增加了农村部分贫困家庭的收入，也为政府解决了秸秆处理难的问题。国家应鼓舞这样的环保型企业发展，因为它很好地完成了农业废弃物—秸秆变废为宝、因地制宜、就地生产，并具有节能、生态环保等多种成效特色。