新疆绿色可再生能源棉秆的低碳转型研究

王亚丽 刘震龙 程燕

摘 要：棉秸秆作为绿色可再生能源具有很高的开发利用价值，但是新疆目前对于棉杆能源化利用率相对较低，本文分析棉秆能源化利用现状的基础上，找出可再生能源棉秆再利用过程中存在的问题，提出构建政策支持体系、合理布局生物质能企业、鼓励龙头企业发展、发挥农民合作社作用以及建立和完善棉秆收集体系的对策建议，促进可再生能源棉秆的低碳转型，推动新疆经济循环、绿色、高质量发展。

关键词：可再生能源棉秆；棉秆发电；循环经济

中图分类号：F2     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.10.007

1 引言与文献综述

对于绿色可再生能源棉秆的研究主要集中在两方面：一是棉秆资源化潜力分析。田童、刘新平等（2016年）认为新疆棉花秸秆资源化潜力较大，但目前受自然、社会条件约束使其难以得到完全发挥；张崇尚、刘乐等（2017）利用土地遥感数据和GLO-PEM模型，评估秸秆能源企业在各地地区布局的适宜性，并通过对比分析，认为新疆适宜建立小型秸杆能源企业。二是棉秆利用问题。左旭、毕于运等（2015年）认为棉秆棉秆最适合燃用，也适合新能源化利用。其次是沼气生产。吴从稳、陈小兵等（2016年）认为棉秆的直接粉碎还田和堆腐还田均能显著增加土壤的有机含量，唐鹏飞、韩兵兵等（2021年）认为棉秆还田促进棉田土壤有机碳积累，降低其累积矿化率，增强土壤固碳能力。

韩芹芹、杨跃辉等（2008）认为新疆棉秆现行利用方式主要局限在直接焚烧和粉碎还田两方面，两者均存在技术与经济上的制约和不良后果，棉秆不同的利用方式其碳排量是不同的，其碳排放量由大到小依次是：棉秆薪柴燃料、棉秆焚烧、棉秆肥料化、棉秆饲料化、秸秆发酵沼气。

综上，梳理已有文献可知，新疆棉秆资源发展较大，其利用方式目前主要集中在焚烧和直接还田，而这样的处理方式并不是最优选择，仍会有较大的碳排放量，不利于新疆绿色经济发展，不利于棉秆能源化利用的低碳转型。为弥补不足，文章研究棉秆作为绿色可再生能源在利用中存在的问题，提出相关低碳转型的建议，新疆可再生能源棉秆资源丰富，但是其利用率低，开发利用棉秆进行发电，符合国家产业政策，具有经济、社会、生态效应，市场前景广阔。

2 新疆绿色可再生能源棉秆的利用现状

目前，新疆仅有阿瓦提县、巴楚县两家生物质发电厂，国能阿瓦提生物发电有限公司和国能巴楚生物发电有限公司都成立于2006年，分别于2008年9月与11月建成并网发电，主要由国能生物发电集团有限公司新疆分公司统一管理。生物质发电厂发电燃料品种为棉秆等农林废弃物，发电方式为直燃，替代部分燃煤发电，降低二氧化碳的排放，棉秆能源化利用主要表现为：一是棉秆固化、气化利用；二是棉秆发电。

（1）棉秆固化、气化利用。棉秆气化主要是在控氧状态下进行有效燃烧，将棉秆中的碳、氢等元素转化成一氧化碳、氢、甲烷等可燃气体。棉秆固化主要指通过压块机将棉秆进行高温高压成固体块状或颗粒状的产品，来代替煤炭。新疆主要在棉秆裂解气化方面在部分地区进行试点，但试点项目展露出设备维护困难，供气不稳定，气化站建设投资大，增加政府财政负担，气化气温值相对偏低，且棉秆沼气易受温度影响。新疆在棉秆固化、气化上的能源化利用仍受技术的制约，因此尚未形成规模效应。

（2）棉秆发电。棉杆发电是棉杆能源利用化最主要和重要的形式之一。在能源短缺、环境危机和鼓励生物质能开发的背景之下，棉花秸秆发电作为可再生能源促进经济绿色发展。目前规制我国生物质可再生能源开发的法律主要有《中华人民共和国可再生能源法》和《中华人民共和国节约能源法》，近年来，我国相关部门陆续出台优惠政策和产业政策推进可再生能源产业的发展，促进社会经济循环发展。

3 新疆棉秆低碳转型中存在的问题

3.1 棉秆能源利用政策体系不完善，资金投入不足

对于棉杆利用的鼓励政策并不完善。在政策方面，建立激励机制、重点企业的扶持、技术手段研发的加快和专项规划制定等方面尚有余力，无法适应棉杆产业化高水平发展要求，并且，政府投入资金不足，尽管新疆农业产业化每年会有一定的金额，但是这些资金没用统一使用，使用都很分散，因此造成资金投入分散，无法突出产业重点，未能形成合力，对政策扶持和资金投入起到了削弱作用，使政策专项无法发挥全部效用。

3.2 农民与企业之间利益机制不清晰，缺少统一组织管理

农民是独立的个体经营者，自负盈亏，在市场经济进程中要面临着很多困难，风险承受能力较弱。现存的农民合作社大多是农民自己组织起来成立，缺乏管理，对市场环境的判断力及抗风险能力较弱。在棉秆产业化进程中，行情低迷，棉秆资源供过于求时，企业压价收入；但当棉秆市场供不应求时，农民便不遵守协议，将棉秆卖给出价高的企业，打破契约精神。因此，企业与农民之间的利益机制不清晰，损害了企业利益和农民自身的利益，同时也制约着棉秆产业化的发展。

3.3 龙头企业发展面临瓶颈

作为棉秆产业化的关键参与者，龙头企业具有开拓市场、连接市场和农户、带动棉秆产业发展、是农民增收的重要的桥梁。龙头企业的带动，对于棉秆产业化的发展至关重要，但新疆棉秆企业很少，根本无法形成产业化规模；在产品研发方面，很多企业对存在高附加值的棉秆产品加工很少，缺乏深加工产业链，拓展产品市场能力不足，带动棉秆产业化发展能力相对弱。

企业要提高生产效率需要提高科技创新能力。从棉秆能源利用上来看新疆缺乏科学技术，如果能够进行科技上的突破，无疑对于棉秆能源的利用效率大幅提升，也会推动棉秆能源对于电能、沼气能等能源的替代使用，改善能源结构。新疆龙头企业开展棉秆的能源化利用，主要的限制是来源于技术层面，要解決这些问题，需要时间，并且在短期内棉秆的技术突破还比较困难，所以大规模发展为时过早。所以企业应挑起科技创新大梁，从棉秆产业化开始，积极创新技术，以降低成本为新疆棉秆能源化利用添砖加瓦。

3.4 生物质能企业区域发展不均

新疆以天山为界划分为南疆与北疆，南疆地区主要有阿克苏地区、喀什地区、和田地区、巴音郭楞蒙古自治州、克孜勒苏柯尔克孜自治州；北疆主要是塔城地区、阿勒泰地区、伊犁哈萨克自治州、昌吉回族自治州、哈密地区、吐鲁番地区、博尔塔拉蒙古自治州。根据《新疆统计年鉴2021》，我们可以看到棉花在南疆种植面积为1097.09千公顷（不含新疆生产建设兵团），北疆种植面积为539.56千公顷（不含新疆生产建设兵团），如图3所示。而目前新疆相关生物质能企业只在南疆有两家，在北疆地区并没有布局，这无疑制约着北疆地区棉秆能源利用化的发展，是北疆地区棉秆资源的浪费。

3.5 棉秆收贮以及物流体系落后

在棉秆产业化利用过程中，对棉秆资源的高需求、高质量以及供应平稳要求，恰好与棉秆体积大、收集地域较为分散且季节性强而很难收集和运输的特点相悖。因此棉秆产业化利用的难点在于棉秆资源的收贮以及物流体系建设。

相对而言，新疆较于内地部分方面仍是落后的，其在棉秆能源利用上也是相对落后的，如收储的技术手段、一套完整的棉秆收储运输体系等，这对于企业棉农主体方面的成本问题相当重要，以及影响棉秆利用的效率。在棉秆能源利用方面，相关企业及农户有较为先进的技术、经验无疑是对棉秆能源利用发展推动的强大助力。

4 新疆棉秆低碳转型对策建议

4.1 构建政策支持体系

一是，制定产业发展的规划。首先，制定新疆棉杆资源的利用方案。其次，根据新疆棉秆地域性的差异进行有目标、有方向、有着重点的制定各个层次的方案。最后要根据当地实际情况具体问题具体分析例如县里如何规划、乡里如何规划等，选择棉秆利用方式和途径，以发挥当地优势进行棉杆资源产业化利用合理布局配置，同时应该延长其产业链。

二是，政府有相关补贴激励政策。首先，对于使用和购买棉秆制品的加工利用者进行补贴，拉动棉秆制品的消费增长。其次对于使用购买棉秆设備和相关技术的企业和人员进行补贴。最后，对于棉农直接进行人力成本、运输、打包成本进行部分补贴，减低棉农收集成本，扩大棉农经济收入。

4.2 发挥农民合作组织作用

农民合作社是在农村家庭承包经营的基础上进行组建，确保了党在农村的基本政策的稳定性和连续性，农民群众在自愿的原则下进行自由加入或者退出合作社，进入合作社的社员是同类农产品的生产经营者或农业生产经营服务的提供者与利用者，农民合作社是互助性组织，为全体成员进行谋利。通过农民合作社，所有棉农当共同承担风险，享有利益，统一调配收集存储棉秆，降低成本，共同使用新技术提高生产效率，开拓新的市场。与此同时，农民合作组织当以推动棉秆利用和保护生态环境为原则，推动产业化发展，增长经济效益。

4.3 鼓励龙头企业发展

通过龙头企业来带动棉秆利用生产发展。在生产前期，企业当与棉农签订合同，根据产品的数量、质量价格及波动幅度。生产中期，棉农根据合同来收集，储运棉秆，生产后后期，企业按照合同将所需标的物回收，通过企业自身的各种优势来对棉秆制品来进行深加工以提升产品附加值，创造盈利。农户和企业两者围绕棉秆的数量、质量进行协商合作，棉农只负责提供生产或提供棉秆，而龙头企业则需要发挥自身优势，包括对棉秆的运输、存储、加工、销售、售后服务等。

一方面提供资金借贷，拓展融资通道以减少企业资金压力，对棉杆产业化龙头企业的扶持力度加大。积极开展融资租赁等业务，吸引更多的龙头企业到市场融资，解决企业资金链问题，以降低企业压力促进棉秆资源高效利用。另一方面加大对企业资金技术等补贴，扶持企业对于棉秆加工、棉秆发电等的高效利用，以降低企业成本，带动棉农推动棉秆产业链发展。建立循环经济体系的企业加大税收优惠、价格补贴等扶持推动龙头企业快速发展健康发展。最后，企业也当提升自身科技创新能力，降低棉秆收集存储成本，实现棉秆产业化提上日程。

4.4 合理布局生物质能企业

新疆地广人稀，棉花沿绿洲种植，北疆棉花种植面积是南疆棉花种植面积的二分之一以上（不含新疆生产建设兵团种植棉花面积），就棉花种植面积和种植分布情况来看，南北疆根据棉花种植面积的分布情况以及当地工业化水平进行生物质能企业的合理规划建立，将有利于棉秆能源化利用的深化，促进新疆可再生能源棉秆的循环、均衡发展，带动当地工业产值增值，为当地棉农创利增收。

4.5 建立和完善棉杆收集体系

建立先进、经济并且适合实地情况的棉秆收集处理供应的系统，稳定的棉秆供应可以充分的保障农民的利益，这个系统以龙头企业为主，农民参与，各级政府监督市场化推进。制定可落实的，可行的资源供应保障方案，确保棉秆可以持续稳定供应。鼓励条件好的地方和加工企业建立棉秆储存基地，鼓励研发棉秆收集，加工运输设备的研制与应用。建立大型仓库储存棉秆，还应该积极培育棉秆经纪人，鼓励企业与棉秆经纪人或种植大户签订长期收购协议，尽可能降低成本和原料供应的风险。同时学习引进先进优秀经验，落实和完善棉秆收集体系。

参考文献

［1］田童，刘新平.基于因子分析法的新疆棉花秸秆资源化潜力SWOT分析[J].中国农业资源与区划，2016，37（05）：1319.

[2]张崇尚，刘乐.中国秸秆能源化利用潜力与秸秆能源企业区域布局研究[J].资源科学，2017，39（03）：473481.

[3]左旭，毕于运.中国棉秆资源量估算及其自然适宜性评价[J].中国人口·资源与环境，2015，25（06）：159166.

[4]吴从稳，陈小兵.棉秆不同处理方式对滨海盐碱土理化性质和棉花产量的影响[J].中国土壤与肥料，2016，（05）：96104.

[5]唐鹏飞，韩兵兵.棉秆还田不同年限对土壤有机碳及其矿化特征的影响[J].干旱区资源与环境，2021，35（12）：127133.

[6]韩芹芹，杨跃辉.新疆棉秆循环经济利用的适宜模式探讨[J].干旱区资源与环境，2008，（10）：172178.

[7]戴清秀，王鹏程.低碳背景下四位一体循环农业模式研究——以新疆南疆棉花秸秆资源循环利用为例[J].塔里木大学学报，2019，31（01）：6474.