秸秆综合利用 环保意义重大

来源:新华网 2018-05-09 11:53

秸秆燃烧会造成严重的雾霾,产生大量有毒有害气体,危害人体健康,且极易引发火灾。在短期内产生的大量烟雾影响视线,造成交通事故。尤其是秸秆焚烧后破坏了土地生物系统的平衡和物理性状,加重了土壤板结。我国在大气污染防治法中明确规定:禁止在人口集中地区、机场周围、交通干线附近以及当地人民政府划定的区域露天焚烧秸秆、落叶等产生烟尘污染的物质。

但是,农村秸秆随意堆放、焚烧现象依然屡禁不止。吉林省2016年曾发文《关于推进农作物秸秆综合利用工作的指导意见》,针对吉林省作为国家重要的商品粮基地,秸秆资源十分丰富的特点,要求做好秸秆综合利用工作,对于提高农业效益、促进资源节约、保护生态环境、防治大气污染意义重大。

日前,我们来到吉林省锐诺生态农业科技有限公司,看看他们是怎样落实省政府试点项目,利用农田秸秆生产生物炭基肥,达到“秸秆还田,藏粮于地”的目的。为秸秆污染治理和综合利用开辟了一条新天地。

专注农业特点 拓展秸秆利用

几年来,秸秆焚烧造成的环境污染问题引起了吉林省政府的高度重视。为了从根本上解决这件利国、利民、环保的问题,省政府组织相关部门经过多次专项调查研究,出台了吉林省《秸秆综合治理规划(2013-2020)》。提出了政府主导、企业牵头、农民参与、科技依托、金融支持的发展思路。并结合吉林省实际开展点面结合、以点为主的指导方针,利用创新试点项目引领全省秸秆综合利用项目在全省落地开花。坐落在吉林省公主岭市怀德镇的锐诺公司作为试点项目之一,在建设中得到财政部门大力支持。按照吉林省政府拓展秸秆利用途径“五化”(肥料化、饲料化、基料化、能源化、原料化)的指导意见,利用拨付的专项资金,引进国内先进的秸秆处理成套生产设备,创立了集绿色环保于一体的秸秆炭化项目。

据中国工程院院士、沈阳农业大学教授陈温福提供的统计数据,我国每年产农林废弃物约14亿吨,其中玉米、水稻、小麦等大宗作物的秸秆高达7亿吨。所产生大量的秸秆不到1/3实现了还田,秸秆肥料化利用率不足20%,被焚烧或废弃的秸秆达20%以上。焚烧秸秆和大量使用传统化肥,使土地越来板结。虽然国家采用休耕轮作,使土地得到休养生息等政策,防止土地退化起到了一定积极促进作用。 但是,保障国家粮食安全的根本在耕地,既要守住耕地红线,也要扭转耕地质量下降的趋势。作为我国北方超级稻研究首席科学家,陈温福这些年来把研究重心放在秸秆炭化还田即生物炭基肥上,为推进“藏粮于地”奔走。

由秸秆炭化制成的生物炭,有着较大的孔隙度和比表面积(单位质量物料所具有的总面积),吸附力、抗氧化力和抗生物分解能力较强,可有效改善土壤结构和理化性质、增加土壤碳含量,因此被广泛应用于改良酸化土、沙化土、白浆土等低产土壤,被国际学术界誉为“黑色黄金”,许多国家都成立了专门机构来研究生物炭农用理论与应用前景。

我国生物炭研究特别是产业化应用在国际上已经处于领先地位,研究人员发表的论文几乎占到SCI(美国《科学引文索引》的简称)的50%,生物炭产业化应该说非常成熟。生物炭设备、工艺流程已相当完善,能够实现自循环、零排放、无污染。而且生物炭及其制成品“生物炭基肥”与复合肥成本大体相当,不会增加种地成本。

目前,制备生物炭的设备得到了大面积推广,并带动了当地新型农业合作组织、农技服务组织的发展,产业发展前景广阔。但生物炭毕竟是新兴产业,社会认知度还不高,业内先锋企业大多规模偏小、资金匮乏、管理水平较差。 作为一项涉及农业、环境、化工、机械等多个领域的多元化发展产业,亟须从国家层面给予政策支持。

秸秆炭化还田 绿色节能环保

公司负责人介绍了他的项目特点。秸秆综合利用的方式有很多种,到底选用哪种方式最符合公主岭地区特点,社会效益和经济效益能够得到最好的组合。他们积极向主管机关请示咨询,按照省政府的指导意见,确定秸秆炭化还田这个绿色环保项目。2017年初经吉林省农业综合开发办公室批准立项。自立项以来,得到了吉林省和公主岭市政府和各级领导的大力支持,先后完成了发改审核、土地、环境、安全评估、规划等手续,取得生产许可证、肥料登记证等证照。建成1.2万平方米厂房,安装了大型炭化炉、炭肥生产设备、秸秆粉碎机和炭粉加工等设备,一次试产成功。在项目建设过程中,沈阳农业大学、吉林农业大学、吉林省农业科学院、辽宁金和福农业开发有限公司等专家的现场指导,给予了非常大的帮助。同年12月项目通过了主管部门的竣工验收。

据介绍,生物炭是将秸秆生物质在亚高温缺氧条件下热解得到的稳定的富碳产物。具有孔隙结构丰富、比表面积大、吸附能力和抗分解能力强等特点。在土壤改良、作物增产、环境保护等方面都具有积极作用。被学界誉为应对当前粮食、环境、能源危机的“黑色黄金”。生物炭施入农田,可有效改善土壤理化性质,增加作物产量。

公司负责人说:“我们把秸秆变成炭和炭基肥,这和农民在地里一烧了之,其意义有着天壤之别。”这个公司生产的生物炭基肥料是将生物炭与作物生长所必需的氮、磷、钾及多种微量元素科学配比,生产制成的新型肥料。主要特点有以下几个方面:缓释效果好,兼具改土、保墒、增温作用。常规化肥包膜技术主要是物理包裹,随着包裹层的解离而逐渐将肥料释放流失。而生物炭基肥料则是利用生物炭本身的微孔结构和表面密布的复杂官能团(决定有机化合物的化学性质的原子或原子团)吸附肥料从而实现缓释作用。除此之外,生物炭丰富的微孔还能改善土壤团粒结构,优化土壤三相(固体相、液体相、气体相)比例,调整土壤微生物群系。尤其是生物炭本身是黑色颗粒,吸收阳光,能够显著提高地温。有效的克服早春地温较低的不利影响,提高田间出苗率。同时生物炭基肥料延缓肥料中养分释放速度,延长供肥时间。经统计验证,肥料利用率可提高30%以上,作物亩产量提高10%以上。

与传统肥料相比,节能环保。常规化肥包膜技术大多使用化工原料,降解速度慢。而生物炭基肥料的基质生物炭则来源于秸秆生物质,直接作用于农作物。不但可降低石油化工压力,更具有低碳可持续的特征。

生物炭吸附缓释效果持久。常规化肥包膜只能在当季发挥作用,包膜层解离后不再具有任何缓释效果,而生物炭基肥料中的炭可以较长期的存在,在接下来的生长季中持续发挥作用,逐年减少肥料投入量,这种持续的效果非常规包膜缓释技术所能比拟。另外,生物炭基肥料中含有木醋液成分,可以有效防止地下害虫和减少作物病害的发生。

在生产过程中产生的可燃性气体全部回收。在玉米秸秆炭化过程中,炭化炉里面高温燃烧产生的可燃气体通过净化处理后粉尘分离,再通过先进的气液回收装置,将生产过程中产生的热及可燃气体安全地回收利用。替代燃煤,为生产车间、研发楼、化验室、蔬菜大棚、洗浴等设施冬季供暖。解决了燃气排放大气当中造成环境污染的问题。

利用秸秆生产颗粒燃料。按照国家规定,今后的燃煤型锅炉将取缔,全部由天燃气和油燃烧替代。这个规定在长春市内有条件的地方可以执行。但是在长春周边及农村等很多地方尚不具备条件。对此,这个公司在生产炭基肥的同时还安装六条秸秆颗粒燃料生产线,利用固体成型技术,通过机械装置对秸秆进行加工,制成颗粒燃料。利用秸秆颗粒燃料替代燃煤,实现可再生能源循环利用,市场前景十分广阔。

资源循环利用 实现综合开发

收储运是玉米秸秆综合开发利用的前期首要环节,但这一环节却存在着诸多困难和问题。一是农田分散性较大,不便收集;二是储存不便,占地面积大;三是防火安全隐患极大;四是收运时间短、成本高、费用大。为了保证秸秆在冬季下雪前能够如期收回,实现秸秆捡拾打捆全程机械化。锐诺生态农业科技有限公司在2017年争取到农机补助资金,购买了秸秆打包机、拖拉机以及秸秆捡拾专用机具,形成商品化秸秆收储供应能力,用以满足公司收储运需要。去年秋季在附近6个村运用,收储近5000公倾农田里约3万吨秸秆。

在生产车间注意到,厂区整洁干净,打捆成型的秸秆在原料场地堆积如山。炭化炉24小时不停运转,每天能加工秸秆约50吨,产出生物炭12吨。用这些生物炭可以生产炭基肥料80吨。记者看到,工人们正在用铲车运送成品入库,争取在今年春耕之前生产出4500吨炭基专用肥,以满足附近农民需要。

秸秆回收再利用,除了环保意义外,所生产的炭基肥在农业生产中也是效果明显。生物炭因为微孔结构丰富,吸附力强,ph值高,保护土壤水分,抗分解能力强。可以促进土壤有利微生物繁衍,避免了普通化肥通过连续作业产生的地质板结现象。另外,生物炭基肥料中含有木醋液成分,可有效防止地下害虫和减少作物病害的发生,缓解了秸秆焚烧造成环境污染严重的问题,对发展生态农业有着十分重要的意义。

按照吉林省秸秆综合治理布局为基础,在秸秆集中的区域,建成若干个项目生产中心,实现规模化经营。把此项事业推向更高水平、更多领域。成为现代农业发展先行区和示范区,在吸纳就业、发展区域经济、构建和谐社会等方面发挥积极作用。秸秆深加工项目可以实现综合利用,延伸相关产业链。本着“来源于农民、服务于农民”的理念,利用新能源优势,将剩余热源再回收、再利用,打造集科研基地、新型阳光温室大棚、百姓生活于一身的现代化综合服务园区,满足当地农民对生活质量的更高要求。以点带面地辐射带动周边产业,强力推进当地经济发展。

据介绍,在这个项目建设期间,国家财政部农发办解希民处长专程来公司调研并进行指导。吉林省政府、省财政厅领导多次了解、关注、询问项目的进展情况,多次做出指示和批示。公主岭市人大领导还专门听取项目情况汇报,将项目作为人大的包保项目,指定专人跟踪指导。去年10月沈阳农业大学秸秆综合利用院士工作站在这个公司落成,吉林省财政厅农发办的领导和中国工程院院士陈温福、公主岭市委、市政府及相关单位和领导参加了揭牌仪式。

下一步,锐诺公司发展将以“团结、诚信、责任、品质、耕耘”为理念,以主营产业项目建设为方向,带动区域多种产业发展为辅,建立多形式利益联结机制,积极发展农产品服务业,推进农业与旅游休闲、教育文化、健康养生等深度融合,全面应用互联网和大数据,形成新型农业产业形态和新型消费业态,推进农村一二三产业融合发展。在吸纳就业、发展区域经济、推进农村城镇化建设、构建和谐社会等方面发挥积极作用。

曾经三次当选全国人大代表的陈温福院士向全国人大提出建议:一是尽快将生物炭及生物炭基肥料纳入新型肥料目录,让更多农民了解生物炭、施用生物炭基肥料;二是组建国家生物炭工程技术中心,汇聚国内各方面力量,加强基础研究与技术创新;三是建设秸秆生物炭产业技术创新战略联盟,推进生物炭及生物炭基肥料产业的健康有序发展。

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