秸秆综合利用项目背景和需求分析（技术方案）

秸秆综合利用项目背景和需求分析

目录

第一节项目背景..................................................................2

一、秸秆综合利用背景......................................................2

(一)政府加大推进秸秆科学研究的力度.................................4

(二)政府加大政策和资金支持力度.....................................5

(三)政府加大宣传力度...............................................5

二、秸秆综合利用的重要性..................................................6

(一)秸秆综合利用是缓解资源约束的重要补充...........................6

(二)秸秆综合利用是减轻环境压力的有效手段...........................7

(三)秸秆综合利用是促进农民增收的有效途径...........................8

三、秸秆焚烧的危害性......................................................9

(一)焚烧秸秆的危害.................................................9

(二)焚烧秸秆的原因及相关建议......................................11

四、秸秆的综合利用前景...................................................12

(一)秸秆还田......................................................12

(二)秸秆饲料......................................................15

(三)秸秆燃气......................................................17

(四)秸秆直燃发电..................................................18

五、秸秆利用环保意义.....................................................21

(一)专注农业特点拓展秸秆利用......................................22

(二)秸秆炭化还田绿色节能环保......................................23

(三)资源循环利用实现综合开发......................................25

第二节需求分析.................................................................26

一、项目目标.............................................................26

二、服务原则.............................................................26

(一)多元利用，农用为主............................................26

(二)市场运作，政府扶持............................................26

(三)突出重点，机艺融合............................................27

三、服务内容.............................................................27

(一)实施内容及区域................................................27

(二)作业要求......................................................27

四、服务对象.............................................................28

五、服务要求.............................................................28

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第一节项目背景

一、秸秆综合利用背景

从国外情况看，特别是在发达国家，通过科技进步与创

新，为农作物秸秆的综合开发利用找到了多种用途，除传统

的将秸秆粉碎还田作有机肥料外，还走出了秸秆饲料、秸秆

汽化、秸秆发电、秸秆乙醇、秸秆建材等新路子，大大提高

了秸秆的利用值和利用率，值得我们借鉴。如北美以耕种玉

米、小麦为主，每年产生大量的秸秆。在加拿大的农业区，

当玉米成熟时，人们就用玉米收割机一边收割一边把玉米秆

切碎，切碎的玉米秆作为肥料返到田里。

在美国，有24个农业州，每年能收集大约4500万吨秸

秆，被用作饲料，或者用来盖房，将整捆的秸秆高强度挤压

后填充新房的墙壁；此外，美国还积极推动再生能源事业，

把秸秆作为新兴的替代燃料特别是生物燃料，从中提取乙醇

进行开发利用，使秸秆综合回收利用有了新发展。当然，这

些活动得到了政府补贴等政策的鼓励与支持。在欧洲，则开

创了秸秆发电的新途径。丹麦是世界上首先用秸秆发电的国

家，农民将秸秆卖给电厂发电，满足上万户居民的用电和供

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热需求，电厂降低了原料成本，居民获得了实惠的电价，而

秸秆燃烧后的草木灰又无偿地还给农民作了肥料，从而形成

了一个工业与农业相衔接的循环经济圈。

在日本，人们主要是把秸秆翻入土层中还田用作肥料，

也把秸秆用作粗饲料喂养家畜；此外，对部分难以处理的秸

秆，则通过专门组织、采取统一地点和时间进行就地焚烧。

日本也在积极挖掘秸秆的燃料转化潜力，已研制出从秸秆所

含纤维素中提取酒精燃料的技术，向着秸秆的科学化、实用

化迈出了新步伐。

从国内看，情况仍然不能令人乐观。秸秆还田要影响作

物生长，秸秆焚烧污染大气环境，综合开发利用又面临着技

术不成熟、投资比较大、效果比较差的窘境。农民急于焚烧，

而政府急于封堵，二者就打起了游击战。实际上，秸秆综合

开发的前景非常好。有学者算过一笔账：如果我们能将秸秆

在农村就地变为国家急需的工业原料，实现产业化，吸纳农

村劳动力，将给农民带来可观的收入(0.5吨秸秆/亩，增收

150元/亩)。可以设想：如果能转化我国每年7亿多吨秸秆

的50%,将是一个巨大的新兴产业；如果能创建以秸秆为原

料的新型生态工业，实行种植业、养殖业、农副产品加工业、

秸秆生态工业四业相结合的高级阶段生态农业的生产模式，

则农用生物柴油燃料、寡糖植保素生物农药、秸秆有机肥、

秸秆生物饲料等都是秸秆转化的产物，有望形成比传统“石

油农业"劳动生产率更高、可持续发展的新型农业，这种前

景十分诱人。

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在实践中，我国也有不少地方积极探索，创造性地采用

了许多有益的经验和办法。如利用秸秆造纸；或者利用秸秆

生产无甲醛系列秸板，广泛用作高档家具、高档包装、高档

建筑材料以及高档音箱等基材，既能增加农民收入，还能出

口增加外汇收入，使秸秆资源转化为经济优势；鼓励农民扩

大养殖规模，使秸秆成为牛羊的粗饲料；可喜的是，一些地

方已经利用秸秆汽化原理和技术，在农村推行秸秆沼气工程，

这是十分有意义的事情。但是，由于秸秆利用的具体工艺还

不完善，政策和资金投入不足，市场运作力度还很不够，秸

秆加工设备以及相关加工设施有限，秸秆使用技术比较低下，

秸秆综合利用的效率和效益有待提高，所以出现了当前的两

难困境。

以上情况表明，秸秆焚烧与秸秆多少没有关系，而与秸

秆综合利用率低下有直接关系，因此必须解决秸秆综合利用

的问题。但如何提高，却不是农民自身可以解决的，必须采

取多管齐下的措施与办法。首先要明确的是，秸秆问题必须

通过市场化的途径加以解决，即要以市场化的理念来认识秸

秆的资源价值，看待其发展前景，要以企业化的制度来推进

秸秆的综合利用，拓宽其开发利用的途径。其次要明确和突

出政府对秸秆综合利用的主要责任。

(一)政府加大推进秸秆科学研究的力度

我国已经开始了秸秆研究，如国家“973”项目就是瞄

准“秸秆组分分离、分级定向转化”的前沿问题，采用秸秆

组分分离一纤维素酶解发酵与热化学转化的有机整合的研究

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主线进行研究，目的是为具有独立知识产权的秸秆高值化技

术提供科学基础，促进我国秸秆生态产业链的发展。但是，

由于尚未建立比较完善的具有秸秆特性的转化过程理论和

技术体系，所以在适用技术及其推广方面还不成熟。因此，

必须改变现行的秸秆利用技术效率较低、经济效益差、投入

产出不合算的状况。

(二)政府加大政策和资金支持力度

这些年，我国各地政府在秸秆开发利用方面也采取了一

些措施，取得了一些成效，但由于支持力度不够，财政补贴、

税收减免等政策和措施没有跟上去，公共服务不到位，民间

投资也不到位，使加工设备、基础处理设施配套不足的状况

长期延续，秸秆综合利用严重滞后。

(三)政府加大宣传力度

政府也必须同时加大宣传和服务工作的力度，充分调动

广大农民的积极性，为秸秆综合利用做好各项准备工作。最

后还要明确农民和农村集体组织在秸秆综合利用中的任务

和责任，不仅要做好宣传，而且要做好相关的管理工作。我

们相信，通过政府、企业、农村集体组织和农民的共同努力，

建立起秸秆综合开发利用的长效机制，一定能够推动农村走

出一条经济、社会和生态协调发展的新路子。

四部委要求通过推动产业化发展拓宽秸秆利用渠道，推

行秸秆机械化还田作业和留茬高度等标准，促进秸秆就地还

田或应收尽收；积极扶持秸秆收储运服务组织发展，建立规

范的秸秆储存场所，促进秸秆后续利用；支持秸秆代木、纤

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维原料、清洁制浆、生物质能、商品有机肥等新技术的产业

化发展，完善配套产业及下游产品开发，延伸秸秆综合利用

产业链。

对于秸秆禁烧，四部委要求各地强化卫星遥感、无人机

等应用，提高秸秆焚烧火点监测的效率和水平；健全秸秆资

源评估、综合利用和焚烧监测的统计、评价体系；逐步建立

以过火面积、焚烧量和综合利用量为核心的秸秆禁烧工作评

价、考核方法和奖惩机制。

二、秸秆综合利用的重要性

我国是农业大国，农作物秸秆(以下简称：秸秆)产量

大、分布广、种类多，长期以来一直是农民生活和农业发展

的宝贵资源。近日，召开的中央农村工作会议指出，在强农

惠农富农政策支持下，全国粮食生产已实现“八连增”。随

着农业连年丰收，秸秆产生量也逐年增多。据调查统计，2010

年秸秆可收集量约为7亿吨，其中十三个粮食主产区约为5

亿吨，约占全国总量的73%。随着农业生产方式转变和农村

生活条件改善，秸秆随意抛弃、焚烧现象严重，带来一系列

环境问题。加快推进秸秆综合利用，有利于缓解资源约束，

减轻环境压力，对于解决秸秆违规焚烧问题，稳定农业生态

平衡都具有十分重要的意义。

(一)秸秆综合利用是缓解资源约束的重要补充

一是秸秆作为优质的生物质能可部分替代和节约化石

能源，减少对化石能源的依赖。按热值测算，2吨秸秆相当

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于1吨标准煤，开发利用秸秆能源，可有效增加农村地区能

源供应，改善能源结构，减少二氧化碳排放。

二是秸秆含有丰富的有机质、氮磷钾和微量元素，是一

种具有多用途和可再生的生物资源，也是农业生产重要的有

机肥源。据测算，7亿吨秸秆中含氮350万吨、磷80万吨、

钾800万吨，相当于2010年全国化肥施用总量的五分之一

左右。

三是秸秆纤维是一种天然纤维素纤维，生物降解性好，

可替代木材用于造纸、生产板材、制作工艺品、生产活性炭

等，节约大量木材，保护宝贵的森林资源。

四是秸秆含有丰富的营养物质，4吨秸秆的营养价值相

当于1吨粮食，可为畜牧业持续发展提供物质保障。

(二)秸秆综合利用是减轻环境压力的有效手段

长期以来，秸秆一直是我国农民生活的基本燃料和农业

生产的物质资料。随着农民生活水平的提高，不再使用秸秆

作为家用燃料，而选用商品能源等，传统的秸秆利用途径发

生了历史性的转变。秸秆出现季节性、地区性、结构性过剩，

大量秸秆得不到收集利用，每逢农忙期间，秸秆遍地焚烧现

象依然严重，屡禁不止。秸秆违规焚烧，不仅浪费了宝贵的

资源，而且严重污染大气环境，威胁交通运输安全，影响城

乡居民生活。

特别是XXXX年XX月份，有关媒体报道的“江浙一些地

区焚烧秸秆致多人死伤",对人民群众生命安全造成严重危

害。通过秸秆综合利用，可有效地改善农村公共卫生环境，

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有助于整治农村环境脏乱差的局面，提高农村生活质量，促

进社会主义新农村建设。

(三)秸秆综合利用是促进农民增收的有效途径

随着科学技术的不断发展，秸秆的利用从农业、农村的

原始利用扩展到工业化的多元深加工利用。秸秆综合利用有

着较好的市场前景。秸秆收集、储存、运输、加工可为农民

提供大量的就业机会，增加农民收入。按照目前的市场测算，

1吨秸秆的价格在200元到250元，秸秆综合利用率若增加

10%,即消化7000万吨秸秆，可直接为农民至少增收140亿

元。建设一条年产5万立方米的秸秆人造板生产线可消纳秸

秆6.5万吨，直接提供200个就业岗位，同时可以带动周边

秸秆收集、运输、储存等服务业发展，间接增加就业岗位400

个。发展秸秆综合利用，既可有效解决农村剩余劳动力就业

问题，又可提高农民收入水平。

总之，加快推进秸秆综合利用，对于缓解资源约束，减

轻环境压力，发展循环经济，促进农民增收，应对气候变化

等都具有十分重要的意义，是农业领域落实科学发展观的具

体体现，利国利民。要充分认识加强秸秆综合利用工作的重

要性和必要性，增强责任感和使命感，通过制定秸秆综合利

用实施方案，深入研究和完善鼓励秸秆综合利用的配套政策

措施，建设秸秆综合利用的重点工程，组织实施试点示范，

建立秸秆收集体系，促进秸秆综合利用的产业化、商品化发

展。

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三、秸秆焚烧的危害性

秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、

水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获

籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在

于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一

种具有多用途的可再生的生物资源，秸秆也是一种粗饲料。

特点是粗纤维含量高(30%-40%),并含有木质素等。木质素

虽不能为猪、鸡所利用，但却能被反刍动物牛、羊等牲畜吸

收和利用。

人们现在对秸秆处理方式最直接的印象就是在田里大

量焚烧，这种现象在我国东部表现得尤为突出。每年夏收、

秋收之后，田野里火光冲天，浓烟笼罩，有时滚滚浓烟几乎

使人窒息，由于焚烧秸秆而造成的机场停运、高速公路封闭

的情况时有发生，损失难以计数。据统计，我国现有的15

亿亩耕地，农作物秸秆年产出量达6亿吨之多，其中稻草1.8

亿吨，玉米2.2亿吨，小麦1.1亿吨，还有甘薯蔓、油菜秸、

大豆秸、甘蔗梢、高粱秸、花生秧及壳等产出的秸秆量都超

过千万吨，而每年其中80%约5亿吨的秸秆都被烧掉了，简

直成了一大社会公害。为了解决这一问题，农业部等国家六

部委于今年四月联合发文，要求加强秸秆的综合利用和禁烧，

如何开发利用秸秆已经成为当代农业发展的重大课题之一。

(一)焚烧秸秆的危害

1.污染空气环境，危害人体健康

有数据表明，焚烧秸秆时，大气中二氧化硫、二氧化氮、

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可吸入颗粒物三项污染指数达到高峰值，其中二氧化硫的浓

度比平时高出1倍，二氧化氮、可吸入颗粒物的浓度比平时

高出3倍，相当于日均浓度的五级水平。当可吸入颗粒物浓

度达到一定程度时，对人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部

分刺激较大，轻则造成咳嗽、胸闷、流泪，严重时可能导致

支气管炎发生。

2.引发火灾，威胁群众的生命财产安全

秸秆焚烧，极易引燃周围的易燃物，尤其是在村庄附近，

一旦引发火灾，后果将不堪设想。

3.引发交通事故，影响道路交通和航空安全

露天焚烧秸秆带来的一个最突出的问题就是焚烧过程

中产生滚滚浓烟，直接影响民航、铁路、高速公路的正常运

营，对交通安全构成潜在威胁。机场每逢农作物收割季节都

深受秸秆露天焚烧的危害，有时机场能见度低于400米，严

重影响机场航班正常起飞和降落，航空公司及旅客对此反映

强烈，一旦导致事故，将造成极为不良的社会影响。

4.破坏土壤结构，造成耕地质量下降

影响作物对土壤养分的充分吸收，直接影响农田作物的

产量和质量，影响农业收益。在农田焚烧稻草秆焚烧秸秆使

地面温度急剧升高，能直接烧死、烫死土壤中的有益微生物，

会使土壤的自然肥力和保水性能大大下降，土壤水分损失65%

-80%,板结不耐旱。

5.焚烧秸秆所形成的滚滚烟雾、片片焦土，对一个地区

的环境形象是最大的破坏。

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(二)焚烧秸秆的原因及相关建议

1.原因

(1)秸秆没有更好的出处

如没有推广秸杆气化、缺少秸杆粉碎还田的技术和设备、

秸杆的工业利用缺少政府的政策性引导和扶持等。现在秸秆

的利用价效率和利用价值相对较低，农民觉得拉回来以后也

挣不了多少钱，所以干脆烧掉还田。

(2)行政手段力度不够，农业和环保职能部门职责不

清，管理不到位。

(3)缺少相关法律法规的严厉约束。

(4)目前农村家庭主要劳动力多在外打工，家里的老

人妇女和儿童没有足够的体力对秸杆进行处理，许多村民对

焚烧秸秆的危害性认识还不够。

2.相关建议

(1)尽快制定地方条例，严禁焚烧秸杆。就像对城市

禁放烟花爆竹一样对农村实行禁焚，同时明确界定政府管理

部门，避免部门之间相互推诿。

(2)大力推广秸杆气化站的建设。秸杆气化既清洁又

保护了环境，相关部门还应组织专家对已建气化站进行技术

指导和跟踪服务。

(3)加强秸杆还田作业的服务体系建设。应将秸杆还

田作业列入农村的考核指标，在财政上予以适当补贴。

(4)制定稻麦秸杆工业利用的引导和扶持政策，比如

从税收优惠到财政补贴等方面给予扶持。

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总之，严禁稻麦秸杆焚烧是一件利国利民的大事，应从

实行地方条例和明确部门职责，推广秸杆气化、还田技术，

制定相关产业政策"三方面"着手，整体推进，方可还群众

明朗的天。

四、秸秆的综合利用前景

秸秆是一种很好的清洁可再生能源，每两吨秸秆的热值

就相当于一吨标准煤，而且其平均含硫量只有3.8‰,而煤

的平均含硫量约达1%。在生物质的再生利用过程中，排放

的CO²与生物质再生时吸收的CO²;达到碳平衡，具有CO²

零排放的作用，市场前景非常广阔。

(一)秸秆还田

农作物秸秆还田技术主要是机械化秸秆粉碎直接还田

技术，它是以机械的方式将田间的农作物秸秆直接粉碎并抛

洒于地表，随即耕翻入土，使之腐烂分解，从而培肥地力，

实现农业增产增收。机械化秸秆还田技术具有显著的经济效

益和社会效益。

1.秸秆还田技术的优点

(1)增加土壤有机质，增肥地力

秸秆中含有氮、磷、钾、镁、钙及硫等元素，这些正是

农作物生长所必需的营养无素。据测定，秸秆中有机质含量

平均为15%左右，如按每公顷还田秸秆15t计算，则可增加

有机质2250kg/hm2。据有关资料统计，目前我国每年生产秸

秆6亿t,其中含氮300多万t,含磷70多万t,含钾700多

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万t,相当于我国目前化肥施用总量的四分之一以上。可见

农作物秸秆是一笔巨大的财富，付之一炬真是资源的极大浪

费。

(2)改善土壤环境，改造中低产田

秸秆中含有大量的能源物质，还田后生物激增，土壤生

物活性强度提高，接触酶活性可增加47%。随着微生物繁殖

力的增强，生物固氮增加，碱性降低，促进了土壤的酸碱平

衡，养分结构趋于合理。此外，秸秆还田可使土壤容量降低，

土质疏松，通气性提高，犁耕比阻减小，土壤结构明显改善。

(3)形成有机质覆盖，抗旱保墒

秸秆还田可形成地面覆盖，具有抑制土壤水分蒸发，储

存降水和提高地温等诸多优点。据测定，连续六年秸秆直接

还田，土壤的保水、透气和保温能力增强，吸水率提高10

倍，地温提高1～2°。亩玉米秸秆还田后相当于增施硝氨35kg、

磷肥375kg、磷酸钾307.5kg,若连续三年秸秆还田可使小麦、

玉米平均增产10%～20%。

(4)降低病虫害的发生率

由于根茬粉碎疏松和搅动表土，能改变土壤的理化性能，

破坏玉米螟虫及其它地下害虫的寄生环境，故能大大减轻虫

害，一般可使玉米螟虫的危害程度下降30%。

(5)省工增产、争抢农时

一般情况下，机械化秸秆还田的作业成本仅为人工还田

的四分之一，而工效可比人工还田得高40～120倍，还可增

产增收。因此，机械化秸秆还田是大面积实现以地养地、建

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立高产稳产农田的有效途径。

(6)优化环境、防治污染

机械化秸秆还田使秸秆中的有机质得到充分的利用，避

免了长期以来农民大量焚烧秸秆而造成的环境污染，有利于

生态农业和环保农业的发展。因此，农作物秸秆还田技术作

为环保农业的一项重要技术，是目前国家重点推广实施的农

业新技术这一。

秸秆还田具有良好的经济效益和社会效益，但目前我国

的大部分地区没有采用有效的还田措施，致使耕地连年种植

不得休闲，土壤养分得不到及时补充，有机质含量逐年下降，

农业生产始终处于种大于养、产大于投的掠夺式经营状态。

由于化肥的施用量占用肥总量的比例过大，土壤有机质没有

得到及时补充，造成土壤板结地力衰退，农作物营养不良和

病虫害多的严重后果，因此秸秆还田技术具有很大的发展力

和广阔的推广应用前景。

2.秸秆还田技术的缺点

尽管秸秆还田具有较好的经济技术和社会效益及广阔

的推广应用前景，但仍存在一些不容忽视的问题，如还田后

的秸秆不易腐烂，影响下茬播种质量；有些农民对秸秆还田

的重要性认识不足，没有长期效益观念；秸秆还田机具价格

偏高、利用率低等，使推广该项技术存在一定的难度。

(1)加大宣传力度，提高农民认识

转变农民思想观念，纠正长期单纯依赖化肥的思想，帮

助他们树立环保意识，改变落后习惯，逐步建立用地养地相

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结合的良性循环机制。让农民真正认识到机械秸秆还田带来

的好处，提高广大农民开展机械化秸秆还田的自觉性。

(2)加强领导，增加力度

采用强有力的行政和法律措施，对焚烧秸秆现象进行严

肃处理。各级政府要把推广秸秆还田纳入当地经济发展的总

体规划，把秸秆还田、培肥地力提高到发展质量效益型农业

和绿色农业的高度来抓，为大力推广机械化秸秆还田技术，

创造良好的社会环境。

(3)加大投入，优化机制

农机部门要积极争取政府大力支持。加大行政推动力度，

疏堵结合，以堵促疏。建立以国家为导向，农民和农村集体

投资为主体的多层次、多形式、多元化的投资新机制。采取

小麦联合收割机、脱粒机、玉米铁茬播种机的发展模式，鼓

励个人投资购机，协调有机户为无机户服务，开展跨区作业，

这样既节省了大量资金，又大大提高了机械的利用率。

(4)选准机型，加快推广

组织科研和生产等部门联合进行技术攻关，搞好机械的

对比试验和选型定型，不断反馈信息，加强机型的研制改进，

加快适销对路秸秆还田机的推广应用。

(5)改革耕作制度

推广少、免耕技术，使秸秆还田技术成为少、免耕技术

的一个组成部分，建立良性发展的农业耕作制度，满足我国

农业持续发展的需要。

(二)秸秆饲料

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秸秆的自然密度通常为每立方米30～50公斤，如此“蓬

蓬松松"的原料很不利于运输和储存，影响其深加工或二次

开发利用。因此对秸秆首先进行就地高密度压缩是解决秸秆

综合利用“瓶颈”的关键，只有将秸秆高密度压缩了，才能

为下一步的开发利用及流通创造有利条件。

近几年，国内部分研究机构与农场协作攻关，采用机械

手段对秸秆进行了不同程度的压缩试验，结果表明作为秸秆

压缩饲料不但营养水平有所提高，而且还方便了流通。河北

省"鹿泉秸秆开发实验场”从1998年起率先承担了“秸秆

综合利用"河北省科研攻关课题，以玉米等秸秆为原料，经

高压高温压缩成块状饲料，使秸秆压缩到每立方米0.8～1吨

的高密度，不仅便于储运，灭菌灭虫，长期保存不变质，而

且不易燃烧，营养水平比原来有所提高，保持反刍动物对粗

纤维的要求。

我国是一个农牧业大国，同发达国家相比，畜牧业的比

例偏低。随着人民生活水平的提高，膳食结构将向奶、肉、

蛋倾斜，这就对畜牧养殖业提出了更大的要求，而畜牧业的

大发展就需要有丰富的饲料资源。面对草原退化沙化严重、

牧草供应不足、树叶资源难以采集利用的矛盾，以秸秆为主

的畜牧粗饲料开发潜力是巨大的。牛羊等反刍动物对秸秆等

粗饲料必吃，以牛为例，按2001年统计，全国牛存栏量为

1.5亿头，年需粗饲料4.5亿吨，特别是对规模化、集约化养

殖的粗饲料供应缺口很大。在秸秆开发利用领域里，每年有

3亿～5亿吨的闲置资源；就市场来讲，存在着百亿元的商

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机，秸秆综合利用大有可为。

据测算，每一万吨秸秆压缩饲料用于养殖业，可供

3000～4000头牛粗饲料一年的食用，肉牛可增重增收15%,

奶牛可增产增收16%,乳脂率也提高0.2%。与此同时，这

些饲料绝大部分将形成粪便，一方面可用于制作沼气，另一

方面形成的约一万吨有机肥可替代化肥，成为发展生态农业

一个重要的产业链，实践证明秸秆是最广阔、最丰富、最廉

价、品质较好的粗饲料资源，加快以秸秆为原料的粗饲料工

业化生产和现代化的流通已迫在眉睫。

(三)秸秆燃气

秸秆燃气，是利用生物质通过密闭缺氧，采用于溜热解

法及热化学氧化法后产生的一种可燃气体，这种气体是一种

混合燃气，含有一氧化碳、氢气、甲烷等，亦称生物质气。

1.技术原理

植物生物质(包括据木、木柴，野草，松针树叶，作物

秸秆，牛羊畜粪，食用菌渣)中的碳元素质量分数约为40%,

其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等元素。植物秸秆

的有机成分以纤维素，半纤维素为主，质量分数为50%。这

些生物质原料，在缺氧条件下加热，使之发生复杂的热化学

反应的能量转化过程。此过程实质是植质中的碳、氢、氧等

元素的原子，在反应条件下按照化学键的成键原理，变成一

氧化碳、甲烷、氢气等，可燃性气体的分子。这样植物生物

质中的大部分能量就转移到这些气体中。

2.秸秆燃气生产技术发展方向

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用生物质替代煤，天然气和重油等化石燃烧来制备合成

为甲醇，汽油，或柴油等液体燃料而用于交通工具，这样即

可以满足人类对液体燃料日益增长的需求，同时又可有效减

轻由于大量使用化石燃料给环境带来的污染。

3.秸秆燃气的开发前景

植物生物质能源是一个巨大的太阳能仓库，是重要的

"绿色能源"之一，可以讲开发利用植物生物质能源，就是

开发利用太阳能。植物生物质能源可以再生，取之不尽，用

之不竭。因此，根据我国国情和当今国际社会"新思维、新

料学、新技术"的发展态势，发展的植物生物质为原料的绿

色能源转化技术，符合本世纪发展的主题——社会可持续发

展。

(四)秸秆直燃发电

秸秆发电是秸秆优化利用的最主要形式之一。随着《可

再生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行

办法》等的出台，秸秆发电备受关注，目前秸秆发电呈快速

增长趋势。各级政府在招商引资中也都把秸秆发电作为一个

重头戏，秸秆发电概念在资本市场也开始活跃。秸秆发电利

国利民，受到越来越多的人关注。

1.目前我国秸秆直燃发电的基本情况

据介绍，目前用于直燃发电的秸秆主要有三类，第一类

为黄色秸秆，主要是玉米秸秆、小麦秸秆、稻草等草木类农

作物秸秆，具有体积大、重量轻、密度小等特点，为满足锅

炉燃烧发热量，保证单位时间内的上料量，需要打捆至规定

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的体积和重量后输送至炉膛内燃烧；还有一类为灰色秸秆，

主要是棉花秸秆、大豆秸秆、树枝、木材下脚料等密度较大

的木本类植物，需破碎加工后输送至炉膛内燃烧；第三类是

为提高燃烧值压缩为一定体积的颗粒的秸秆。在加工处理上，

黄色秸秆的操作难度最大。

"一方面，农业产出物中有51%是废弃物，也就是我们

通常所说的秸秆，长期以来得不到充分利用；另一方面，我

国目前大豆、玉米、水稻、小麦等主要粮食都还需要进口，

国家发改委已经明令不允许用粮食作为生物质的原料。这样

我们就开始在秸秆身上动脑筋，如果能够把它充分利用起来，

几乎相当于再造了一个农业。”专家如是评价。

秸秆发电是近一两年刚刚起步的新兴产业，目前国际上

在秸秆发电方面做得最好的是煤炭资源比较缺乏的北欧国

家，其中又以芬兰尤为突出，而丹麦生物质能燃烧提供的能

源占到总能源的20%以上，瑞典占到15%。我国在国际上

也处于领先水平，直追北欧，但是北欧国家主要是利用速生

林切割成木片发电，与我国主要利用农业废弃物的国情有很

大差距，因此我国不得不在完全陌生的领域搞自主研发，生

物链和技术链方面难度都很大。

我国在完全燃烧以及废弃物处理方面的技术都比较成

熟了，但是把秸秆从田间地头运输到工厂车间，看似容易的

储运、打包以及预加工过程，却对农业机械提出了很高的要

求。在凸凹不平的田间作业的叉车不仅要求具有较大的提升

力，还要适应由于土壤的不同形成的各种工况。此外，原来

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的收割机直接将秸秆粉碎覆盖在土地上，而现在需要将秸秆

收集起来，这样不仅收割机，就连播种机都要随之变化，过

去广泛使用的“免耕覆盖播种机”也要适当调整。可以说，

利用秸秆发电带来的是一次机械领域，乃至农业生产方式的

大变革。同时不同地域、不同作物对机械的要求也是不同的，

拖拉机的马力也需要相应变化。比如玉米的打包机就是一个

空白和难点，但我国目前已经基本研制成功。

另外，电力设计院设计的物流系统与秸秆运输与前处理

等的要求也仍然有待磨合。

2.秸秆发电价值

据我国首家投资建设秸秆发电厂的国能生物有限公司

的相关负责人介绍，目前大概1公斤秸秆可以发1度电，1

吨秸秆的收购价格在200元左右，发出的“秸秆电”电价比

煤电标准电价上浮0.25元，作为绿色环保项目，这样的成绩

还是令人欣慰的。

专家称，秸秆的价格最高可以达到粮食价格的一半左右，

如果所有秸秆都能够被收购，那么农民可以增收约50%。"很

多地方农民都自发地组织了农民协会、合作组等，甚至通过

一些简单的机械手工给秸秆打捆。只要有市场，农民的积极

性还是很高的。”

3.秸秆发电对环境的影响

作为农民的生活用能，秸秆燃烧效率只有约15%,而生

物质直燃发电锅炉可以将热效率提高到90%以上，大大降低

了废弃物的排放。由于燃料是农作物秸秆，生物质发电不仅

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可提供清洁能源，而且能变废为宝。

据了解，我国可开发的生物质能资源总量近期每年约为

5亿吨标准煤，远期每年约为10亿吨标准煤。若综合考虑进

荒山、荒坡种植各种能源林，远期的生物质能资源每年可接

近15亿吨标准煤。如果我国生物质能利用量达到5亿吨标

准煤，就可解决目前全国能源消费量的20%左右，每年可减

少排放二氧化碳的碳量近3.5亿吨，减少二氧化硫、氮氧化

物、烟尘排放量近2500万吨。

除此以外，目前秸秆的综合利用还延伸到了无限广阔的

领域。据介绍，秸秆可以单独或者与畜禽粪便混合发酵制沼

气，还可以与燃煤混合压缩成颗粒燃料"绿色煤"。近来，

将秸秆和添加剂混合制成了生物基材料，可用于制作无毒害

的家具、装饰板、花盆、全降解一次性餐具、全降解地膜等

等。用秸秆制造液体燃料这项技术在国内外都刚刚成熟，美

国已经进入了“中试”阶段，也就是基本可以运用，但还没

有推广。我国也投入了大量的精力，可以说是我们在秸秆利

用方面追求的战略重点。

但总的来说，秸秆的综合利用仍旧存在着成本高，经济

上不划算，技术上不易掌握，不适合工厂化大规模推广与生

产等问题。因此，仍然有许多地方需要我们继续努力。

五、秸秆利用环保意义

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

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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。

(一)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，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。

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

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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SCl(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。

(二)秸秆炭化还田绿色节能环保

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。

生物炭缓释效果好，兼具改土、保墒、增温作用。常规

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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。

秸秆肥料化在生产过程中产生的可燃性气体可以全部

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

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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。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。

(三)资源循环利用实现综合开发

秸秆回收再利用，除了环保意义外，所生产的炭基肥