張寧寧，劉碩

（哈爾濱師范大學(xué)，黑龍江哈爾濱150000）

1 國(guó)內(nèi)外秸稈綜合利用方式

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，也是秸稈生產(chǎn)大國(guó)，秸稈是農(nóng)作物的副產(chǎn)品，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)資源，我國(guó)現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重大課題是加強(qiáng)農(nóng)作物秸桿還田和綜合利用及轉(zhuǎn)化增值。 黑龍江省是我國(guó)十三大糧食主產(chǎn)區(qū)之一，秸稈產(chǎn)量也居于前列。目前我國(guó)的秸稈利用主要有[1]秸稈發(fā)電、作飼料、還田、制酒精、制沼氣、制基質(zhì)、作為建材、輕工和紡織原料及編制工藝品等。

秸稈利用問(wèn)題國(guó)內(nèi)外都存在。丹麥?zhǔn)悄壳肮J(rèn)的秸稈利用最為成功的國(guó)家，澳大利亞的秸稈是奶牛的主要食物，日本秸稈的主要處理方式是還田和喂養(yǎng)家畜。

2 哈爾濱地區(qū)秸稈利用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

哈爾濱市是我國(guó)商品糧生產(chǎn)地之一，其緯度高，冬季寒冷漫長(zhǎng)，所以秸稈腐爛和發(fā)酵慢，秸稈還田并不是一個(gè)綜合利用的好辦法，一般處理方式是就地焚燒。哈爾濱市的秸稈主要來(lái)自于玉米、大豆、水稻等作物，查閱黑龍江統(tǒng)計(jì)年鑒計(jì)算得出2018年產(chǎn)生的秸稈量為1.15×1010kg。現(xiàn)階段哈爾濱市秸稈主要用于家畜飼料或生活燃料，還田[2]僅占少部分，其余被燃燒或廢棄。新的利用方式有能源化、飼料化、基料化和原料化，但高效綜合利用仍存在以下問(wèn)題：（1）收購(gòu)、存儲(chǔ)和運(yùn)輸成本高，難度大；（2）收購(gòu)價(jià)格過(guò)低，沒(méi)有吸引力，群眾對(duì)秸稈帶來(lái)的效益認(rèn)識(shí)不足；（3）配套機(jī)械不足，投資回報(bào)周期長(zhǎng)。

3 秸稈燃燒污染量分析

哈爾濱市種植的主要農(nóng)作物為玉米、大豆和水稻，查閱黑龍江統(tǒng)計(jì)年鑒計(jì)算得出2017年和2018年產(chǎn)生的秸稈量分別為1.14×1010kg 和1.15×1010kg。

研究表明，玉米和水稻的燃燒產(chǎn)物不同，但都含CO、CO2、NOX 和粉塵，煤炭燃燒產(chǎn)生的污染物有CO、CO2、SO2、NOX 和粉塵，所以這里將秸稈燃燒釋放的總熱值代換為可以釋放相同熱量的標(biāo)準(zhǔn)煤來(lái)進(jìn)行相關(guān)的經(jīng)濟(jì)效益分析。

為方便計(jì)算，將水稻和玉米秸稈燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的一氧化碳全部換算成二氧化碳來(lái)計(jì)算。據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，1 t 秸稈燃燒產(chǎn)生的能量相當(dāng)于0.5 t 標(biāo)準(zhǔn)煤，若2018年秸稈全部燃燒，要產(chǎn)生同量的熱值所需標(biāo)準(zhǔn)煤為5.75×106t。根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算可得，5.75×106t 標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒產(chǎn)生的二氧化碳為1.5×108kg，產(chǎn)生的氮氧化物為4.3×107kg，二氧化硫?yàn)?.9×107kg。但產(chǎn)生相同熱值所需燃燒秸稈產(chǎn)生的二氧化碳為2.37×1010kg，氮氧化物為3.86×107kg。

4 禁止燃燒前后空氣質(zhì)量對(duì)比分析

《哈爾濱市2018年秋—2019年春禁止秸稈露天焚燒工作方案》出臺(tái)后，實(shí)行全域禁止露天焚燒秸稈，重點(diǎn)禁燒階段為2018年9月15日—2018年12月10日和2019年3月10日。從相關(guān)空氣指標(biāo)來(lái)看，空氣質(zhì)量較禁燒前有明顯改善。

空氣質(zhì)量指數(shù)分級(jí)計(jì)算參考標(biāo)準(zhǔn)是GB 3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，參與評(píng)價(jià)的污染物為SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO 和O3等，對(duì)其進(jìn)行相關(guān)性分析可知，PM2.5，PM10，CO，NO2對(duì)空氣質(zhì)量的影響最為顯著。

玉米和水稻燃燒的PM2.5排放因子分別為1 082.8 mg/kg 和12 950 mg/kg[3]。PM10的秸稈焚燒排放因子為11 700 mg/kg[4]。

由于禁燒政策的實(shí)施，2018年11月空氣質(zhì)量有所提升，與空氣質(zhì)量相關(guān)性較強(qiáng)的指標(biāo)均有所好轉(zhuǎn)。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

秸稈燃燒產(chǎn)生的二氧化碳量遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)煤的量，為更方便的計(jì)算其經(jīng)濟(jì)效益，將燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生同樣數(shù)量二氧化碳時(shí)所需的標(biāo)準(zhǔn)煤的數(shù)量來(lái)計(jì)算，二氧化硫和氮氧化物的計(jì)算方法同理。中國(guó)工業(yè)行業(yè)平均二氧化碳影子價(jià)格[5]為5 480 元/t，若上述二氧化碳全部被捕捉且按照二氧化碳的平均影子價(jià)格處理，花費(fèi)為8 480×105元。

標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒產(chǎn)生的氣體污染物中除了二氧化碳，排在第二位的是二氧化硫，在此次折算中，二氧化硫的量為4.9×107kg，二氧化硫的治理成本[6]是3.3 元/kg，結(jié)合二氧化硫的排污收費(fèi)價(jià)格，其治理費(fèi)用為16.17×107元/kg，全部排放時(shí)需要繳納的金額是6.174×107元。二氧化硫的治理手段分為物理和化學(xué)兩種[7]，物理方法中包括干式吸附法、膜分離法和溶劑吸收法等，干式吸收法中會(huì)包含一些化學(xué)反應(yīng)。在眾多脫硫技術(shù)中應(yīng)用最多的是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)[8]。煙氣脫硫（FGD）技術(shù)種類繁多，根據(jù)產(chǎn)物能否資源化回收分為拋棄法和回收法，占比重較高的是回收法，約占85%以上[9]?；厥辗ㄔ跍p少二氧化硫?qū)Νh(huán)境污染的同時(shí)也帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

氮氧化物的量為4.3×107kg，結(jié)合氮氧化物的環(huán)境保護(hù)征收稅，排放4.3×107kg 的氮氧化物共需繳納4.52×107元。氮氧化物的減排分為燃燒中控制和燃燒后控制，這里討論燃燒后控制。常用的燃燒后控制技術(shù)有選擇性催化還原技術(shù)（SCR）和選擇性非氧化還原（SNCR），兩者相比較而言，SNCR 技術(shù)投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用比SCR 技術(shù)低，但達(dá)到超低排放控制要求會(huì)比較困難。

2018年哈爾濱市玉米和大豆產(chǎn)生的秸稈若全部燃燒大約需要繳納排污費(fèi)9.6×108元。日前，哈爾濱市呼蘭區(qū)正在建設(shè)總投資為14 億元、年產(chǎn)30 萬(wàn)t 纖維素乙醇的項(xiàng)目，目前有20 個(gè)原料庫(kù)已建成，每個(gè)庫(kù)可存儲(chǔ)2 萬(wàn)t 玉米秸稈。按當(dāng)年糧食價(jià)格及產(chǎn)量計(jì)算，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為117.229 億元。

按照2018年哈爾濱市民用天然氣價(jià)格計(jì)算，華潤(rùn)集團(tuán)僅靠產(chǎn)生的天然氣可獲利1 120 萬(wàn)元，按照0.68 元/kW·h 來(lái)計(jì)算，收益為1 088 萬(wàn)元。預(yù)計(jì)建成后靠產(chǎn)天然氣和發(fā)電每年可獲利2 208 萬(wàn)元。

哈爾濱市其他地區(qū)針對(duì)秸稈問(wèn)題也采取了相應(yīng)的措施，且市財(cái)政局爭(zhēng)取上級(jí)財(cái)政2018年秸稈綜合利用補(bǔ)貼資金2.78 億元，全市整體秸稈綜合利用補(bǔ)貼資金達(dá)3.48 億元。這些生物質(zhì)項(xiàng)目的總投資為139.1 億元，年收益為540.274 8 億元。

秸稈生物質(zhì)處理帶來(lái)的收益遠(yuǎn)高于投資，約為投資的4 倍。

表1數(shù)據(jù)顯示了秸稈生物質(zhì)處理的優(yōu)勢(shì)，生物質(zhì)處理效益高，污染少。由于查閱資料有限，此處計(jì)算未將項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)的人力成本和后期維修成本計(jì)入。

表1 秸稈燃燒和生物質(zhì)處理收益對(duì)比表

假設(shè)這些項(xiàng)目同時(shí)運(yùn)營(yíng)，年凈收益為401.174 8 億元。若二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的非生物質(zhì)處理設(shè)施同時(shí)啟用，且按照最低排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)排放，不僅技術(shù)要求難以達(dá)到，設(shè)備的運(yùn)行和折舊成本也較高。

6 總結(jié)

經(jīng)可查閱到的數(shù)據(jù)對(duì)比可得，秸稈經(jīng)生物質(zhì)利用帶來(lái)的效益遠(yuǎn)高于設(shè)備的運(yùn)營(yíng)和投資的成本，污染氣體排放后經(jīng)專業(yè)處理技術(shù)和設(shè)備投資效益較低，而且會(huì)帶來(lái)不同程度的二次污染。秸稈經(jīng)生物質(zhì)處理后，資源轉(zhuǎn)化率在90%以上，在帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也使環(huán)境質(zhì)量有較大提升。經(jīng)上述計(jì)算得，生物質(zhì)利用帶來(lái)的效益約為直接燃燒所需繳納費(fèi)用的400 多倍，技術(shù)相對(duì)成熟，就經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展來(lái)說(shuō)，秸稈的生物質(zhì)利用是首選。