黑龍江省農(nóng)作物秸稈資源化工程發(fā)展方略研究.pdf_第1頁(yè)
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1、目前,我國(guó)農(nóng)作物秸稈廢棄田間、大面積秸稈露天焚燒的現(xiàn)象逐年增加。此做法不但是對(duì)生物質(zhì)資源的浪費(fèi),而且還破壞了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活環(huán)境,并已成為我國(guó)多地空氣污染的重要源頭之一。農(nóng)作物秸稈資源化工程,是改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)民收入和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。黑龍江省是我國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)基地,農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量大、分布廣但利用率低,對(duì)其農(nóng)作物秸稈的充分利用是全國(guó)秸稈綜合利用工程推廣的重要參考和動(dòng)力源泉。以黑龍江省為研究對(duì)象,從其發(fā)展農(nóng)作物秸稈

2、資源化工程的原料收儲(chǔ)運(yùn)模式、技術(shù)工藝綜合效益、秸稈收集的經(jīng)濟(jì)半徑和環(huán)境半徑四個(gè)方面進(jìn)行了分析。
  農(nóng)作物秸稈資源化在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還可減少農(nóng)業(yè)垃圾并解決環(huán)境問(wèn)題。因此,經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益的考量對(duì)于農(nóng)作物秸稈資源化工程的發(fā)展同樣重要。采用能值評(píng)價(jià)法,對(duì)黑龍江省農(nóng)作物秸稈收儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展?jié)撃苓M(jìn)行綜合分析。發(fā)現(xiàn):1)秸稈人工收集和三種機(jī)械收集方式,都具有很好的環(huán)境效益和可持續(xù)發(fā)展?jié)撃埽浣?jīng)濟(jì)效益從高到低依次為

3、:人工收集>機(jī)械收集 a>機(jī)械收集 b>機(jī)械收集 c,即人工收集系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益最佳;機(jī)械收集系統(tǒng)中,c的經(jīng)濟(jì)效益最低。2)三種秸稈儲(chǔ)藏模式的經(jīng)濟(jì)效益由高到低依次為:處理廠-倉(cāng)庫(kù)>存儲(chǔ)站-露天>存儲(chǔ)站-倉(cāng)庫(kù)模式,處理廠-倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)模式的經(jīng)濟(jì)效益最高,建立中間存儲(chǔ)站的存儲(chǔ)模式與處理廠直接存儲(chǔ)相比經(jīng)濟(jì)效益低。3)在60km運(yùn)輸距離內(nèi),捆稈運(yùn)輸?shù)木C合效益優(yōu)于散稈;散稈運(yùn)輸距離在12.5km以內(nèi)、捆稈在40km以內(nèi)時(shí),拖拉機(jī)運(yùn)輸?shù)木C合效益較高,超出

4、以上范圍時(shí),采用卡車運(yùn)輸?shù)木C合效益高。
  采用能值法,選取了經(jīng)濟(jì)(凈能值產(chǎn)出率 EYR)、環(huán)境(環(huán)境負(fù)載率 ELR)和可持續(xù)發(fā)展?jié)撃?能值可持續(xù)發(fā)展指數(shù)ESI)三個(gè)指標(biāo),以各應(yīng)用方式中綜合效益最佳的實(shí)例進(jìn)行秸稈資源化工程技術(shù)間綜合效益的比較和分析。發(fā)現(xiàn):農(nóng)作物秸稈資源化工程經(jīng)濟(jì)效益從高到低依次為:成型燃料>沼氣發(fā)酵>纖維素乙醇>直燃發(fā)電>氣化供氣工程;環(huán)境效益從高到低依次為:成型燃料>沼氣發(fā)酵>直燃發(fā)電>氣化供氣>纖維素乙醇工程

5、;可持續(xù)發(fā)展?jié)撃軓母叩降鸵来螢椋撼尚腿剂?沼氣發(fā)酵>纖維素乙醇>直燃發(fā)電>氣化供氣工程。綜上,成型燃料和沼氣發(fā)酵工程綜合效益優(yōu)于其他工程類型,是適合目前黑龍江省發(fā)展的農(nóng)作物秸稈資源化途徑。
  針對(duì)農(nóng)作物秸稈資源化工程原料進(jìn)廠費(fèi)用高及供應(yīng)不穩(wěn)定的問(wèn)題,提出了基于單位秸稈資源化利用最佳經(jīng)濟(jì)效益半徑的評(píng)價(jià)模型,以此評(píng)價(jià)單位質(zhì)量的秸稈經(jīng)不同資源化工藝加工后獲得最大經(jīng)濟(jì)效益的運(yùn)輸半徑。以黑龍江省主要行政區(qū)域?yàn)閱挝?,?duì)其發(fā)展秸稈沼氣、乙醇、

6、成型燃料和直燃發(fā)電工程的最佳經(jīng)濟(jì)半徑進(jìn)行了研究。各區(qū)域的最佳經(jīng)濟(jì)半徑區(qū)間分別為:秸稈沼氣工程(35.6~58.3 km),纖維素乙醇工程(31.1~58.3 km),成型燃料工程(3.5~7.1 km),直燃發(fā)電工程(20.1~31.2 km);相同農(nóng)作物秸稈資源化工程的最佳經(jīng)濟(jì)半徑主要受區(qū)域秸稈可資源化密度影響,綏化地區(qū)秸稈可資源化密度最大,其最佳經(jīng)濟(jì)半徑最短;相同區(qū)域發(fā)展不同農(nóng)作物秸稈資源化工程時(shí),沼氣和乙醇工程運(yùn)輸半徑最大,其次為

7、直燃發(fā)電工程,成型燃料工程最小。部分區(qū)域的最佳經(jīng)濟(jì)半徑超出了區(qū)域的最大運(yùn)輸半徑,此時(shí)應(yīng)以最大運(yùn)輸半徑為準(zhǔn)。
  我國(guó)空氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,空氣質(zhì)量導(dǎo)致的疾病和安全事件頻發(fā)。有效利用農(nóng)作物秸稈是緩解空氣污染的重要途徑。針對(duì)此問(wèn)題,構(gòu)建了農(nóng)作物秸稈資源化工程環(huán)境評(píng)價(jià)模型。以黑龍江省哈爾濱地區(qū)為例,對(duì)主要秸稈資源化工程的溫室氣體和PM2.5排放情況進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn):1)當(dāng)工程均為最佳經(jīng)濟(jì)半徑時(shí),溫室氣體單位減排量依次為:沼氣發(fā)酵(106

8、301t CO2eq.)>發(fā)酵乙醇(9690t CO2eq.)>直燃發(fā)電(2673t CO2eq.)>成型燃料(51t CO2eq.)工程;PM2.5總減排量分別為沼氣發(fā)酵(1539512g)>乙醇(1379045g)>直燃發(fā)電(545428g)>成型燃料(18045g)工程。2)運(yùn)輸半徑相同(即原料供應(yīng)量,以15km為例)時(shí),溫室氣體減排量從高至低依次為成型燃料(12523t CO2eq.)>沼氣發(fā)酵(1785t CO2eq.)>直燃

9、發(fā)電(1359t CO2eq.)>乙醇發(fā)酵(770t CO2eq.)工程;此時(shí)各工程PM2.5減排量基本相同(0.25t)。
  綜上所述,本文通過(guò)黑龍江省農(nóng)作物秸稈資源化工程收儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)及不同類型工程的經(jīng)濟(jì)—環(huán)境—可持續(xù)發(fā)展?jié)撃芊治?、?jīng)濟(jì)半徑和環(huán)境半徑的研究,從收儲(chǔ)運(yùn)模式、工藝選擇和原料收集半徑幾個(gè)方面對(duì)黑龍江省發(fā)展秸稈資源化工程提供了建議,以期能夠?qū)邶埥∞r(nóng)作物秸稈資源化工程的發(fā)展、相關(guān)政策制度的完善和工程類型的決策和規(guī)劃提供

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