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乡村振兴战略背景下农业废弃物利用典型模式分析

作者:未知

  摘 要:农业废弃物的处理和利用是乡村振兴战略的重要组成部分。以徐州市马庄模式为例,运用SWOT分析法对该模式进行分析和比较。结果显示,马庄模式具有技术先进、持续供气、安装和使用费用低等优点,但其经济效益也往往受到用户规模的明显制约。当前,我国大部分地区正在大力推动的农村集中居住,势必会影响和改变农村农业废弃物的原有利用及管理模式。作为市场化运作的马庄模式,在村镇一级农业废弃物集中利用层面具有典型性特点,其模式可以为苏北乃至周边鲁南、皖北和豫东地区提供较强的示范作用和有价值的参考。
  关键词:乡村振兴战略;农业废弃物;马庄模式;SWOT分析法
  中图分类号:F323        文献标志码:A      文章编号:1673-291X(2019)19-0026-03
  引言
  最初,我国农业废弃物的综合利用研究主要是针对农业秸秆的固化技术、炭化技术和热解产物的回收等。随后,结合沼气生产的农业废弃物综合利用研究也逐渐被重视。理论上我国年生物质资源约为50亿吨标准煤,是我国总能耗的4倍左右[1]。巨量的生物质资源量意味着在其利用过程中会产生大量残留物。孙永明等认为,每年我国将产生农作物秸秆约7亿吨,畜禽粪便约26亿吨[2]。预计从当前到2030年,我国的农业废弃物总量还将持续增加[3]。农业废弃物中畜禽粪便主要用于沼气生产、堆肥等,农作物秸秆主要用于农村生活能源、饲料、还田、食用菌基料等[4]。由于我国各地自然条件和资源禀赋差异很大,形成了不同的种养循环利用模式[5]。基于沼气生产的农业废弃物利用是当前我国农业废弃物最重要的利用方式。户用沼气和大型沼气工程在我国各领域的研究已较多,但村镇一级的沼气工程研究较少,尤其鲜见针对市场化运营的村镇一级的农业废弃物沼气工程的研究。
  2018年初我国出台了《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》。乡村振兴战略主要是满足人民日益增长的对美好生活的诉求[6],其目标在于农民生活富裕[7]。在这样的诉求下,农村农业废弃物和生活污染被认为是实施乡村振兴战略需要解决的重要的深层次矛盾之一[8]。与此呼应,我国实施乡村振兴战略的意见中明确指出我国“农村环境和生态问题比较突出”,要实现“废弃物资源化、产业模式生态化”、要推进“畜禽粪污处理、农作物秸秆综合利用”以及“推进农村可再生能源开发利用”等。可见,农业废弃物的处理和利用是乡村振兴战略的重要组成部分。
  推动农村集中居住通常被认为是凝聚乡村振兴动能,践行乡村振兴战略的重要途径。当前及未来很长一段时间,我国大部分地区都将大力推动农村集中居住建设。农村集中居住的快速推进势必会影响和改变农村农业废弃物的原有利用和管理模式。当前,徐州市马庄模式由于采用了新的技术,是我国村镇一级农业废弃物处理和利用模式的代表。2018年十九大后习近平主席的首次调研就到了徐州市马庄村,这是对该村各方面建设效果的肯定。本文将就徐州市马庄模式进行分析,该模式对苏北乃至周边鲁南、皖北和豫东地区或有较强的示范作用和推广价值。
  一、研究区概况和研究方法
  (一)研究区概况
  马庄村隶属于江苏省徐州市贾汪区潘安湖街道办事处,地处徐州市东郊25公里处,现有人口2 343人,有6个村民小组;耕地面积4 100亩,主要种植小麦和玉米;全村年出栏生猪约2 000头,肉牛300头[9]。每年该村会产生大量农作物秸秆及畜禽粪便,为保护环境并为村民提供清洁能源,该村联合徐州环能生态技术有限公司建设了以秸秆为主要原料的沼气工程。
  (二)研究方法
  1.实地调研法。本研究于2018年7月对马庄村二期沼气利用工程进行了实地调研,主要包括马庄村概况、沼气工程占地面积、建设成本、运用成本、产气量、出料率、成品沼气单价、村民沼气入户费、人工管理费用、技术人员数量等。
  2.SWOT分析。本研究主要运用SWOT分析法对马庄村二期沼气工程内部优势、劣势以及所面临的机会、威胁进行比较和分析。
  二、研究结果
  (一)工程概况
  马庄村二期沼气工程于2013年12月施工,2014年5月20日供气,建成厌氧发酵罐500m3、日光温室300m3、湿式储气柜500m3、秸秆库150m3,管道集中供气300户,铺设输气管道约5 800m[9]。2013年12月,马庄村二期秸秆、废弃物、太阳能高效利用沼气与稳定可靠供气技术示范工程荣获中华人民共和国科技部、中华人民共和国住建部“十二五”国家科技支撑计划课题“村镇建筑低品位能利用关键技术研究与工程示范”。
  马庄模式利用的原材料为农作物秸秆。秸秆经过粉碎后即进入沼气池发酵。与传统人工进料相比,马庄模式采用机械泵自动进行进料,进料量恒定,操作方式简单,具有省时省力的优点。秸秆发酵后的沼气一部分作为商品通过管道网为村民提供生活燃气,一部分用作发电供沼气站使用。该模式采用半干式发酵技术,因此产生的几乎都是固体沼渣。沼渣作为肥料还田,其生产的有机农产品可以提高当地农户的经济收入。
  (二)SWOT分析
  1.內部优势分析。一是采用半干式发酵技术,优点显著。沼气生产过程中的残留物一般有沼渣和沼液。沼液中含有较为丰富的营养物质,因此沼液通常被认为是较优良的农业肥料。但是,不少研究也证明沼液中含有重金属和其他一些有害物质,使用不当会成为潜在污染源[10]。此外,对于大型沼气工程而言,沼液的存储需要占用大量的农地,沼液还田过程中还存在含水量大、运输成本高等问题。根据发酵原料干物质含量的不同,沼气技术可分为湿法发酵和干法发酵两类。相比于湿法发酵,干法发酵具有需水量低,产生沼液少,物料适应范围广,基本上实现污染物零排放等优点。因此,沼气干法发酵技术越来越受到业界的重视。马庄模式即采用了不产沼液的半干式沼气发酵技术,秸秆经过沼气发酵后形成浓度在60%~70%的半干式固体沼渣,可以直接用作农肥。沼气发酵过程中不会产生沼液,很好地解决了沼气发酵后的沼液的储存、运输和污染问题。二是太阳能增温确保冬季持续供气。马庄模式采用太阳能增温和保温技术,通过在沼气罐钢板上喷涂太阳能材料,使其具有高效吸热、节能环保的特点。同时,在沼气池外建造光温室,促进了产气量增加,保证了马庄村村民冬季的用气需求,解决了沼气池冬季不产气和不能持续稳定供气的难题。三是安装及使用费用低。相较于灌装液化气,马庄模式生产的商品沼气的费用会便宜33%~50%;相较于天然气入户费高达2 900元/户,该模式下的沼气入户费只要700元/户,极大地减轻了农户的经济压力。调研数据统计,该村平均每户每月用气为19.1m3,按照沼气售价每1.6元/m3,每户月均燃气花费仅为30元左右。   2.内部劣势分析。首先,成本问题。以100户沼气项目为例,总投资89万元,其中省里补贴资金61万元,剩余的由开发公司自己出资。每年的运行成本往往高于商品气的收入。用户规模成为制约该模式的主要经济因素。根据评估,一般800户左右的用户规模可以较好地支撑村级一级的沼气工程进行完全市场化的运作。马庄沼气工程总共有300户用气户,在夏季可以达到盈亏平衡,冬季会略亏损。因此,成本问题是制约马庄模式的重要因素,户用规模的提高会显著改善这一问题。其次,卧式储气罐占地增加。由于采用了卧式太阳能模式,意味着该模式相较立式太阳能模式将占用更多的土地。同时与普通立罐式沼气池比较,卧式沼气池最大只能到5 000m3,单体规模受到限制。因此,卧式储气罐适较合于村镇一级规模的沼气工程。
  3.外部机会分析。首先,乡村振兴战略的实施。我国实施乡村振兴战略的意见中明确指出我国“农村环境和生态问题比较突出”,要实现“废弃物资源化、产业模式生态化”,要推进“畜禽粪污处理、农作物秸秆综合利用”,以及“推进农村可再生能源开发利用”等。可见,农业废弃物的处理和利用是乡村振兴的重要组成部分。其次,全球范围内的减污、减排。沼气经净化和提纯得到的“生物天然气”其性能与化石能源天然气没有任何区别,可直接注入天然气管网,也可高密度压缩或液化,沼气也被认为是所有现代能源中独一无二的温室气体负净排放能源[11]。使用秸秆进行沼气发酵,可以避免秸秆的直接燃烧进而污染环境。由于居民集中居住,每天会产生大量的餐厨垃圾以及粪便,而这些所谓的“废物”也正是沼气发酵的原料。在秸秆枯竭期,马庄模式还可以利用人畜粪便进行沼气发酵。同时,利用这些废弃物发酵,可以很好解决排污问题,并促使乡村环境卫生条件得到极大改善。最后,有机肥料与有机食品的诉求。当前我国经济飞速发展,人民生活水平显著提高,人们已经不再满足过去吃饱的要求,而更多的是关注食品的安全问题,也愿意花更高的价钱去购买没有施用农药、激素的粮食及蔬菜。沼渣含有大量的有机质和植物生长所需的营养元素,是优质的有机质肥料,其所含有的微量生长素、水解酶、腐殖酸、B族维生素及有益菌素活性物质可对农作物起到抗病杀菌的作用,防止病害和虫害的发生[12]。农作物施用沼渣后,产量和品质都有很大的提高。由于生产过程中并没有施用任何化肥、农药,所生产的瓜果蔬菜既是无污染的有机产品,又能有效促进农民增收。
  4.外部威脅分析。调研发现,该沼气项目的用地性质属于建设用地,这意味着对沼气工程的发展有很大的限制。我国有着严格的耕地保护政策,如果在耕地上建设沼气工程,会被认为影响到粮食安全。国土资源部、农业部《关于进一步支持设施农业健康发展的通知》对设施农用地范围做了进一步的明确界定:将设施农用地具体划分为生产设施用地、附属设施用地以及配套设施用地。其中,附属设施用地是指直接用于设施农业项目的辅助生产的设施用地,包括设施农业生产中必须配套的畜禽养殖粪便、污水等废弃物收集、存储、处理等环保设施用地,生物质(有机)肥料生产设施用地。虽然有政策文件,但是各地各级政府的执行具体执行差异很大。相关部门对沼气工程用地性质没有做出明确规定,在实际应用中成为困扰和制约其建设的一大瓶颈[13]。
  三、讨论
  第一,乡村振兴战略背景对我国农业废弃物利用提出了新的要求。尽管农业废弃物的利用多样化,但结合沼气生产的农业废弃物综合利用仍是农业废弃物最重要的用途。当前我国农业废弃物沼气仍然以户用沼气为主,结合畜禽养殖业的大型沼气工程如北京德青源和山东民和牧业等也广受关注。目前的形势变化在于:推动农村集中居住通常被认为是凝聚乡村振兴动能,践行乡村振兴战略的重要途径。当前及未来很长一段时间,我国大部分地区都将大力推动农村的集中居住建设。农村集中居住的快速推进势必会影响和改变农村农业废弃物的原有利用和管理模式。在当前和未来实施乡村振兴战略、推动农村集中居住的背景下,顺势调整我国农村农业废弃物利用模式已是最佳时机。目前,鲜见村镇一级的市场化运作的农业废弃物利用模式的报道。因此,村镇一级的马庄模式的运作应该得到重视,也是对国家乡村振兴战略的响应。
  第二,马庄模式的推广性。马庄模式定位于村镇一级的市场化运作的农业废弃物集中利用模式,其与户用沼气与大型沼气工程有着较大的不同。在户用沼气层面,目前我国户用沼气的总产量占到全国沼气总产量的八成以上,但由于废弃率高、规模小、利用安全等问题的影响我国户用沼气发展已经陷入困境并呈现总产量和比重逐年下降的趋势[14];在大型沼气工程层面,该类型的沼气工程一般都结合畜禽养殖业进行生产,由于在养殖链端就能够获得较为丰厚的利润,而作为生产链后端的沼气工程主要目的在于减污,减排,因此即使沼气工程经济效益不佳也不影响企业的正常运转,其最大的缺点在于对地理位置有很高的要求导致布点严重受限,加之较高的资金和技术投入也限制了其发展;在村镇一级废弃物利用层面,该模式可以避免户用沼气使用中的诸多问题,布点选择上也非常灵活,尽管社会效益显著,但由于单纯处理农业废弃物使其经济效益往往受到用户规模的制约。马庄模式作为市场化运作的村镇一级农业废弃物沼气工程,其半干式发酵技术解决了沼液二次污染问题,太阳能发酵技术解决了冬天供气的难题,但其市场化运作也受到经济效益的制约。沼气作为生物能源产品还具有公益性属性,其发展应该走市场化发展道路[15]。因此,未来走市场化道路的沼气利用工程将成为主流发展方向。村镇一级的农业废弃物利用关系到广大农村居民的生存环境和生活质量,如何在资金和政策层面加以扶持是必须认真考虑的问题。
  四、结论和展望
  农业废弃物的处理和利用是乡村振兴战略的重要组成部分。乡村振兴战略背景下,农村集中居住的快速推进势必会影响和改变农村农业废弃物的原有利用和管理模式。马庄模式作为典型的村镇一级农业废弃物利用模式,具有技术先进、持续供气、安装和使用费用低等优点,但其经济效益也往往受到用户规模的明显制约。   农业废弃物的处理和利用关系到广大农村居民的生存环境和生活质量,更关系到乡村振兴战略的实施效果。推動村镇一级的农业废弃物集中利用是大势所趋,未来如何推动和加强对村镇一级沼气工程的政策和资金的扶持,促进其市场化运作是一个非常重要的问题。
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  [责任编辑 吴高君]
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