农村经济动态监测
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作者: 本刊编辑部
北京市农村积顿探索规模化秸秆沼气生产新技术
近年来，国家逐步加大了对于农村沼气建设的支持力度，农村沼气发展进入了加快普及的新阶段。但目前，我国沼气生产的主要原料仍是畜禽粪便，制约了沼气在更大规模和更大范围内的推广。因此，开发新的原料来源，解决沼气原料问题，成为沼气发展过程中的一项重要任务。
而与此同时，作为世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，我国秸秆资源非常丰富。目前，我国每年产生各类秸秆资源总量约为7.7亿吨，可利用量约有6.8亿吨，其中，除饲用1.6亿吨、工业原料和新型能源开发利用3000万吨、直接还田5000－6000万吨外，大多数都是直接燃烧或未加任何开发利用。不仅浪费了资源，更导致了严重的大气污染，大量的秸秆也迫切需要寻找新的利用途径。因此，利用秸秆为原料生产沼气，既可提高秸秆的利用效率和经济效益，又可以拓宽沼气的应用领域，在经济、生态、能源等多方面，都具有重要意义。
近年来，北京市顺义区与农业部有关司以及北京化工大学密切合作，切实加大了秸秆沼气生产技术的研究、试点工作力度，并在很多方面取得了重要突破。
一、试点基本情况
2007年，北京市在顺义区南坞村建成了目前我国规模最大的秸秆沼气工程。试点项目于2007年下半年开始建设，2008年初建成，现已投入正常实际运行。该试点总投资400万元，共设计有4个容积各为200立方米的发酵罐，通过批式发酵、交错进料等方式，实现了稳定的产气和供气。按每户每天用气1.5立方米标准计算，该项目可解决300户居民的用气问题，每年还可生产有机肥料456吨(60％含水率)。
其基本的生产流程是，秸秆先经机械搓揉处理，然后进行3天化学预处理；预处理后的秸秆投入厌氧发酵罐，接种后封罐进行厌氧发酵(50－60天)；产生的沼气经净化后贮存，再由管网输送到用户。与畜禽粪便生产沼气的工艺相比，主要不同在于增加了预处理程序以及改进了厌氧发酵反应器的型式，且不外排沼液，可实现完全的循环利用。
二、技术创新点
长期以来，由于秸秆的木质纤维素含量较高、不易被厌氧菌消化、发酵产气量低以及密度小、体积大、不具有流动性等理化性质，秸秆一直都未能大规模用于沼气的生产。该试点项目通过自主创新，在多个方面取得了突破，从而基本解决了完全以秸秆为原料生产沼气的技术问题。
一是发明了快速化学预处理方法。通过在发酵前，对秸秆进行快速、无害化的化学预处理，预先把秸秆转化成易于消化的“食料”，可提高秸秆的产气率50－120％，使得秸秆的产气率超过了猪粪和牛粪的产气率。该技术已经获得了国家发明专利。
二是研发出了适合秸秆物料特性的高效厌氧发酵反应器。秸秆的密度小、体积大、不具有流动性，因此，现有用于畜禽粪便生产沼气的反应器都无法直接用于秸秆的生物气化。该试点项目针对秸秆特殊的物料特性，研究和开发出了一种新型反应器，可实现秸秆的机械化进、出料和自动化高效搅拌，解决了秸秆发酵传热、传质效率低，发酵效率低等问题。
三是采用温室增温保温技术，实现常年生产沼气。把反应器放置在温室内，利用温室作用提高发酵温度。在不外加能量的情况下，在春、秋季实现中温发酵，在夏季实现高温发酵，冬季只需少量加热即可实现正常发酵。从而从根本上解决了目前沼气越冬以及不能常年供气的难题。
三、运行情况分析
目前，试点项目运行总体状况良好。在没有任何外部加热、只利用温室效应情况下，发酵温度可达30－40度，保证了均衡供气。项目运行成本也较低，大约每产1立方米沼气，折合需要水、电、人工等费用0.5元，需要秸秆原料收购费用0.33元，总计约合0.8－0.9元／立方米，而目前向农户供气的价格是1元／立方米，可补偿运行成本，能够持续运行。同时，与液化气等比较而言，1立方米沼气的热值相当于0.5公斤的液化气，而1公斤液化气价格为6－8元，按此推算，1立方米沼气价值应在3－4元，但目前只收1元，因此，农民使用沼气也明显省钱，且使用方便，安全可靠，随着液化气等价格的不断攀升，这种以村镇为单位的沼气集中供气模式很受村民欢迎。
项目所在村还考虑，将来村民还可以用秸秆换沼气，进一步降低收费标准。同时，还可以把发酵后产生的沼渣作为有机肥料返还给村民，有利于农民增收和发展生态农业。
禹城：玉米芯产业链搞活循环经济
“农民种植玉米一企业收购玉米芯(玉米脱粒后的棒核)生产功能糖一产生生物质废渣一代替煤炭用于发电一草木灰还田”，这条完整的“玉米芯生产链”是山东省禹城市以创新技术发展循环经济，落实科学发展观的成功实践。原本是废料的玉米芯，却趟出了一条节能减排的新路子。
废料变原料
以前，在禹城玉米脱了粒，玉米芯就成了废物，大都被农家焚烧，既浪费资源，又污染环境。禹城利用玉米芯资源丰富的优势，与中国科学院、山东大学等科研院所合作，开发高新生物技术，用玉米芯研制出了低聚糖、木糖(醇)、低聚木糖以及多种衍生功能糖产品。每当初冬时节，在禹城1吨玉米芯能卖到570多元。
现在，禹城市年产功能糖超过50万吨，带动优质玉米种植基地500多万亩。仅玉米芯一项，每年就拉动农民增收2.6亿多元。禹城市以玉米芯为原料的功能糖生产企业，其产销量占到国内市场的80％、国际市场的25％以上。
废渣变宝贝
在禹城通裕集团新园热电公司，一车车的木糖渣、糠醛渣等生物质工业废料运进厂内，这些燃料发电后产生的灰渣基本为草木灰，可以直接还田。这个项目属新能源与可再生能源减排类型，原料是玉米芯提取木糖醇、糠醛等产品后的废渣，用来发电每年可减排大量硫化物及二氧化碳等污染物及气体。目前，此企业年消化当地10多家企业产生的60多万吨废渣，发电7000多万度，相当于节煤20多万吨。
过去玉米芯废渣是纯粹的废物。山东福田药业有限公司每年产生玉米芯废渣28万吨，每年运输废渣、租用场地堆放废渣的费用就达150多万元，且造成环境污染。如今，福田药业以每吨30多元的价格把废渣卖给电厂。据了解，生物质发电生产每度电比用煤炭节约成本0.273元，发电产生的草木灰又是农作物的好肥料。
禹城提出“生物炼制”的理念。龙力生物科技有限公司与山东大学合作开发了“酶解工业纤维废渣生产燃料乙醇项目”，利用玉米芯废渣生产燃料乙醇，实现了变废为宝。这是国内首条工业化纤维素乙醇生产线，两年内公司的纤维素乙醇项目将达到年产5万吨的规模，年可消耗木糖渣20多万吨。
生产功能糖后的玉米芯废渣还可作为营养基料种植食用菌，从而扶持带动起1600多个养菇专业户。种植食用菌之后的废弃物可作为肥料还田。这样，玉米芯加工就形成了闭合式的循环产业链，实现了“从土地到土地”的完整循环，形成了“低能耗、高产出，低排放、高效益，大循环、可持续”的发展格局。
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