我国秸秆机械化综合利用发展研究(中)

二、秸秆产业化利用与机械化

农业产业同时也是一个经济产业。在农业生产中，任何一个生产行为是否可行，从经济合理性角度考察，就要看投入产出比。投入实际上是成本，产出必须大于投入，这项生产活动就能存在；当产出远远大于成本，就意味着丰厚的利润，这项生产就迅速发展。秸秆产业的发展也是这样，它并不因为秸秆产业巨大的潜在价值而存在，而在于从事这项生产活动带来的现实利益之大小。近些年来秸秆“禁烧令”形同一纸空文，农民与禁烧”打游击战”,原因也在这里：现在农业劳动力成本迅速提高，人工处理一亩秸秆需要耗费4~5个工日，投入是320~400元。高额的成本投入使之成为鸡肋——食之无味，弃之可惜。现在农民也认识到“一烧了之”是无可奈何之举。但苦于成本太高，加之农时不等人，只好烧之。现在由农业机械来解决这个问题。一套中型机械一天可以处理60—100亩秸秆，可替代240人以上的工作量；大型机械处理效率是6~20亩/h。机械化处理秸秆的费用约为人工的1/40~1/10。在成本大大降低，而价值不变的情况下，大规模利用秸秆，使之成为一个颇具竞争力的新兴产业或将成为现实。

1、发达国家农作物秸秆机械化利用现状

在发达国家，农作物秸秆机械化利用已经有将近100年的发展历史，目前国际上最大的三家设备制造商分别是德国克拉斯公司、美国凯斯·纽荷兰公司、美国约翰迪尔公司。他们生产的装备种类齐全，配套性能高，可实现秸秆利用的全程机械化。正是由于其机械化水平较高，使得发达国家的农作物秸秆几乎达到100%的再利用（秸秆还田部分除外），欧洲国家的秸秆还出口到中东国家。

发达国家使用的秸秆收获机械大多为高密度大方捆或大圆捆打捆机，以欧洲普遍采用的德国克拉斯公司生产的1150型打捆机为例，其草捆尺寸可以达到500mm×800mm×（700~2400）mm，密度达到200~250kg/m3，作业效率高、草捆便于运输和储存，设备价格也很高。另外，与打捆机相配套的搂草机、装载设备、运输设备齐全。上述3家企业生产的小方捆打捆机（草捆尺寸460mm×360mm×（400~1100）mm，密度约150kg/m3左右）已经不在发达国家销售，仅向发展中国家出口。就发达国家来看，高密度、大型化仍然是其重点发展方向。

2、我国农作物秸秆机械化利用进展

我国秸秆机械化利用起步于2000年左右，在引进国外机械、设备的基础上，陆续研发了小圆捆打捆机、正牵引小方捆打捆机、侧牵引小方捆打捆机以及二次压缩机等产品，高密度大方捆和大圆捆打捆机已有技术突破，表现不俗。全国生产秸秆收集处理机具的企业己超过百家，其中进入国家农机购置补贴目录的秸秆捡拾打捆机140种、搂草机53种、秸秆还田机500多种、免耕播种机100多种，翻转犁和联合整地机300多种，尽管小量需求专用机具品种不够完善，有待加快研发制造，但大众用户需求机具产品可以满足生产作业要求。值得一提的是，我国急需的带棒玉米青贮收获机、大型青饲（秸秆）料收获机等产品取得重大突破，成为秸秆产业发展的驱动器。目前我国生产供应的农机产品，从秸秆收获、捡拾、打捆到运输、集垛、饲料化处理等。一批新装备和机械投入市场，大大加快了我国秸秆机械化利用步伐。

天津市通过推广秸秆还田机械化、保护性耕作机械化等技术，秸秆还田面积达到129.86万亩。建成了一批秸秆气化炉。山东省探索出采用机械化保护性耕作秸秆覆盖免耕、秸秆收获还田、秸秆青贮、秸秆颗粒饲料加工、秸秆气化、秸秆栽培食用菌、秸秆有机肥加工、秸秆工艺品加工等8种综合利用方式，使70％以上的秸秆变废为宝，为农民每年增加收入10亿多元。

陕西省组织科技人员大胆探索，联合攻关，扩大示范，面上推广，针对不同利用方式，研制推广了一大批先进适用的新机具和新技术。在长安等57个秸秆综合利用禁烧区与重点区建立万（千）亩机械化利用示范田、示范基地，通过举办培训班、召开现场会、讲座和新闻媒体宣传等多种形式，示范引导农民应用秸秆机械化综合利用技术。农机部门集中资金，扶持小麦秸秆捡拾收集和玉米秸秆饲草加工企业（大户），形成公司+基地+农户的产业化运作模式，每吨秸秆机手收入约100元，运输户收入30元，企业收入约120元，雇工农民季节性现金收入约800元，实现了政府、企业和农民多赢的局面。省、市、县财政累计投入2亿多元，秸秆综合利用机械拥有量达到23万多台；建立万（千）亩示范田、示范基地近百个，建设秸秆机械化综合利用合作社200多家；玉米秸秆加工利用企业和加工户达3000多户，带动秸秆机械化加工农户18000户。全省小麦玉米秸秆机械化综合利用面积达到2650多万亩，机械化综合利用水平达到85%，其中重点禁烧区达到95%以上，为全省经济、社会发展做出了重要贡献。

各地区不断地加大对秸秆能源化利用的投入，在发展秸秆气化、固化的基础上，秸秆发电也形成了一定的规模。近年来，国内首个投产发电的国家级生物质发电工程，由国家电网公司所属国能生物发电有限公司投资建设，国能单县生物质发电项目1×2.5万kW机组正式投产。目前江苏、山东等秸秆发电总装机容量各约120万kW。国家对秸秆发电实行优惠电价政策，上网电价高出燃煤发电0.25元/kW·h，并且还可以享受税收减免等一系列政策。我国第一个国产化秸秆直燃发电示范项目在江苏宿迁点火运行。这一项目每年发电量1.32亿度，可节约标准煤10万吨，减排二氧化碳22万吨，使当地农民增收5000万元。由中国节能投资公司投资2.48亿元建设，采用我国自主研发的秸秆燃料系统以及专门燃烧秸秆的循环流化床燃烧锅炉，有效地解决了非规格化秸秆包输送和多种秸秆混烧难题。

3、我国农作物秸秆利用对机械化的需求

推进秸秆肥料化、饲料化、燃料化、基料化和原料化利用，要彻底打赢秸秆禁烧和综合利用这场战役，必须依靠农业机械这个重武器装备。从农作物秸秆综合利用的主要技术路径看，无论是农作物秸秆保留在田间就地直接还田，还是收集转移出田间资源化综合利用，首先都需要使用相关农业机械作业机组来完成收集处理任务。可以预料，秸秆处理必将成为农村新兴产业，必然增加秸秆直接还田、收集、运输与秸秆覆盖下播种等作业相关机具提出大量新需求。

秸秆收集处理有多种方案，需求机具品类多，农机供给基本充足。我国以玉米、小麦、水稻为主的农作物秸秆田间保留还田和收集处理，在不焚烧秸秆的前提下，各地农艺制度的不同，有多种作业方案，例如秸秆田间还田作业模式主要有，玉米、小麦秸秆全量保留田里使用翻转犁深埋方式；水稻稻草全量保留田里使用平地打浆机深埋泥浆里方式；秸秆还田机粉碎还田或联合整地机秸秆与根茬耙混处理作业方式；玉米保留根茬与部分玉米秸秆田面覆盖与小麦全量秸秆覆盖免耕播种方式；田间秸秆搂集成条打捆处理方式；玉米机收获后集条放置方式等，因此这项技术推广应用涉及到需要增加的机具，包括耕整地机械、种植施肥机械、收获机械、畜牧机械、农业运输机械五大品类，秸秆捡拾打捆机、搂草机、自动捡拾装卸车、捡拾集垛和装卸车、牧草捡拾压垛机、秸秆还田机、平地打浆机、翻转犁、联合整地机，玉米免耕播种机、小麦免耕播种机、带集条放置或者秸秆收集仓的玉米收获机、小型移动式压捆装备、装卸叉式装置等40余个品种。

三、我国目前秸秆机械化利用的特点

1、利用途径不断拓宽

秸秆由过去仅用作农村生活能源和牲畜饲料，拓展到肥料、饲料、燃料、食用菌基料和工业原料等多个领域。秸秆能源化利用发生质的飞跃，从农户低效燃烧发展到秸秆直燃发电、秸秆沼气、秸秆固化、秸秆干馏等高效利用。截至2019年底，全国投产的秸秆直燃发电项目290多个，总装机容量1200多万kW年可消耗秸秆1.1亿吨。秸秆人造板、秸秆木塑等高附加值产品实现了产业化生产，部分产品已在奥林匹克公园、奥运村、世博会等多项重大工程中得到应用。

2、技术水平明显提高

通过自主创新、引进吸收，多项秸秆综合利用机械和技术取得突破。秸秆沼气、秸秆固化、秸秆人造板、秸秆木塑等综合利用技术以及秸秆联合收获、粉碎、拾拣打包等机械装备得到广泛应用推广；秸秆乙醇高效转化酶技术研发取得阶段性成果；秸秆直燃发电技术装备实现国产化；秸秆清洁制浆等技术的应用实现了部分造纸工业污水循环利用和达标排放；自主研发的秸秆人造板粘合剂已实现甲醛零排放，相关技术指标达到国际先进水平。

3、综合效益显著提升

通过推进秸秆综合利用，重点地区的秸秆焚烧问题基本得到解决，同时还带动了农村剩余劳动力就业，秸秆综合利用成为促进农业增效和农民增收的重要途径。仅我国秸秆直燃发电消耗秸秆，为农民增收550多亿元，并带动农民就业和周边运输服务业的发展。秸秆机械化还田消化秸秆1.07亿吨，有力的改良了土壤结构、促进了粮食稳产高产；养畜消耗秸秆2.18亿吨，相当于节约粮食5000万吨。目前全国秸秆综合利用率约55%，进一步利用潜力巨大。