1秸秆乙醇与有机农业互动技术支持模式构建
1.1优化秸秆原料收、储、运体系
在调查了河南省各地的秸秆资源分布及利用情况基础上,根据天冠集团开发的秸秆乙醇工艺特点,制定了纤维乙醇秸秆原料质量标准,针对秸秆收储运存在的难题,通过数年的探索与创新,因地制宜,不断拓展思路,形成了“农户+工厂”、“村组+基站+工厂”、“农户+基站+工厂”的收集模式,制定原料质量标准,并根据秸秆资源分布确定收集半径为50公里。采取一系列激励约束措施,通过乡村干部的带头示范作用,鼓励秸秆收集销售,严禁焚烧,保障了原料的稳定供应,同时也为农村富余劳动力提供了就业岗位。解决了散户秸秆回收利用的难题,大幅降低了秸秆原料从众多散户收集的不确定性,探索出了一条符合国情,满足工业化要求的途径,确保了秸秆原料供应渠道的连续畅通。
1.2秸秆乙醇副产物在有机农业中的资源化利用研究
通过分析酒糟的营养成分,创造性地利用酒糟中的单细胞蛋白、低聚糖和纤维素作为食用菌工业化培养基料,食用菌收获后的基料残渣回收进生物质锅炉生产蒸汽和电力供秸秆乙醇厂自用。进行了3种培养基的实验室试验以及不同品种食用菌的大棚栽培试验,优化食用菌栽培基质配方,探索出利用纤维乙醇下脚料栽培食用菌的技术规程,开发了多种基料配方及残渣回收模式,成功实现了香菇、草菇、双孢菇等多品种食用菌的高产高品质种植。该研究将工业废弃物经适当处理,成为良好的农业生产基质原料,实现物质的多重循环和多次转化利用,提高资源利用率及整体效益,形成了“能源工业废弃物处理—食用菌生产—菌渣再利用”循环技术产业链条。
1.3沼液沼渣作为有机肥的施用研究
通过研究沼液直接施用对土壤肥力变化、微生物区系的影响,探讨了沼液施用对土壤安全及可持续利用的影响以及农田土壤对沼液的消解效果及容量。研究结果表明:沼液农田浇灌对作物生长、产量、农产品品质及农产品安全性均无有害影响,筛选沼液安全施用量,优化沼液施用技术。
2秸秆乙醇与有机农业的互动竞技模式
2.1有机农业提高秸秆乙醇的经济性分析
以秸秆乙醇副产物资源化利用技术为基础发展起来的有机农业不仅能解决部分生物产业废弃物的处理问题,又能通过有机农产品产生收益来降低秸秆乙醇的综合生产成本。用酒糟培养食用菌,平均出菇率85%,每吨酒糟(按绝干折算)可产菇2.4吨,收益为1000-2000元。再者以沼液施用为例,每吨乙醇副产沼液30立方米,南阳粘土地每亩年灌溉需求量约为15立方米,施用沼液后增产20-30%,并且节省了化肥和部分灌溉投资,每亩地的年收益增加300-500元。另外,规模化农业种植也有利于机械化操作的推广,能够大大降低秸秆乙醇厂的原料收集成本,与当前散户种植为主相比,千亩以上农场的秸秆收集成本能减少100-150元/吨。
2.2秸秆乙醇产业对农业的反哺
秸秆乙醇产业将农业废弃物资源化利用,减少秸秆废弃和焚烧对农村及周边环境的污染,每亩地的秸秆可以卖150-200元,直接增加农民收入。通过提供有机肥料、基料等直接促进有机农业的发展,生产粮食、食用菌、蔬菜瓜果等有机农产品。沼气可以作为新农村社区提供清洁燃料,小型沼气发电站可根据新农村社区的布局建成分布式能源网络,为各社区提供清洁电力和暖气、热水,从而大幅度提高农业从业人员的生活水平。秸秆乙醇厂原料保障体系要求实现规模化、机械化的集约型农业模式,进行大田种植收获研究,有利于建设灌溉施肥设施。
3产业化示范
随着技术、工艺、装备的不断进步,天冠以秸秆为原料的醇气多联产商业化示范平台迅速扩大,产业化规模化的纤维乙醇示范区建设取得了良好的成效。目前南阳市卧龙区建成的国内首个3万吨/年和5万吨/年秸秆乙醇厂,全面实施了乙醇-沼气联产有机农业模式,配套建设了1800万立方米/年沼气生产线、6兆瓦沼气发电机组、9万吨/年生物质颗粒燃料生产线,7328平方米工厂化菇房,流转了2000亩农田,进行沼液沼渣有机肥施用示范。每年可有效转化小麦、玉米秸秆等农业废弃物21万吨,为新农村社区5000户居民提供可再生清洁燃料———沼气,年产食用菌基料3万吨以上,为农民提供2000个在工厂、农场的稳定就业岗位,实现了秸秆乙醇工业与有机农业的互动发展。
4结论
秸秆乙醇-沼气联产有机农业这一模式有效提高了纤维乙醇技术的综合效益,为纤维乙醇的产业化提供了有力支撑,该模式创造了绿色工业反哺农业的循环产业链,能够夯实新农村建设的经济基础,显著提高农民生活水平,为“两型社会”可持续发展提供了新示范。
作者:晓阳 王林风 单位:河南天冠企业集团有限公司