張寧寧，劉碩

（哈爾濱師范大學，黑龍江哈爾濱150000）

1 國內(nèi)外秸稈綜合利用方式

我國是農(nóng)業(yè)大國，也是秸稈生產(chǎn)大國，秸稈是農(nóng)作物的副產(chǎn)品，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)資源，我國現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的一項重大課題是加強農(nóng)作物秸桿還田和綜合利用及轉(zhuǎn)化增值。 黑龍江省是我國十三大糧食主產(chǎn)區(qū)之一，秸稈產(chǎn)量也居于前列。目前我國的秸稈利用主要有[1]秸稈發(fā)電、作飼料、還田、制酒精、制沼氣、制基質(zhì)、作為建材、輕工和紡織原料及編制工藝品等。

秸稈利用問題國內(nèi)外都存在。丹麥是目前公認的秸稈利用最為成功的國家，澳大利亞的秸稈是奶牛的主要食物，日本秸稈的主要處理方式是還田和喂養(yǎng)家畜。

2 哈爾濱地區(qū)秸稈利用現(xiàn)狀及存在問題

哈爾濱市是我國商品糧生產(chǎn)地之一，其緯度高，冬季寒冷漫長，所以秸稈腐爛和發(fā)酵慢，秸稈還田并不是一個綜合利用的好辦法，一般處理方式是就地焚燒。哈爾濱市的秸稈主要來自于玉米、大豆、水稻等作物，查閱黑龍江統(tǒng)計年鑒計算得出2018年產(chǎn)生的秸稈量為1.15×1010kg?，F(xiàn)階段哈爾濱市秸稈主要用于家畜飼料或生活燃料，還田[2]僅占少部分，其余被燃燒或廢棄。新的利用方式有能源化、飼料化、基料化和原料化，但高效綜合利用仍存在以下問題：（1）收購、存儲和運輸成本高，難度大；（2）收購價格過低，沒有吸引力，群眾對秸稈帶來的效益認識不足；（3）配套機械不足，投資回報周期長。

3 秸稈燃燒污染量分析

哈爾濱市種植的主要農(nóng)作物為玉米、大豆和水稻，查閱黑龍江統(tǒng)計年鑒計算得出2017年和2018年產(chǎn)生的秸稈量分別為1.14×1010kg 和1.15×1010kg。

研究表明，玉米和水稻的燃燒產(chǎn)物不同，但都含CO、CO2、NOX 和粉塵，煤炭燃燒產(chǎn)生的污染物有CO、CO2、SO2、NOX 和粉塵，所以這里將秸稈燃燒釋放的總熱值代換為可以釋放相同熱量的標準煤來進行相關的經(jīng)濟效益分析。

為方便計算，將水稻和玉米秸稈燃燒過程中產(chǎn)生的一氧化碳全部換算成二氧化碳來計算。據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，1 t 秸稈燃燒產(chǎn)生的能量相當于0.5 t 標準煤，若2018年秸稈全部燃燒，要產(chǎn)生同量的熱值所需標準煤為5.75×106t。根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算可得，5.75×106t 標準煤燃燒產(chǎn)生的二氧化碳為1.5×108kg，產(chǎn)生的氮氧化物為4.3×107kg，二氧化硫為4.9×107kg。但產(chǎn)生相同熱值所需燃燒秸稈產(chǎn)生的二氧化碳為2.37×1010kg，氮氧化物為3.86×107kg。

4 禁止燃燒前后空氣質(zhì)量對比分析

《哈爾濱市2018年秋—2019年春禁止秸稈露天焚燒工作方案》出臺后，實行全域禁止露天焚燒秸稈，重點禁燒階段為2018年9月15日—2018年12月10日和2019年3月10日。從相關空氣指標來看，空氣質(zhì)量較禁燒前有明顯改善。

空氣質(zhì)量指數(shù)分級計算參考標準是GB 3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》，參與評價的污染物為SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO 和O3等，對其進行相關性分析可知，PM2.5，PM10，CO，NO2對空氣質(zhì)量的影響最為顯著。

玉米和水稻燃燒的PM2.5排放因子分別為1 082.8 mg/kg 和12 950 mg/kg[3]。PM10的秸稈焚燒排放因子為11 700 mg/kg[4]。

由于禁燒政策的實施，2018年11月空氣質(zhì)量有所提升，與空氣質(zhì)量相關性較強的指標均有所好轉(zhuǎn)。

5 經(jīng)濟效益分析

秸稈燃燒產(chǎn)生的二氧化碳量遠高于標準煤的量，為更方便的計算其經(jīng)濟效益，將燃燒標準煤產(chǎn)生同樣數(shù)量二氧化碳時所需的標準煤的數(shù)量來計算，二氧化硫和氮氧化物的計算方法同理。中國工業(yè)行業(yè)平均二氧化碳影子價格[5]為5 480 元/t，若上述二氧化碳全部被捕捉且按照二氧化碳的平均影子價格處理，花費為8 480×105元。

標準煤燃燒產(chǎn)生的氣體污染物中除了二氧化碳，排在第二位的是二氧化硫，在此次折算中，二氧化硫的量為4.9×107kg，二氧化硫的治理成本[6]是3.3 元/kg，結(jié)合二氧化硫的排污收費價格，其治理費用為16.17×107元/kg，全部排放時需要繳納的金額是6.174×107元。二氧化硫的治理手段分為物理和化學兩種[7]，物理方法中包括干式吸附法、膜分離法和溶劑吸收法等，干式吸收法中會包含一些化學反應。在眾多脫硫技術中應用最多的是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術[8]。煙氣脫硫（FGD）技術種類繁多，根據(jù)產(chǎn)物能否資源化回收分為拋棄法和回收法，占比重較高的是回收法，約占85%以上[9]。回收法在減少二氧化硫?qū)Νh(huán)境污染的同時也帶來一定的經(jīng)濟效益。

氮氧化物的量為4.3×107kg，結(jié)合氮氧化物的環(huán)境保護征收稅，排放4.3×107kg 的氮氧化物共需繳納4.52×107元。氮氧化物的減排分為燃燒中控制和燃燒后控制，這里討論燃燒后控制。常用的燃燒后控制技術有選擇性催化還原技術（SCR）和選擇性非氧化還原（SNCR），兩者相比較而言，SNCR 技術投資費用和運行費用比SCR 技術低，但達到超低排放控制要求會比較困難。

2018年哈爾濱市玉米和大豆產(chǎn)生的秸稈若全部燃燒大約需要繳納排污費9.6×108元。日前，哈爾濱市呼蘭區(qū)正在建設總投資為14 億元、年產(chǎn)30 萬t 纖維素乙醇的項目，目前有20 個原料庫已建成，每個庫可存儲2 萬t 玉米秸稈。按當年糧食價格及產(chǎn)量計算，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益為117.229 億元。

按照2018年哈爾濱市民用天然氣價格計算，華潤集團僅靠產(chǎn)生的天然氣可獲利1 120 萬元，按照0.68 元/kW·h 來計算，收益為1 088 萬元。預計建成后靠產(chǎn)天然氣和發(fā)電每年可獲利2 208 萬元。

哈爾濱市其他地區(qū)針對秸稈問題也采取了相應的措施，且市財政局爭取上級財政2018年秸稈綜合利用補貼資金2.78 億元，全市整體秸稈綜合利用補貼資金達3.48 億元。這些生物質(zhì)項目的總投資為139.1 億元，年收益為540.274 8 億元。

秸稈生物質(zhì)處理帶來的收益遠高于投資，約為投資的4 倍。

表1數(shù)據(jù)顯示了秸稈生物質(zhì)處理的優(yōu)勢，生物質(zhì)處理效益高，污染少。由于查閱資料有限，此處計算未將項目運營的人力成本和后期維修成本計入。

表1 秸稈燃燒和生物質(zhì)處理收益對比表

假設這些項目同時運營，年凈收益為401.174 8 億元。若二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的非生物質(zhì)處理設施同時啟用，且按照最低排放標準來排放，不僅技術要求難以達到，設備的運行和折舊成本也較高。

6 總結(jié)

經(jīng)可查閱到的數(shù)據(jù)對比可得，秸稈經(jīng)生物質(zhì)利用帶來的效益遠高于設備的運營和投資的成本，污染氣體排放后經(jīng)專業(yè)處理技術和設備投資效益較低，而且會帶來不同程度的二次污染。秸稈經(jīng)生物質(zhì)處理后，資源轉(zhuǎn)化率在90%以上，在帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，也使環(huán)境質(zhì)量有較大提升。經(jīng)上述計算得，生物質(zhì)利用帶來的效益約為直接燃燒所需繳納費用的400 多倍，技術相對成熟，就經(jīng)濟效益和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展來說，秸稈的生物質(zhì)利用是首選。