劉世君

(天津市濱海新區(qū)塘沽農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣站，天津 300450)

0 引言

我國是能源消費(fèi)大國，目前的能源供應(yīng)主要是依靠煤炭、石油、天然氣等，但是由于天然能源資源開發(fā)過程中極大的資源消耗壓力和成本投入，不利于社會的可持續(xù)發(fā)展，因此可再生能源資源的開發(fā)利用已經(jīng)成為我國資源開發(fā)領(lǐng)域內(nèi)的新途徑。農(nóng)作物秸稈是生物質(zhì)能資源的重要來源，消費(fèi)量僅次于煤炭和油氣資源，預(yù)計到21世紀(jì)的中葉，秸稈原料的運(yùn)用會高達(dá)40%，因此大力開展生物質(zhì)能的開發(fā)，具有很現(xiàn)實(shí)的意義。

1 秸稈利用的主要技術(shù)領(lǐng)域

1.1 秸稈能源

能源技術(shù)主要是包括秸稈氣化技術(shù)、壓塊成型制炭技術(shù)、鍋爐燃料能量轉(zhuǎn)化等技術(shù)，其中氣化技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)被推廣使用，氣化技術(shù)主要是使用秸稈為原料，放在真空狀態(tài)下轉(zhuǎn)化成為可燃性氣體，經(jīng)過濾雜質(zhì)氣體之后使用。可燃?xì)怏w是居民生活、工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中重要的優(yōu)質(zhì)能源。

1.2 飼料用途

使用微生物將秸稈進(jìn)行處理之后，將富含木質(zhì)素、纖維素、半纖維素的秸稈發(fā)酵之后降解，轉(zhuǎn)化為含豐富蛋白質(zhì)、維生素成分的飼料，可應(yīng)用在多個領(lǐng)域內(nèi)。

1.3 肥料

秸稈肥料的使用是直接還田等方式，也有使用特殊工藝進(jìn)行科學(xué)配比，將秸稈粉碎、經(jīng)過一系列復(fù)雜的工序處理之后生產(chǎn)出秸稈復(fù)合肥，施肥的成本和尿素類似，使用之后可以促進(jìn)土壤的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，可以改善土壤的物理性質(zhì)，增強(qiáng)農(nóng)作物的抗病能力，對于優(yōu)化農(nóng)田生態(tài)有更好的效果。其中稻草和麥秸還田的方式還有很多，而機(jī)械化就地還田的方式，由于實(shí)現(xiàn)耕作和肥料運(yùn)輸一體化，成為最受歡迎的技術(shù)。

1.4 工業(yè)原料技術(shù)

秸稈作為工業(yè)原料都是以造紙為主，在當(dāng)前的生產(chǎn)當(dāng)中，占據(jù)約40%的比例，還有一部分也被用來生產(chǎn)各種建材產(chǎn)品、人造板材等。秸稈作為人造板材的生產(chǎn)原料在國內(nèi)發(fā)展起步比較晚，但是由于秸稈來源廣泛、資源豐富，市場發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｄ壳氨容^成熟的技術(shù)，主要有兩個方向，刨花板和纖維板等建筑用材。

2 農(nóng)作物秸稈作為人造板原料的可行性分析

2.1 解決工業(yè)領(lǐng)域資源緊張問題

我國人造板工業(yè)在近年以來得到了快速的發(fā)展，而且位居世界前列。人造板工業(yè)的快速發(fā)展需要大量的原材料，木材供需生產(chǎn)的缺口很大，因此我國成為木材進(jìn)口比例增大的國家。其中刨花板和纖維板生產(chǎn)需要的材料主要是以小徑木和枝椏等為主。從一定程度上來看，建材原料的使用給企業(yè)的發(fā)展帶來了很大的壓力。隨著生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化，我國啟動了生態(tài)防護(hù)林保護(hù)項目，改善了生態(tài)環(huán)境，而且對促進(jìn)環(huán)境的發(fā)展起到良好的控制作用，但是板材工業(yè)原料的使用受到限制，同時部分省市人造板工業(yè)正處于快速發(fā)展階段，如何解決這一矛盾引起人們的關(guān)注。因此從整體上來說，人造板工業(yè)原料的供應(yīng)急需尋找替代品，而膠合技術(shù)的出現(xiàn)增加秸稈原料的使用途徑，為人造板原料的供應(yīng)提供渠道。

2.2 可行性分析

農(nóng)作物秸稈的成分和闊葉林的成分相似，可以將其運(yùn)用在人造板方面，從科研、實(shí)際運(yùn)用來看，使用麥秸和稻草、棉花稈等作為人造板的生產(chǎn)原料，運(yùn)用形式已經(jīng)很成熟。其中玉米秸稈比較適合運(yùn)用在飼料生產(chǎn)方面，但是運(yùn)用在人造板材方面比較困難。

3 秸稈原料化利用技術(shù)在濱海新區(qū)的應(yīng)用

3.1 秸稈原料來源

濱海新區(qū)現(xiàn)有12個涉農(nóng)街鎮(zhèn)，139個行政村，農(nóng)村人口27.21萬人，9.98萬戶，鄉(xiāng)村從業(yè)人員13.31萬人，其中農(nóng)業(yè)從業(yè)人員4.6萬人。全區(qū)種植面積約2.41萬hm2，其中糧食作物種植面積2.38萬hm2，經(jīng)濟(jì)作物種植面積313.33 hm2。大田作物、糧食作物主要分布在大港片區(qū)，經(jīng)濟(jì)作物主要分布在塘沽、漢沽片區(qū)。新區(qū)秸稈綜合利用涵蓋了小麥、玉米、水稻、高粱、大豆、棉花六種作物，合計利用面積接近全部糧食種植面積。小麥秸稈綜合利用多在二季度末前完成，玉米、高粱、大豆、棉花綜合利用多在年底前完成，水稻秸稈綜合利用多在次年一季度末前完成。為更好的貫徹落實(shí)《天津市人民代表大會關(guān)于農(nóng)作物秸稈綜合利用和露天禁燒的決定》，持續(xù)做好新區(qū)秸稈綜合利用工作。新區(qū)加大了在政策傾斜、技術(shù)培訓(xùn)、市場應(yīng)用、宣傳推廣上的扶持力度。秸稈綜合利用率目前全區(qū)已達(dá)99%以上，基本實(shí)現(xiàn)了秸稈全量化利用。

3.2 秸稈原料化的利用

秸稈綜合利用處理上，目前主要有肥料化利用技術(shù)、飼料化利用技術(shù)、原料化利用技術(shù)、燃料化利用技術(shù)、基料化利用技術(shù)。肥料化利用技術(shù)中的秸稈粉碎還田技術(shù)目前應(yīng)用最為普遍，是我區(qū)秸稈處理的首選技術(shù)。但隨著裝備技術(shù)的日益提升，耕地處理的日漸精細(xì)。肥料化、飼料化的初級利用已不符合秸稈綜合利用再升級的要求。一種更經(jīng)濟(jì)環(huán)保、更高效利用的秸稈原料化利用技術(shù)逐漸在新區(qū)推廣和應(yīng)用。

在當(dāng)前秸稈處理再升級需求日益迫切和傳統(tǒng)建材建造使用污染嚴(yán)重的背景下，秸稈草磚建材化利用已成為大勢所趨。農(nóng)用新型秸稈建筑材料是以稻草、麥草等秸稈做為原料，不添加粘結(jié)劑、不需切割粉碎，直接采用清理、除塵、梳理、高壓、在成型機(jī)內(nèi)擠壓等方式形成板材，并在表面上按照需求做相應(yīng)的處理，具有良好的強(qiáng)度、抗沖擊能力和保溫隔熱、隔音性能，并且有抗燃燒能力，屬難燃建材。

3.3 優(yōu)勢

(1)生態(tài)優(yōu)勢。變廢為寶，減少了因生產(chǎn)黏土實(shí)心磚而造成的毀壞耕地現(xiàn)象。

(2)造價優(yōu)勢。價格低、易裝配。秸稈板材裝配的速度要比磚砌快得多，因此草板應(yīng)用于建筑有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件定型化、制造工廠化、施工裝配化、產(chǎn)品系列化，有利于縮短施工周期，與磚混結(jié)構(gòu)相比，使用稻麥草板同等建筑面積降低造價15%～20%，把增加的使用面積計算在內(nèi)的綜合效益達(dá)到24%左右，因此使用草板可降低工程造價。

(3)節(jié)能優(yōu)勢。秸稈板材具有良好的保溫隔熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.108 W·(m·k)-1，遠(yuǎn)低于紅磚、混凝土、加氣混凝土。使用秸稈板材不僅可減少墻體厚度，有效增加使用面積，還可保溫隔熱，降低采暖能耗，有利于建筑節(jié)能。

(4)技術(shù)優(yōu)勢。具有較為優(yōu)良的技術(shù)性能，主要表現(xiàn)在：容重低。農(nóng)用新型秸稈建筑材料的容重僅340～440 kg·m-1；耐久性好。通過實(shí)驗(yàn)可使用50年以上；導(dǎo)熱系數(shù)低。僅為0.108 W·(m·k)-1；強(qiáng)度高。撓度<5 mm；破壞荷載>6000 N；防蟲蛀。紙面稻麥草板SiO2含量高。

(5)市場優(yōu)勢。發(fā)展新型墻體材料是節(jié)約能源、保護(hù)耕地的一項重要措施。按京津冀每年竣工的農(nóng)業(yè)設(shè)施建筑面積在7800～8400萬m2左右，如其中僅按10%使用稻麥草板，每平方米建筑面積使用3.6～4.0 m2稻麥草計算，每年農(nóng)用新型秸稈建筑材料的需求量達(dá)到1400～1600萬m2。

4 運(yùn)用前景分析

和木質(zhì)人造板相比較，農(nóng)作物秸稈人造板的物理力學(xué)性能良好，使用異氰酸酯樹膠作為粘合劑進(jìn)行生產(chǎn)，讓秸稈原料化的纖維板具備了更加優(yōu)質(zhì)的性能。而且從具體的分析情況來看，各項物理力學(xué)性能都超過了木質(zhì)刨花板和纖維板，符合國家板材標(biāo)準(zhǔn)要求。而且在生產(chǎn)過程中使用的異氰酸酯樹膠，生產(chǎn)出來的板材當(dāng)中沒有有害物質(zhì)的含量，屬于一種綠色環(huán)保的人造板材。從市場發(fā)展來看，雖然國內(nèi)市場尚未成熟，但是國際市場上秸稈原料開發(fā)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，側(cè)面來講國內(nèi)市場還需要積極開發(fā)；從產(chǎn)品的發(fā)展看，目前技術(shù)也相對成熟，并且在建設(shè)過程中不斷完善，逐漸推廣到國外市場。由于秸稈的開發(fā)潛力巨大，在發(fā)展的過程中還需要更多專業(yè)人員參與到其中去，實(shí)現(xiàn)秸稈的開發(fā)運(yùn)用。

5 結(jié)語

綜上所述，秸稈原料化利用的秸稈板材建筑材料作為一種新型的墻體材料，節(jié)能、節(jié)地、利廢，是一種性能良好的生態(tài)建材，也是國家鼓勵發(fā)展的一種新型墻材。為此，建議以此項技術(shù)大規(guī)模推廣應(yīng)用作為秸稈綜合利用再升級的突破口和著力點(diǎn)，持續(xù)提高秸稈綜合利用能力。