农业废弃物将有大作为，要想“碳中和”不可少了它

　　“师夷长技”、借鉴国外先进经验；加强科技攻坚强度，开发高附加值秸秆工业化产品，才是我国秸秆能源产业走入资本市场的主要途径，并真正成为我国碳中和发展的主要助力。
　　“回到田里做肥料、喂给牛羊做饲料、做饭取暖做燃料、种植蘑菇做基料、还有造纸做原料。”这段生动描述秸秆用途的口诀，来自中国农科院环发所出版的《秸秆清洁供暖技术》一书。
　　秸秆，古称藁，又称禾秆草，是成熟农作物茎叶（穗）部分的总称。在古代，秸秆作为主要的农村生活与农业生产资料，几乎100被有效利用。
　　明末清初学者屈大均在《广东新语》中论述了水稻和其他作物施用秸秆灰增产的原因：“火者，稻秆之灰也，以其灰还类其禾，气同而性合，故禾苗易长。农者稻食而秆薪。”此外，《齐民要术杂说》中也详细记载了古代农民利用秸秆与牛的粪尿发酵制成堆肥还田的方法。
　　到了现代社会，随着农业机械化的大规模应用、农民生活水平的提高，秸秆已然成为农业生产过程衍生的大宗废弃物，被丢弃在田间地头或者就地焚烧。
　　然而，焚烧秸秆于空气、于土地、于人体均具有很大的危害，并且随着全国各地秸秆禁烧管理机制的落地，致使大量秸秆的处理成为了一个严重的社会问题。
　　2020年，我国承诺将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这样的时代大背景赋予了秸秆资源新的历史使命。秸秆综合利用是推进节能减排的一项重要手段，农业农村减排固碳是实现碳达峰碳中和的重要举措，也是潜力所在。
　　“秸秆”不能烧，应该咋处理？
　　据中国科学院沈阳应用生态研究所报告，随着国家农村产业结构调整和居民生活条件改善，秸秆产量出现区域性、季节性和结构性过剩问题，致使目前仍有大量秸秆田间堆砌或集中焚烧现象发生。
　　虽然焚烧还田作为传统的秸秆处理方式，具有投入小、成本低、易操作和见效快等优点，但也对自然环境造成了严重危害。因为秸秆中含有氮、磷、钾、碳氢元素及有机硫等，经不完全燃烧会产生大量氮氧化物、二氧化硫、碳氢化合物及烟尘，在阳光作用下还可能产生二次污染物臭氧等，对空气造成严重污染。
　　此前，《中国环境杂志》就曾发文表示，在2021年10月北京历经的4次重度雾霾中，C1（氯离子）与K（钠离子）出现明显增长，而这两种离子元素是秸秆在不充分燃烧的示踪离子，并且结合我国秋季北方地区特殊的污染源排放特征，便可得出结论：秸秆的燃烧是致使此次北京雾霾形成的重要原因之一。
　　除此之外，秸秆燃烧还会对土壤造成破坏。焚烧秸秆时使耕作层温度急剧升高，容易烧死、烫死土壤中的有益微生物，导致土壤板结程度加剧，影响作物对土壤养分的充分吸收，直接影响农田作物的产量和质量，影响农业收益。
　　因此，秸秆作为农作物收获后剩余的重要生物质资源，如不能合理利用，将对我国环境治理乃至碳中和的推进造成阻碍。
　　据统计，中国最为农业大国，秸秆资源庞大，年均产量约为8。65亿吨。其资源化利用率也提升至81。68。为了持续提升秸秆的利用率，2021年月日国家发展和改革委员会还出台《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》提出：“大力推进秸秆综合利用，推动秸秆综合利用产业提质增效”。
　　而根据中国科学院发表的《碳中和视角下秸秆处置方式对碳源汇的贡献》一文中显示，目前，我国秸秆能源化利用主要包含种途径：热解气化、生产沼气、秸秆炭化、固化成型。不同能源化利用途径碳减排量差异较大。其中秸秆资源以肥料化利用为主，利用率为53。93；饲料化和燃料化利用为辅，利用率分别为23。42和14。21。
　　值得注意的是，在上述四种秸秆能源化的方式中，秸秆生产固化成型燃料的年均碳减排量最大（3903万吨CO），占秸秆能源化碳减排总量的98。
　　中国农业科学院草原研究所在其发表的文章《中国农作物秸秆产量及综合利用现状分析》中认为，秸秆生产固化成型燃料，即新型秸秆直燃锅炉解决了秸秆燃烧转化率低和环境污染等问题，燃烧灰渣还田可促进循环农业生产，在乡镇和农村具有较高的推广价值。
　　例如在黑龙江省等高寒地区常利用设备将秸秆压制成一种高密度固体成型燃料，体积缩小80，单位热值提高40～60，是替代常规燃料的最优选择。秸秆燃烧释放的CO与作物生长从大气中吸收的CO量相当，所以秸秆燃烧被认为是“碳中和”的有效方式。
　　然而，为什么作为减碳最为显著的方式，秸秆固化成型燃料的普及率却并不高呢？
　　秸秆资源利用，困难依旧存在
　　秸秆固化成型燃料产业难以普遍化的原因是由多种元素构成的。首先，该产业更容易受地理条件的制约，并在布局上呈现“西低东高”的局面。
　　据统计，目前西北地区秸秆能源替代年碳减排量接近于0，主要在于该地区可能源化利用的农作物秸秆资源密度较低，从而导致秸秆收集运输成本相对较高，不适宜建立大型秸秆能源企业，尤其在以畜牧业生产为主的青藏高原区和黄土高原区，秸秆大部分用于动物饲料生产。
　　而东部沿海、北部沿海、长江中游以及东北综合经济区，由于秸秆资源密接、且当地交通运输体系更加完善秸秆固化成型碳减排量全国占比较高，分别为27。5、25。3、22。8和16。8。
　　因此，秸秆固化成型燃料产业的发展，应遵循地理环境的客观条件，对秸秆进行多元化处理，这样才能发挥其最大的使用价值。同时这种现象也说明，将秸秆转变成固化成型的燃料并不适合在全国大范围内推广，在西北及西南等缺乏大规模机械化农业耕种模式及配套的交通设施，秸秆的处置模式应采用其他资源转化模式。
　　此外，限制秸秆减碳的关键问题还在于资源化产品普遍比较低端、附加值低，导致产品价格低廉、利润低，全产业链参与者难以保障自身的经济利益。
　　以生物质发电为例，我国生物质发电量从2015年的527亿千瓦时增加到2021年的1637亿千瓦时，年复合增长率达到17。58，占全社会用电量的2。而之所以生物质发电量占比依旧不高，最主要的问题之一，便是该产业存在项目建设成本、运营成本高昂，导致生物质电厂难以实现有效盈利等问题。
　　具体来看，我国秸秆发电设备研发起步较晚，为避免秸秆中较高的钾、氯含量带来的秸秆锅炉受热面腐蚀问题，通常大量采用特种耐腐蚀钢材，直接导致发电设备的成本高昂；同时，由于秸秆燃料比重小、原料供给分散，秸秆运输、储存需要更多的运输成本、土地购置成本；在多重成本压力下，我国秸秆发电项目成本竟然已经达到火力发电项目的两倍左右。
　　而在诸多问题的情况下，我国以秸秆为主的生物质发电产业每年还能够快速发展，其背后也是依靠国家政策的大力扶持而非市场所主导。
　　为了鼓励企业参与建设，在2010年，国家发展改革委便确定未采用招标确定投资人的新建农林生物质发电项目，统一执行标杆上网电价每千瓦时0。75元；通过招标确定投资人的上网电价按中标确定的价格执行，但不得高于全国农林生物质发电标杆上网电价，该价格远高于燃煤机组上网电价。
　　换句话说，通过上述政策强制规定和对生物质发电的国家电价支持，以此来保障诸如秸秆类生物质电厂的有效运行和经济效益。但是，如果没有此类国家政策保障及财政补贴，社会和企业投资生物质电厂的动力和积极性将大大降低，严重限制了秸秆发电行业的发展。
　　因此，农业秸秆综合利用的突出问题就是现有利用模式成本高、产品附加值较低，难以形成有市场竞争力的产品，导致产业链涉及的供给者、中间参与者、需求者积极性不足，如缺乏国家政策扶持，我国秸秆资源的减碳利用工程必定将大打折扣。
　　借鉴西方模式、加大科技研发方为解困之道
　　秸秆资源化利用，尤其是推进秸秆燃料产业的发展是一项复杂的系统工程，需要全社会、各层面的共同参与。而借鉴西方发达国家的技术与设备研发、政府投资扶持政策，则对我国秸秆资源的充分利用、调动相关产业的积极性具有价值。
　　以美国为例，大部分美国农场都建有自己的燃料乙醇生产基地，玉米秸秆和玉米籽粒，就地生产转化成为生物乙醇燃料，再提供给国家能源部门，来获得官方的玉米种植补贴和生物乙醇燃料生产补贴。
　　而也正是基于各地建立的燃料乙醇生产基地，美国在面对资源危机有了更大的回旋余地。在2020年，因俄乌紧张局势和美限俄石油出口所造成的石油危机中，美国成品油价高涨。而正是由于生物乙醇燃料填补助力，否则石油价格必涨过天花板之上。这也说明，美国生物乙醇燃料在燃料油中，发挥了巨大的作用。
　　此外，作为碳中和事业的前沿地区，北欧各国也对秸秆资源转化进行了政策调整。以丹麦为例，该国从上世纪末便开始推动秸秆发电，而政府主要做了两方面工作：一个是“管”，确立以秸秆等生物质替代煤炭的阶段性强制目标，明确到2030年要消灭煤炭的使用，以木材废料和秸秆等来替代。
　　而另一个是“补”，但是丹麦政府在进行补贴过程中所奉行的是“从多到少”的下行政策。在秸秆发电推广初期，市场接受度、规模、技术都还不够成熟，政府需要补贴与使用煤炭等其他发电方式的差额。随着技术进步、市场规模扩大、成本逐渐降低，再一步步减少补贴，直至市场化方式下，发电厂、农户等都能实现盈利。
　　由此可见，在推进秸秆资源减碳的道路上，我国并非“第一个吃螃蟹的人”，借鉴西方发达国家对秸秆资源的处理，无疑对我国同赛道的产业起到推动作用。
　　除此之外，秸秆资源化利用离不开科学技术的进步。南京工业大学科学研究部发表的《我国农业秸秆高值化利用现状与困境分析》一文中表示，未来在农作物秸秆资源化利用的上游环节，我国应继续加强植物学、生物质领域等领域的基础研究，寻求突破生物质抗降解屏障的途径，为提高秸秆类生物质资源的利用效率打下坚实的理论和实践基础，助力秸秆资源化利用产业的全面发展。
　　而在农作物资源化利用的下游环节，未来我国重要的研究方向将集中在利用现有方法基础上，按照国务院《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》提出的“开展秸秆高值化、产业化利用”的要求，定位高端产品市场，开发具有更高附加值和市场竞争力的秸秆工业化产品，进而提高现有高端产品的产量和收率，以期在更远的将来构建全新的微生物细胞工厂，生产高附加值产品。
　　结语
　　我国是农业种植大国，水稻、玉米、小麦等作物的种植面积都位居世界前列。庞大的作物种植面积和产量养活了我国众多的人口，但是随之而来的是大量的秸秆堆积。
　　如今，虽然我国秸秆能源化的利用率已超过80，但是在秸秆减碳的产业发展道路上，依旧有很长的路要走。与此同时，我国秸秆能源化发展的背后，主要的推动力量依然是来自政策的扶持而非依托市场运营进而逐渐壮大。
　　因此，“师夷长技”、借鉴国外先进经验；加强科技攻坚强度，开发高附加值秸秆工业化产品，才是我国秸秆能源产业走入资本市场的主要途径，并真正成为我国碳中和发展的主要助力。
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