青岛市秸秆资源潜力及利用现状

张磊，刘杰，王军，魏晓菲

（青岛理工大学，山东青岛266033）

青岛市秸秆资源潜力及利用现状

张磊，刘杰，王军，魏晓菲

（青岛理工大学，山东青岛266033）

通过年鉴对青岛市近5年来小麦、玉米、棉花和花生等作物的产量统计数据分析，结合不同作物草谷比的计算方法，得出对应秸秆总量，从中发现青岛市近年来秸秆总产量发展平稳，能源回收利用潜力巨大。采用秸秆直接燃烧或者气化的方法进行热电联产，不仅能够达到节能减排的目的，还能实现可观的经济效益。十三五期间，应结合秸秆热值采取不同技术手段，加强对生物质资源开发与利用。

青岛；秸秆；回收利用

1 青岛市秸秆资源条件分析

青岛市地处山东半岛南部，总面积10 654.1 km2，人口700多万人。乡村劳动力274.74万人（其中：男劳动力146.2万人，女劳动力128.54万人）。青岛市拥有农业机械总动力719.33万kW，农用拖拉机18.02万台；农村用电量42.63亿kW·h；有效灌溉面积32.27万hm2[1]。青岛农产品十分丰富，小麦、玉米、棉花、花生等构成了青岛市的农业种植结构。国家统计局数据表明，近年来青岛市农作物产量相对稳定，没有出现太大波动。自2008年以来，粮食产量连续8年稳定在320万t以上。2015年农作物产量达到352万t，粮食总产量达到321.4万t，其中三大粮食作物小麦、玉米、花生所占的比例最大，主要分布在平度、莱西、即墨、胶州4个县级市和黄岛区。

作为农作物的主要副产品，青岛市秸秆资源数量多，开发价值大，大力推广农作物秸秆综合利用技术对于发展循环经济，促进发展现代农业和建设社会主义新农村具有重要的现实意义。通过青岛市的历年粮食产量测算，根据谷物秸秆转换率求出青岛市农作物秸秆资源的年产量[2]。由近年来统计数据得到2011—2015年青岛粮食产量和秸秆产量，如表1。从表1可以看出，青岛每年所产生的秸秆资源量巨大。近5年来受到气候、交通、政策、市场等因素的影响，出现小范围波动，总量处于下降态势，平均每年达到400万t。

表1 2011—2015年青岛粮食产量和秸秆产量 万t

2 秸秆资源潜力与特性分析

秸秆是成熟农作物茎叶（穗）部分的总称，农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，其主要成分包括纤维素、半纤维素和木质素等物质，是一种具有多用途可再生的生物资源[4]。其中木质素的多少决定了秸秆热值的高低，常见农作物秸秆资源元素构成和发热量测定见表2。由表2可知，秸秆大部分是由无机物组成的，只有少量的无机物可以作为燃料来燃烧。燃烧后剩的有机物和矿物质可以用于肥田。其中棉花与花生的热值比稻草要高，利用价值很高[5]。

表2 常见农作物秸秆资源元素构成和发热量测定kJ/kg

为了计算生物质能能源潜力，秸秆可获得系数假设为50%，燃烧平均热值取16 098 kJ/kg。根据1 kg标准煤的燃烧放热量为29 307 kJ/kg，由表2可以算出青岛每年所产秸秆对应的标准煤量，如表3所示。秸秆的产热量相当于标准煤的1/4，如果能全部利用，将会节省大量煤炭资源，也能减少由于烧煤造成的环境污染问题。此外由于秸秆体积大，不利收购、运输和储藏，研究表明秸秆的有效收购运输半径为50 km[6]。

表3 2011—2015年青岛可利用秸秆量及折算标煤量 万t

3 秸秆综合利用方式分析

对农作物秸秆的资源利用，因地制宜制定符合现状的秸秆资源利用方案，采取各种管理和技术措施，从秸秆废弃物中回收具有使用价值的物质和能源，达到资源利用目的，并减少秸秆资源利用后废弃物的产生量和容量。目前，综合利用可以采用机械化秸秆还田、动物饲料、培育食用菌、制作生活用品、生物降解材料制取沼气或者直燃发电等。其中秸秆直接焚烧或者将其同垃圾等混合焚烧的热电联产方法，可以实现秸秆资源的能源化利用。此外，采用秸秆气化制沼气的方法，也能有效地实现能源化利用。

截至2015年底，青岛市各类生物质发电装机容量总计约9.347万kW，其中农林生物质直燃发电装机容量约3万kW，这相对于青岛市秸秆资源潜力而言还是远远不足的。为此根据秸秆资源利用条件，“十三五”期间，青岛市针对秸秆等农林生物质直燃项目新增装机容量11万kW，建设西海岸生物质热电二期工程（3万kW）、莱西琦泉农林生物质热电联产项目（2×4万kW），总装机容量11万kW，总投资约7.4亿元。建设即墨市店集镇大型秸秆集中供气二期工程，年生产生物质沼气约700万m3，总投资2 800万元；平度南村大型秸秆生物天然气项目，年产生物质天然气约660万m3，总投资约3.4亿元，从而实现青岛市秸秆资源开发利用40%的目标。

4 结论

通过对青岛市近5年来小麦、玉米、棉花和花生等作物的产量数据分析得出∶近年来秸秆总产量比较平稳，约为400万t，相当于115万t标准煤，能源回收利用潜力巨大。秸秆直接燃烧或者气化的方法进行热电联产，不仅能够达到节能减排的目的，还能实现可观的经济效益。目前青岛市秸秆资源的处理设施不足，秸秆的回收利用效率不高，根据青岛市未来几年重点项目研究，十三五期间，将实现青岛市秸秆资源开发利用40%的目标。

[1] 吴楠，孔垂雪，刘景涛，等.农作物秸秆产沼气技术研究进展[J].中国沼气，2012(4):14-20.

[2]]彭春艳，罗怀良，孔静.中国作物秸秆资源量估算与利用状况研究进展[J].中国农业资源与区划，2014(3):14-20.

[3] 蔡亚庆，仇焕广，徐志刚.中国各区域秸秆资源可能源化利用的潜力分析[J].自然资源学报，2011(10):1 637-1 646.

[4] 车莉.农作物秸秆资源量估算、分布与利用潜力研究[D].大连：大连理工大学，2014.

[5] 邢红，赵媛，王宜强.江苏省南通市农村生物质能资源潜力估算及地区分布[J].生态学报，2015(10):3 480-3 489.

[6] 王维.广东地区绿色生态村镇能源资源潜力分析[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2015.

Potential and utilization of straw resources in Qingdao

ZHANG Lei，LIU Jie，WANG Jun，WEIXiaofei
（Qingdao Technological University,Qingdao Shandong 266033,China）

The statistical data in recent five years in Qingdao city of w heat,corn and cotton and peanut and other crops w ere analyzed and the corresponding total am ount of straw w as obtained in the w ay of com bining w ith the calculation m ethod of different crops of grass valley ratio.And as a result,it w as found that in recent years,the total output of straw in Qingdao w as stable,and the potential of energy recovery and utilization w as huge.It can not only achieve the purpose of energy saving and em ission reduction,but also achieve considerable econom ic benefits by using the m ethod of direct com bustion or gasification of straw.During the 13th Five-Year period,using different m eans com bined w ith the calorific value of straw can strengthen the developm ent and utilization of biom ass resources.

Qingdao;straw;recycling

X712

A

1674-0912（2017）03-0026-02

2016－12－24）

国家自然科学基金资助项目（21406127）；中国博士后基金“基于太阳能与生物质沼气互补热电联产能源系统热力特性及优化的研究”（2015M582062）；部属高校国家级大学生创新创业项目（201610429109）

张磊（1994-），男，山东淄博人，青岛理工大学能源与动力工程专业本科生。