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贵州省农作物秸秆沼气发电发展SWOT分析

时间:2024-07-28

欧 娟,罗其琪,詹 瑜

(贵州省农业科学院/贵州省现代农业发展研究所,贵州贵阳 550006)

秸秆指成熟农作物的茎、叶(穗)部分的总称,多指小麦、玉米、水稻、薯类、油菜和其他农作物在收获籽实后的剩余部分,是农业的主要副产物。因其含有大量的营养元素,被认为是“埋没在田间地头的宝贵资源”。从中国农业发展进程来看,农民多在收获籽实后将秸秆就地焚烧。农作物秸秆焚烧造成了空气的污染,破坏了生态环境和居住环境,同时其价值未能得到充分有效地实现。

近年来,在严禁农作物秸秆焚烧的行政约束和大力扶持农作物秸秆资源化利用的政策导向下,我国农作物秸秆一定程度上得到合理利用,农作物秸秆综合利用效率有所提高,农作物秸秆就地焚烧现象得到有效控制。贵州省地形地貌以高原山地为主,农作物秸秆在收集、运输方面的成本相对较高,因此农作物秸秆综合利用率低于全国平均水平。寻找便捷、有效农作物秸秆处理方式成为贵州省经济社会发展的重要任务之一。

农作物秸秆沼气发电能大规模消纳农作物秸秆,是一种循环发展模式,其原理是将农作物秸秆厌氧发酵产生沼气,沼气通过发电装置生产电能,同时产生的沼渣、沼液通过处理成为有机肥,有机肥施在农作物上改善农产品的品质。为了清晰了解贵州省农作物秸秆沼气发电发展态势、制定并调整农作物秸秆沼气发电发展战略、提高贵州省农作物秸秆资源化综合利用率,本文结合SWOT 战略分析法,从优势、劣势、机遇、问题4 个方面分析贵州省农作物秸秆沼气发电发展面临的内外部环境。

1 贵州省农作物秸秆发电SWOT分析

SWOT 战略分析法又称道斯矩阵,是英文Strengths、Weaknesses、Opportunities 和Threats 的 缩写,由美国管理学教授韦里克在20 世纪80 年代初提出。SWOT 战略分析法主要分析研究对象自身所处的各种环境因素,以便更加深入地了解自身的特点,从而找到更优的发展策略。目前,SWOT 战略分析法广泛应用在管理学和经济学的相关研究中。

1.1 优势

1.1.1 农作物秸秆资源量大

农作物秸秆是农作物秸秆沼气发电项目得以顺利生产发展的必要条件之一。农作物秸秆具有不同的自然特性,结合秸秆系数和收集系数推算农作物秸秆资源收集量的方法应用较广。根据相关数据测算,2019年、2020 年贵州省农作物秸秆资源理论资源量分别为1 159 万t[1]、1 150 万t[2]。从这2 年的数据可以看出,农作物秸秆资源量略有下降,究其原因,主要2 个方面:1)贵州省实施农业产业发展战略调整,减少了玉米的种植面积,增加了蔬菜等经济作物的栽种面积。2)由于工业化、城镇化的不断推进,征用了部分土地,农作物耕种面积减少,导致2020年秸秆产量低于2019 年。但是,随着“藏粮于地、藏粮于技”“严守18亿亩耕地红线”(1亩=667 m2)等保障国家粮食安全战略的深入实施与推进,玉米、小麦、水稻等主要粮食作物的种植面积将不会减少,因此每年都将会产生大量的农作物秸秆,这为秸秆沼气发电项目提供丰富的发酵原料。

1.1.2 技术工艺水平的提升

科学技术是第一生产力。技术水平的高低决定了农作物秸秆发电项目的投入效益。农作物秸秆沼气发电项目主要技术有秸秆预处理技术、厌氧发酵技术、沼气发电技术、肥料制作技术等,其中,厌氧发酵技术、沼气发电技术在国内已有多年的应用及实践,在提高沼气生产效率、处理不同木质纤维等方面已积累很多成果。北京某企业吸收、改进的兼氧纤维素水解技术是秸秆预处理关键技术之一。运用兼氧纤维素水解技术,能处理多种秸秆原料、缩短发酵周期,同时能避免秸秆上浮形成结壳而使厌氧工艺系统崩溃情况的发生,在行业内得到了广泛认可。此外,国产沼气发电机组技术性能指标已接近国际先进水平,有机肥制作工艺技术也相对成熟。因此,先进的科研技术水平,为贵州省农作物秸秆沼气发电发展提供了有力保障。

1.1.3 畜禽粪污资源相对丰富

现有研究表明,利用畜禽粪便、农作物秸秆等天然有机物质混合厌氧发酵,会有效提高沼气产气效率[3]。生态畜牧业是贵州现代山地特色高效农业产业体系的重要组成部分,也是乡村振兴的基础性、支撑性产业。自2003年以来,贵州省委、省政府先后出台产业发展指导性文件,加大投入,重点发展,使生猪、牛、羊等产业得到了较好、较快地发展,相应地每年将会产生大量的粪污资源。畜禽粪污的综合利用保证了农作物秸秆沼气发电运营的稳定性,同时农作物秸秆沼气发电也解决了畜禽粪污排放带来的环境污染问题。

1.2 劣势

1.2.1 运营成本高

农作物秸秆收储运是秸秆离田产业发展的首要条件和共性基础。目前,秸秆收集难、运输难、储存难等问题在大部分区域尚未得到根本解决,越来越成为制约农作物秸秆产业化发展的关键性因素[4]。农作物秸秆的足量、稳定、低成本供应是农作物秸秆沼气发电项目得以成功发展的关键要素之一。贵州省是喀斯特地貌,以高原山地为主,土地分散,集中连片的土地较少,农业机械化水平低。大部分农作物秸秆难以实现机械化作业,仍需靠人力收集、人力搬运,再由小型农用机械转运,效率十分低下。另外,由于农作物秸秆密度低、体积大、占空间,一次运输装载量较小,需要多次来回运转。而贵州省山路蜿蜒崎岖,运输耗时耗油,运输成本较高。

1.2.2 项目建设用地面积大

农作物秸秆厌氧发酵周期长,一般来说都超过20 d。在这种情况下,要形成一定的生产规模,就需要配套的设施设备规模非常大才行。同时,农作物秸秆比较蓬松、体积大,堆放过程中需要占用较多空间。另外,秸秆收购具有很强的季节性,无法均衡收购;要维持企业的正常运转,必须要有半年的储存量[5]。而半年的农作物秸秆储存量必然要求有较大的堆放场地。此外,需要一系列的防雨、防潮、防火等配套设备。因此,农作物秸秆沼气发电项目将需要占用较多土地。

1.2.3 关联产业发展薄弱

农林废弃物资源回收利用是新兴产业,最近几年才得以发展。由于其投入成本高、见效慢、收益低,难以吸引市场主体积极广泛参与。相较于其他省份,贵州省农林废弃物资源回收利用产业发展更为缓慢。目前,贵州省从事农林废弃物资源回收利用的企业数量、规模及从业人员均难以满足农作物秸秆沼气发电的正常运营,在农作物秸秆原料供应、技术指导、产品的推广销售等方面均难以得到有效的保障与服务。总体来说,目前贵州省农林废弃物资源回收利用企业的运营成本高、收益低、抵御市场风险能力弱。

1.3 机会

1.3.1 国家鼓励生物质能的发展

化石能源不可再生和污染环境的特性,使得越来越多的国家逐渐焦距生物质能的开发与利用。我国先后颁布《中华人民共和国可再生能源法》《可再生能源价格和费用分摊管理试行办法》(发改价格〔2006〕7 号)、《完善生物质发电项目建设运行的实施方案》(发改能源〔2020〕1421 号)等政策文件,用以鼓励、指导生物质能的发展,并明确将生物质能的开发利用列为能源发展的优先领域。农作物秸秆作为生物质能资源的主要来源之一,必将获得有关的政策法规的支持。

1.3.2 生态环境改善的压力

农作物秸秆的焚烧造成了空气污染,影响了生态环境和居住环境,不利于农业的可持续发展。过去的“重发展、轻环境”的发展思路已经不符合当下时代要求,人们的愿望不仅仅是吃饱穿暖,还期待有美好的生活环境。针对人们的美好愿景,在十九大报告中,明确提出加快经济发展方式的转变,实现绿色发展。农作物秸秆沼气发电利用能有效解决农村地区环境污染问题,实现资源变废为宝,实现农业增收、农民增富,理应得到推广。

1.3.3 绿色食品拥有较大的发展空间

随着经济和社会的发展,城乡居民生活水平的提高及食品安全问题的频发,人们对健康、安全、绿色食品的需求越来越高。农作物秸秆沼气发电项目推行“种植业-沼气、有机肥-种植业”的绿色循环发展模式,其厌氧发酵生产沼气的同时伴随产生大量的沼渣、沼液,可根据现有的工艺技术可将沼液、沼渣加工制作成为有机肥,有机肥施用于农作物上,可以为农作物提供多种营养成分,从而有效改善农特产品的质量和品质,生产出安全、绿色的农特产品,以满足人们对健康食品的需求和向往。

1.4 威胁

1.4.1 原料供应市场的不稳定性

农作物秸秆沼气发电的上游市场主要是原料供应市场,而原料供应市场具有很大的波动性和不确定性,主要体现在:1)农作物本身的生长特性。贵州省内种植的农作物多为一年一熟,在错过农作物收获季节后就很难收购到秸秆。2)农作物秸秆生产量受制于农产品市场变化。如果今年农产品价格偏低,将会影响到农户对未来农产品的价格预期,那么农户将减少明年相应的农作物的播种面积,进而影响秸秆的产量。

1.4.2 农户思想观念的保守固化

农户是农作物秸秆的生产者、拥有者。回顾中国几千年的农业发展历史,农户在收获农作物后往往将农作物秸秆就地焚烧,用以保持、补充土地的营养成分。这种方式对农户来说是最便捷、最省力、最有效的秸秆处理方式。近年来,社会各界加大了“农作物秸秆是资源”宣传,人们对秸秆的认识有了一定深入,但秸秆用之为宝、弃之为害的理念还没有深入人心,严重影响农民对秸秆离田利用的积极性。

1.4.3 农村劳动力的缺乏

随着工业化和城镇化的推进,越来越多的农村青壮年涌入城市和工厂,农村劳动力出现“空心化”,表现为从事农业的多为老人、妇孺,这部分群体行动迟缓、劳动能力较低,而农作物秸秆收集又恰逢农忙季节,人们在有限的精力支配下,往往优先选择收获农作物果实,这样农作物秸秆大部分被丢弃在田间地头或者就地焚烧。

2 贵州省农作物秸秆沼气发电战略路径

基于SWOT 战略分析法的基本内涵,结合贵州省农作物秸秆沼气发电的优势、劣势、机会及威胁,分析贵州省农作物秸秆沼气发电实施增长型、扭转型、多元化、防御型战略的具体路径。

2.1 增长型战略

增长型战略即“优势(S)-机会(O)”战略,其理念为发挥优势,利用机会。具体内容如下:1)积极对接国内外运营良好的农作物秸秆沼气发电企业,引进、吸收农作物秸秆厌氧发酵、沼气提纯、有机肥制作等相关技术工艺、配套设施设备及管理经验,提高贵州省农作物秸秆沼气发电的生产效率及技术水平。2)依托丰富的农作物秸秆和畜禽粪污资源,充分利用国家有关生物质能、绿色农业的政策资源,使贵州省农作物秸秆沼气发电项目能够获得国家的用地规划、财政补贴及税收优惠,以吸引更多的市场主体参与到农作物秸秆沼气发电相关领域。3)充分考虑人们环保意识的增强,多渠道、多形式加大对“农作物秸秆资源是宝贵的可在生能源”的宣传力度,以提高民众对清洁能源的认识度和接受度。4)结合人们对绿色、安全的农产品需求日益增加的实际,加大绿色、有机农产品的市场培育力度,延长有机农产品价值链与产业链,为农作物秸秆沼气发电产生副产物的沼液、沼渣建立稳定的渠道。

2.2 扭转型战略

扭转型战略即“劣势(W)-机会(O)”战略,其理念为利用机会,克服劣势。具体内容为:1)结合当前生物质能、绿色发展、环境保护等宏观发展要求,争取国家对生物质能、绿色农业等相关项目的用地政策、财政补贴及税收优惠,进一步降低农作物秸秆沼气发电项目的运营成本。2)结合生物质能广阔的发展前景及市场对绿色有机食品的期待,通过建立健全农作物秸秆收储运体系,提高贵州农业机械化水平,改善道路通达情况,解决贵州省农作物秸秆收集难、运输成本高的问题。3)鼓励、引导农作物秸秆沼气发电相关产业的发展,加强农业全产业链建设,促进“种植业、畜牧业-沼气-有机肥-种植业”循环发展,提高农作物秸秆沼气发电项目稳定性和市场竞争力。

2.3 多元化战略

多元化战略即“优势(S)-威胁(T)”战略,其理念为利用优势,应对挑战。具体内容为:1)依托贵州省丰富的农作物秸秆资源和畜禽粪污,通过引进先进技术工艺,提高沼气生产效率,确保农作物秸秆能够得到充分发酵利用。2)充分考虑农作物秸秆收获半径,科学合理布局农作物秸秆沼气发电项目,确保农作物秸秆能满足沼气发电项目的稳定运行。3)加大宣传力度,使得“农作物秸秆是资源”的观念深入人心,从而影响、改变农户随意丢弃、焚烧秸秆的习惯。4)建立农村劳动力开发机制,进一步整合各方资源,通过鼓励、引导在外务工人员、大学生返乡创业,培养新型职业农民,解决农忙时节劳动能力低、劳动力不足的问题,使得农作物秸秆能得到及时收获、储藏。

2.4 防御型战略

防御性战略即“劣势(W)-威胁(T)”战略,其理念为减少劣势,回避挑战。具体内容为:1)通过加快农村土地的流转,尽量将破碎的土地集中连片,加强机耕道的修缮,提高道路的通道率和农业机械化水平,以提高农作物秸秆收集效率,降低农作物秸秆运输成本,从而缩减农作物秸秆发电项目运行成本,增加农作物秸秆发电的盈利空间。2)鼓励、引导农作物秸秆沼气发电主体充分考虑农作物秸秆、畜禽粪污等原材料的分布情况,合理规划农作物秸秆沼气项目的建设规模及项目用地。3)积极发挥农作物秸秆资源综合利用示范村的示范带动作用,从而影响、改变农户对秸秆的传统处理方式。4)结合农作物秸秆体积大、密度小的特点,探索建立健全农作物秸秆仓储体系,既满足农作物秸秆沼气发电项目原料稳定供应,同时要求占地面积相对较小。5)建立健全农业产业体系,大力扶持农林废弃物关联产业的发展,确保农作物秸秆沼气发电经济效益得到实现。

3 小结

通过上文的SWOT 战略分析可知,贵州省农作物秸秆沼气发电优势与劣势并重,机会与威胁并存,应充分考虑内外部发展环境,选择符合自身实际的战略;从挖掘优势、克服劣势、寻找机会和消除威胁的理念出发,综合考虑农作物秸秆沼气发电项目带来的经济效益、社会效益及生态效益。因此,贵州省农作物秸秆沼气发电发展在引进、吸收农作物秸秆沼气发电相关技术工艺及管理经验的前提下,依托丰富的农作物秸秆资源和畜禽粪污资源,以国家鼓励生物质能、绿色发展为契机,通过不断强化自己的优势条件,采取多种措施降低农作物秸秆沼气发电的运营成本,不断提升农作物秸秆沼气发电的经济效益和竞争力,促进农作物秸秆沼气发电的产业化、规模化发展,从而加快贵州省农作物秸秆能源化发展进程。

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