生物质材料玉米秸秆的战略性思考

李广志 崔佳鹏
摘要目前,能源安全问题越来越严峻,化石能源被过度开采,面临资源枯竭的情形,生物质材料玉米秸秆以储量丰富、绿色环保的优点,成为能源和环境领域研究的热点。本文以玉米秸秆的基本性质为研究基础,介绍国内外利用生物质材料玉米秸秆的发展状况,挖掘玉米秸秆的发展前景,缓解资源紧张的同时,进一步促进生态平衡。
关键词秸秆战略思考
一、玉米秸秆的基本情况
1.玉米秸秆的性质
玉米秸秆含有三成以上的碳水化合物,大于百分之二、小于百分之四的蛋白质,少量脂肪,包含纤维素、半纤维素、木质素等营养元素。木质素在最外层,将纤维素、半纤维素包围在内,纤维素是一种直链多糖,由于分子平行排列而具有不溶性,半纤维素是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体,包括木糖、阿拉伯糖、半乳糖,半纤维糖在纤维素纤维的表面,且相互连接,共同构成由坚硬的细胞相互连接的网络。
2.玉米秸秆的使用情况
玉米是用于提供粮食、饲料的作物,玉米秸秆被广泛应用于工业、农业,是生产环节的重要资源,具有丰富的营养,包含可利用的化学成分,可作为畜牧业饲料的原料。目前,我国大概有三成的秸秆用作农村生活燃料,一成用作牲畜饲料,两成用作工业生产,剩余部分用作还田,大量的秸秆被焚烧,造成了严重的空气污染,严重浪费生物资源。
二、饲料加工
我国是农业大国,拥有丰富的玉米秸秆资源,人们越来越重视对玉米秸秆的利用,玉米秸秆饲料加工的技术层出不穷,利用生物、化学、机械工程等技术,完成饲料加工、储存、运输、供应等步骤,实现集中力量程序化加工,拓宽了饲料利用的输出渠道。其中,生物处理方法包括青贮、微贮、黄贮等方法,化学处理方法包括氨化、碱化、酸贮,利用设备对玉米秸秆进行处理的方法有压块、草粉、颗粒饲料等,物理生化复合处理方法包括膨化等方法。本文详细介绍青贮技术,以便青贮技术更好地推广普及。
首先,挖窖前要选择合适的地理位置,尽量选取土质坚实、背风向阳的地方,避免雨水冲刷带来的不利影响;其次,要计算窖的容量,放入窖的原料尽量保证当天收割当天储存;窖边要铺好芦席,避免污染原料,将原材料放进粉碎机进行粉碎,切碎的材料及时放入窖内,以免原料过干,原料每积累30 cm需要压实一次,窖的周围一定要压实,原料高出地面5~10 cm的时候需要封窖,注意要密封,将表面拍平稳。窖封好后,在附近一米的地方挖掘一条排水沟,同时,还要检查窖是否稳固牢靠。
三、研发固体成型燃料
为了缓解日渐紧缺的传统能源,我们必须加大开发绿色能源的力度,我们可以用玉米秸秆代替玉米等原料制作燃料,在节约成本的同时,促进循环经济的发展,促进农民收入的增加。目前,国内外生物质固体成型燃料技术以及相应的设备研发已经步入正轨,制作过程包括收集原料、预处理、干燥、成型、炭化、配送、供应等过程。在制作的过程中,必须注意控制原料的含水率,促进木素软化、塑化,注意控制温度在240~260 ℃之间,将物料的颗粒度和压力控制于一定范围内。
四、存在的问题和解决办法
在机械化技术的推动下,玉米秸秆的综合利用水平有了较大提高,但由于新事物需要人们用时间和经历去很好的适应和接受,在秸秆低炭化、循环化综合利用等方面,还存在一些不足之处,需要我们去深思和解决。
政策措施落实不到位。严禁秸秆露天焚烧的相关政策措施和保障机制,不能及时的运用和实施,加上秸秆综合利用率较低,根据不同城市的数据统计,大约45%的玉米秸秆得以利用,其中大部分还是直接还田和制作成了饲料,其余的只能随意丢弃和付之一炬。再者,多数农民的传统观念较强,对秸秆利用价值的认识和科技的运用水平有限,这也会降低秸秆利用率,减少收入。这就要求我们在秸秆处理问题上,多思考,想办法,看发展,把玉米秸秆运用机械化技术加工成饲料、肥料或加工能源气化,政府农机部门积极配合,负责技术指导,鼓励农民加快企业引进,创办各类秸秆工业化和生物化加工企业,并给予政策、资金上的扶持和倾斜。
生物质材料是唯一可再生、可代替石化能源转化为燃料以及其他产品的碳资源,运用不同的方法将生物质材料转化成气体、液体、固体燃料,已经成为国内外学者争相研究的热点,秸秆饲料资源的开发利用是一项浩大工程,需要相关行业共同的艰苦努力,更离不开各级政府的重视和大力支持,这样才能使秸秆资源大规模开发利用成为可能,让浪费的资源能够科学地利用起来,进而发展秸秆资源的产业化、商品化之路,为我国农业发展做出一些具有实践意义的贡献。
参考文献:
\[1\]李福岭.秸秆饲料化学处理的现状与前景\[J\].中国牛业科学,1992.
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