石祖梁，王久臣，李 想，宋成軍，孫仁華，王 飛※

(1．農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)總站，北京 100125； 2．農(nóng)業(yè)農(nóng)村部資源循環(huán)利用技術(shù)與模式重點實驗室，北京 100024)

0 引言

中國是農(nóng)業(yè)大國，是世界上秸稈資源最為豐富的國家。前人研究顯示，我國秸稈總體資源量近10億t，其中可以收集利用的秸稈量為9億t左右[1]。但是由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和農(nóng)村生活方式的變革，秸稈傳統(tǒng)利用方式難以為繼，約有20%的秸稈被廢棄或露天直接焚燒，不僅污染了大氣和水體等生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致安全隱患，更造成了資源的極大浪費[2-3]。因此，如何合理有效地處置秸稈已成為政府和社會關(guān)注的焦點問題。大量研究與實踐表明，秸稈作為優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)能， 2 t秸稈的熱值相當(dāng)于1 t標(biāo)準(zhǔn)煤[4-5]，推動秸稈能源化利用，可以有效改善農(nóng)村清潔用能水平，減少化石能源消耗和二氧化碳排放[6]。而利用農(nóng)作物秸稈進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，則是秸稈能源利用中極其重要的一種途徑。前人研究顯示，相對秸稈直接燃燒而言，秸稈沼氣能量利用效率可以提高1.2～1.9倍[7]。秸稈沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的副產(chǎn)物沼渣沼液，因其富含氮、磷等營養(yǎng)元素，是良好的肥料，已經(jīng)在生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)中被廣泛應(yīng)用[7-8]，秸稈沼氣工程越來越受到社會的關(guān)注和重視。因此，文章在前人研究的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了我國秸稈沼氣面臨的形勢、技術(shù)工藝特點、存在問題，并提出下一步的發(fā)展建議，以期為推動秸稈沼氣的快速發(fā)展提供理論支撐。

1 發(fā)展秸稈沼氣的必要性

1.1 能源短缺的必然發(fā)展趨勢

化石能源的枯竭趨勢是不可逆轉(zhuǎn)的，能源緊張問題對世界的影響將日益明顯。近年來，各國不斷重視加強太陽能、核能、生物質(zhì)能等新能源的開發(fā)利用，在新興起來的諸多新能源當(dāng)中，生物質(zhì)能源因其安全、穩(wěn)定、可再生的特點，是國家鼓勵發(fā)展的重點領(lǐng)域之一。特別是農(nóng)作物秸稈，不但產(chǎn)生量大、分布廣散、種類多樣，而且富含80%～90%的有機質(zhì)，通過厭氧發(fā)酵能夠產(chǎn)生化石能源的替代品——沼氣[9]。長期以來，沼氣作為一種農(nóng)民家庭戶用的高品質(zhì)清潔能源，一直是我國農(nóng)村能源建設(shè)的重要內(nèi)容，對推動農(nóng)村生活方式的改善起到了極大的促進(jìn)作用[10]。同時對沼氣進(jìn)行脫碳凈化提純，能夠提升甲烷含量達(dá)到95%～97%，從而提高燃?xì)獾臒嶂颠_(dá)到天然氣標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)入天然氣管網(wǎng)替代石化天然氣，也可用作車用燃?xì)猓悄茉串a(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方式。因此，發(fā)展秸稈沼氣將成為有效緩解我國能源供應(yīng)壓力的一個重要途徑，并在農(nóng)村節(jié)能減排和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮積極作用。

1.2 農(nóng)作物秸稈處理的有效途徑

農(nóng)作物秸稈露天焚燒和隨意丟棄引發(fā)了一系列的環(huán)境問題，已經(jīng)得到政府和人們的廣泛關(guān)注。2018年“中央一號”文件明確提出，要加強農(nóng)村突出環(huán)境問題綜合治理，推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用。國家有關(guān)部門更提出了至2020年全國秸稈綜合利用率要達(dá)到85%以上的目標(biāo)任務(wù)[11]，并鼓勵開展秸稈氣化清潔能源利用工程建設(shè)，拓展農(nóng)村清潔能源供給渠道，推動秸稈綜合利用高值化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[12]。中國每年農(nóng)作物秸稈可收集量超過8億t，其中作為秸稈沼氣良好原料的水稻、小麥和玉米3種秸稈占到80%左右[1]，可見我國農(nóng)作物秸稈產(chǎn)沼氣潛力巨大。在堅持農(nóng)用優(yōu)先的基礎(chǔ)上，大力推動秸稈沼氣發(fā)展，有利于進(jìn)一步拓展利用渠道，切實提高秸稈綜合利用率，減少資源浪費，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。

1.3 發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的重要手段

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，由于化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)投入品大量使用，不但對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提出了挑戰(zhàn)，也造成了一系列的農(nóng)業(yè)生態(tài)問題。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部將2018年確定為“農(nóng)業(yè)質(zhì)量年”，提出要堅持綠色導(dǎo)向，大力推行農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)方式，實現(xiàn)投入品減量化、生產(chǎn)清潔化、廢棄物資源化、產(chǎn)業(yè)模式生態(tài)化。沼氣不但有利于快速處理農(nóng)業(yè)廢棄物，其副產(chǎn)物沼渣沼液又是良好的有機肥料，對于提高農(nóng)作物產(chǎn)量并改善品質(zhì)有重要作用，已經(jīng)成為發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵紐帶。同時隨著城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的快速推進(jìn)，人畜分離的趨勢越來越明顯，以前被廣泛用作沼氣原料的畜禽糞便逐漸供應(yīng)不足，極大限制了農(nóng)村沼氣的發(fā)展壯大[9]。前人研究表明，全國約有20%的戶用沼氣池因原料供應(yīng)不足造成閑置，甚至報廢[13]。同時由于糞便投料麻煩、臟臭等問題難以解決，農(nóng)戶對使用糞便作沼氣原料的積極性逐漸降低。因此推動秸稈沼氣工程建設(shè)，不但有利于緩解沼氣池原料不足的矛盾，也有利于發(fā)展生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟，推動沼氣產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

2 秸稈沼氣的工藝技術(shù)特點分析

當(dāng)前我國秸稈沼氣工程建設(shè)處于較快的發(fā)展階段，截止2017年，全國建成處理農(nóng)業(yè)廢棄物的沼氣工程約11萬處，其中特大型、大型、中型沼氣工程共1.8萬處，約處理畜禽糞便5.2億t、農(nóng)作物秸稈960.6萬t[14]。根據(jù)反應(yīng)器的類型以及進(jìn)出料方式，秸稈沼氣主要可分為以下8種工藝：豎向推流式厭氧消化工藝、全混式秸稈發(fā)酵技術(shù)、自載體生物膜秸稈沼氣工藝、覆膜槽秸稈沼氣技術(shù)、車庫式秸稈干發(fā)酵工藝、一體化兩相厭氧消化工藝、紅泥塑料厭氧消化技術(shù)、分離式兩相厭氧消化工藝。

2.1 豎向推流式厭氧消化工藝

該工藝技術(shù)特點是液態(tài)發(fā)酵，秸稈經(jīng)粉碎至2～3mm，加水調(diào)節(jié)固體含量至8%左右，每天定時、定量通過泵提升至發(fā)酵罐頂部均勻布料，進(jìn)料時按照順序成層狀向下推壓，出料時則依靠自壓力從發(fā)酵罐底部排出，每天定期對沼液進(jìn)行循環(huán)噴淋[15]。其優(yōu)點：一是實現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)料，使發(fā)酵達(dá)到連續(xù)穩(wěn)定的狀態(tài)，解決了沼氣穩(wěn)定生產(chǎn)的問題； 二是利用系統(tǒng)內(nèi)部沼液進(jìn)行循環(huán)噴淋，不但有利于維持發(fā)酵罐上部秸稈料的濕度，而且實現(xiàn)了新入秸稈原料的快速接種，顯著提高了消化和產(chǎn)氣速率。其缺點是秸稈原料粉碎粒度小，能耗和運行成本較高。

2.2 全混式秸稈發(fā)酵技術(shù)

該工藝技術(shù)特點是采用液態(tài)發(fā)酵，立式反應(yīng)器。在消化器內(nèi)安裝有攪拌裝置，使發(fā)酵原料和微生物實現(xiàn)完全混合，有利于改善傳質(zhì)傳熱效果等[16]。優(yōu)點是由于采用了攪拌裝置，容器內(nèi)的厭氧微生物能夠與物料更充分、更均勻地接觸，極大提高了物料產(chǎn)氣率； 同時秸稈粉碎較細(xì)，發(fā)酵濃度較低，物料流動性好，也有利于進(jìn)出料。缺點是秸稈粉碎過細(xì)，能耗高，預(yù)處理成本大； 發(fā)酵物料濃度較低，所需厭氧發(fā)酵罐體積較大，加熱和攪拌能耗高，單位產(chǎn)氣量所耗的投資成本也較高。

2.3 自載體生物膜秸稈沼氣工藝

該工藝技術(shù)特點是濕式發(fā)酵，針對秸稈吸濕膨脹從而產(chǎn)生的飄浮、分層現(xiàn)象，通過強化反應(yīng)器(臥式反應(yīng)器)與攪拌方式(斜攪拌與側(cè)攪拌組合)等工藝方法的集成創(chuàng)新，不斷增加物料的混合程度[17]。秸稈先經(jīng)搓揉處理后，再使用固態(tài)化學(xué)預(yù)處理劑進(jìn)行預(yù)處理，時間為3d，然后送入半地下的臥式厭氧發(fā)酵池。此時，發(fā)酵池中的秸稈同時就具備了食料和載體的雙重功能。該工藝的優(yōu)點：一是秸稈經(jīng)短時間的專門預(yù)處理后，產(chǎn)氣率可提高50%～120%，且操作簡單快捷； 二是通過臥式反應(yīng)器設(shè)備和攪拌方法的集成組合，可使秸稈物料與厭氧微生物充分接觸，顯著提高消化效率。缺點是采用的秸稈預(yù)處理劑是化學(xué)試劑，存在二次污染的風(fēng)險； 同時秸稈原料通過物理化學(xué)方法預(yù)處理后再轉(zhuǎn)移至發(fā)酵罐，存在二次搬運問題。

2.4 覆膜槽秸稈沼氣技術(shù)

該工藝技術(shù)特點是干式發(fā)酵(固態(tài)發(fā)酵)，整個過程分為好氧升溫—沼氣發(fā)酵—脫水制有機肥等3個階段[5]。首先以好氧堆肥方法對物料進(jìn)行好氧升溫； 其次將好氧升溫后的物料與接種物進(jìn)行混勻，然后在發(fā)酵槽上使用柔性密封膜進(jìn)行密封，開始厭氧發(fā)酵； 最后發(fā)酵結(jié)束時需將膜內(nèi)沼氣抽空，收起密封膜，對反應(yīng)器內(nèi)物料進(jìn)行翻攪，以好氧發(fā)酵方式脫水生產(chǎn)有機肥。優(yōu)點：一是前期利用好氧發(fā)酵使物料升溫，中期再做好反應(yīng)器保溫措施，可以不加熱源，能夠保持物料在中溫條件下進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)沼氣，有利于降低系統(tǒng)能耗和運行成本，并提高產(chǎn)氣率； 二是解決了常規(guī)干法發(fā)酵方式中的進(jìn)出料難題，該工藝采用軟管充氣壓力密封方式，使發(fā)酵槽體能夠?qū)崿F(xiàn)快速的密封或解封，有利于裝載機等進(jìn)出料設(shè)備的使用，大大提高了進(jìn)出料效率； 三是模塊化、單元化設(shè)計，可以增加或減少發(fā)酵反應(yīng)器的啟動數(shù)量，來滿足不同用氣規(guī)模的需求； 四是適應(yīng)性廣，對原料要求限制低，有利于畜禽糞污、農(nóng)作物秸稈、生活垃圾等多種廢棄物的轉(zhuǎn)化利用。缺點是初始投資較大，對運行管理人員要求高； 頂部和側(cè)面均依靠彈性膜密封，對膜密封性要求高，存在安全隱患。

2.5 車庫式秸稈干發(fā)酵工藝

該工藝技術(shù)特點是干式發(fā)酵(固態(tài)發(fā)酵)，采用序批式進(jìn)料的方式。前期將秸稈進(jìn)行粉碎，并用富含菌種的沼渣進(jìn)行接種，而后可用鏟車等設(shè)備直接送入車庫式反應(yīng)器中，通過滲濾液回流噴淋達(dá)到連續(xù)接種和緩解過度酸化的目的[18]。優(yōu)點：一是方便快捷，系統(tǒng)解決了干發(fā)酵進(jìn)出料難的問題； 二是車庫式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)計沼液回流噴淋系統(tǒng)，實現(xiàn)了沼液循環(huán)利用，無排放污染的問題； 三是水密封、機械密封和氣密封多項技術(shù)耦合使用，解決了發(fā)酵庫難密封的問題； 四是適應(yīng)性廣，對原料要求限制低，有利于多種農(nóng)業(yè)廢棄物的轉(zhuǎn)化利用。缺點：一是容積利用率低，工程建設(shè)初始投資大； 二是對密封性、物料的導(dǎo)氣性、滲濾液的噴淋傳質(zhì)要求均較高，換料前需進(jìn)行氣體置換。

2.6 一體化兩相厭氧消化工藝

該工藝技術(shù)特點是干式發(fā)酵。秸稈經(jīng)粉碎、青貯等預(yù)處理后，裝入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)，從反應(yīng)器頂部均勻噴灑沼液，秸稈在頂部呈現(xiàn)出相對靜止的“填料”狀態(tài)，而沼液則部分向下流動，從而形成兩相反應(yīng)區(qū)[19]。該技術(shù)優(yōu)點：一是在同一反應(yīng)器中實現(xiàn)了兩相分區(qū)，即固相濾池產(chǎn)酸和液相全混產(chǎn)甲烷，保證了兩種菌類(產(chǎn)酸菌、產(chǎn)甲烷菌)在各自反應(yīng)區(qū)內(nèi)的適宜環(huán)境，從而有利于提高產(chǎn)氣率； 二是實現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料和沼液回流循環(huán)接種，有效解決了秸稈發(fā)酵易酸化的難題。缺點是工程建設(shè)初始投資大，對運行管理人員素質(zhì)要求高； 同時兩相反應(yīng)處于同一反應(yīng)器中，難以得到優(yōu)化調(diào)控，池容產(chǎn)氣率不高。

2.7 紅泥塑料厭氧消化技術(shù)

該工藝條件下，厭氧反應(yīng)器為敞口式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器上使用紅泥塑料進(jìn)行覆蓋產(chǎn)氣[20]。秸稈可進(jìn)行粉碎處理，也可不進(jìn)行粉碎，直接在消化器內(nèi)堆制5～10 d。秸稈堆制時，需要分層添加畜禽糞便作為接種物和營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑。堆制結(jié)束，往敞口式反應(yīng)器內(nèi)注入可淹沒物料的水量后覆上紅泥塑料，并進(jìn)行水密封，進(jìn)行厭氧消化。該技術(shù)優(yōu)點：一是紅泥塑料吸熱性能好，能夠有效維持反應(yīng)器內(nèi)的發(fā)酵溫度，利于提高產(chǎn)氣效率； 二是可采用機械進(jìn)出料，能耗低、操作簡單、換料方便； 三是反應(yīng)器頂部和四周設(shè)置循環(huán)噴淋系統(tǒng)，能夠定期實現(xiàn)沼液回流，防止結(jié)殼現(xiàn)象。缺點是秸稈容易飄浮，物料傳質(zhì)不均； 反應(yīng)器上層1/3左右的秸稈無法降解，氣體逸出困難，原料產(chǎn)氣率低。

2.8 分離式兩相厭氧消化工藝

該工藝技術(shù)特點是干濕兩相發(fā)酵，固相和液相分別在產(chǎn)酸反應(yīng)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器進(jìn)行。秸稈首先在產(chǎn)酸反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為有機酸進(jìn)入水解液，然后在產(chǎn)甲烷反應(yīng)器中進(jìn)行消化產(chǎn)沼氣，而沼液則作為接種物再回流至產(chǎn)酸反應(yīng)器中應(yīng)用[21]。優(yōu)點：一是工藝可以靈活組合，產(chǎn)酸相既可濕式發(fā)酵也可干式發(fā)酵，對產(chǎn)甲烷發(fā)應(yīng)器要求低，常規(guī)的CSTR、AF、UASB等均可用； 二是原料適應(yīng)性廣泛，管理方便，可實現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出料，不影響產(chǎn)氣的連續(xù)性； 三是可控性強，產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌均能保持適宜的生長環(huán)境，同時通過調(diào)節(jié)沼液循環(huán)回流，能夠控制產(chǎn)氣數(shù)量； 四是提高了沼氣產(chǎn)量和品質(zhì)，采用兩相發(fā)酵，可通過產(chǎn)酸相與產(chǎn)甲烷相分別進(jìn)行優(yōu)化，獲得最大水解率與甲烷產(chǎn)率。缺點是相分離工藝控制條件尚未完善，水解產(chǎn)酸相也會產(chǎn)生一部分甲烷。

3 秸稈沼氣存在問題

3.1 秸稈收集困難

農(nóng)作物秸稈是伴隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而產(chǎn)生的，因此秸稈的來源受季節(jié)、氣候、地形、收獲條件等因素的影響較大。在中國，作物收獲和種植之間的時間短，季節(jié)緊湊，不容許秸稈在田間有過多的存放時間[2]。同時分散性農(nóng)戶種植規(guī)模小、田塊分散，機械化操作不便等原因，也使秸稈難以實現(xiàn)快速、集中的收集運輸； 加之我國秸稈收儲運體系建設(shè)尚不完善，導(dǎo)致秸稈收儲市場化、專業(yè)化水平較低，原料來源成本較高，對秸稈沼氣工程的正常運行提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，如何保證秸稈沼氣工程原料的持續(xù)供給將是產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要重點解決的難題。

3.2 秸稈預(yù)處理技術(shù)有待改進(jìn)

秸稈雖然富含有機質(zhì)，產(chǎn)甲烷潛力較高，但其也富含40%～55%的纖維素、10%～25%的半纖維素和20%～30%的木質(zhì)素[22]，這3者在秸稈中相互纏繞，空間結(jié)構(gòu)致密堅固，不易被厭氧微生物降解，導(dǎo)致秸稈中水溶性物質(zhì)析出較慢，容易造成厭氧發(fā)酵周期長、秸稈降解程度不充分等一系列問題[23]。同時農(nóng)作物秸稈的C/N一般高于正常發(fā)酵所需的20～30 ∶1，啟動發(fā)酵時需要添加氮素原料進(jìn)行調(diào)節(jié)，以減少發(fā)酵啟動時間，提高沼氣產(chǎn)量[24]。因此一般在沼氣發(fā)酵前需對秸稈進(jìn)行預(yù)處理[25-26]。目前的預(yù)處理技術(shù)有物理法、化學(xué)法、熱處理法、生物法、青貯預(yù)處理法、超聲波與稀堿法聯(lián)合法等，但無論何種預(yù)處理技術(shù)均會增加運行成本，影響了規(guī)模化秸稈沼氣工程運行主體采用預(yù)處理技術(shù)的積極性； 同時現(xiàn)有的單項處理技術(shù)雖然在一定程度上提高了秸稈厭氧消化率和產(chǎn)氣率，但是在能耗、環(huán)境污染、處理周期等方面還有待進(jìn)一步提升和改進(jìn)，對適宜高效的預(yù)處理技術(shù)方法還需要進(jìn)行深入研究。

3.3 秸稈沼氣工程的進(jìn)出料問題

秸稈產(chǎn)沼氣后，一些較難分解的物質(zhì)以沼渣形式殘留于沼氣池內(nèi)，會顯著影響沼氣池有效容積，減少產(chǎn)氣量。因此需要定期對沼氣池進(jìn)行清池，以保證正常產(chǎn)氣功效[27]。而在生產(chǎn)實際中，采用常規(guī)的抽吸式出料車進(jìn)行作業(yè)時，極易出現(xiàn)秸稈物料的堵塞現(xiàn)象，尤其是沉淀的纖維沼渣在放料時難以放出。目前，戶用秸稈沼氣一般采取袋裝式整進(jìn)整出的方法，但大型秸稈沼氣工程的出料主要使用挖掘機來完成，不僅費用和能耗較高，而且在作業(yè)過程中極易損壞沼氣池池壁[28]。因此，針對大中型秸稈沼氣池快速出料的高效設(shè)備和方法還有待進(jìn)一步研發(fā)。

3.4 秸稈沼氣尚未實現(xiàn)高值利用

發(fā)達(dá)國家的沼氣主要用于發(fā)電和提純并入天然氣管網(wǎng)，且政府對于可再生能源的政策支持力度較大，能夠保障沼氣工程在經(jīng)濟上持續(xù)運行[29]。而我國生產(chǎn)沼氣主要以戶用和集中供氣為主，主要是用作農(nóng)村的炊事用能，高質(zhì)量的利用比例還較低。其后續(xù)產(chǎn)品——沼液、沼渣，養(yǎng)分含量極其豐富，是良好的有機肥，但目前對沼渣、沼液的綜合利用還未達(dá)到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，加上清潔發(fā)展機制暫未引入，沼渣、沼液安全利用規(guī)范和沼肥的深加工技術(shù)還有待進(jìn)一步完善和提升，沼氣工程的整體收益不高，造成秸稈沼氣工程自負(fù)盈虧能力較差。

3.5 相關(guān)政策和服務(wù)體系尚不完善

為鼓勵發(fā)展沼氣，我國政府出臺了一系列激勵政策。但中央財政資金重點支持的是土建、設(shè)備等方面的投資，很少有針對工程運行服務(wù)和終端產(chǎn)品利用方面的政策補貼機制； 部分法規(guī)和部門規(guī)章規(guī)定對可再生能源發(fā)電實行價格補貼，但未實行強制性的可再生能源發(fā)電收購策略，導(dǎo)致沼氣工程發(fā)電上網(wǎng)困難[30]。長期以來，我國農(nóng)村沼氣發(fā)展存在重建設(shè)輕管理的局面，一缺沼氣運行維護(hù)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，二缺專業(yè)性的技術(shù)人員，三缺專門的設(shè)備、配件，導(dǎo)致大量沼氣池壽命短，運行率不高，有些還存在一定的安全隱患，嚴(yán)重挫傷了企業(yè)、農(nóng)戶建設(shè)使用秸稈沼氣的積極性[31]。

4 對策建議

4.1 加強秸稈原料的快速收儲研究與體系建設(shè)

加強農(nóng)機農(nóng)藝的有效融合，加快研制改進(jìn)作物收獲——秸稈收集打捆一體化裝備，實現(xiàn)秸稈的快速收儲； 研究完善配套農(nóng)藝措施，引進(jìn)作物新品種、改進(jìn)種植方式，在保證作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，延長茬口的收種時間，為秸稈的收集提供時間保障； 明確不同作物地上部木質(zhì)素、纖維素含量空間分布特征，研究制定留茬高度，積極探索只收集秸稈木質(zhì)纖維素含量較低部分的可能性； 加快秸稈收儲運體系建設(shè)，為秸稈沼氣工程提供充足、穩(wěn)定的原料供給。

4.2 加快秸稈沼氣后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)利用

面對能源緊張越來越重的趨勢，沼氣高附加值產(chǎn)品的開發(fā)利用將是整個社會的發(fā)展趨勢。應(yīng)進(jìn)一步加強沼氣提純后作為車用燃料、民用燃料的關(guān)鍵技術(shù)和模式研究。針對目前沼渣沼液受農(nóng)作物不同生長周期對水肥需要的季節(jié)性限制等問題，配套建設(shè)相應(yīng)規(guī)模的儲存裝置來緩解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與沼肥生產(chǎn)不同步的矛盾，并大力研發(fā)沼渣沼液快速出料和有效儲存技術(shù)或減容處理技術(shù)，以促進(jìn)秸稈沼氣工程產(chǎn)業(yè)化程度的提高和完整產(chǎn)業(yè)鏈的形成，實現(xiàn)秸稈資源化高效利用和秸稈沼氣工程的可持續(xù)發(fā)展。

4.3 加強控制秸稈沼氣工程對環(huán)境的污染

明確不同作物秸稈厭氧發(fā)酵時沼液、沼渣的理論產(chǎn)生量，對沼液儲存池的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，并研究從農(nóng)藝技術(shù)上減少揮發(fā)性氣體的排放，如制定沼渣、沼液的施用的具體技術(shù)規(guī)程等(明確溫度、風(fēng)速、濕度等環(huán)境條件)、添加適量酸以降低溶液 pH 值減少氨的揮發(fā)等。科學(xué)施用沼肥，研究單位土地面積對沼渣、沼液的容納能力，針對不同土壤、不同作物制定配方施肥、按需施肥、按季節(jié)施肥的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)揮沼肥在種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)中綜合利用的生態(tài)作用。

4.4 加強政策機制研究，完善服務(wù)體系建設(shè)

加大政策工具的創(chuàng)設(shè)研究，建立從工程建設(shè)、到沼氣生產(chǎn)、到市場運營的配套激勵機制，加大對相關(guān)環(huán)節(jié)的財政專項扶持和補貼力度。同時按照《中辦國辦關(guān)于創(chuàng)新體制機制推進(jìn)農(nóng)業(yè)色發(fā)展的意見》要求，積極探索沼氣發(fā)電并網(wǎng)、提純灌裝、熱能回收、沼肥綜合利用的政策工具，推動“秸—沼—肥”循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)模式發(fā)展。探索建立秸稈沼氣工程后續(xù)服務(wù)管理模式和機制，建立完善的秸稈沼氣物業(yè)管理服務(wù)網(wǎng)點，提供燃?xì)庥镁甙惭b、零配件更換、故障排除、計費繳費等全方位服務(wù)，確保秸稈沼氣工程建設(shè)取得實效并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化運營。