孫寧^1，2，王亞靜¹，高春雨¹，王紅彥¹，覃誠(chéng)¹，畢于運(yùn)¹

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京100081；2.國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心，北京100089）

　　摘要：[目的]選擇合適的秸稈收儲(chǔ)運(yùn)模式，降低秸稈離田產(chǎn)業(yè)化利用的收儲(chǔ)運(yùn)成本，促進(jìn)秸稈綜合利用。[方法]文章以河南省為例，構(gòu)建結(jié)稈收儲(chǔ)運(yùn)成本模型，并在4種收儲(chǔ)運(yùn)模式（模式一：田間晾曬→收集→結(jié)稈利用企業(yè)；模式二：田間收集→收儲(chǔ)點(diǎn)→晾曬、儲(chǔ)存→秸稈利用企業(yè)；模式三：田間機(jī)械撿拾打捆→收儲(chǔ)點(diǎn)→儲(chǔ)存→結(jié)稈利用企業(yè)；模式四：田間收集→固定式打捆→收儲(chǔ)點(diǎn)→結(jié)稈利用企業(yè)）基礎(chǔ)上分析不同模式下的秸稈收集成本。[結(jié)果]運(yùn)輸成本和機(jī)械卸載成本是總成本中的可變因素，其對(duì)總成本的貢獻(xiàn)率隨運(yùn)輸半徑的增大而增大。模式一、二采用散稈運(yùn)輸方式，適用于收集距離較短、秸稈需求量較小的企業(yè)，且使用模式二的秸稈收儲(chǔ)運(yùn)成本較低。模式三、四采用秸稈打捆運(yùn)輸方式，易于儲(chǔ)存、利用，適用于秸稈用量較大的企業(yè)，且使用田間機(jī)械撿拾打捆的模式三收儲(chǔ)運(yùn)秸稈經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)。[結(jié)論]秸稈利用企業(yè)應(yīng)根據(jù)需求合理地選擇秸稈收儲(chǔ)運(yùn)模式，小型秸稈利用企業(yè)在模式二的情況下收儲(chǔ)運(yùn)成本更低，大型秸稈利用企業(yè)選擇模式三經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)。

　　0引言

　　生物質(zhì)能是僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源，約占全球總能耗的14％，農(nóng)作物秸稈（簡(jiǎn)稱秸稈）作為生物質(zhì)資源的重要組成部分，具有種類多、數(shù)量大、分布廣等特點(diǎn)。據(jù)農(nóng)業(yè)部測(cè)算，2015年全國(guó)主要農(nóng)作物秸稈理論資源量為10.4億t，可收集資源量為9.0億t[1]。秸稈離田產(chǎn)業(yè)化利用是秸稈綜合利用的一種重要方式，不僅有利于緩解秸稈焚燒所引起的環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)其產(chǎn)出的飼料、能源、基料等也在畜禽養(yǎng)殖、清潔能源供應(yīng)、食用菌種植業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著巨大作用[2-3]。能源化利用是秸稈離田產(chǎn)業(yè)化利用的一種重要途徑，可增加清潔能源供給量，減少化石能源使用。近十幾年來(lái)，在國(guó)家大力投資與扶持下，我國(guó)秸稈利用企業(yè)的規(guī)模和數(shù)量不斷增加，但在其快速發(fā)展的同時(shí)也暴露出一些共性的問(wèn)題：由于秸稈具有季節(jié)性、密度小、體積大、分布松散、儲(chǔ)運(yùn)不方便等特點(diǎn)，導(dǎo)致原料收集成本過(guò)高、秸稈利用企業(yè)運(yùn)營(yíng)效益低，這一現(xiàn)實(shí)已成為阻礙我國(guó)秸稈離田產(chǎn)業(yè)化利用進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。

　　關(guān)于秸稈原料收儲(chǔ)運(yùn)體系的研究已有較多報(bào)道。霍麗麗等[4]比較了秸稈能源化利用的4種原料供應(yīng)模式，發(fā)現(xiàn)秸稈收集半徑不超過(guò)26km，才能保證秸稈供應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性。徐亞云等[5]以華北平原為例，研究提出不同模式下農(nóng)作物秸稈的收儲(chǔ)運(yùn)成本一般在120~260元/t。于興軍等[6]實(shí)地調(diào)研了東北地區(qū)玉米秸稈收儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)模式的經(jīng)濟(jì)成本，提出籽實(shí)收獲機(jī)具應(yīng)與秸稈收儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備相連接，提高秸稈收儲(chǔ)運(yùn)機(jī)械化程度是秸稈規(guī)模化工業(yè)利用的必然選擇。時(shí)在濤[7]研究了秸稈發(fā)電的原料供應(yīng)流程，認(rèn)為最優(yōu)原料供應(yīng)模式是“農(nóng)民收集晾曬→存儲(chǔ)→公司收儲(chǔ)→打捆→公司負(fù)責(zé)運(yùn)輸→電廠”。Shafie等[8]對(duì)馬來(lái)西亞的稻草供應(yīng)成本和供應(yīng)潛力進(jìn)行了分析，認(rèn)為稻草到秸桿發(fā)電廠的供應(yīng)成本主要包括稻草收集、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏3個(gè)部分，成本在65-107元/包之間。Buiz等[9]計(jì)算了秸稈發(fā)電廠的最優(yōu)原料運(yùn)輸半徑以及其成本，結(jié)果顯示物流成本最高（不包括任何收集和準(zhǔn)備階段）為11.05美元t。由此可知，秸稈的收儲(chǔ)運(yùn)成本與其所處地區(qū)特點(diǎn)、選擇的原料供應(yīng)模式等因素均具有密切的關(guān)系。

　　河南省是我國(guó)的農(nóng)業(yè)大省，其秸稈資源產(chǎn)出及離田能源化利用均具有一定的代表性。文章試圖以河南省為研究背景，對(duì)其秸稈收儲(chǔ)運(yùn)模式進(jìn)行保入探究，測(cè)算和分析不同模式下桔稈收儲(chǔ)運(yùn)的成本，以期為我國(guó)典型地區(qū)秸桿收儲(chǔ)運(yùn)模式的構(gòu)建、秸稈離田產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供有針對(duì)性的參考和依據(jù)。

　　1秸稈收儲(chǔ)運(yùn)模型構(gòu)建

　　1.1秸稈收儲(chǔ)運(yùn)模式

　　秸稈原料的收儲(chǔ)運(yùn)模式受秸稈能源化利用企業(yè)的規(guī)模影響。通過(guò)實(shí)地調(diào)研和大量文獻(xiàn)閱讀，河南省的秸桿收儲(chǔ)運(yùn)模式主要有4種（圖1)。

　　1.2秸稈原料收集模型

　　秸桿的收集主要有兩種方式，一是在桔桿自然散狀下人工收集，二是通過(guò)撿拾打捆機(jī)打包收集。在構(gòu)建秸稈收集成本模果時(shí)應(yīng)包括這兩種模式的子模型。

　　1.3秸稈原料儲(chǔ)存模型

　　1.4秸稈原料運(yùn)輸模型

　　1.5秸稈原料裝卸模型

　　2以河南省為例分析不同收儲(chǔ)運(yùn)模式成本分析

　　2.1實(shí)例分析

　　河南省土壤深厚，土質(zhì)適于耕種，糧食生產(chǎn)潛力大，多采用冬小麥、玉米輪作的種植模式，平均復(fù)種指數(shù)達(dá)195.6%。該地區(qū)農(nóng)作物實(shí)行一年兩熟，小麥秸稈大多還田，玉米秸稈則收集利用。因此，該文以河南省為例，分析玉米秸稈在不同收儲(chǔ)運(yùn)模式下的成本。其中秸稈收儲(chǔ)運(yùn)相關(guān)參數(shù)，參照表1，運(yùn)輸車輛的相關(guān)參數(shù)參照表2，其他機(jī)械設(shè)備相關(guān)參數(shù)，參照表3。

　　4種模式下秸稈原料收儲(chǔ)運(yùn)成本如圖2。

　　（1）模式一：在該模式中，當(dāng)運(yùn)輸半徑小于5km時(shí)，人工收集費(fèi)用和貨車運(yùn)輸費(fèi)用占總成本的比重較大；而當(dāng)運(yùn)輸半徑大于5km時(shí)，貨車運(yùn)輸費(fèi)用與機(jī)械卸載費(fèi)用隨運(yùn)輸半徑的增大而顯著增加，該條件下兩者占總成本比重最高可達(dá)86.4%，是可變成本中最易變化的因素。

　　（2）模式二：在該模式中，當(dāng)運(yùn)輸半徑小于5km時(shí)，貨車運(yùn)輸費(fèi)用占總成本比重較模式一中有所下降，但貨車運(yùn)輸費(fèi)用與機(jī)械卸載費(fèi)用隨運(yùn)輸半徑的增加逐漸增大，至運(yùn)輸半徑20km時(shí)，貨車運(yùn)輸費(fèi)用與機(jī)械卸載費(fèi)用比運(yùn)輸半徑為2km時(shí)分別增加了75.1元/t和188.4元/t。

　　（3）模式三：在該模式中，移動(dòng)式打捆費(fèi)用、貨車運(yùn)輸費(fèi)用和機(jī)械卸載費(fèi)用所占比重較大，其中秸稈原料從田間運(yùn)輸至存儲(chǔ)點(diǎn)的費(fèi)用是可變成本中最易變化的因素，運(yùn)輸費(fèi)用隨運(yùn)輸半徑的增大而顯著增加，因此在該模式下秸稈運(yùn)輸半徑不宜過(guò)大。

　　（4）模式四：在該模式中，當(dāng)運(yùn)輸半徑較小時(shí)，人工收集費(fèi)用和固定式打捆費(fèi)用所占比重較大，運(yùn)輸半徑逐漸增加后，貨車運(yùn)輸費(fèi)用與機(jī)械卸載費(fèi)用開(kāi)始占據(jù)較大比重，這主要是因?yàn)樵黾恿私斩捲嫌商镩g到收儲(chǔ)點(diǎn)的運(yùn)輸和機(jī)械堆垛費(fèi)用。

　　由圖2分析可知，模式一和模式二為秸稈的松散利用方式，適用于收集距離較短、秸稈需求量較小的工廠，如小型秸稈成型燃料廠、氣化工程和秸稈沼氣工程等。當(dāng)運(yùn)輸半徑小于5km時(shí)，模式一較模式二的貨車運(yùn)輸費(fèi)用優(yōu)勢(shì)較為明顯，總成本較低，小型秸稈企業(yè)可采用模式一的原料供應(yīng)方式，但模式一需要考慮應(yīng)用點(diǎn)的儲(chǔ)料場(chǎng)面積、秸稈的儲(chǔ)存管理和原料損失成本等；當(dāng)運(yùn)輸半徑大于5km時(shí)，模式二的秸稈利用總成本比模式一低，主要是節(jié)省了收儲(chǔ)點(diǎn)至企業(yè)的運(yùn)輸費(fèi)用和人工費(fèi)用，因此運(yùn)輸半徑超過(guò)5km的企業(yè)應(yīng)采用模式二。模式三和模式四為精稈的打擁利用方式，較枯稈松散利用方式更易儲(chǔ)存保管、應(yīng)用方便，適合秸稈用量較大的企業(yè)，如大型秸稈成型燃料廠和桔桿直燃發(fā)電廠等。模式四較模式三成本高，主要是由于人工收集和二次卸載的費(fèi)用增加因此，對(duì)于結(jié)稈用量較大的企業(yè)，應(yīng)考慮采用模式三的秸稈利用方武，即移動(dòng)式打據(jù)收集秸稈原料。

　　2.2河南省不同收儲(chǔ)運(yùn)模式經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

　　根據(jù)4種模式秸稈利用方式的差異和原料運(yùn)輸半徑的不同，可對(duì)其利用成本經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇相應(yīng)的秸稈利用方式降低成本，提高生產(chǎn)效率。對(duì)4種秸稈利用模式的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)如圖3。4種模式下的秸稈收儲(chǔ)運(yùn)成本均隨運(yùn)輸半徑的增加而增大，但增長(zhǎng)幅度有所不同，模式三和模式四的秸稈收儲(chǔ)運(yùn)成本增長(zhǎng)幅度最小，模式二次之，模式一最大。

　　根據(jù)不同模式下的曲線擬合得到表4，結(jié)合圖3和表4分析可知：當(dāng)秸稈運(yùn)輸半徑小于4.4km時(shí)，模式一的秸稈收儲(chǔ)運(yùn)成本最低。當(dāng)秸稈運(yùn)輸半徑為4.4~10.9km時(shí)，秸稈收儲(chǔ)運(yùn)成本由低到高分別為模式二、模式一、模式四和模式三。當(dāng)秸稈運(yùn)輸半徑超過(guò)10.9km時(shí)，模式四秸稈收儲(chǔ)運(yùn)成本最低，模式四為固定式打捆利用方式，適用于秸稈用量較大的企業(yè)，因此，大型秸稈成型燃料廠和秸稈直燃發(fā)電廠等均應(yīng)考慮材料模式三的秸稈利用方式。

　　3結(jié)論

　　綜合該文的分析可知，運(yùn)輸成本和機(jī)械卸載成本是總成本中的可變因素。目前，河南省主要采用的4種模式下，運(yùn)輸成本和機(jī)械成本之和占總成本比例均隨著運(yùn)輸半徑的增大而增大。對(duì)于小型秸稈利用企業(yè)，可采用散種收集，由于模式一的秸稈收儲(chǔ)運(yùn)成本高于模式二，可考慮采用模式二。對(duì)于大型秸稈利用企業(yè)，應(yīng)采用打捆收儲(chǔ)運(yùn)模式，由于模式三收儲(chǔ)運(yùn)成本低于模式四，建議采用模式三。由于該文中尚未考慮秸稈利用企業(yè)的收益率差異，所以結(jié)合不同模式下的企業(yè)凈收益情況還有待進(jìn)一步研究。