有機肥與化肥的生產(chǎn)能耗、投入成本和環(huán)境效益比較分析
摘要：針對目前國內(nèi)肥料生產(chǎn)和施用現(xiàn)狀，分別從能耗、成本和污染物排放等三個方面對有機肥和化肥進行比較分析；噬a(chǎn)呈現(xiàn)高能耗和高污染排放，而有機肥則表現(xiàn)為低能耗、無污染的特點，同時還可消納廢棄物，減輕污染負荷。從投入成本上分析，化肥相對于有機肥具有一定優(yōu)勢，其單位面積和折純養(yǎng)分投入分別是有機肥的53%和 26%。有機肥相對于化肥，其污染物排放負荷很低。從節(jié)能減排和降低投入的角度，提出支持基于廢棄物資源化的有機肥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
利用有機廢棄物生產(chǎn)有機肥是一條充分利用廢棄物養(yǎng)分和價值的資源化途徑，并在一定程度上減輕了因廢棄物棄置排放造成的環(huán)境污染壓力，在當今全社會重視和倡導節(jié)能減排的大環(huán)境下，充分利用有機廢棄物發(fā)展有機肥體現(xiàn)了未來肥料行業(yè)的必然趨勢。但國內(nèi)肥料行業(yè)的現(xiàn)狀是化肥生產(chǎn)與消費規(guī)模較大，有機肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，與化肥相比仍處在邊緣位置。 這種局面的出現(xiàn)除了與國情和肥料行業(yè)現(xiàn)狀有關之外，與目前國內(nèi)有機肥規(guī)模化效益較低和運施不便等因素也有一定關系。首先，有機肥生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)值和利潤均低于化肥；噬a(chǎn)企業(yè)作為當?shù)氐睦惔髴簦诘胤秸艿街匾，因此在政策配套上獲得支持力度更大，如電價優(yōu)惠、增值稅優(yōu)惠和運輸優(yōu)惠。同時，我國農(nóng)業(yè)施肥結構以化肥為主，也直接限制了有機肥產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。據(jù)2007 年的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明， 目前國內(nèi)從事化肥(包括氮肥、磷肥、鉀肥和復合肥)生產(chǎn)的企業(yè)累計1900家，而同期運行的有機肥企業(yè)只有180家；化肥當年的銷售收入額達到3600億元[1] ，而有機肥只有60億元左右[2] 。目前業(yè)內(nèi)已逐步認識到化肥與有機肥合理配施，才能達到培肥地力，保持土地產(chǎn)出和養(yǎng)分需求的平衡與持續(xù)發(fā)展。但現(xiàn)實肥料生產(chǎn)情況是，有機肥生產(chǎn)企業(yè)技術不夠完善和規(guī)范，低水平生產(chǎn)企業(yè)比重較大，導致絕大部分有機肥生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模偏小、產(chǎn)能嚴重偏低，缺少規(guī)模效益而難以盈利，因此現(xiàn)階段有機肥行業(yè)水平與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求相去甚遠。
化肥與有機肥在能耗、投入和環(huán)境方面的效應比較報道較少，這也是造成目前缺乏對化肥與有機肥全面而客觀認識的原因所在，本研究以污泥堆肥制有機肥和尿素生產(chǎn)為模式案例，對化肥與有機肥的綜合效應進行全面比較分析，以期為深入了解化肥與有機肥的能耗、成本與環(huán)境效應的真實差異提供參考依據(jù)。 1 化肥與有機肥的化石能源消耗比較 化肥產(chǎn)業(yè)是典型的高耗能產(chǎn)業(yè)，特別是氮肥，其所需的原料和燃料均嚴重依賴包括煤、天然氣和石油在內(nèi)的各種化石能源。以氮肥主要品種——尿素為例，其能源組成的 60%來源于煤炭，25%來源于天然氣，其余 15%來源于重油[3] 。每噸煤基尿素的耗煤系數(shù)為 1.55 t，耗電系數(shù)達到 1030 kW⋅h；氣基尿素噸消耗天然氣達到 1000 m3 ，耗電系數(shù)比煤基略低，但也達到 900 kW⋅h；而油基尿素噸消耗重油約為 0.8 t，耗電系數(shù)為 600 kW⋅h。從單位質量(g) 折純養(yǎng)分所消耗的化石能源來看(表 2)， 每克化肥養(yǎng)分所消耗的煤為 3.44 g，天然氣 2220 cm3 ，油 1.78 g，電 0.001 8 kW⋅h。從以上數(shù)據(jù)不難看出，生產(chǎn)化肥所需化石能源投入和能耗系數(shù)均較高。 相比較而言，有機肥生產(chǎn)的原料主要來自于城市污泥等生物質類型廢棄物，不存在大量化石原料投入問題，而生產(chǎn)過程消耗的油、電能耗很低，如采用自動控制好氧發(fā)酵堆肥技術，利用城市污泥等廢棄物生產(chǎn)有機肥涉及的作業(yè)機械只有混料機、勻翻機和風機等設備。如表 1所示，生產(chǎn)每噸有機肥消耗的柴油僅為 2.5 L、耗電 155 kW⋅h，與化肥相比，其油和電的能耗只為單位化肥能耗的 3%和 18%。但從折純養(yǎng)分消耗系數(shù)分析(表 2)，有機肥在油電消耗上甚至略高于化肥，這主要是有機肥養(yǎng)分含量較低所致，而化肥盡管能耗系數(shù)較高。
基金項目：國家科技支撐計劃項目(2007BAD87B01)；國家高技術研究發(fā)展計劃(863)項目(2008AA062402) 作者簡介：劉洪濤(1978年生), 男, 助理研究員，博士，主要從事廢棄物資源化技術產(chǎn)業(yè)政策研究。E-mail: liuht@igsnrr.ac.cn 收稿日期：2010-06-22
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