隨著農業現代化進程的不斷發展,農業機械也在向著高質量、多功能、低能耗和低成本等方向發展。農業機械節能環保設計不僅給社會提供了質量高、成本低的產品,而且還可以帶動企業或整個農機行業的振興與全面發展,提高我國農機產品的競爭力,有效地占領國內市場并擴大出口,節能環保設計已成為農業機械發展的必然趨勢。美國節能減排工作一直做得比較好,從他們的理念中,我國農機行業可以吸取不少經驗。
美國農機行業節能減排工作
美國是世界上農業機械化水平最高的國家之一,也是農業勞動生產率最高的國家。當前,美國農業已經進入全面機械化和現代化階段,不僅農田作物生產及收獲已經全面實現機械化,部分難度較大經濟作物也實現了機械化作業。如以種植堅果、蔬菜、葡萄等經濟作物為主的加里福尼亞的農業95%以上都采用機械作業,人工只負責極少數環節的作業。農機節能減排是緩解能源約束、減輕環境壓力、實現可持續發展的必然選擇,也是國家節能減排的重要組成部分。美國在農業機械節能減排領域的主要做法包括以下幾個方面:
運用法律手段強化節能減排。在能源政策方面,1975年美國頒布了《能源政策和節能法案》,1978年頒布了《國家節能政策法案》。1992年又制定了《能源政策法》,以促進節約能源,提升能源使用效率,促進可再生能源使用及國際能源合作等方面的行動。現階段,美國政府認為,節能減排可以增加就業,助推美國經濟。在環保立法方面,美國根據不同發展階段的需要制定了相關環保法規,1970年以前,政府以法規和政策來引導排放,1972年開始,聯邦政府頒布了《清潔空氣法》,從法律層面上來規范二氧化碳氣體排放,汽車、拖拉機和工程機械的尾氣排放也被包含在這個法規的控制范疇內。這些節能與環保法律內容翔實、可操作性強,為做好節能減排工作提供了可靠的法律保障。
制定標準,并嚴格執行。為了減少溫室氣體的排放,美國制定了嚴格的氣體排放標準,即從2007年起,所有新出廠的汽車、工程機械、農業拖拉機及部分利用汽、柴油為動力的機械的排放都要達到第四級排放標準。對于在用的各類機械,每年或兩年檢測一次,達到標準者可以使用,未達標要進行修理、或更換零件、發電機等,使之達到排放標準,如不達標則需要報廢(主要是針對汽車、工程機械等)。由于美國農業機械的使用區域大多在地廣人稀的地區,對人和自然的影響相對較小,加之對農業的扶持,拖拉機等農業機械尚未嚴格執行該排放標準。
積極發展新能源和替代能源。根據聯邦可再生能源強制法令,美國積極發展清潔能源和替代能源,來改善目前主要以石油作為能源的能源消費結構。另外,美國政府也非常重視依靠提高能源效率來促進節能減排,特別是在機動車能效方面,燃料經濟型標準逐年提高。同時美國政府鼓勵開發先進機動車,大力開發采用輕質材料和新引擎的先進機動車制造技術,為生產廠和零部件制造商設立稅收優惠和貸款擔保。
制定優惠政策,鼓勵節能減排。美國各州也逐步開始重視節能減排。2006年,加州眾議院就如何減少溫室氣體排放出臺AB32法案,成立了專門的工作機構,由環境保護局牽頭,空氣資源委員會、水資源委員會等與環境有關的18個部門參加。各個相關部門還相繼出臺有關規定,并加強節能減排領域的研究,如嚴格發動機生產標準,對柴油機實施分類管理,對所有柴油機進行注冊登記,對不符合排放標準的柴油機,強制要求更換設備,或者是通過增加相應裝置,減少廢氣排量,并強制進行監督檢查等。另外,加州還對工程機械和農業機械實施鼓勵更新政策,對主動更換部件或更新設備進行獎勵補貼。
推廣使用先進技術,促進節能減排。提高農產品質量和降低能耗,已經成為美國農業生產方式改革的重大問題。節能措施主要體現在柴油和化學藥劑的使用。生產方式的轉變在節能減排中作用是最重要的,如使用免耕技術,進行復合作業,能夠有效減少拖拉機進地次數,節省農業用油,降低農機排放量。在除草環節,使用高效的除草劑,不但能有效減少拖拉機除草次數,還能降低化學藥劑的使用量,避免造成能源浪費。因此,農業生產目前更多的工作是要引進新的生產技術,改變原有種植方式,從而實現農業領域節能減排。
農業裝備排放指標和標準相對較低。美國目前對工業企業和交通運輸行業排放要求較嚴格的國家,每個企業都有嚴格的排放指標,如果某企業的排放指標用完后,原則上必須停產,否則就必須向其它排放結余的企業買指標方可生產,但對農機裝備使用過程的排放指標和標準還沒有嚴格限制。
從美國農機行業節能減排工作中獲啟發
新出廠的拖拉機等大型、自走式農業機械必須達到國家的排放標準才能進入市場。農機鑒定、質檢部門要嚴格質量標準,確保所有新出廠的機械都能達到國家標準。同時要建立農機報廢更新政策,鼓勵農民購置節能環保農業機械。
制定優惠政策,鼓勵節能減排。建立有效的節能減排激勵機制,加大對研發、生產符合國家環保標準的大型、節能型農業機械生產企業的投入力度,鼓勵、支持、引導農民和農機專業服務組織購置高效、節能農業機械。鼓勵農機科研、高校、推廣、企業合作進行聯合攻關,加快農機節能減排實用技術的推廣應用步伐,擴大應用范圍和規模。
推進農業機械節能減排。逐步更新淘汰部分老舊農業機械,改善現有農業機械結構,促進升級換代,降低能耗。通過實施農機購置財政補貼政策,大力扶持發展高性能、高技術含量的新型機具,逐步淘汰能耗高、技術含量低的老舊機型。依法對超標準的農業機械限期進行調修和改造,超標嚴重的,禁止銷售和使用。
推廣應用先進適用、節能環保農機化技術。積極引導農民購買、使用高效、低耗農業機械,開發推廣復式、聯合作業機具,改進傳統作業方式,大力推廣保護性耕作技術,減少農機作業環節和次數,降低單位農產品生產能源消耗水平和作業面積能耗。提高農機作業的組織化程度,鼓勵規模化生產,提高機具使用效率和社會化服務水平。
我國農機行業從四方面下手推進節能減排工作
首先是農藝技術減排。相關數據顯示,目前,我國耕地面積僅約為1.22億hm2改變耕作方式,減少耕作次數,甚至降低1cm的耕深所減少的動力消耗、燃油消耗都是驚人。此外,精量播種、復式整地、精準施肥等農藝技術的應用都會產生巨大的節能減排效應。近些年,河北省農業部門試驗"深層緩釋一次肥技術"不僅減少施肥、追肥次數,還能提高作物產量。此外,相前研究表明土壤耕層也是巨大的碳庫,合理的耕層構造同樣能調節土壤碳庫的收支。
其次是農機技術減排。發動機是農業機械的動力源,提高發動機排放標準能大降低排放量,目前,我國農用發動機執行的是國2排放標準,排放標準每升一級,發動機排放的廢氣量都會大大降低,終級排放標準接近零排放。此外,輪胎技術、傳動技術等的應用,也能減少油耗,降低排放。子午線輪胎比斜交線輪胎對地面附著力強,因此能提高農機的牽引力,降低燃油消耗和廢氣排放。動力換擋、無級變速,包括混合動力等技術都能起到節能減排的效果。
第三是農機制造減排。現在,全國有近1萬家農機生產企業,其中很多都是小作坊式生產,現代化的加工設備應用更是少得可憐,其生產過程中就存在諸多浪費。而且,中國農機企業生產的農機產品多數是低技術含量、同質化產品,這本身就是一種浪費。因此,中國農機行業通過整合形成幾家大而強的企業是必然,也是節能減排的要求。中國農機工業"十二五"發展規劃也提到,要優先發展節能環保型中功率拖拉機,還有其他高效節能農機具設備。另外,農機再制造也符合國家支持方向的技術,但是還鮮有企業真正涉足到該領域。未來,企業發展過程中有可能在節能環保領域得到國家更多的政策和資金支持。
第四是農機運用減排。農機運用是一門應用廣泛而又非常實用的學科,主機和農機具的合理配套是提高作業效率、降低燃油消耗的基礎,正確的維護保養是機組運行和節能的保障。在內蒙古甘河中德示范農場的一次演示會上,對拖拉機在0.6bar和1.6bar氣壓下作業油耗進行了對比,結果顯示0.6bar氣壓比1.6bar氣壓燃油消耗低36%另外不同負荷情況下拖拉機油耗也有很大差距。此外,農機維修也是節能減排的一個重要環節,有的企業或個人喜歡直接更換新零部件,而有的老機手或老維修工更愿意先維修,實在不行再換件,盡量延長零部件使用壽命就是環保的一種,良好的維修質量也是保證機器正常運行,節能減排的重要措施。
從機械設計上尋找環保要素。當前,我國的農業機械采用的是傳統設計方法,資源和能源消耗大,效益低,對環境污染嚴重,是一種高投人的粗放型生產模式。隨著農業現代化進程的不斷發展,農業機械也在向著高質量、多功能、低能耗和低成本等方向發展。我國每年都有大量的農機產品報廢,采用節能環保設計后可使構成農機產品的零部件能夠方便地分類回收并再生耗最小,減輕甚至消除農機產品生命周期末端的壓力。使廢棄物、垃圾污染程度降到最低。
目前在農機行業已經開展了很多節能環保的行動,為鼓勵農民報廢更新老舊農機具,2012年相關部門還出臺了農機報廢更新補貼政策。但是,農機行業節能減排還有很多事情可做,未來必定會大有作為。