近年來,隨著農業機械化收播的普及,全國各地農機局開始把先進節能環保的農機使用普及當做大事來抓,積極引進和推廣效率高、油耗低、性能好的農機具倡導農民使用。進入“三秋”以后,低碳、環保、節能農機唱主角。
在節能減排上大做文章
其實,農機行業在節能減排領域也是大有作為的,總結起來可以分為四種類型,一是農藝技術減排,通過改變耕作方法,減少農機作業量,達到節能減排的目的。二是農機技術減排,包括發動機排放技術升級,直接減少動力主機排放,新的輪胎技術、傳動技術的應用增加農機主機的動力性,降低油耗的同時減少排放。三是農機制造減排,主要農機生產企業采取新的生產制造工藝或技術,能在生產環節減少對能源和原材料的消耗。四是農機運用減排,包括機手田間作業、農機維修保養,正確的運用管理能節省燃油,降低機器耗損,還能提高機器效率。接下來,將從這四個方面詳細闡述農機節能減排,以期能引起農機人重視,在生產實踐中踐行節能減排。
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(18.26億畝),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。
應該說,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。
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。
農業機械節能環保設計趨勢:產品的可回收性設計
可回收性設計是在產品設計初期充分考慮其零件材料的回收可能性、回收價值大小、回收處理方法以及回收處理結構工藝性等一系列問題,最終達到零件材料資源和能源的利用程度最高、對環境的污染程度最低的一種設計。例如,在農業機械中常用的聯接件(螺栓、螺母等)的回收與再利用。
農業機械節能環保設計趨勢:環保產品的成本分析
由于在產品的設計初期就考慮了產品的回收與再利用等性能,因此成本分析時就要考慮到污染物的處理成本、產品拆卸和重復利用成本。
農業機械節能環保設計趨勢:產品的可拆卸性設計
設計人員要使所設計的結構易于拆卸與維護。在設計階段,可采用模塊化設計方法,即對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規格的產品進行功能分析,在此基礎上劃分并設計出一系列功能模塊,通過模塊的選擇和組合構成不同產品,滿足不同需求。這樣既可以很好地解決產品品種規格、產品設計制造周期和生產成本之間的矛盾,又可為產品的快速更新換代縮短設計周期,降低成本,有利于回收和重用,以達到節約資源和能源、保護環境的目的。
農業機械節能環保設計趨勢:農業機械的清潔性
常用農業機械動力為內燃機提供,內燃機環境性指標主要存在問題有:消耗一次性能源石油;噪聲、廢氣污染;熱排放和漏油污染。廢氣排放和漏油污染對環保農業影響很大,廢氣中NOX,HC化合物直接影響農產品的品質和農業的可持續發展。農業機械動力環保選型設計應優先選擇電力為動力的農業機械,加快開發太陽能、氫氣、植物油、天然氣發動機。同時加速發動機環保化學設計的研究,采用包括汽油無鉛化與汽油抗磨性,柴油低硫化與柴油潤滑性,生態燃料與生態摩擦學,汽油機沉積物與汽油清凈劑,柴油機顆粒與消煙助燃劑,潤滑油和添加劑與排放催化轉化,潤滑劑生物降解性與生物降解潤滑劑,催化助燃/補燃,發動機機械與化學材料制造等措施。減少石油消耗、噪聲污染、廢氣污染、熱排放和漏油污染。采取自適應有源噪聲控制系統控制發動機噪聲。
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。
此外,要充分發揮國家購機補貼政策的導向作用,對節能農機方面進行重點傾斜,積極引導農民購置先進適用、節能環保、安全可靠的農業機械。
針對部分農機存在使用年限長、技術落后、效率不高等問題,大力推廣節水、節種、節能、節肥、節油、節藥、多用途環保農機具,鼓勵農機合作社和農民加快機具更新換代。