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)�；б孑^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�，在地方政府更受到重視，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(jié)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,而有機肥只有60億元左右。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、成本的真實差異提供參考依據(jù)。
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。以氮肥主要品種一尿素為例，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1.55t,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900kW.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(zhì)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3.44g,天然氣2220cm3,油1.78g,電0.0018kW.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(zhì)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，但其養(yǎng)分含量也相對較高，因此單位養(yǎng)分的能耗系數(shù)與有機肥相差不大。從節(jié)能降耗的層面上來看，有機肥體現(xiàn)出的能耗優(yōu)勢遠高于化肥，這不僅與生產(chǎn)化肥所需的動力和燃料較高有關，更重要的是化石產(chǎn)品同時還是化肥產(chǎn)品的重要原料，而有機肥原料主要來源于有機廢棄物，屬于可再生能源范疇，有別于不可再生的化石能源。除此之外，目前我國化肥利用率較低也是一個突出問題，每年損失化肥所消耗的煤、天然氣、重油和電分別占全國總量的 14%、13%、1%和 0.8%。在我國目前肥料產(chǎn)業(yè)結(jié)構背景下，提高有機肥的市場占有率 20%，則可相應降低能耗約1500萬t 煤(或800萬t重油)和800萬t磷礦石，節(jié)省電能50億 kW⋅h，這對于我國的能源戰(zhàn)略意義重大。
化肥與有機肥的經(jīng)濟成本投入比較
目前，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上肥料施用仍以化肥為主，在有些地區(qū)甚至只施用化肥。這種施肥結(jié)構的形成有經(jīng)濟成本方面的因素起作用，也有其客觀性原因。一般而言，常見作物的化肥(以尿素為例)平均施用量在4.5 t.hm-2左右，其養(yǎng)分足以達到作物生長需要，以此計算化肥購置成本一般在4 800〜6000 元-hm-2。反觀有機肥，盡管其有機養(yǎng)分豐富，但由于折純養(yǎng)分較化肥要低很多，因此施用量一般要在 22.5t.hm-2,雖然肥料投入成本僅略高于化肥，但將其運至田間并施用，無形中又增加了運輸成本和人力成本(如表3所示)。以每公頃施用22.5t有機肥為例，需15個車次將肥料運至田間，其費用在1500元，再完成田間施用，還需要30個人次的日工作量，因此又增加了成本1200元(以40元•人-1•天-1 計)，額外支出費用達2700元，盡管其費用并不是很高，但有機肥養(yǎng)分豐富的優(yōu)勢不足以抵消額外增加的投入。從折純養(yǎng)分的投入成本來看，有機肥在投入產(chǎn)出上仍保有一定優(yōu)勢。
