臨汾市堯都區(qū)農(nóng)村沼氣利用的主要模式

劉 慧，柳 芬，張 偉，黨政軍，張愛國

（山西師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，山西臨汾041000）

1 引言

1.1 研究背景

臨汾市堯都區(qū)從2007年開始發(fā)展沼氣建設(shè)，雖然先后取得了新農(nóng)村建設(shè)、中央擴大內(nèi)需、鞏固退耕還林成果的沼氣建設(shè)項目，戶用沼氣近6000戶，輻射全區(qū)15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)150多個村，輻射率達到40%[1]，但也存在一些問題：對新能源清潔意識不強，認(rèn)識較低，宣傳力度、廣度、深度不夠，農(nóng)戶建池積極性不高；扶持資金不平衡、不到位的問題影響農(nóng)戶沼氣建設(shè)的積極性；家庭畜禽養(yǎng)殖戶分散，養(yǎng)殖規(guī)模較小，沼氣池原料較少，部分沼氣池出現(xiàn)斷料停用，給繼續(xù)推廣帶來困難；技工隊伍不穩(wěn)定，服務(wù)體制不完善等。

1.2 相關(guān)研究進展

為了更好地促進我國農(nóng)村沼氣建設(shè)，學(xué)者們在沼氣池發(fā)展現(xiàn)狀、沼氣池保溫、沼氣發(fā)酵、沼氣池管理等方面進行了研究，但是目前就臨汾市的沼氣建設(shè)問題研究成果較少，且成果距今時間較長。賈云翠等[2]對臨汾市農(nóng)村戶用沼氣閑置的原因進行了分析，并為農(nóng)村戶用沼氣池建設(shè)的健康發(fā)展提出了建議。席延澤[3]從臨汾市的農(nóng)村能源、庭院特點、生態(tài)保護及經(jīng)濟可行性等方面進行了分析，得出了沼氣在山西富煤區(qū)庭院極具發(fā)展?jié)摿Φ慕Y(jié)論。常小虎[4]針對臨汾市沼氣池冬季少產(chǎn)氣或不產(chǎn)氣的現(xiàn)狀，就沼氣池防寒保溫增溫的可行性和沼氣池越冬管理進行了研究。

在我國農(nóng)村沼氣建設(shè)諸多研究成果中，具有一定推廣價值的沼氣利用模式研究是一個熱點。王勇民等[5]提出由沼氣池、太陽能畜禽舍、廁所組成的“三位一體”北方沼氣生態(tài)模式?？追矘?biāo)等[6]從宏觀上將沼氣的綜合利用歸納為單一模式、三結(jié)合模式、一池三改模式、豬-沼-果模式等沼氣利用十大模式。李雪寒[7]提出了我國南方大中型沼氣的發(fā)展模式。何周蓉等[8]從沼氣工程規(guī)模和沼氣能源開發(fā)利用與種養(yǎng)業(yè)之間的關(guān)系2個角度探討了農(nóng)村沼氣能源開發(fā)利用模式。這些關(guān)于沼氣的模式基本上都是從沼氣的綜合利用和生態(tài)效益出發(fā)的。對于沼氣生態(tài)效益及其他效益的研究也有許多。張明泉等[9]提出沼氣服務(wù)體系對沼氣綜合效益發(fā)揮的影響度居于首位，并指出完善服務(wù)體系是保證農(nóng)村沼氣事業(yè)健康持久發(fā)展的首要任務(wù)。李萍等[10]利用環(huán)境經(jīng)濟學(xué)中環(huán)境費用—效益分析的原理和方法，對農(nóng)村戶用沼氣池的效益進行分析和計算。李鵬等[11]以原煤為對照，對“四位一體”沼氣生態(tài)模式以成本—效益現(xiàn)值分析法進行了生態(tài)、經(jīng)濟效益分析。黃建偉等[12]評估了云南省發(fā)展農(nóng)村沼氣的資源潛力及其經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益，以期為云南省未來幾年農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供決策參考。李克敵等[13]對廣西“豬+沼+果+燈+魚”生態(tài)農(nóng)業(yè)模式關(guān)鍵技術(shù)及其效益進行了分析。王明新等[14]通過評估農(nóng)村戶用沼氣工程及其上下游環(huán)節(jié)的節(jié)能減排效益，為農(nóng)村戶用沼氣工程生命周期全過程環(huán)境管理和農(nóng)村可再生能源發(fā)展提供決策參考。

對于臨汾市的沼氣利用模式研究相對較少，常小虎[4]在臨汾市沼氣池的越冬設(shè)計中提出了“四位一體”是沼氣池越冬的最佳模式。對于像臨汾市這樣的地級市，各地情況不同，農(nóng)村沼氣利用模式應(yīng)是多樣的，各模式的特點、發(fā)展推廣的適用條件及推廣意義也有所不同?？傊壳叭狈εR汾市沼氣利用模式的系統(tǒng)總結(jié)。因此，筆者對堯都區(qū)農(nóng)村沼氣建設(shè)尤其是沼氣利用模式進行研究。

1.3 研究目的及方法

通過分析臨汾市堯都區(qū)農(nóng)村沼氣建設(shè)現(xiàn)狀并歸納總結(jié)堯都區(qū)農(nóng)村使用沼氣主要模式，為該區(qū)農(nóng)村沼氣的合理使用與推廣提供參考意見，同時為其他地區(qū)農(nóng)村沼氣的建設(shè)提供借鑒。

在相關(guān)文獻分析的基礎(chǔ)上，本研究主要通過調(diào)查問卷、入戶訪談、統(tǒng)計分析、模式對比等方法對臨汾市堯都區(qū)農(nóng)村沼氣利用模式進行研究。在臨汾市堯都區(qū)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測站的幫助下選取了大陽鎮(zhèn)、賈得鄉(xiāng)、河底鄉(xiāng)、吳村鎮(zhèn)4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)具有代表性的10個村（大陽村、陳埝村、上陳村、柏璧村、南垣村、賈材村、溝東村、河底村、東郭村、吳南村）進行入戶訪談，共訪談102戶，同時發(fā)放調(diào)查問卷388張，回收388張，有效問卷362張。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)堯都區(qū)特有的自然環(huán)境、人文條件與資源狀況，總結(jié)出堯都區(qū)沼氣利用的3種典型模式。

2 臨汾市堯都區(qū)概況及沼氣利用現(xiàn)狀

臨汾市堯都區(qū)位于山西省南部、臨汾中部，東臨浮山縣，西與蒲縣、鄉(xiāng)寧和吉縣為界，南與襄汾縣接壤，北與洪洞縣毗連，東西長65 km，南北寬35 km。該區(qū)地處臨汾盆地中央，境內(nèi)東為太岳山脈，西為呂梁山余脈，中部為斷陷盆地，汾河縱貫?zāi)媳?，將全區(qū)分為汾西、汾東2個基本對等的部分，形成東西兩山夾平原的地貌。全區(qū)山地面積627 km2，丘陵面積 138 km2，臺地 134 km2，平原 417 km2。堯都區(qū)轄10個鎮(zhèn)（屯里鎮(zhèn)、喬李鎮(zhèn)、大陽鎮(zhèn)、縣底鎮(zhèn)、劉村鎮(zhèn)、金殿鎮(zhèn)、吳村鎮(zhèn)、土門鎮(zhèn)、魏村鎮(zhèn)、堯廟鎮(zhèn)）6個鄉(xiāng)（段店鄉(xiāng)、賈得鄉(xiāng)、賀家莊鄉(xiāng)、一平垣鄉(xiāng)、枕頭鄉(xiāng)、河底鄉(xiāng)）1個農(nóng)村辦事處372個行政村。

堯都區(qū)從2007年開始實施農(nóng)村沼氣建設(shè)工程，分別實施了新農(nóng)村建設(shè)、中央擴大內(nèi)需、鞏固退耕還林成果沼氣建設(shè)項目，至今分批建設(shè)戶用沼氣5 927戶，輻射全區(qū)15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，占全區(qū)17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的88.2%，輻射144個村，占全區(qū)372個村的38.7%。

3 臨汾市堯都區(qū)農(nóng)村沼氣利用的典型模式

通過對臨汾市堯都區(qū)4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)10個行政村沼氣利用好和利用不好的村莊調(diào)查與分析，發(fā)現(xiàn)了3個具有代表性的沼氣池建設(shè)及使用狀況好的村莊：大陽鎮(zhèn)的上陳村、賈得鄉(xiāng)的南垣村、吳村鎮(zhèn)的東郭村。這3個村的沼氣利用基本情況如表1所示。

表1 堯都區(qū)3個典型村的沼氣利用現(xiàn)狀

在此基礎(chǔ)上，提出臨汾市堯都區(qū)農(nóng)村沼氣利用的3種典型模式，并對各個模式的主要特點、適用條件及推廣價值進行對比分析。

3.1 上陳模式

3.1.1 上陳村概況及上陳模式的特點 上陳村位于臨汾市堯都區(qū)大陽鎮(zhèn)西南部。大陽鎮(zhèn)位于堯都區(qū)城東17 km處的丘陵地帶，包括34個行政村，總面積102.37 km2，北與洪洞縣相連，西北同段店鄉(xiāng)接壤，西南與縣底鎮(zhèn)相鄰，南與賀家莊鄉(xiāng)為界，東北接古縣，東南接浮山縣；境內(nèi)有溝有坡，丘陵起伏；屬溫帶大陸性氣候，年均溫12.2℃，10℃以上的平均有效積溫為4 651℃，無霜期180～220 d。

上陳村共有100多戶，養(yǎng)殖戶（以養(yǎng)豬為主）有50多戶，其中的20戶庭院建有沼氣池，2戶因為建池初期漏氣至今沒有正常使用，還有1戶因為女主人不適應(yīng)沼氣的味道而不使用。大部分村民表示非常愿意使用沼氣池，一方面沼氣池的使用節(jié)約了煤等燃料的費用，能夠滿足一天三頓所需燃料；另一方面使村莊環(huán)境得到了改善，從而有效遏制了傳染病的傳播。據(jù)正常使用沼氣的村民反映，養(yǎng)豬可使沼氣發(fā)酵原料充足，所以全年均可正常使用。冬季沼氣壓力表是5～6kPa，夏季可達到9～10kPa。

上陳模式可以歸納為養(yǎng)殖業(yè)拉動型的沼氣利用模式，以家畜養(yǎng)殖（以養(yǎng)豬為主，戶均養(yǎng)豬大于等于3頭）為核心，因地制宜地將豬舍和沼氣池相結(jié)合的庭院沼氣模式。其特點是豬圈、廁所和沼氣池有機結(jié)合，沼氣池的入料口一般建于豬圈內(nèi)部，出料口一般建于豬圈外部，不僅有利于沼氣原料的方便入池，也對沼氣池起到了保溫作用，使其形成良性的循環(huán)生態(tài)體系。

3.1.2 上陳模式的適用條件及推廣意義 上陳模式適合在以養(yǎng)殖業(yè)（養(yǎng)豬、養(yǎng)雞等）為主要經(jīng)濟支柱的農(nóng)村進行推廣。一方面養(yǎng)殖專業(yè)戶畜禽污染嚴(yán)重，管理環(huán)節(jié)薄弱，政府對其重視不夠，另一方面畜禽糞便排泄量大，可以為沼氣發(fā)酵提供充足的原料。所以，無論從社會角度還是養(yǎng)殖戶的角度，沼氣技術(shù)是一種經(jīng)濟上可行的畜禽污染防治技術(shù)。從原理上講，沼氣發(fā)酵是有機物質(zhì)（碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)）如畜禽糞便、雜草、秸稈、工業(yè)有機廢水等在一定溫度、濕度、酸堿度、碳氮比和厭氧條件下，經(jīng)過沼氣菌種發(fā)酵（消化），生成沼氣、沼液和沼渣的過程。應(yīng)用這種發(fā)酵工藝，能實現(xiàn)對畜禽糞污的無害化處理[15]，提高了農(nóng)村的環(huán)境質(zhì)量，同時為農(nóng)戶節(jié)約了燃煤所需費用。

3.2 南垣模式

3.2.1 南垣村概況及南垣模式的特點 南垣村位于賈得鄉(xiāng)的東南部。賈得鄉(xiāng)距堯都區(qū)6 km，位于堯都區(qū)東南部，北接段店鄉(xiāng)、縣底鎮(zhèn)，西與堯廟鎮(zhèn)相連，東靠賀家莊鄉(xiāng)，南鄰襄汾縣，地勢西北低東南高。南垣村主要以山地為主，村民集中居住在一個臺地上，土壤貧瘠，植被覆蓋少，是典型的黃土高原地貌，而且交通十分不便，經(jīng)濟發(fā)展落后。南垣村有村民400余人，120余戶。

該村2011年開始推廣沼氣，到現(xiàn)在已經(jīng)有40多戶使用沼氣，占全村戶數(shù)的33.33%。沼氣原料主要來自人的糞便以及家畜的糞便，沼氣全年均可使用。但由于該村地勢較高，所以氣溫較同鄉(xiāng)其他村低，沼氣產(chǎn)氣率不是很高，冬季沼氣壓力表是3～4 kPa，夏季可以達到7～8 kPa，基本上可以維持一家人做午飯和晚飯使用。村民對沼氣池的建設(shè)特別支持，該村還配備有1輛專門為農(nóng)戶拉沼液沼渣的車，方便農(nóng)戶及時處理沼液沼渣，給農(nóng)田施肥。

該模式適宜于交通不便、生活燃料缺乏、農(nóng)民生活貧困、自然條件較差但又能維持沼氣發(fā)酵最低溫度的地區(qū)，可以概括為經(jīng)濟驅(qū)動型模式。貧困地區(qū)的農(nóng)民對于解決自身的生活能源問題以及對增加收入的迫切性高，所以，對于利用沼氣的意愿率也高，同時在建好沼氣池后也會精心管理，不僅有利于減少當(dāng)?shù)卮迕裨谏钅茉瓷纤栀M用，而且也會有利于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的改善。

3.2.2 南垣模式的適用條件及推廣意義 （1）交通不便或貧困農(nóng)村適合發(fā)展沼氣且能充分發(fā)揮沼氣作用，這是因為貧困地區(qū)多處在山區(qū)，交通不便，經(jīng)濟落后，能源短缺，幫助農(nóng)民解決生活用能、增加農(nóng)民收入更為迫切。沼氣技術(shù)能從根本上解決農(nóng)民的實際困難，幫助農(nóng)民解決燃料問題，同時沼液沼渣還可以作為肥料施在農(nóng)田里，可為農(nóng)民節(jié)省一大筆費用。所以，這些地區(qū)的農(nóng)戶一經(jīng)使用沼氣池，便會加倍珍惜，精心管理。（2）農(nóng)戶積極性高對沼氣建設(shè)具有決定性的作用。農(nóng)戶只有在思想上接受利用沼氣，認(rèn)識到農(nóng)村沼氣所帶來的經(jīng)濟和生態(tài)效益，才能在行動上積極建設(shè)沼氣池、使用沼氣池，充分發(fā)揮沼氣池的作用。

3.3 東郭模式

3.3.1 東郭村概況及東郭模式的特點 東郭村位于吳村鎮(zhèn)北部。吳村鎮(zhèn)位于堯都區(qū)北部，距離堯都區(qū)12 km，東臨汾河，西接堯都區(qū)魏村鎮(zhèn)、土門鎮(zhèn)，南部與汾河辦事處相連，北部與洪洞縣接壤。境內(nèi)地勢平坦，土地肥沃，水力資源豐富。

東郭村現(xiàn)有村民1 800多人，400多戶。其中，有110多戶使用沼氣，大約占全村的27.50%，通過與村民交談了解到，大部分村民家里冬季沼氣壓力表是4～5 kPa，夏季可以達到5～7 kPa，基本可以維持做3頓飯的使用，村民對沼氣經(jīng)濟和生態(tài)效益也比較了解。據(jù)村民介紹，他們使用的產(chǎn)沼原料主要是人畜糞便。村書記是該村的技術(shù)員，能夠及時解決農(nóng)戶家里沼氣池出現(xiàn)的問題。

該模式以當(dāng)?shù)剌^為發(fā)達的農(nóng)村經(jīng)濟為基礎(chǔ)、專職沼氣管理人員為紐帶、生態(tài)意識和文化素質(zhì)相對較高的農(nóng)戶為主力，可以歸納為能人帶動型模式。一方面，專職人員將農(nóng)村沼氣的技術(shù)傳播于農(nóng)戶中，不僅起到很好的示范作用，而且能夠及時有效地對農(nóng)戶沼氣池的建設(shè)和管理給予技術(shù)指導(dǎo)；另一方面，生態(tài)意識和文化素質(zhì)相對較高的農(nóng)戶對新技術(shù)尤其是對沼氣這樣的有益于生態(tài)環(huán)境的新技術(shù)接受能力較強，并在建池后可以精心管理。

3.3.2 東郭模式的適用條件及推廣意義 （1）農(nóng)村經(jīng)濟基礎(chǔ)是農(nóng)村沼氣推廣的重要條件。盡管政府在農(nóng)戶利用沼氣上給予一定的用料、人力、技術(shù)、沼氣灶、沼氣燈等物質(zhì)的支持以及費用的補貼，但農(nóng)戶還需要自己出一部分費用，這對于經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱的農(nóng)戶來說，會因為經(jīng)濟上的問題而采取拒絕建沼氣池的做法。但農(nóng)戶一旦有一定的經(jīng)濟基礎(chǔ)，再加上政府的補貼，他們就會積極地參與到自家沼氣池的利用與維護管理中，特別是像東郭村這樣的位于平川地區(qū)經(jīng)濟較為發(fā)達的農(nóng)村。（2）專職人員管理對于農(nóng)村沼氣推廣具有技術(shù)指導(dǎo)與示范效應(yīng)。專職人員的管理讓農(nóng)戶利用沼氣的積極性提高，農(nóng)戶不會因為缺乏技術(shù)而對沼氣利用的信任度降低或者閑置已經(jīng)建好的沼氣池，同時沼氣池也會在農(nóng)戶的精心管理以及專職人員的技術(shù)指導(dǎo)下良性發(fā)展。

4 主要結(jié)論

通過對臨汾市堯都區(qū)農(nóng)村沼氣利用模式的探討，可總結(jié)出3個結(jié)論。

4.1 沼氣建設(shè)應(yīng)優(yōu)先合理選擇沼氣利用模式

沼氣建設(shè)涉及農(nóng)村經(jīng)濟、農(nóng)村結(jié)構(gòu)、農(nóng)戶素質(zhì)和意愿以及專職人員的配備等問題，其中，沼氣利用模式是最重要的。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在推廣沼氣利用時，應(yīng)因地建池、因村用氣，分析本村的實際條件從而決定采用何種沼氣利用模式。賈得鄉(xiāng)的南垣村盡管自然條件比周邊的村落差，但因其較差的自然條件制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)戶的富裕，所以，農(nóng)戶對于節(jié)約家用能源費用的迫切性強烈，因此，對于沼氣這種增加收入，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的新技術(shù)具有較高的意愿，同時也會精心管理和利用沼氣。

4.2 農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整尤其是農(nóng)村規(guī)模養(yǎng)殖對于沼氣推廣十分重要

利用沼氣不僅需要適宜的溫度，還需要充足的原料，所以，當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)對于沼氣推廣起著重要的作用。農(nóng)村的規(guī)模養(yǎng)殖對于沼氣的推廣有著積極的促進作用。禽畜排泄量大的特點給農(nóng)戶以及農(nóng)村的生活環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，但沼氣的發(fā)酵需要大量的糞便，而且變?yōu)檎右赫釉募S便還能為農(nóng)戶的農(nóng)田施肥，這不僅幫助農(nóng)戶解決了大量的糞便，而且還有利于改善農(nóng)戶的生活環(huán)境，減少農(nóng)戶用于施肥的費用和生活燃料的費用，可謂一池三用。大陽鎮(zhèn)上陳村的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)決定了上陳村適宜推廣沼氣，并能夠很好地發(fā)揮沼氣的作用，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)。

4.3 政府有必要加大用沼技術(shù)支持，幫助村民管池用沼

沼氣作為一種新技術(shù)，從最初的建池到沼氣池的管理和維護都對農(nóng)民的文化素質(zhì)有一定的要求，所以，這對于廣大低文化素質(zhì)的村民來說無疑是很大的挑戰(zhàn)，要求村民具有一定的生態(tài)意識和文化素質(zhì)或者有專門的技術(shù)人員能夠隨時為他們解決技術(shù)上的難題。吳村鎮(zhèn)的東郭村位于平川地區(qū)，經(jīng)濟基礎(chǔ)較好，而且距臨汾市區(qū)近，有利于農(nóng)民文化素質(zhì)的提高，并且該村還配備有1名專職技術(shù)人員管理沼氣，對該村的沼氣利用具有技術(shù)指導(dǎo)與示范效應(yīng)。所以，政府應(yīng)加大農(nóng)村沼氣的技術(shù)支持以及專職人員的配備，幫助農(nóng)戶管池用沼是很有必要的。

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