發(fā)展沼氣在農(nóng)牧區(qū)能源建設(shè)中的意義＊

郭曉利，高健民

（內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019）

1 農(nóng)牧區(qū)發(fā)展沼氣的意義

農(nóng)村能源是一個(gè)世界性的大問(wèn)題。目前，農(nóng)牧區(qū)的燃料仍然是薪柴，燃料、飼料和肥料的矛盾日益尖銳。沼氣技術(shù)是變廢為寶的高效轉(zhuǎn)換技術(shù)，是解決“三料”矛盾的一個(gè)重要“突破口”。在農(nóng)牧區(qū)大力推廣沼氣具有顯著的綜合效益。能夠有效解決農(nóng)牧區(qū)能源不足的問(wèn)題，提供農(nóng)牧民生活所需能源；保護(hù)和鞏固以退耕還林還草，天然林保護(hù)為重點(diǎn)等生態(tài)建設(shè)工程的實(shí)施和取得的成果；減少人畜糞便和生活污水造成的農(nóng)業(yè)面貌污染，有效改善農(nóng)牧區(qū)環(huán)境衛(wèi)生狀況，降低室內(nèi)空氣污染，提高農(nóng)牧民生活質(zhì)量和健康水平；以沼氣為核心的生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)，可以推動(dòng)農(nóng)村牧區(qū)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)牧民增收，具有顯著的能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)意義。

隨著我國(guó)農(nóng)牧區(qū)沼氣建設(shè)的普及和技術(shù)進(jìn)步，沼氣的功能已經(jīng)從過(guò)去以提供能源為主的單一作用，擴(kuò)展到生態(tài)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域和環(huán)境衛(wèi)生領(lǐng)域等多個(gè)方面?，F(xiàn)在，農(nóng)牧區(qū)沼氣以提供清潔能源為切入點(diǎn)，與國(guó)家重大生態(tài)建設(shè)工程—生態(tài)農(nóng)業(yè)工程、退耕還林還草工程和天然林保護(hù)工程等相結(jié)合，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境；與改廚、改圈、改廁等社會(huì)事業(yè)相結(jié)合，改善了農(nóng)牧民的生活方式和生活環(huán)境；與種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，促進(jìn)了農(nóng)牧業(yè)增效和農(nóng)牧民增收。實(shí)踐證明，沼氣建設(shè)已經(jīng)成為改善農(nóng)牧區(qū)生產(chǎn)生活條件，全面建設(shè)小康社會(huì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)良性循環(huán)發(fā)展的重要手段和方法。

發(fā)展農(nóng)牧區(qū)戶用沼氣池，具有成本低，見(jiàn)效快兼有產(chǎn)氣、造肥和除蟲(chóng)滅菌的作用，且簡(jiǎn)便易行，受到國(guó)內(nèi)外的高度重視，一戶普通家庭修建一口戶用沼氣池，如果管理得當(dāng)，以3～5頭50kg以上豬或1頭牛的糞便為原料，正常發(fā)酵使用的戶用沼氣池，每年可以產(chǎn)生300～500m3沼氣，每天相當(dāng)于向用戶提供5～8千瓦·時(shí)電，若用于炊事全年可以向用戶提供大約680 000～1 140 000千焦的能量。

若按沼氣，薪柴，煤炭和液化氣燃燒時(shí)的熱效率分別為55%、20%、25%和55%，以及沼氣，薪柴、煤炭、液化氣的低位熱值折算標(biāo)準(zhǔn)煤分別為0.714kg、0.571kg、0.714kg和1.714kg計(jì)算，一口沼氣池年產(chǎn)的沼氣相當(dāng)于10～17瓶（125～208kg）液化石油氣或者1 000～1 700kg薪柴、660～1 100kg煤炭，基本能夠滿足一個(gè)3～5口人農(nóng)戶的生活用能需要。據(jù)調(diào)查，沼氣戶每年人均消費(fèi)煤比非沼氣戶少66%，薪柴少58%，秸稈少87%。

我國(guó)農(nóng)牧區(qū)各種有機(jī)廢物資源極其豐富，產(chǎn)沼氣潛力巨大，充分利用可以為我國(guó)農(nóng)村牧區(qū)提供可靠的能源，特別是優(yōu)質(zhì)高品位能源。以2000年我國(guó)禽畜糞便可獲得量3.2億t干物質(zhì)，按每噸干物質(zhì)平均產(chǎn)250m3沼氣計(jì)，我國(guó)每年利用禽畜糞便可以產(chǎn)生沼氣的潛力約為800億m3。若以我國(guó)禽畜糞便資源量計(jì)，我國(guó)每年利用禽畜糞便可以產(chǎn)生沼氣的潛力高達(dá)1 500億m3。僅以糞便和秸稈兩項(xiàng)資源的低值計(jì)，我國(guó)農(nóng)牧區(qū)有機(jī)廢物每年產(chǎn)沼氣潛力至少約為1 500億m3，相當(dāng)于1億多t標(biāo)準(zhǔn)煤。按照我國(guó)9億農(nóng)牧民，每個(gè)農(nóng)牧民每天擁有近0.5m3沼氣，每年擁有160m3沼氣，完全能滿足農(nóng)牧民日常生活用能需要。農(nóng)村牧區(qū)有機(jī)廢棄物通過(guò)沼氣發(fā)酵，可以轉(zhuǎn)換成高品位，高熱值的清潔能源；比直接燃燒（如秸稈類）的熱效率提高一倍以上，可以節(jié)省大約一半以上的能源。因此，發(fā)展沼氣具有開(kāi)源和節(jié)流的雙重作用，是解決農(nóng)牧區(qū)能源短缺問(wèn)題的一種重要手段。

2 在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的作用

到目前，我國(guó)農(nóng)牧區(qū)居民的主要生活用能仍然是柴草，柴草約占農(nóng)村牧區(qū)生活用能約60%。由于林木等資源長(zhǎng)期被人類當(dāng)作生產(chǎn)和生活燃料大量被砍伐，出現(xiàn)了年年種樹(shù)不見(jiàn)樹(shù)、森林植被被破壞的不合理現(xiàn)象，致使生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化。

通過(guò)在農(nóng)牧區(qū)推廣使用沼氣，可以切實(shí)有效地保護(hù)森林，降低CO2和SO2的排放，恢復(fù)和治理生態(tài)環(huán)境。2006年底，全國(guó)有1 800多萬(wàn)個(gè)戶用沼氣池，以每個(gè)沼氣池年產(chǎn)沼氣400m3計(jì)，可以替代薪柴約1.2t，全國(guó)每年可以節(jié)約2 000多萬(wàn)t薪柴，至少相當(dāng)于保護(hù)了200多萬(wàn)hm2林地。一個(gè)沼氣池年節(jié)約煤炭880kg，折合標(biāo)準(zhǔn)煤628kg，按燃燒每千克標(biāo)準(zhǔn)煤排放CO22.664kg和SO20.0224kg計(jì)算，每個(gè)沼氣池每年可減少排放1 672kg CO2和14.1kgSO2。

人蓄糞便經(jīng)過(guò)沼氣發(fā)酵后，剩余的沼氣發(fā)酵液和沼渣（統(tǒng)稱為沼氣發(fā)酵殘留物）含有豐富的有機(jī)質(zhì)N、P、K和Fe、Zn、Mn等多種微量元素、養(yǎng)分齊全，速效肥和緩效肥兼?zhèn)洌梢宰骰省⒆贩屎腿~面噴施使用，大量的試驗(yàn)和實(shí)踐均表明，通過(guò)施用沼氣發(fā)酵殘留物，可以疏松土壤，有利于土壤微生物的活動(dòng)和土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤肥力。沼氣發(fā)酵液對(duì)17種農(nóng)作物的近30種病毒具有防治作用，能防治19種農(nóng)作物的19種蟲(chóng)害，其中對(duì)11種農(nóng)作物的23種病害和13種農(nóng)作物的14種蟲(chóng)害具有非常理想的防治效果。與目前使用的農(nóng)藥相似，并且通過(guò)沼氣發(fā)酵殘留液飼喂家畜等動(dòng)物證實(shí)，目前還未發(fā)現(xiàn)發(fā)酵殘留物具有毒害作用。因此，通過(guò)噴施沼氣發(fā)酵液，不僅可以降低農(nóng)藥的使用量，并且可以切實(shí)降低因施用農(nóng)藥引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題或中毒事件。

3 改善居住環(huán)境衛(wèi)生條件，減少疾病發(fā)生

采用傳統(tǒng)的爐灶直接燒柴，利用率低，燃燒不完全，通常伴隨著大量的煙塵，這不僅浪費(fèi)了能源，還直接污染了居住環(huán)境，造成室內(nèi)空氣污染，農(nóng)牧區(qū)由此引起的呼吸道疾病是導(dǎo)致死亡的重要因素，沼氣本身是一種優(yōu)質(zhì)的清潔能源，正常燃燒后無(wú)煙無(wú)塵，不會(huì)造成污染，以沼氣為主要燃料的廚房干凈明亮。

沼氣池與廁所、畜廄結(jié)合建設(shè)，可以改變農(nóng)牧民糞便、垃圾隨意堆放的不良狀況，解決農(nóng)牧民生活環(huán)境臟、亂、差的問(wèn)題。此外，人畜糞便、有機(jī)污水等疾病傳播源進(jìn)入沼氣池中經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵，其中的致病菌和寄生蟲(chóng)卵等被殺滅，有利于傳染病和寄生蟲(chóng)病的控制，可以明顯減少疾病的發(fā)生。根據(jù)對(duì)沼氣示范村的調(diào)查顯示，腸道傳染病發(fā)病率平均下降了91.1%，寄生蟲(chóng)病的感染率下降了56.9%～90.6%。建設(shè)和使用了沼氣的村、農(nóng)戶、牧民朋友，都徹底改變了過(guò)去廁所臭得難受，廚房煙熏火燎的落后狀況，村容村貌和家庭衛(wèi)生條件都得到了明顯改善。

4 增加農(nóng)牧民收入和減少農(nóng)牧民用能支出

沼氣發(fā)酵產(chǎn)生沼氣、沼液和沼渣。沼氣可以代替部分電、煤、液化石油氣等用于生活和生產(chǎn)。沼液、沼渣中含有豐富的腐殖酸、氨基酸、維生素等有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素以及鐵、鋅、銅、鎂、鉻等微量營(yíng)養(yǎng)元素，具有良好的綜合利用基礎(chǔ)和價(jià)值。沼氣及其綜合利用等各種先進(jìn)實(shí)用技術(shù)在農(nóng)村牧區(qū)的廣泛推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的全面發(fā)展，糧食、生豬、林果業(yè)的增產(chǎn)、提質(zhì)和增收。

沼氣灶的熱效率一般均超過(guò)55%，是燃爐灶熱效率的3倍多，因此，實(shí)際使用中每立方米沼氣至少相當(dāng)于3千克的原煤，可使30多千克水從20℃煮沸，能使一盞500瓦沼氣燈照明6個(gè)多h。在我們北方地區(qū)，一個(gè)農(nóng)牧戶家用沼氣池每年可以產(chǎn)出300～400m3沼氣，在正常產(chǎn)氣時(shí)基本滿足3～5口之家的日常炊事、照明等生活用能的需要，年節(jié)約開(kāi)支180元。

5 農(nóng)牧區(qū)沼氣建設(shè)的社會(huì)意義

每年每個(gè)沼氣池可以為農(nóng)牧民帶來(lái)上千元以至數(shù)千元的經(jīng)濟(jì)收入，使農(nóng)牧民家居更加整潔衛(wèi)生，生活更加舒適美好。經(jīng)過(guò)多年的試點(diǎn)示范和宣傳推廣，沼氣建設(shè)的成效已被廣大農(nóng)牧民群眾認(rèn)同和接受；建設(shè)沼氣池，已經(jīng)成為農(nóng)牧民的一種需求和渴望；開(kāi)展沼氣技術(shù)推廣應(yīng)用，已經(jīng)成為農(nóng)牧民學(xué)科技、用科技的新時(shí)尚；農(nóng)牧民的積極性被充分調(diào)動(dòng)了起來(lái)。廣大農(nóng)牧民通過(guò)沼氣技術(shù)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，掌握了先進(jìn)的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和管理技術(shù)，致富意識(shí)得到了增強(qiáng)，致富能力得到了提高，改變了半天忙、半天閑的狀況，有利于農(nóng)牧民克服舊的不良習(xí)慣，改善精神風(fēng)貌，促進(jìn)農(nóng)牧區(qū)社會(huì)的安定團(tuán)結(jié)和社會(huì)主義精神文明建設(shè)。