農(nóng)村沼氣能源開發(fā)路徑研究

賀雷

為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略計(jì)劃，對(duì)農(nóng)村沼氣能源的開發(fā)研究是減少我市能源短缺問題的有效方法。本文就農(nóng)村沼氣能源的開發(fā)路徑展開相關(guān)研究。

1 有關(guān)于沼氣能源的概念

沼氣是比較方便清潔的一種能源，它以氣體的狀態(tài)存在于自然界中，因其易燃燒的特性常作為燃料。它是由甲烷、二氧化碳及氮?dú)獾绕渌麣怏w組成。它的來源較為廣泛，平常我們所見的落葉雜草廢棄物、堆積的秸稈、糞便殘?jiān)绕渌麖U棄物在一定的溫濕度下進(jìn)行發(fā)酵，再由微生物進(jìn)行一定的降解作用，從而形成了可持續(xù)發(fā)展能利用的沼氣，沼氣是可再生能源，作為我國新能源的發(fā)展是很好的選擇材料。

沼氣在發(fā)酵過程中，是將物質(zhì)中的蛋白質(zhì)、糖類等復(fù)雜的有機(jī)物進(jìn)行微生物降解，同時(shí)放出二氧化碳、氫氣等氣體，將這些降解成簡單的有機(jī)物進(jìn)行進(jìn)一步的分解，最終形成了甲烷。

2 國內(nèi)外對(duì)農(nóng)村沼氣的研究現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)對(duì)農(nóng)村沼氣的研究現(xiàn)狀

2.1.1 沼氣作為可再生能源的一種，我國專家對(duì)沼氣從不同的角度進(jìn)行研究分析并取得了一定的成就，也對(duì)沼氣方面提出了相關(guān)的問題。比如石元春就提出過，我國對(duì)生物質(zhì)的發(fā)展關(guān)鍵在于生產(chǎn)成本，然后就是技術(shù)方面上的問題。荷蘭專家也對(duì)于我國在生物質(zhì)研究方面上表明，生物質(zhì)研究可以改變農(nóng)村結(jié)構(gòu)，不但可以延長農(nóng)村產(chǎn)業(yè)工作壽命，同時(shí)還可以改善農(nóng)民的生活狀況，對(duì)農(nóng)民的生活環(huán)境也會(huì)有一定的改變。張無敵專家同時(shí)也提出了沼氣在農(nóng)村能源使用方面上會(huì)較為長久，因此為了推動(dòng)沼氣利用產(chǎn)業(yè)就要對(duì)沼氣產(chǎn)業(yè)加快建設(shè)的步伐。

2.1.2 國外專家對(duì)農(nóng)村沼氣的研究大多都圍繞著經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境影響等方面。對(duì)于環(huán)境效益來講就有國外專家提出沼氣產(chǎn)業(yè)隨著氣候變化、土壤變化的變化而不斷在改變。還有專家強(qiáng)調(diào)與一般的能源相比，沼氣作為農(nóng)村能源可以有效的降低溫室效應(yīng)，但也會(huì)造成土地的酸化及富營養(yǎng)化，這點(diǎn)也需要值得更多人們的關(guān)注并尋求有效的解決途徑。從經(jīng)濟(jì)效益方面來看國外專家采用成本函數(shù)模型對(duì)沼氣池做出了整體的評(píng)估，再通過對(duì)牲畜的飼養(yǎng)量及投料量的計(jì)算，為投資做出了關(guān)鍵性的指導(dǎo)，提高整體的經(jīng)濟(jì)效益。

3 大中型沼氣工程的發(fā)展及沼渣沼液的利用

隨著國家對(duì)沼氣工程建設(shè)的支持，大中型沼氣工程發(fā)展的如火如荼。大中型沼氣工程在技術(shù)上不斷完善和創(chuàng)造，所收到的效益普遍較高。大中型沼氣工程的建設(shè)可以很有效的解決牲畜養(yǎng)殖所產(chǎn)生的糞便殘?jiān)鼘?duì)周邊環(huán)境造成的污染危害，同時(shí)大中型沼氣工程的建設(shè)也能推動(dòng)我國可持續(xù)發(fā)展的道路，充分實(shí)現(xiàn)了資源的利用性能。大中型沼氣工程所產(chǎn)生的沼氣可以作為燃料用于滿足工廠、用戶的日常需求，不僅減少了對(duì)環(huán)境的污染同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了廢物利用的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于沼渣沼液的利用也是環(huán)保的一部分。沼渣沼液含有大量的微量元素，可以很好的作為肥料用于植物的生長，因此提高沼渣沼液的綜合利用是很有必要的。

4 河津市農(nóng)村沼氣發(fā)展?fàn)顩r

河津市在農(nóng)村能源建設(shè)方面以戶用小型沼氣為主，大中型沼氣近年來發(fā)展較快。共建設(shè)農(nóng)村戶用小型沼氣6000 余戶，投入使用的沼氣村級(jí)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)27個(gè)，縣級(jí)服務(wù)站1個(gè)，在養(yǎng)殖（種植）專業(yè)合作社建設(shè)小型沼氣工程6處，大型沼氣工程一處，與20世紀(jì)七八十年代相比，河津市小型戶用沼氣或大中型沼氣，無論是從數(shù)量上還是從技術(shù)上都是大大的提升，但發(fā)酵原料的投入也僅限于畜禽糞便，沼渣、沼液利用方式單一，近幾年，由于畜禽糞便價(jià)格上漲，從而導(dǎo)致了農(nóng)戶使用成本增加，使利用率逐年下降，唯一的一處大型的沼氣工程由于公司效益不景氣，導(dǎo)致沼氣工程不能正常投入使用。河津市年產(chǎn)秸稈30 多萬噸，在秸稈氣化和“三沼”綜合利用方面前景廣闊，目前我們也積極對(duì)秸稈氣化技術(shù)進(jìn)行不斷的探索學(xué)習(xí)，為沼氣利用技術(shù)提供基礎(chǔ)和幫助，推動(dòng)沼氣利用發(fā)展。

5 農(nóng)村沼氣能源開發(fā)路徑

對(duì)于我市農(nóng)村沼氣能源的開發(fā)路徑最主要且關(guān)鍵的就是從單一的沼氣池發(fā)展成為了“一池三改”的模式，“三改”即為改圈、改廁、改廚。建立起以“豬、沼、果（蔬）”三位一體的能源模式，巧妙的結(jié)合各地的優(yōu)勢(shì)，爭取將建池的用戶的利益達(dá)到最大化。對(duì)農(nóng)村沼氣能源的開發(fā)路徑國內(nèi)外的專家都有所指出強(qiáng)調(diào)，除了上文所提到的專家的指出指導(dǎo)，還有國外專家對(duì)沼氣能源在利用過程中產(chǎn)生的不確定性進(jìn)行了評(píng)估，他們采用了生命周期評(píng)價(jià)的方法。

相對(duì)比較起來沼氣工程的益處較大，它能夠很好的降低溫室效應(yīng)。比如在對(duì)排泄物進(jìn)行存儲(chǔ)收集時(shí)，如果不注意存儲(chǔ)的方式或是在技術(shù)方面上不過關(guān)，就會(huì)造成部分排泄物不能按照正常的流程得到處理從而污染了土地對(duì)土地造成了富營養(yǎng)化。除了對(duì)沼氣的存儲(chǔ)收集還要考慮將原料運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的沼氣池時(shí)會(huì)消耗大量的化石能源的問題。因此在對(duì)農(nóng)村沼氣能源開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)要從對(duì)環(huán)境的影響及運(yùn)輸過程中化石能源消耗較大的方面考慮，由此提出了以下兩個(gè)農(nóng)村沼氣能源開發(fā)設(shè)計(jì)思路：

首先：多元化原料組成設(shè)計(jì)方案，利用多元化原料可以有效的減少能源的損耗及對(duì)運(yùn)輸過程中的污染問題。也可以根據(jù)不同的區(qū)域差異，設(shè)計(jì)出最搭配的原料組合使環(huán)境污染以及運(yùn)輸損耗都降到最小值。

其次：對(duì)沼氣池區(qū)域規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，對(duì)沼氣池區(qū)域進(jìn)行合理的規(guī)劃有利于提高沼氣生產(chǎn)效率還可以有效減少不必要的污染問題。因此在進(jìn)行沼氣能源設(shè)計(jì)時(shí)，要以政府主體為中心，大規(guī)模對(duì)沼氣工程進(jìn)行建設(shè)，同時(shí)每一塊區(qū)域內(nèi)部都應(yīng)該有完善的相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備，才能有效的達(dá)到目的，推動(dòng)對(duì)農(nóng)村沼氣能源應(yīng)用開發(fā)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

（作者單位：043300山西省河津市農(nóng)業(yè)環(huán)保能源站）