湖北省農(nóng)村沼氣效益的研究

李晶晶

雖然湖北省不少農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)普及沼氣很多年，但是卻仍存在許多問題，本文以湖北省宜昌市夷陵區(qū)兆吉坪村為例，對(duì)該村沼氣的現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查。本文首先介紹了調(diào)研的背景及目的，明確目標(biāo)。然后描述了本次調(diào)研的具體情況，主要包括實(shí)地考察、問卷調(diào)查、個(gè)體戶采訪三個(gè)部分，通過這些調(diào)查來更直觀的展示沼氣帶來的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，已達(dá)到更好地推廣沼氣的目的。最后，本文在調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)了該村沼氣使用中存在的不少問題，并針對(duì)這些問題給出了相關(guān)的建議和對(duì)策。

一、調(diào)研背景及目的

1、調(diào)研背景

隨著國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)污染和生態(tài)環(huán)境的日益重視，農(nóng)村沼氣的數(shù)量越來越多。為了充分的利用農(nóng)村生活垃圾和生活廢水，“一池三改”成為了建設(shè)沼氣池的基本標(biāo)準(zhǔn)，即將沼氣池的建造與改圈、改廁、改廚相結(jié)合，讓人和家畜的糞便以及廚房污水進(jìn)入沼氣池，達(dá)到無害化處理。雖然“一池三改”能夠使沼氣發(fā)揮最大的生態(tài)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但是實(shí)際上卻存在著諸多問題，比如建設(shè)費(fèi)用太貴、沼氣使用率偏低等問題。這些問題的出現(xiàn)不僅給農(nóng)村沼氣的建設(shè)和使用帶來了諸多麻煩，還讓部分農(nóng)民放棄了建造沼氣池的想法，因此了解和解決農(nóng)村沼氣建設(shè)以及使用過程中存在的問題十分重要。

2、調(diào)研目的

為了更好的解決農(nóng)民在沼氣的建設(shè)和使用過程中出現(xiàn)的問題，本文主要描述了通過調(diào)研了解到的湖北省宜昌市樂天溪鎮(zhèn)兆吉坪村的沼氣使用現(xiàn)狀。本次調(diào)研主要有以下四個(gè)目標(biāo)：

（1）了解沼氣池的基本建設(shè)情況以及沼氣產(chǎn)生、使用過程。

（2）利用對(duì)比分析的方法，分析沼氣使用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及生態(tài)價(jià)值。

（3）發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)鼐用裨谡託獬亟ㄔO(shè)以及使用沼氣過程中出現(xiàn)的問題。

（4）結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題提出相應(yīng)的解決辦法。

二、 調(diào)研過程

為了更好的了解到當(dāng)?shù)卮迕竦恼託獾氖褂们闆r，本次調(diào)研還設(shè)置了線上問卷調(diào)查。與該村相關(guān)負(fù)責(zé)人協(xié)商后，在村群里發(fā)放了問卷，共有63人填寫了問卷，以下分析就是以此為基礎(chǔ)。 為了能夠突出體現(xiàn)沼氣的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，本文采用了設(shè)置對(duì)照組的方法來計(jì)算沼氣的效益。首先，尋找到當(dāng)?shù)匾粦艟哂姓託獾拇迕?，了解了村民家庭的基本情況，如家庭組成人員、使用沼氣的情況等，然后以這戶村民作為實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組。為了得到實(shí)驗(yàn)組的數(shù)據(jù)，采訪了若干家符合實(shí)驗(yàn)要求的村民，收集到一些相關(guān)的數(shù)據(jù)，如做飯和燒水使用的柴的斤數(shù)、使用液化氣的情況，以及用電情況。同時(shí)，對(duì)當(dāng)?shù)氐牟竦膬r(jià)格、電的價(jià)格以及液化氣的價(jià)格等數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，便于經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算。

三、 沼氣的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益分析

為了實(shí)證并直觀地感受到沼氣會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益，除了在線上進(jìn)行調(diào)查問卷的發(fā)放，還對(duì)湖北省兆吉坪村多個(gè)村戶進(jìn)行樣本考察，經(jīng)過有無沼氣村戶的數(shù)據(jù)收集處理與對(duì)比，沼氣帶來的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益也逐步量化和可視化。為了更好的了解沼氣帶來的效益，本文選取了一戶使用沼氣的家庭作為對(duì)照組，該沼氣用戶常住人口有四人，且均為老年人。在了解了這個(gè)家庭沼氣使用的情況之后，通過詢問當(dāng)?shù)鼐用駚慝@得數(shù)據(jù)建立了實(shí)驗(yàn)組（家庭情況基本與對(duì)照組相同）。通過對(duì)對(duì)照家庭的調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，該用戶主要使用沼氣來做飯和燒水。其中由于當(dāng)?shù)匾话阍诖杭疽胴i苗，在秋季宰殺養(yǎng)成的肥豬，在秋季之后沼氣池原料減少，沼氣發(fā)酵量不如以前，故當(dāng)?shù)卮迕翊藭r(shí)只把沼氣用于做飯而不用于燒水，因此經(jīng)估算，用沼氣燒水大概維持8個(gè)月（以下按照240天計(jì)算）。以下是通過計(jì)算實(shí)驗(yàn)組在炒菜以及燒水用柴量、液化氣用量、以及用電量來分析沼氣的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益具體過程。

1、無沼氣池家庭做飯所需能源

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如果按照一年（365天）計(jì)算沒有利用沼氣村民家庭的做飯所需能源，僅利用木柴和僅利用液化氣的消耗量。

使用液化氣做飯相關(guān)數(shù)據(jù)的獲?。杭彝デ闆r與對(duì)照組相似的家庭，一年做飯大約需要5罐液化氣。而家用液化氣液化石油氣罐的容量為35.5L，即0.0355m3，一罐液化氣的價(jià)格為90元。

2、無沼氣池村戶燒水所需能源

如果村民燒水按照8個(gè)月（240天）計(jì)算，這240天用的能源僅為木柴、僅為液化氣和僅為電的消耗量如表3-2所示。

具體計(jì)算過程如下：

為了便于統(tǒng)計(jì)計(jì)算，這里選取熱水瓶作為統(tǒng)計(jì)目標(biāo)。在兆吉坪村，村民大多用熱水瓶盛水，一瓶熱水大概2.5L。一戶四口之家每天約燒水4瓶。如下是三種特殊情況的推算。

（1）使用木柴燒水相關(guān)數(shù)據(jù)的獲?。航?jīng)調(diào)查，兆吉坪村每燒一壺水約消耗1.5斤木柴，則每天需要消耗6斤柴用于燒水。

（2）使用液化氣燒水相關(guān)數(shù)據(jù)的獲?。簽榱说玫綔?zhǔn)確的數(shù)據(jù)，本文做了如下分析：一罐液化氣如果在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（溫度0℃，1個(gè)大氣壓），體積膨脹約285倍，體積約10m3。液化氣的熱值是45.22-50.23 MJ/kg（丙烷和丁烷等的混合物，所以值是一個(gè)區(qū)間），一罐家用液化氣理論重15kg，故一罐液化氣理論熱值就是678～750MJ（1MJ=106J），實(shí)際一罐一般只有約14.1KG，再減去殘液一罐液化氣算14KG，氣質(zhì)有會(huì)有一定的問題，這樣實(shí)際有600MJ。水的比熱容為水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），液化氣轉(zhuǎn)換率按70%計(jì)算，由公式C=Q/（m·△T）得出m=Q/（C·△T），Q=600*106*0.7=4.2*108J，C=4.2×103J/（kg·℃），△T=85℃，代入數(shù)據(jù)得m=1176.47KG。水的密度為1g/cm3，因此一壺2.5L的水重2.5KG。故一罐液化氣能夠燒沸的水為470.59瓶，則240天用于燒水的液化氣為4×240/470.59=2.04罐。

（3）使用電力燒水相關(guān)數(shù)據(jù)的獲?。河晒絈= C· m·△T得出，一壺2.5L的溫度15℃的水燒至沸騰需要的熱量為Q=8.93×105J，1KW·h=3.6×106J，電器按照熱效率85%計(jì)算，一壺2.5L用電0.29 KW·h，兆吉坪村1 KW·h電費(fèi)為0.57元，因此利用電燒開一壺2.5L的水燒開的成本為0.17元。因此8個(gè)月燒水需要的總電量為0.29×4×240=278.4KW·h。

3、沼氣帶來的效益

（1）取代柴帶來的效益

①經(jīng)濟(jì)效益

通過以上分析，可以了解到無沼氣池村戶如果只用柴做飯、燒水則會(huì)比用沼氣村戶多出365天用于做飯和240天用于燒水的木柴消耗，則一年總木柴消耗量為M=3650+1440=5090斤。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在兆吉坪村附近有一個(gè)項(xiàng)目正在開發(fā)，兆吉坪村村民大多在這個(gè)項(xiàng)目下勞作以獲得勞務(wù)收入，據(jù)調(diào)查，此項(xiàng)目工資為200元/天。如果兆吉坪村村民購(gòu)買木柴，則一年用于做飯和燒水的費(fèi)用為5090×0.4+200×5090/2000=2545元。若兆吉坪村村民自行上山砍柴，則一年用于做飯和燒水的費(fèi)用為5090/1000×200=1018元。

②環(huán)境效益

除了經(jīng)濟(jì)上的花銷，燃燒木柴還會(huì)帶來一系列問題。如燒柴后會(huì)產(chǎn)生碳黑，其分子粒徑很小，人的肺部大量吸入碳黑，對(duì)人體健康產(chǎn)生很大影響。燒柴會(huì)產(chǎn)生大量的CO2氣體，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生黑煙，及燃燒不完全而產(chǎn)生的CO，不僅污染環(huán)境，還對(duì)人的身體健康存在潛在危害。

使用沼氣不僅可以省去一大筆做飯燒柴的費(fèi)用，還會(huì)減少木柴在人體健康上的危害和環(huán)境污染問題。

（2）取代液化氣帶來的效益

①經(jīng)濟(jì)效益

據(jù)以上數(shù)據(jù)分析顯示，用于一年做飯的液化氣為5罐，用于燒水的液化氣為2.04罐。按照當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)價(jià)，一罐液化氣為90元，則用于做飯和燒水的液化氣花費(fèi)為90×（2.04+5）=633.6元。所以無沼氣池村戶如果只用液化氣做飯、燒水則會(huì)比用沼氣村戶一年多花費(fèi)633.6元。

②環(huán)境效益

液化氣，即液化石油氣。液化石油氣的來源有兩種，一種是在原油礦的伴生氣，一種是煉油廠在進(jìn)行原油催化裂解與熱裂解時(shí)所得到的副產(chǎn)品。目前家庭用的都為第二種來源。即在煉油廠生產(chǎn)汽油、柴油等成品油時(shí)的副產(chǎn)品。而石油開發(fā)會(huì)伴隨著一系列問題如對(duì)水體、土壤、植被等危害，且石油是不可再生資源，且我國(guó)是能源資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家，石油人均剩余可采儲(chǔ)量?jī)H有世界平均水平的1/10。

所以，使用沼氣不僅可以省去一筆使用液化氣用于做飯燒水的費(fèi)用，還延續(xù)我國(guó)資源的可持續(xù)發(fā)展，并且減少因石油開發(fā)帶來污染環(huán)境的危害。

（3）取代電帶來的效益

①經(jīng)濟(jì)效益

在兆吉坪村，用于電力主要用于燒水。通過以上調(diào)查可計(jì)算：則240天消耗電費(fèi)為278.4*0.57 =158.7元。

②環(huán)境效益

水力發(fā)電對(duì)生態(tài)環(huán)境有許多負(fù)面影響。三峽大壩水庫(kù)蓄水，把水長(zhǎng)期滯留在庫(kù)內(nèi)，使水在化學(xué)、物理和生物方面發(fā)生變化。建壩后，流水?dāng)y帶的沉積物可能大幅減少，因此可能導(dǎo)致下游河岸坍塌、河床下切等災(zāi)害。并且河上筑壩，本身并不增加或減少泥沙總量，但會(huì)顯著改變水流的輸沙能力和輸沙過程。從而造成泥沙逐漸淤積，影響水電站正常發(fā)電，同時(shí)也會(huì)對(duì)下游生態(tài)環(huán)境、人民生命財(cái)產(chǎn)安全等造成威脅。同時(shí)由于水壩庫(kù)區(qū)的淹沒，必然導(dǎo)致天然森林、草地、野生動(dòng)植物棲息地的喪失、陸生水生物種數(shù)量的減少和上游集水區(qū)的環(huán)境退化。另外，水電可能會(huì)帶來地質(zhì)災(zāi)害，如地震、滑坡、塌陷。

所以，用沼氣取代一部分電力的使用，會(huì)減少三峽大壩的工作量，用于恢復(fù)水壩造成的生態(tài)環(huán)境污染。

四、存在的問題

調(diào)查問卷顯示，當(dāng)?shù)鼐用裨谡託饨ㄔ?、使用中還存在一些問題，主要問題為以下三點(diǎn)。

1、沼氣池的清理麻煩而且危險(xiǎn)

調(diào)查問卷顯示，擁有沼氣的村民有72.2%認(rèn)為沼氣池的清理過于麻煩。據(jù)當(dāng)?shù)卮迕衩枋?，每次清理殘?jiān)氨仨毺崆?0天左右打開沼氣蓋，然后才能清理里面的殘?jiān)?。而且?dāng)?shù)鼐用穸际亲约呵謇須堅(jiān)⑽传@得相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)，清理效率慢，而且有時(shí)候會(huì)吸入有害氣體，非常危險(xiǎn)。

2、沼氣發(fā)酵原料趨于單一

農(nóng)村各戶用于沼氣發(fā)酵的原料大部分是人及牲畜的糞便，對(duì)于農(nóng)作廢物的利用率不到20%。能用于沼氣池的廢棄作物的沒有充分利用，造成了資源的浪費(fèi)。并且我們發(fā)現(xiàn)，沒有建造沼氣池的村民中有40.74%都是由于沒有足夠產(chǎn)生沼氣的原料才未建沼氣池。

另外，在調(diào)查過程中還發(fā)現(xiàn)了一些小問題：因沼氣建設(shè)費(fèi)太貴而放棄建造沼氣池、由于地方限制而無法建造沼氣池、除渣管道漏氣同時(shí)還壞沼氣灶、殘水處理不方便。這些問題出現(xiàn)的范圍較小，僅僅只有少數(shù)人存在這些問題。

五、 對(duì)策

1、建立市場(chǎng)化服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)

規(guī)范化建設(shè)村級(jí)沼氣設(shè)備維修中心，統(tǒng)一市場(chǎng)價(jià)格，配置專業(yè)沼氣池維護(hù)人員，使農(nóng)戶的售后服務(wù)得到保障。為沼氣用戶提供進(jìn)料、出料、零配件銷售、檢查、維修、脫硫劑更換、灶具維修、日常管理和“三沼”綜合利用技術(shù)指導(dǎo)等全方位的服務(wù)。對(duì)于發(fā)展較為緩慢的農(nóng)村而言，由國(guó)家補(bǔ)貼以村為單位建立沼氣管理站十分重要。過高的沼氣管理、清潔費(fèi)用使得不少農(nóng)民在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下便下池清理，產(chǎn)生了不少安全事故。

2、鼓勵(lì)村民使用多種沼氣原料

生產(chǎn)沼氣的原料缺少是當(dāng)?shù)鼐用衿毡榇嬖诘膯栴}，但是卻僅有少部分居民用廢棄作物作為沼氣生產(chǎn)的原料。通過詢問當(dāng)?shù)卮迕?，才發(fā)現(xiàn)造成這種現(xiàn)象的主要原因是利用廢棄作物產(chǎn)生沼氣容易產(chǎn)生殘?jiān)?，需要及時(shí)清理，而殘?jiān)那謇砺闊┒椅ｋU(xiǎn)，因此大部分村民都是將廢棄作物丟棄在田間，使用機(jī)器打碎后作為廢料使用。由此，想要更好的解決沼氣原料的問題，就必須先解決沼氣殘?jiān)謇淼膯栴}，這樣才能讓村民更好地使用沼氣。

（作者單位：100083 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京））