河北唐山市農(nóng)村可再生能源利用現(xiàn)狀與“五位一體”工程應(yīng)用

劉宗昆

（河北省唐山市新能源技術(shù)服務(wù)中心，河北 唐山 063006）

農(nóng)村能源是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是農(nóng)民生活質(zhì)量和生產(chǎn)的重要保障。由于農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高，導(dǎo)致唐山地區(qū)農(nóng)村可再生能源的利用效率較低，發(fā)展水平存在一定的滯后性。唐山是全省重要的糧食產(chǎn)地，對秸稈等資源進(jìn)行集中處理與利用，不僅能夠節(jié)省大量寶貴資源，減少環(huán)境污染，還可以最大化利用太陽能、風(fēng)能，改善農(nóng)村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

一、農(nóng)村可再生能源利用現(xiàn)狀

唐山市位于華北平原，光照充足，地貌多樣，農(nóng)業(yè)開發(fā)已有千年歷史，是全省種植業(yè)發(fā)展較好的市級地區(qū)。目前在唐山農(nóng)村區(qū)域廣泛利用的可再生能源有生物質(zhì)能、地?zé)崮?、太陽能等；使用最頻繁的是一次性能源，但是利用率較低。

唐山市使用能量多級技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新與實(shí)踐，大力建設(shè)太陽能建筑、人畜能源環(huán)境工程，推廣高效清潔燃燒爐具，有效提高了農(nóng)村地區(qū)可再生能源的使用率，使當(dāng)?shù)丨h(huán)境質(zhì)量得到明顯改善，實(shí)現(xiàn)了人、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展目標(biāo)[1]。

現(xiàn)階段，唐山大部分縣鎮(zhèn)普遍應(yīng)用節(jié)能炕爐、太陽能房、戶用沼氣池等設(shè)施，產(chǎn)生可再生能源，在彌補(bǔ)了當(dāng)?shù)啬茉捶矫姘l(fā)揮了巨大作用，并具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

二、唐山市“五位一體”應(yīng)用案例

1、“五位一體”農(nóng)村可再生能源轉(zhuǎn)換工程的組成

“五位一體”工程是在“四位一體”工程的基礎(chǔ)上，以“可持續(xù)發(fā)展”為指導(dǎo)思想發(fā)展而來，針對農(nóng)村區(qū)域的實(shí)際狀況研發(fā)的可再生能源綜合利用新科技，為唐山市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與環(huán)境問題、綠色生態(tài)建設(shè)研究提出了新思路。該技術(shù)主要以太陽能做為核心能源，利用沼氣池將太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，最后再運(yùn)用生物能轉(zhuǎn)換技術(shù)，在有效范圍內(nèi)把太陽能暖房、節(jié)能日光溫室、沼氣池、果蔬生產(chǎn)基地、家畜舍等建筑有效整合，形成種植與養(yǎng)殖同步、產(chǎn)氣與積肥連接的能源循環(huán)體系，以達(dá)到減少污染、提升資源利用率的目的。

（1）太陽能暖房

太陽能采暖房以水撼砂和毛石為基本構(gòu)件，外墻材料為空心磚和保溫層。太陽能采暖房的窗口、地圈柱、構(gòu)造柱等基本構(gòu)件均使用鋼筋砼澆注法制成。太陽能暖房主要由熱儲能設(shè)備、太陽光采集設(shè)備、室內(nèi)暖房風(fēng)扇及其輔助能源系組成，太陽輻射熱經(jīng)過采集裝置轉(zhuǎn)化為熱量傳遞給室內(nèi)。北方地區(qū)冬季氣溫較低，借助取暖裝置才能過冬，使用太陽輻射能可以有效節(jié)約大量能源。此外，還可應(yīng)用太陽能熱水裝置，利用集熱器加溫，使用風(fēng)機(jī)將空氣吹至貯熱設(shè)備中吸熱，然后將熱氣直接傳導(dǎo)到房間，以實(shí)現(xiàn)供熱效果。

太陽能采暖系統(tǒng)通常嵌入屋中，既不會對建筑物本身的協(xié)調(diào)性和美觀度造成破壞，并且還有排水、防水等功能，可以完全滿足熱水、炊事、采暖等生活所需，對提高農(nóng)村生活品質(zhì)、改善生態(tài)環(huán)境有重大意義。

（2）日光溫室

日光溫室使用無柱鋼骨架墻體建造而成，房屋脊的高度、坡體角度以及墻體高度都需要根據(jù)地區(qū)實(shí)際精確計(jì)算后確定。唐山地區(qū)地處北緯36°～42°、東經(jīng)113°～119°范圍內(nèi)，所以日光溫室前坡角高度一般為20.5°～35.5°，后坡仰角為30°～45°，屋脊高度應(yīng)比后墻高80 cm。日光溫室地區(qū)、用材不同，結(jié)構(gòu)也不同。日光溫室可充分利用太陽能實(shí)現(xiàn)能源的高效利用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化[2]。

（3）沼氣池

建設(shè)沼氣池是改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的重要舉措，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約能源、化肥與農(nóng)藥的目的，還可以提高農(nóng)作物的質(zhì)量與產(chǎn)量，推動飼養(yǎng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。沼氣池包括儲氣間、發(fā)酵間，每頭豬可提供0.6 m3沼氣池所需原料，一般建筑在豬舍下方，多為水壓式沼氣池。為確保維護(hù)方便、施工方便、行走方便，沼氣池體積設(shè)計(jì)應(yīng)增加5～10 m3。

沼氣池冬季使用需加入添加劑，為細(xì)菌的發(fā)酵與繁殖提供足夠微量元素，提高沼氣池產(chǎn)氣率，一般可添加酒糟廢液、蠶沙、煤粉等。利用氣壓變化，使沼氣實(shí)現(xiàn)定向流動。入冬時攪拌，保證沼氣池冬季正常產(chǎn)氣。新建的沼氣池冬季需填滿雜草、秸稈等，以起到防凍裂、保溫的效果。

（4）豬舍建設(shè)

建造豬舍時應(yīng)充分考慮生豬成長中的需求與對環(huán)境的適應(yīng)能力，保證每頭豬都有足夠的活動范圍，合理規(guī)劃活動、排泄區(qū)域。豬舍一般應(yīng)用混凝土地面，同時應(yīng)用珍珠巖、爐灰渣及空心磚等，以達(dá)到保溫效果；應(yīng)用瀝青、油氈等防水建筑材料，有效降低唐山地區(qū)陰冷潮濕天氣造成的不利影響。

豬舍一般使用漏縫地面，下方作為排糞區(qū)域，排糞溝的實(shí)際尺寸主要取決于地板縫隙的寬度。出糞口連接沼氣池的入料口，保證豬糞及時進(jìn)入沼氣池中[3]。

2、五位一體農(nóng)村可再生能源轉(zhuǎn)換工程應(yīng)用效果

“五位一體”技術(shù)以太陽能暖房為重點(diǎn)，解決唐山農(nóng)村地區(qū)居民熱水、采暖、炊事等問題。太陽能暖房建造前需充分考慮使用效果、施工成本及其后期維護(hù)費(fèi)用等，需重視能量轉(zhuǎn)化和抗凍問題。為充分吸收并有效利用太陽能，一般集熱器體積較大，非采暖季節(jié)時可能會出現(xiàn)一系列的問題。可設(shè)置散熱系統(tǒng)、排空設(shè)備，確保太陽能暖房使用效果。

唐山農(nóng)業(yè)區(qū)應(yīng)用太陽能暖房時一般使用低溫地板采暖技術(shù)，生活供水溫度通常保持在40℃左右，生活熱水溫度可達(dá)50～60℃左右。使用日光溫室后，每平米收入提高40～60 元；高效使用沼氣池，每千克蔬菜可提高0.3 元產(chǎn)值，每頭豬凈利潤提高100 元。由此可知，“五位一體”工程應(yīng)用是唐山農(nóng)村地區(qū)可再生能源利用的必然選擇。

三、結(jié)語

近幾年，唐山農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用的可再生能源技術(shù)逐漸增多，單一性技術(shù)已無法滿足農(nóng)村地區(qū)的能源使用需求?？赏ㄟ^“五位一體”工程實(shí)現(xiàn)復(fù)合型可再生能源的開發(fā)與利用，對于提高農(nóng)村地區(qū)資源的利用效率、改善能源結(jié)構(gòu)具有重大意義。