宋海軍，馬夢娟

（河南工程學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，河南鄭州451191）

沼氣生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)問題探討

宋海軍，馬夢娟

（河南工程學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，河南鄭州451191）

分析了沼氣生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)在農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境以及解決農(nóng)村能源問題等方面帶來的效益，并從科學(xué)發(fā)展觀的角度，指出了沼氣建設(shè)在推廣過程中存在的問題。

沼氣建設(shè)；生態(tài)系統(tǒng)；效益；問題

沼氣生態(tài)系統(tǒng)是一個協(xié)調(diào)性系統(tǒng)，它不僅注重生態(tài)環(huán)境保護，更注重生態(tài)產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，同時能夠解決農(nóng)村生活中用能問題，協(xié)調(diào)環(huán)境保護與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的關(guān)系，使農(nóng)村經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益得以協(xié)調(diào)發(fā)展。因此建立良好的沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，不僅可以改善農(nóng)村生活，還可以推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展［1］。

1　農(nóng)村沼氣生態(tài)系統(tǒng)帶來的效益

當前，能源問題已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的一個重要制約因素。具體表現(xiàn)為：農(nóng)民用能檔次低，高品質(zhì)能源缺乏，影響了農(nóng)民生活質(zhì)量，拖延了農(nóng)民進入小康生活的步伐［2］；部分地區(qū)由于農(nóng)戶能源短缺，農(nóng)戶對自然資源的開發(fā)利用方式不當，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境不斷遭到破壞，在一定程度上阻礙了農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展［3］。因此，結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，發(fā)展農(nóng)村沼氣生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，可以徹底改變農(nóng)戶傳統(tǒng)的用能方式，提高農(nóng)民生活質(zhì)量。使用清潔能源沼氣替代傳統(tǒng)能源后，可以解決農(nóng)村生活臟、亂、差等環(huán)境問題，減少病原菌傳播途徑和一些疾病的發(fā)生，從而改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)村生活環(huán)境［4］。

1.1有利于農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展

農(nóng)業(yè)是以生物生產(chǎn)為主的產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)［5］。沼氣建設(shè)聯(lián)結(jié)起養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)，形成生態(tài)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，能夠幫助農(nóng)民增收致富，有力地推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟健康、快速發(fā)展。利用沼氣生態(tài)系統(tǒng)可以改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，提高我國農(nóng)產(chǎn)品在國際市場的競爭力，促進農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展［6］。據(jù)研究表明：一個8～10 m3戶用沼氣池產(chǎn)生的沼肥，可以解決近0.67 hm2果園用肥問題，可以節(jié)約1 000～1 500元。另外，利用沼液進行葉面噴肥、浸種和后期追肥，每年農(nóng)藥用量減少35%左右，0.53～0.67 hm2果園農(nóng)藥可減少支出500元。同時還可提高水果品質(zhì)并增加產(chǎn)量達25%以上，每667 m2至少增收800余元。

我國大部分農(nóng)村地區(qū)能源短缺，發(fā)展沼氣建設(shè)，一方面能夠保護森林和植被資源不受破壞，另一方面還可以利用農(nóng)作物秸桿生產(chǎn)沼氣，在一定程度上減少了秸桿亂堆放、焚燒造成的大氣污染以及其他危害，從根本上解決農(nóng)村燃料問題，提高了勞動生產(chǎn)率和能源利用率。同時針對農(nóng)村地區(qū)存在畜禽糞便露天堆放等問題，采用沼氣池與改圈、改廁、改廚、改水同步進行的方法，將生活污水和人畜糞便一起流入沼氣池進行厭氧發(fā)酵處理，徹底改變農(nóng)村“臟、亂、差”等現(xiàn)象，可見，發(fā)展沼氣生態(tài)建設(shè)能有效改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生狀況。

1.3有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

發(fā)展沼氣建設(shè)，可以為廣大農(nóng)民提供優(yōu)質(zhì)清潔能源，在一定程度上解決了農(nóng)民生活燃料問題。同時它上聯(lián)養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，下促種植業(yè)優(yōu)質(zhì)高效，將養(yǎng)殖場畜禽產(chǎn)生的糞便轉(zhuǎn)化為清潔能源和有機肥料，形成“資源—廢物—再生資源”的循環(huán)利用模式，促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。一個容積為8～10 m3戶用沼氣池，年產(chǎn)沼氣達到400 m3左右，基本可以解決一戶4口之家全年生活用能問題，相當于用電280 kW·h，用煤1.65 t；同時可減排二氧化碳1.5 t、二氧化硫13 kg；可使0.2 hm2的森林植被得以保存。可見，發(fā)展沼氣建設(shè)，能夠有效地利用自然資源和保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，從而實現(xiàn)資源的良性循環(huán)。

1.4有利于種養(yǎng)業(yè)良性發(fā)展

沼氣綜合利用主要指發(fā)酵產(chǎn)物沼氣、沼液、沼渣（簡稱三沼）的利用［7］。沼氣生態(tài)建設(shè)作為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化中的重要一環(huán)，通過微生物發(fā)酵，把養(yǎng)殖、種植有機地結(jié)合在一起，延長了生物食物鏈條，對改善生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加農(nóng)民收入，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重要意義。首先，沼渣、沼液作為優(yōu)質(zhì)的肥料和飼料，可以起到增產(chǎn)增效作用。如沼渣就是栽培食用菌理想原料，具有提前成熟和增加產(chǎn)量等功能。用沼液喂豬可降低飼料和豬增重的比例。沼液沼渣用于蔬菜、水果等經(jīng)濟作物，可以大大增加產(chǎn)品產(chǎn)量，提高產(chǎn)品經(jīng)濟效益。其次，利用沼氣來發(fā)展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)。沼液、沼渣中含有豐富的氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)及多種微量元素，具有催芽、刺激作物生產(chǎn)和防治病蟲害作用，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1.5有利于解決農(nóng)村能源問題

能否解決農(nóng)村能源問題是關(guān)系到國家生態(tài)環(huán)境建設(shè)成功與否的重要因素之一。沼氣是可再生清潔能源，既能夠替代傳統(tǒng)生物質(zhì)能源秸稈、薪柴，也能代替煤氣等商品能源，且效率明顯高于秸稈、薪柴和煤氣。發(fā)展沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)，即優(yōu)化了農(nóng)村能源消費結(jié)構(gòu)，還促進了農(nóng)村生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展。以農(nóng)村沼氣建設(shè)為紐帶的“生態(tài)家園富民工程”，采取以技術(shù)替代資源的發(fā)展模式，將傳統(tǒng)的依靠資源消耗促進經(jīng)濟增長的方式，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽考夹g(shù)創(chuàng)新和綜合利用技術(shù)來促進可持續(xù)發(fā)展。此外，加強農(nóng)村能源建設(shè)，大力發(fā)展植樹造林，成為鞏固國家退耕還林還草政策成果的重要措施之一。生態(tài)家園技術(shù)模式的推廣，減少了生物質(zhì)能的消耗水平。

這只小豬叫什么名字？叫淘淘。淘淘的額頭上為什么放著一個冰袋（兩三歲的孩子，多半都是“十萬個為什么”）？因為他發(fā)燒了，燒得臉紅紅的（小人兒于是也摸摸自己的臉蛋）。為什么發(fā)燒了要放冰袋？因為冰袋可以幫助降溫（我從冰箱里拿出一塊冰，放在他的額頭上，讓他感受一下）。另外一只小豬叫什么名字？叫咿咿。咿咿為什么要打吊針？因為他嗓子發(fā)炎了?！皩殞毑灰蜥?！”小人兒叫起來?！昂玫?，我們不打針，吃藥就好了?！蔽冶ＷC。

1.6有利于農(nóng)民素質(zhì)全面提高

以沼氣為紐帶的“生態(tài)家園富民工程”，其本身就是一項科技含量比較高的項目，堅持以新的文化理念，將改善生態(tài)環(huán)境與提高人的素質(zhì)緊密結(jié)合起來，通過沼氣建設(shè)及“三沼”的綜合利用，廣大農(nóng)民科技意識、用能水平、無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和利用意識、勤勞致富意識和能力均得到了相應(yīng)提高。同時因為沼氣建設(shè)促進經(jīng)濟發(fā)展，能提高農(nóng)民用科學(xué)、學(xué)科學(xué)的積極性、主動性，使他們把時間和精力投入到將實用技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的行動中去，提高了農(nóng)民的科技水平，有力地促進了農(nóng)村地區(qū)精神文明建設(shè)，推動了農(nóng)村社會的全面進步。

2　制約沼氣普遍推廣的因素

2.1在管理監(jiān)督方面存在的問題

沼氣建設(shè)要想長期發(fā)揮效益，必須監(jiān)管并重。在現(xiàn)行能源價格條件下，由于投資回報率低，挫傷了農(nóng)戶投資的積極性，導(dǎo)致有些農(nóng)戶建了沼氣池并沒有很好地使用，有的地方農(nóng)戶看不到經(jīng)濟效益已經(jīng)不愿意再建沼氣池，甚至還有少數(shù)地方出現(xiàn)了農(nóng)戶拒絕申報項目的情況。在每年新增大量沼氣池建設(shè)的同時，由于缺乏技術(shù)監(jiān)督和管理，又會出現(xiàn)一定數(shù)量的報廢池，譬如僅2008年就有50多萬戶沼氣池報廢，占到當年新增沼氣池總數(shù)的11%。雖然在報廢的沼氣池當中存在有由于常年使用已經(jīng)“壽終正寢”的老池子，也不乏一些由于項目技術(shù)不過關(guān)，設(shè)備陳舊老化，達不到預(yù)期目標，甚至出現(xiàn)安全問題，導(dǎo)致個別沼氣池成為“建成之日即為報廢之時”，這對開展戶用沼氣池建設(shè)工作帶來不利影響。這就要求今后在農(nóng)村沼氣建設(shè)使用過程中加大監(jiān)管力度。

2.2在綜合利用中存在的問題

大部分地區(qū)農(nóng)戶只能保證沼氣池本身建設(shè)，對沼氣工程系統(tǒng)缺乏整體精確設(shè)計，沒有相應(yīng)的配套設(shè)施，只顧解決燃料問題，對沼液、沼渣利用率較低或根本不利用就直接排放，一方面容易造成二次污染，同時造成資源浪費。現(xiàn)實生活中，由于沼氣項目的開展，帶動了種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，而養(yǎng)殖戶與種植業(yè)往往結(jié)合不到一起，出現(xiàn)了種植戶無養(yǎng)殖，養(yǎng)殖戶無種植現(xiàn)象。如何做到養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)的有機結(jié)合，將沼液、沼渣真正用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上去，是當前一些規(guī)模化養(yǎng)殖場畜禽糞便面臨的一大問題。同時，針對沼液沼渣存在夏天過剩問題，通常的做法是在田間建座儲肥池，平時將其堆積在儲肥池內(nèi)備用。這樣一來不僅損失了沼肥肥效，也會造成農(nóng)戶經(jīng)濟上的損失。

2.3在協(xié)調(diào)性方面存在的問題

2.3.1結(jié)構(gòu)配置協(xié)調(diào)性不夠

目前，我國沼氣建設(shè)在各項保障措施方面與一些發(fā)達國家相比還存在較大差距，戶用沼氣雖小，但“麻雀雖小，五臟齊全”，沼氣池建設(shè)是一個需要“精確設(shè)計、精準建設(shè)、精細管理”的系統(tǒng)工程。在“三沼”管理和利用上不能按照“系統(tǒng)工程”整體協(xié)調(diào)、科學(xué)配套的原則，進行“圈、廁、沼三連通”系統(tǒng)配套建設(shè)。當前，推廣利用的沼氣池大多數(shù)都是獨立于農(nóng)業(yè)之外，沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)仍然只是一個松散的系統(tǒng)，與農(nóng)業(yè)各項生產(chǎn)要素銜接不夠。造成農(nóng)戶種植業(yè)和家庭養(yǎng)殖業(yè)適應(yīng)沼氣池較為被動，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的促進作用有限，不能很好地適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)沼氣建設(shè)與發(fā)展的要求，結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性不夠，綜合利用功能也難以發(fā)揮和表現(xiàn)出來。

2.3.2經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益協(xié)調(diào)性不夠

發(fā)展農(nóng)村沼氣生態(tài)系統(tǒng)，建設(shè)生態(tài)家園，融經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益于一體，是一項實實在在地為農(nóng)民辦實事、增加農(nóng)民收入、改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生的小康工程。但是，就目前我國農(nóng)村沼氣建設(shè)仍存在經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益長短不一的問題，對比來說，沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)的社會效益相對較好，而沼氣生態(tài)效益則不能夠直接體現(xiàn)出來，只是間接反應(yīng)在沼渣沼液的使用，對農(nóng)民眼前面臨的利益影響甚微。另外，由于建設(shè)好一個戶用沼氣池節(jié)省資金在當代農(nóng)戶年收入中所占份額較少（1 000～1 500元），這也是一些農(nóng)戶不接受建設(shè)沼氣池的根本原因。

2.3.3與農(nóng)村社會發(fā)展水平協(xié)調(diào)性不高

新技術(shù)開發(fā)不力，利用技術(shù)單一，造成沼氣生態(tài)技術(shù)發(fā)展滯后于社會發(fā)展需求的問題，同時由于未有合適的技術(shù)標準和嚴格的技術(shù)監(jiān)督，使得沼氣池產(chǎn)氣很難滿足農(nóng)戶全年一日三餐用氣的需要，在一定程度上說明了“沼氣灶”可靠性不強的致命弱點，導(dǎo)致農(nóng)戶很難接受這一現(xiàn)實，隨著農(nóng)村經(jīng)濟水平的不斷提升和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，原有沼氣生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與模式已經(jīng)無法適應(yīng)新形勢下的要求，如何應(yīng)變成為必須解決的問題［8］。另外由于戶用沼氣池隨季節(jié)性變化而變化，出現(xiàn)了“冬季氣少不夠用，夏季氣多用不完”的現(xiàn)象，這說明沼氣池產(chǎn)氣技術(shù)系統(tǒng)還需進一步改善。

2.3.4沼氣生態(tài)系統(tǒng)的使用管理與發(fā)展不協(xié)調(diào)

沼氣池的建設(shè)和使用離不開科學(xué)、規(guī)范的管理，否則就容易出現(xiàn)建成后無人驗收，投料后漏氣不能使用的現(xiàn)象。造成這種情況的根本原因主要有：（1）建池之前對沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)缺乏整體精確設(shè)計，建設(shè)過程中缺乏監(jiān)管，沼氣池使用后缺乏科學(xué)指導(dǎo)和合理配料；（2）沼氣戶疏于管理，一些農(nóng)戶在沼氣池修建之后不能及時看到經(jīng)濟效益時，就會聽之任之，最終影響到沼氣系統(tǒng)的正常運行和使用；（3）日常管理缺乏長效的服務(wù)機制，無法保證沼氣系統(tǒng)永續(xù)、高效、均衡運行；（4）科技宣傳不夠，一些農(nóng)戶不能很好地理解沼氣建設(shè)的意義，錯把沼氣池當成了“垃圾池”。

2.3.5沼氣技術(shù)的商品化與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展不協(xié)調(diào)

隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，技術(shù)水平的提高，現(xiàn)代戶用沼氣池的結(jié)構(gòu)和沼氣池材料等方面均得到了進一步改進，微生物發(fā)酵效率和產(chǎn)氣量也得到了大幅度提高。但對比傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)并沒有明顯的競爭優(yōu)勢，與國外相比還有不少差距，仍存在運輸困難和造價高等問題，沼氣池建設(shè)和建池設(shè)備的商品化道路仍然存在著一定的難度。此外，沼氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，在廣大農(nóng)村地區(qū)，一家一戶沼氣生產(chǎn)經(jīng)營模式較為普遍，這種運行模式既浪費人力物力，又沒有規(guī)模效益，且生產(chǎn)出來的產(chǎn)品由于缺乏相關(guān)的檢測標準，也很難與市場化接軌。當前，沼液沼渣的開發(fā)利用僅處于初級水平，沼氣技術(shù)的商品化與產(chǎn)業(yè)化問題還有待于進一步的深入探索研究。

［1］張艷麗.我國農(nóng)村沼氣建設(shè)現(xiàn)狀及發(fā)展對策［J］.可再生能源，2004，4（4）：5-8.

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［3］鄧光聯(lián)，李克倫，李唏，等.沼氣與社會主義新農(nóng)村建設(shè)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2006，22（1）：61-64.

［4］訾琨，施衛(wèi)省.農(nóng)村可再生能源與可持續(xù)發(fā)展［J］.可再生能源，2002（5）：29-31.

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［8］石磊，趙由才，唐圣鈞.沼氣的收集、凈化與利用綜述［J］.中國沼氣，2004，23（1）：11-19.

Discussion on the construction of biogas ecosystem

SONG Haijun，MA Mengjuan
（College of Resources and Environment，Henan University of Engineering，Zhengzhou 451191，China）

Benefits from the biogas eco system construction which contribute to the rural economic development，improving the rural ecological environment and solve the energy problem in rural areas are analyzed.And from the view of scientific development and perspective，problems existing in the process of promoting biogas construction are pointed out.

biogas construction；ecosystem；benefit；problem

X71

A

1674-0912（2016）08-0039-03

2016－06－15）

河南省教育廳科學(xué)技術(shù)重點研究項目（14B610009）

宋海軍（1978-），男，河南周口人，碩士，副教授，主要從事固體廢物處理與利用研究。