鄧紅梅 龔英

摘要：沼氣是一種清潔的生物質(zhì)能源，本文就沼氣在農(nóng)村的使用現(xiàn)狀進行分析，介紹了秸稈發(fā)酵技術(shù)、秸稈發(fā)電技術(shù)，最后就農(nóng)村沼氣技術(shù)利用進行了展望，并提出了促進農(nóng)村沼氣利用的建議。

關(guān)鍵詞：秸稈；沼氣利用；發(fā)電；展望

基金項目：本文受國家社科重點項目《基于消費視角的中西部地區(qū)新型城鎮(zhèn)化碳解鎖路徑研究》的資助（14AGL024）；是重慶市教委重點項目《重慶喀斯特地區(qū)典型產(chǎn)業(yè)生態(tài)模式和承載力提升研究》的階段性成果（14KSH03）。

中圖分類號： S216.4 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.19.003

我國五大發(fā)展理念中突出了綠色理念，農(nóng)村沼氣利用也是農(nóng)村綠色發(fā)展的突破口。能源和環(huán)境問題已成為國際性熱點問題，引起人們的廣泛關(guān)注。沼氣是各種有機物質(zhì)，在隔絕空氣（還原條件），并在適宜的溫度和pH值下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體。沼氣屬于二次能源，并且是可再生能源[1]。

1沼氣利用現(xiàn)狀

周鵬等[2]在對三峽庫區(qū)奉節(jié)縣的沼氣應(yīng)用調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，沼氣在農(nóng)村的利用情況和普及率都不太樂觀，農(nóng)村沼氣用戶戶數(shù)僅占農(nóng)村總戶數(shù)的22.4%，且在這些沼氣建設(shè)的農(nóng)戶中，達到了適宜建設(shè)的只有32.28%。柳樹國等[3]在對騰沖縣的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，截至2013年底，農(nóng)村的沼氣池只有20%～30%在正常使用，其他的沼氣池均處于閑置或荒廢狀態(tài)。龍宗權(quán)[4]在貴州省納雍縣的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，農(nóng)民對沼氣的綜合利用很不到位。陳超等[5]在保山市隆陽區(qū)荒田村的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，農(nóng)戶沼氣池建成后，只有30%的沼氣池在正常使用，斷斷續(xù)續(xù)使用的占5%，從未使用的占65%。陜西日報記者在2015年的下鄉(xiāng)統(tǒng)計調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，延安志丹縣11個村戶的沼氣有效利用率僅為28%。

從查閱的文獻和報紙的數(shù)據(jù)綜合看來，農(nóng)村沼氣正常使用的使用率大多為30%～40%，半停半用的占到20%～25%，其余的是自沼氣池建成后就幾乎沒有用過，許多農(nóng)戶已將沼氣輸氣管和灶具收放起來，毫無使用之意。

然而沼氣作為一種清潔能源，建一個8～10立方米的農(nóng)村戶用沼氣池，一年可相應(yīng)減排二氧化碳1.5噸。以1700多萬口戶用利用沼氣池為例，年產(chǎn)沼氣約65億立方米，全國每年可減排二氧化碳2165萬噸。應(yīng)推廣其使用及相關(guān)的沼氣池建設(shè)。原因如下：一是可充分利用沼氣，代替進口能源，可以減輕對國外能源的依存度；二是可以利用好我國的各種能源資源，而不是只靠一種能源；三是沼氣和其他能源相比，尤其是比煤炭更清潔，利用前景更廣；四是沼氣獲取較為容易，農(nóng)村家家戶戶都可以利用沼氣；五是沼氣生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)不僅可以降低污染，還可以聯(lián)動其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)如種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等的發(fā)展。

2秸稈的沼氣利用

2.1 秸稈沼氣發(fā)電相關(guān)研究

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，秸稈產(chǎn)量居世界前列，每年農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量達到7億多噸，但有相當一部分的秸稈資源沒有得到合理利用，造成了資源的極大浪費。對此，不少學(xué)者展開了秸稈發(fā)電和秸稈發(fā)酵沼氣的研究。張衛(wèi)杰等[6]研究了秸稈直接燃燒發(fā)電、秸稈與煤混合燃燒發(fā)電、秸稈氣化發(fā)電三種秸稈發(fā)電方式的原理、工藝流程及應(yīng)用狀況。馬永貴等[7]從生物質(zhì)能發(fā)電的角度來研究了秸稈發(fā)電技術(shù)。劉小娜等[8]也對多種秸稈發(fā)電模式進行了研究，指出其優(yōu)劣勢。吳楠等[9]綜合性地研究了秸稈沼氣技術(shù)的發(fā)展進程，并指出對原料的高效預(yù)處理能提高秸稈發(fā)酵沼氣的效率。項安民等[10]通過實驗對比研究得出秸稈作原料產(chǎn)生沼氣的優(yōu)點。

2.2 秸稈產(chǎn)生沼氣的方法

秸稈沼氣是指利用沼氣設(shè)備，以農(nóng)作物秸稈為主要原料，在嚴格的厭氧環(huán)境和一定的溫度、水分、酸堿度等條件下，經(jīng)過微生物的厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的一種可燃氣體。在用秸稈作原料進行沼氣發(fā)酵前，要先對秸稈進行預(yù)處理。預(yù)處理方法有物理法、化學(xué)法、生物法等，物理法即將秸稈進行研磨和切碎；也可以使用酸、堿和氧化劑的處理方法，酸處理就是用酸對纖維素原料進行水解處理。堿處理是用堿在生化反應(yīng)的條件下除去秸稈里的木質(zhì)素；生物法也是除去秸稈里的木質(zhì)素，利用的是具有生物質(zhì)降解能力的好氧微生物菌群來實現(xiàn)的。

秸稈產(chǎn)生沼氣的技術(shù)可分為液態(tài)消化、固態(tài)消化和固—液兩相厭氧消化[11]。液態(tài)消化發(fā)酵須將發(fā)酵原料的固體含量控制在8%左右，然后通過厭氧消化器進行發(fā)酵；固態(tài)消化是指秸稈在無流動水的條件下進行厭氧消化；固—液兩相厭氧消化是將固相和液相發(fā)酵原料分在不同區(qū)域，以使產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分離并利用沼液回流以實現(xiàn)循環(huán)接種[12]。在秸稈發(fā)酵沼氣中，接種物量應(yīng)為料液的10%～30%，過高或過低都會影響產(chǎn)氣量；氮碳比控制在20∶1～30∶1是最利于厭氧消化過程的，pH值控制在6.1～8.5之間，溫度控制在40℃左右。

2.3 秸稈發(fā)電

2.3.1秸稈直接燃燒發(fā)電 秸稈直接燃燒發(fā)電就是將秸稈原料送入特定的蒸汽鍋爐中，產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機，從而帶動發(fā)電機發(fā)電。

2.3.2秸稈與煤混合燃燒發(fā)電 秸稈與煤混合燃燒發(fā)電一般用于燃煤電廠中，使用秸稈和燃煤進行發(fā)電主要有兩種方式，一是直接將秸稈原料送入燃煤鍋爐中，與煤共同燃燒；另一種是先將秸稈原料在氣化爐中氣化成可燃氣體，再送入燃煤鍋爐中與煤共同燃燒產(chǎn)生蒸汽，蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電。

2.3.3秸稈氣化發(fā)電 秸稈氣化發(fā)電是將秸稈在缺氧狀態(tài)下燃燒，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成高品質(zhì)、易輸送利用率高的可燃性氣體，將氣體凈化后供給內(nèi)燃機或小型燃氣輪機，帶動發(fā)電機進行發(fā)電。

3 沼氣技術(shù)利用的政策支持情況

2016年，農(nóng)業(yè)部擬會同國家發(fā)改委繼續(xù)支持規(guī)?；笮驼託夤こ探ㄔO(shè)，進一步探索創(chuàng)新扶持政策和體制機制，使農(nóng)村沼氣工程向規(guī)模發(fā)展、生態(tài)循環(huán)、綜合利用、智能管理、效益拉動方向轉(zhuǎn)型升級。支持能夠有效推進農(nóng)牧結(jié)合和種養(yǎng)循環(huán)、促進生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的工程項目。國家相關(guān)政策的出臺將打通包括沼氣發(fā)電在內(nèi)的綠色電力上網(wǎng)的瓶頸，國內(nèi)已生產(chǎn)出性價比較好的沼氣發(fā)電機組系列產(chǎn)品，為沼氣發(fā)電提供有力的設(shè)備支持，沼氣的利用可推進我國綠色發(fā)展理念。

4 推進農(nóng)村沼氣利用的建議

4.1提升農(nóng)民思想認識

部分農(nóng)民認為沼氣只是電燈煮飯的事情，且農(nóng)村通電、上煤、安裝液化氣或天然氣讓農(nóng)民覺得沒有必要再麻煩的弄沼氣，且農(nóng)民對沼氣的生態(tài)作用認識不夠，對此，要多開展農(nóng)村沼氣利用相關(guān)的宣講會，普及沼氣利用的相關(guān)知識及好處，提升農(nóng)民對沼氣的思想認識。

4.2 分派或培養(yǎng)沼氣技術(shù)人員

農(nóng)村的主要群主群體是老人和小孩，缺乏沼氣相關(guān)技術(shù)，如遇沼氣設(shè)備壞損則通常放棄使用沼氣，對此可以分派沼氣技術(shù)人員下鄉(xiāng)進行協(xié)助或選擇當?shù)爻Ｗ∧贻p人員進行沼氣相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)。

4.3 因地制宜發(fā)展沼氣

政府不能一刀切的鼓勵任何地區(qū)農(nóng)戶利用沼氣。部分山區(qū)的農(nóng)戶不怎么養(yǎng)殖，以種植蔬菜為主，這樣的農(nóng)戶缺乏沼氣發(fā)酵原料，不能只為政府業(yè)績鼓勵農(nóng)民發(fā)展沼氣，對于養(yǎng)殖大戶應(yīng)大力鼓勵發(fā)展沼氣。

參考文獻

[1]樊亞明.沼氣技術(shù)在新農(nóng)村建設(shè)中的作用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（31）.

[2]周鵬，李明成.三峽庫區(qū)農(nóng)村沼氣發(fā)展現(xiàn)狀及對策[J].南方農(nóng)業(yè)，2014，08（21）.

[3]柳樹國，段培保，劉金珠.騰沖縣聯(lián)戶沼氣池發(fā)展探討[J].云南農(nóng)業(yè)，2014，（11）.

[4]龍宗權(quán).納雍縣農(nóng)村沼氣建設(shè)存在的問題及對策[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2016，36（02）.

[5]陳超，莊朝義，張無敵，尹芳，張蕾，蘭青.農(nóng)村沼氣后續(xù)服務(wù)模式研究——保山市隆陽區(qū)荒田村為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，（04）.

[6]何煉，陳智遠.中糧集團江蘇金東臺大型豬糞沼氣工程運行分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（16）.

[7]付秋爽，劉海英，吳建旺，張振賢，路青，徐煒濤，黨酉勝.奶牛養(yǎng)殖場沼氣發(fā)電工程設(shè)計與運用[J].科學(xué)研究，2011.

[8]張衛(wèi)杰，關(guān)海濱，姜建國，李曉霞，閆桂煥，孫榮峰，許敏，孫立.我國秸稈發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用及前景[J].農(nóng)機化研究，2009，（05）.

[9]馬永貴，鐘史明.秸稈發(fā)電技術(shù)綜述[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，03（03）.

[10]劉小娜，胡克，康振興.淺談秸稈發(fā)電技術(shù)[J].能源環(huán)境保護，2012，26（01）.

[11]吳楠，孔垂雪，劉景濤，符征鴿，梅自力.農(nóng)作物秸稈產(chǎn)沼氣技術(shù)研究進展[J].中國沼氣，2012，30（04）.

[12]項安民，高虹，張云壇.以秸稈為原料戶用沼氣池運行對比試驗總結(jié)[J].試驗與研究，2015，（23）.

作者簡介：鄧紅梅，重慶工商大學(xué)，在讀碩士研究生， 研究方向：綠色物流、生態(tài)經(jīng)濟。