高峰

摘要：我國已成為世界能源消耗大國，能源和環(huán)境問題日益突出，沼氣作為可再生的清潔能源乃是中國能源戰(zhàn)略的重要組成部分，對(duì)增加優(yōu)質(zhì)能源供應(yīng)、緩解國家能源壓力具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè)，建立新的能源體系，優(yōu)化廣大農(nóng)村地區(qū)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，為城鎮(zhèn)化經(jīng)濟(jì)社會(huì)的平穩(wěn)較快發(fā)展提供有效的能源供應(yīng)保障。

Abstract： China has become the world's energy-consuming country， energy and environmental problems become increasingly prominent. Biogas as renewable energy is an important part of China's energy strategy， which has great practical significance to increase the quality of energy supply and ease the national energy pressure. To develop biogas industry， establish a new energy system， and optimize the energy consumption structure of vast rural areas can provide an effective energy supply protection for the steady and rapid economic and social development in urbanization.

關(guān)鍵詞：沼氣；城鎮(zhèn)化；新農(nóng)村

Key words： biogas；urbanization；new countryside

中圖分類號(hào)：S216.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）15-0185-02

0 引言

近30年的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國已成為世界能源消耗大國，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)使得環(huán)境污染已無力承載。在過去的十年中，中國煤炭消費(fèi)總量從2002年的13.8億噸，占全球消費(fèi)量31.1%，持續(xù)飆升到2012年的39.39億噸，占全球消費(fèi)量的49.4%。十年消費(fèi)了292億噸煤炭，以年均2.56億噸的年均增速持續(xù)增長，煤炭利用強(qiáng)度一直維持在一次能源消費(fèi)的70%。大量燃燒化石能源使2013年年初中國的5級(jí)以上的嚴(yán)重霧霾污染區(qū)域達(dá)143萬平方公里，以PM2.5為主霧霾污染區(qū)域達(dá)270萬平方公里，酸雨污染覆蓋區(qū)域超過120萬平方公里。因此能源和環(huán)境問題日益突出，開發(fā)清潔的可再生資源刻不容緩。

同時(shí)，在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)火熱開展的今天，我國的能源需求量逐年提高。由中科院主持編寫的《2012中國新型城市化報(bào)告》稱，我國最近十年間城鎮(zhèn)化建設(shè)速度不斷加快，城鎮(zhèn)化率每年以1%的速度在不斷提高；照此速度推移，2020年以后我國城鎮(zhèn)化率將突破60%。同時(shí)相關(guān)研究顯示，城鎮(zhèn)化每提高1%，推動(dòng)能源消費(fèi)8000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2020年城鎮(zhèn)化達(dá)到60%時(shí)，將帶動(dòng)全國8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤能源消費(fèi)，是法國、意大利和西班牙三國能源消費(fèi)之和，幾乎相當(dāng)于一個(gè)南美洲的能源消費(fèi)總量。就現(xiàn)階段來看，我國仍處在能源緊缺的發(fā)展態(tài)勢下，亟需在能源方面大力改革并構(gòu)建新能源結(jié)構(gòu)，才能為平穩(wěn)且持續(xù)地推進(jìn)城鎮(zhèn)化提供經(jīng)濟(jì)可靠的低碳能源供應(yīng)。像沼氣一類的生物質(zhì)燃?xì)饩蛯儆谝环N不錯(cuò)的低碳清潔能源。日常生活中，我們可以利用有機(jī)廢棄物來生產(chǎn)沼氣，不僅可消除環(huán)境中的污染源，而且能源利用環(huán)節(jié)空氣污染物以及溫室氣體的排放量大大降低，對(duì)緩解當(dāng)前的能源危機(jī)大有裨益，同時(shí)也能成為城鎮(zhèn)化建設(shè)中最大的亮點(diǎn)。

1 我國沼氣發(fā)展現(xiàn)狀

沼氣在中國的應(yīng)用已有近百年的歷史，隨著農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地區(qū)的能源消耗與日俱增。在此背景下，沼氣資源作為連接養(yǎng)殖和種植業(yè)的循環(huán)鏈條以及高效清潔的生物氣體能源，其開發(fā)與利用是在當(dāng)前能源需求量不斷增加的緊迫形勢下，改善農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，解決能源供需矛盾的有力舉措，我國對(duì)這個(gè)問題十分重視。

1.1 國家對(duì)沼氣的投入持續(xù)增加

我國政府在過去的十年里對(duì)沼氣的開發(fā)和利用項(xiàng)目投入了逾250億元的專項(xiàng)資金（詳見圖1），使得我國沼氣事業(yè)在21世紀(jì)的前十年間就進(jìn)入了快速發(fā)展的歷史時(shí)期。

1.2 戶用沼氣的發(fā)展穩(wěn)定增長

政策引導(dǎo)和政府的強(qiáng)勢注資，推動(dòng)著我國沼氣產(chǎn)業(yè)不斷擴(kuò)大規(guī)模，特別是戶用沼氣池的數(shù)量逐年遞增，在沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中始終占據(jù)主力地位。有圖2統(tǒng)計(jì)資料顯示，戶用沼氣池?cái)?shù)量以17%的年增長率始終呈現(xiàn)遞增的發(fā)展態(tài)勢（圖2）。目前，全國戶用沼氣達(dá)到3996萬戶，占鄉(xiāng)村總戶數(shù)的23%，受益人口達(dá)1.5億多人，每年可以為農(nóng)戶提供124×108m3的沼氣?？梢哉f，在全球范圍內(nèi)，中國農(nóng)村戶用沼氣池的數(shù)量和發(fā)展規(guī)模始終排在首位，是中國可再生新能源技術(shù)研究和推廣領(lǐng)域濃墨重彩的一筆。

2 新城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè)技術(shù)成熟

2.1 技術(shù)成熟

沼氣工程所采用的厭氧發(fā)酵技術(shù)，是當(dāng)前世界各領(lǐng)域的主流技術(shù)，我國經(jīng)過二十多年的大中型沼氣工程嘗試和探索，目前國內(nèi)的厭氧發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒欤幚硇笄菁S便、餐廚垃圾等有機(jī)廢棄物的能源站在全國各地均有大量的建設(shè)?？梢詽M足項(xiàng)目建設(shè)及運(yùn)營管理的需求，這些可以確保沼氣項(xiàng)目的順利實(shí)施和長期穩(wěn)定的運(yùn)行。以畜禽糞便和秸稈混合原料的沼氣工程為例，見沼氣生產(chǎn)的工藝流程圖（圖3）。

發(fā)酵原料畜禽糞便收集之后進(jìn)入調(diào)節(jié)池、旋流沉砂池等預(yù)處理段，經(jīng)過進(jìn)一步水解和沉沙處理之后經(jīng)轉(zhuǎn)子泵或螺桿泵打入?yún)捬豕薨l(fā)酵。秸稈原料經(jīng)粉碎之后進(jìn)入原料儲(chǔ)存間暫存，然后使用裝載機(jī)等運(yùn)送至干式進(jìn)料設(shè)備輸送至發(fā)酵罐內(nèi)。工業(yè)化沼氣工程一般采用全混合式鋼結(jié)構(gòu)厭氧發(fā)酵罐，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫、脫碳、脫氧、脫水凈化后生成生物質(zhì)天然氣，發(fā)酵過程的部分沼氣用于燃燒供熱用于厭氧罐增溫。厭氧發(fā)酵后的發(fā)酵液經(jīng)過固液分離，沼渣生產(chǎn)固態(tài)有機(jī)肥料，沼液用于果園、飼料地和有機(jī)作物種植基地的液態(tài)有機(jī)肥料，在非用肥季節(jié)，沼液進(jìn)入沼液儲(chǔ)存池暫存，沼渣進(jìn)料堆放場暫存。

2.2 產(chǎn)品利用保障

沼氣經(jīng)過凈化提純后用來滿足美麗農(nóng)村內(nèi)部居民的炊事采暖用氣，沼液沼渣經(jīng)過深加工后生產(chǎn)有機(jī)肥料，用于綠化用肥，并可為周邊生產(chǎn)綠色有機(jī)食品提供充足的有機(jī)肥料。生活垃圾的無機(jī)物可以做成免燒磚，其中可燃物加工成RDF。

3 結(jié)論

沼氣是可再生的清潔能源，既可替代秸稈、薪柴等傳統(tǒng)生物質(zhì)能源，也可替代煤炭等商品能源，而且能源效率明顯高于秸稈、薪柴、煤炭等。中國農(nóng)業(yè)資源和環(huán)境的承載力十分有限，發(fā)展農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，不能以消耗農(nóng)業(yè)資源、犧牲農(nóng)業(yè)環(huán)境為代價(jià)。農(nóng)村沼氣把能源建設(shè)、生態(tài)建設(shè)、環(huán)境建設(shè)、農(nóng)民增收鏈接起來，促進(jìn)了生產(chǎn)發(fā)展和生活文明。發(fā)展清潔能源，建設(shè)美麗新農(nóng)村，優(yōu)化廣大農(nóng)村地區(qū)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，是中國能源戰(zhàn)略的重要組成部分，對(duì)增加優(yōu)質(zhì)能源供應(yīng)、緩解國家能源壓力具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

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