倪維峰
(沈陽(yáng)祺鵬集團(tuán)有限公司,沈陽(yáng) 110000)
2018年2月,中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見(jiàn)》,要求推動(dòng)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí),推進(jìn)農(nóng)村可再生能源開(kāi)發(fā)利用。2018年7月,國(guó)務(wù)院發(fā)布了《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》,提出加快調(diào)整我國(guó)的能源結(jié)構(gòu),構(gòu)建清潔低碳高效的能源體系。發(fā)展清潔能源是國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分,對(duì)推進(jìn)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、改善鄉(xiāng)村人居環(huán)境和促進(jìn)鄉(xiāng)村振興都有著重要的作用。
村莊主要使用的能源包括秸稈、薪柴、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能源等可再生資源以及煤炭、石油液化氣、傳統(tǒng)電力等[1]。地?zé)岷惋L(fēng)能也有少量應(yīng)有,但由于受資源和技術(shù)條件限制,二者較少使用。
鄉(xiāng)村地區(qū)的秸稈、林業(yè)三剩物等固體生物質(zhì)原料較為豐富。大多數(shù)農(nóng)村居民以薪材、秸稈為主要生活用能來(lái)源,農(nóng)村居民習(xí)慣用柴房?jī)?chǔ)存柴草,或是將秸稈、薪柴直接堆放在房前屋后。為節(jié)約生活成本,日常炊事用的秸稈、薪柴占了農(nóng)村生活用能的大部分。還有就是直接焚燒用于田地基肥,但這種處理方式既浪費(fèi)了能源又污染了環(huán)境。近幾年,很多地區(qū)已經(jīng)禁止在農(nóng)田里直接焚燒秸稈,減少對(duì)空氣的污染。
北方地區(qū)冬季需要取暖,燃煤價(jià)格較低且易于獲取,成為農(nóng)村過(guò)冬的主要燃料。而且由于價(jià)格等原因,農(nóng)戶使用劣質(zhì)煤和傳統(tǒng)爐具,熱能利用率低,煙氣直接排放,導(dǎo)致冬季污染物排放量居高不下。
沼氣能源清潔無(wú)污染,鄉(xiāng)村地區(qū)原料易取又方便,因此政府大力提倡使用這種新能源,并出臺(tái)多種優(yōu)惠政策在鄉(xiāng)村地區(qū)推廣沼氣[2]。據(jù)報(bào)道,我國(guó)已經(jīng)成為沼氣應(yīng)用發(fā)展最快的國(guó)家之一。
沼氣雖然有著很多的優(yōu)點(diǎn),但農(nóng)村沼氣應(yīng)用特別是戶用沼氣池仍存在一些弊端。一是原材料不足,沼氣池生產(chǎn)沼氣的最主要原材料就是動(dòng)物糞便,沒(méi)有養(yǎng)殖牲畜的村莊缺少產(chǎn)生沼氣的原料。二是產(chǎn)氣量不穩(wěn)定,夏天氣溫升高,沼氣產(chǎn)生相對(duì)多一些,但是到了冬天,沼氣產(chǎn)出很少,特別是北方地區(qū),冬季嚴(yán)寒,很難使用沼氣。三是維護(hù)較為復(fù)雜,沼氣池是需要經(jīng)常護(hù)理維修的。沼氣池若想正常使用,要滿足嚴(yán)格密閉的空間、充足的原料、適當(dāng)?shù)陌l(fā)酵液濃度、適宜的發(fā)酵溫度、適宜的酸堿度等要求,需要定期為其加料、出料,定期進(jìn)行攪拌,防止結(jié)殼,對(duì)于農(nóng)戶來(lái)說(shuō)所需要的人工和費(fèi)用并不低。四是可能對(duì)人居環(huán)境產(chǎn)生不良影響,小型沼氣池技術(shù)不達(dá)標(biāo)或管理不善會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題:密封不良會(huì)導(dǎo)致氣味難聞并污染地下水;凈化水平低會(huì)導(dǎo)致排放的有害物質(zhì)超標(biāo);戶用沼氣池缺少足夠的儲(chǔ)氣設(shè)施,多余的沼氣直接排放會(huì)污染空氣;沼液和廢水的處理問(wèn)題等都可能造成二次污染。
在目前化石燃料日趨減少的情況下,太陽(yáng)能發(fā)展?jié)摿薮螅殉蔀槿祟惸茉垂┙o的重要組成部分。太陽(yáng)能的利用主要有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。在村莊中,太陽(yáng)能設(shè)備主要為太陽(yáng)能熱水器和太陽(yáng)灶,也有部分村莊由國(guó)家補(bǔ)貼,設(shè)置了太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)房等清潔能源設(shè)施。
生物質(zhì)成型燃料是以秸稈、木屑等農(nóng)林剩余物為主原料制成的成型環(huán)保燃料,具有熱值高、燃燒充分的特點(diǎn),是一種低碳環(huán)保的可再生能源[3-4]。生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,設(shè)備投資較小,具有易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和大規(guī)模使用等特點(diǎn),有利于在鄉(xiāng)村地區(qū)推廣。
《村莊整治技術(shù)規(guī)范》(GB 50445-2008)指出,在生物質(zhì)資源豐富的鄉(xiāng)村地區(qū),應(yīng)提高農(nóng)業(yè)秸稈的資源化利用水平,逐步以生物質(zhì)成型燃料替代煤炭、秸稈、薪柴等傳統(tǒng)燃料。發(fā)展生物質(zhì)成型燃料能夠緩解鄉(xiāng)村能源短缺的情況,保護(hù)廣大鄉(xiāng)村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展,還可以較好地解決農(nóng)村秸稈處理的難題?!洞迩f整治技術(shù)規(guī)范》(GB 50445-2008)提出,在鄉(xiāng)村地區(qū),生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)廠宜根據(jù)燃料需求情況由村莊獨(dú)建或多個(gè)村莊合建,多余產(chǎn)出可供應(yīng)熱源廠或熱電廠,減少煤炭使用量。
農(nóng)村戶用沼氣的推廣應(yīng)用存在一定弊端,但不可否認(rèn)的是,發(fā)展沼氣是實(shí)現(xiàn)村莊禽畜糞污資源化利用和節(jié)能減排的有效措施?!洞迩f整治技術(shù)規(guī)范》(GB 50445-2008)指出,居住密集且具有大中型養(yǎng)殖場(chǎng)的村莊,宜發(fā)展建設(shè)大中型沼氣供氣系統(tǒng)。
大中型沼氣設(shè)施相比較戶用沼氣,避免了戶用沼氣原材料供應(yīng)不足、維護(hù)管理不善等弊端,更加環(huán)保也更有效率。同時(shí),大中型沼氣設(shè)施也便于發(fā)展沼氣發(fā)電或集中供暖,這是小型戶用沼氣所不具備的優(yōu)勢(shì)。大中型沼氣設(shè)施可采取由村莊或鎮(zhèn)全托管模式、政府財(cái)政補(bǔ)貼和沼氣服務(wù)公司統(tǒng)一管理的半托管模式或村集體與企業(yè)合作模式等方式開(kāi)發(fā)推廣。
太陽(yáng)能取之不盡,用之不竭,是未來(lái)最有發(fā)展前途的可再生能源之一。在村莊中推廣應(yīng)用太陽(yáng)能,不僅能解決農(nóng)村的基本能源消費(fèi)問(wèn)題,減少污染,還有利于鄉(xiāng)風(fēng)文明建設(shè)和村容整潔。
2.3.1 太陽(yáng)能路燈
村莊亮化工程改造中,太陽(yáng)能路燈被廣泛采用。太陽(yáng)能路燈的布置方式一般分為單側(cè)、兩側(cè)交叉和兩側(cè)對(duì)稱三種。一般來(lái)說(shuō),道路寬度小于10 m,可采用單側(cè)布燈或兩側(cè)交叉布燈。當(dāng)?shù)缆穼挾仍?5 m以上時(shí),宜采用兩側(cè)對(duì)稱布燈。太陽(yáng)能路燈的布置間距和燈桿的高度和光源功率有關(guān)。選用3.5 m 燈桿,間距一般為8~12 m,選用6 m 燈桿,間距一般為25~30 m。太陽(yáng)能路燈功率一般不小于20 W,光源瓦數(shù)高的間距遠(yuǎn)一些,瓦數(shù)低的間距近一些。在轉(zhuǎn)角處或路口宜多安裝一盞路燈,避免出現(xiàn)照明死角。
2.3.2 太陽(yáng)房
《村莊整治技術(shù)規(guī)范》(GB 50445-2008)指出,村莊新建公共建筑應(yīng)采用太陽(yáng)房,寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)村莊的農(nóng)民住宅宜采用被動(dòng)式太陽(yáng)房,以降低冬季采暖能耗。
被動(dòng)式太陽(yáng)房的設(shè)計(jì)應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)性和區(qū)域適應(yīng)性。太陽(yáng)房的投資額直接影響著太陽(yáng)房的推廣和發(fā)展前途。被動(dòng)式太陽(yáng)房應(yīng)與自身所在區(qū)域環(huán)境相適應(yīng),宜和其他可再生能源相結(jié)合使用,才能夠更好地發(fā)揮作用。發(fā)展被動(dòng)式太陽(yáng)房,應(yīng)充分尊重當(dāng)?shù)卮迕竦囊庠?,綜合考當(dāng)?shù)卮迩f的經(jīng)濟(jì)條件、地理?xiàng)l件和氣候條件等因素。
2.3.3 太陽(yáng)能熱水器
太陽(yáng)能熱水器是目前農(nóng)村太陽(yáng)能利用的較好方式,其技術(shù)成熟、造價(jià)低,環(huán)保節(jié)能,可改善農(nóng)民生活質(zhì)量。我國(guó)中小城市中早已廣泛采用太陽(yáng)能熱水器,在村莊規(guī)劃中,可配合電能或生物質(zhì)能,推廣太陽(yáng)能熱水器。
2.3.4 太陽(yáng)能在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
太陽(yáng)能在村莊農(nóng)業(yè)發(fā)展中也可應(yīng)用,例如,使用太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈來(lái)消除蟲(chóng)害,太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈最大的好處是取代農(nóng)藥或少用農(nóng)藥,有利于發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),生產(chǎn)綠色農(nóng)產(chǎn)品。還有新型太陽(yáng)能生態(tài)農(nóng)業(yè)大棚的應(yīng)用,這種新型農(nóng)業(yè)大棚結(jié)合了太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)、光熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和新型納米仿生態(tài)轉(zhuǎn)光膜技術(shù)等高新技術(shù),能夠節(jié)約能源而又易于維護(hù)。成本比傳統(tǒng)的溫室大棚還要低,而且由于對(duì)于陽(yáng)光的利用更加優(yōu)化,還可以有效提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。
國(guó)家正在大力推進(jìn)生活和冬季取暖散煤替代工作,也就是煤改氣和煤改電,要求農(nóng)村地區(qū)根據(jù)地方實(shí)際條件加快發(fā)展天然氣供暖或電供暖。
在“煤改電”中,可采用蓄熱式電暖氣和空氣能熱泵。蓄熱式電暖氣是將電能轉(zhuǎn)化熱能,耗電較高,地方政府宜采取用電補(bǔ)貼等方式,減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)??諝饽軣岜弥饕湛諝庵械臒崃縼?lái)制熱,消耗的電能較少,只為電采暖的三分之一左右,除了節(jié)能之外,空氣能熱泵的安全性也較高。天然氣資源豐富、價(jià)格便宜的地區(qū)可發(fā)展“煤改氣”,推廣燃?xì)獗趻鞝t。
但我國(guó)天然氣總儲(chǔ)量并不充足,并且煤改氣、煤改電的運(yùn)行成本較高。農(nóng)村地區(qū)宜優(yōu)先利用地?zé)?、生物質(zhì)能、太陽(yáng)能等清潔能源取暖,在風(fēng)電、光伏資源豐富地區(qū)宜實(shí)施電供暖,促進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電等可再生能源電力消納。城市郊區(qū)的村莊可利用城市熱源和管網(wǎng)系統(tǒng),發(fā)展集中供暖。
村莊清潔能源由現(xiàn)有的小規(guī)模分散式向大中規(guī)模集中式或循環(huán)發(fā)展模式發(fā)展,這將是鄉(xiāng)村地區(qū)清潔能源未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。發(fā)展清潔能源能夠節(jié)約資源,促進(jìn)資源的循環(huán)利用,保護(hù)鄉(xiāng)村地區(qū)的自然生態(tài)環(huán)境,緩解鄉(xiāng)村污染問(wèn)題,有著很好的發(fā)展?jié)摿颓熬啊?/p>