趙徐暢 閆婷婷 王燕秋 孫嘉陽 陳美蓉 孫思琦

【摘? ? 要】一直以來，因地理位置及氣候等原因，我國吉林西部地區(qū)冬季漫長，白城市供暖期約為每年10月25日至次年4月7日，供暖時間不低于165天。隨著經(jīng)濟水平提高和技術(shù)的發(fā)展，吉林西部城市居民已基本實現(xiàn)通過集體供暖的方式解決冬季供暖問題。而吉林西部農(nóng)村地區(qū)大部分采用傳統(tǒng)的鍋爐供暖方式，鍋爐供暖燃燒效率低、污染大的弊端日益顯現(xiàn)，如何用一種新型供暖方式取代鍋爐供暖，高效率、高質(zhì)量、低成本、更環(huán)保、更安全地供暖，一直以來都是人們的期望。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)村? 沼氣供暖? 分析

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.22.062

一、農(nóng)村供暖困境

白城市位于吉林省西北部，嫩江平原西部，科爾沁草原東部，轄區(qū)面積約26000平方公里，從農(nóng)村地域特征分析，吉林西部農(nóng)村地區(qū)地廣人稀，以屯為聚居，人口密集度低，從經(jīng)濟方面考慮，我國現(xiàn)用的城市集體供暖方式并不適用于我國農(nóng)村。

從現(xiàn)有的供暖技術(shù)分析，比較成熟的新型集中供暖技術(shù)主要為地暖，地暖有其特殊的安裝要求以及單戶分布的情況，集體安裝地暖的供暖方式應用于吉林西部分布廣泛的寒冷地區(qū)農(nóng)村以解決供暖問題并不實用，在費用方面也不劃算。我國現(xiàn)有的新型清潔能源供暖方式有太陽能，吉林西部冬季雖日照充足，但溫度過低，也并不能完全解決冬季供暖問題;我國現(xiàn)有的新型供電器設(shè)備還有空調(diào)、小太陽等耗電產(chǎn)品，其成本高，對于農(nóng)村居民來說并不實惠，大面積供暖也并不實用。

從供暖價格分析，調(diào)查顯示，我國的城市供暖收費價格接近25元/㎡左右，截至2018年，白城地區(qū)供暖價格不低于26元/平方米，每年伴隨煤價浮動會有同步價格調(diào)整，在供熱溫度上也可能存在一定差異，但都是實行24小時全天不間斷供暖。國家統(tǒng)計局最新發(fā)布，我國煤炭價格出現(xiàn)回落。據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布數(shù)據(jù)，秦皇島煤炭價格的公布數(shù)據(jù)顯示，5000大卡工業(yè)原煤的市場綜合交易價格為692元，而家庭用煤要較工業(yè)原煤貴，其價格大于692元。在主要依靠傳統(tǒng)鍋爐供暖方式的情況下，按40平方米供暖一年用三噸煤計算，那么面積為40平方米的房間如果用煤炭供暖保持與城市供暖相同溫度則供暖費用不低于2000元，不包括人工成本。我國農(nóng)村冬季供暖的家庭用費其實并不低，同時也很難實現(xiàn)24小時全天恒溫供暖。

農(nóng)村傳統(tǒng)供暖除價格和供暖時間這方面問題，還存在著很多其他問題，比如，我國農(nóng)村普遍存在人口老齡化現(xiàn)象。農(nóng)村常住人口老齡化人口居多，大量中青年、少年一般逢年過節(jié)才會在農(nóng)村短期居住，老年人取暖不便，并且在傳統(tǒng)思想以及節(jié)約觀念的影響下，很多老年人對于通過用電取暖的方式存在舍不得電費的觀念，覺得費用貴，甚至即使安裝供暖電器也很少使用。對于傳統(tǒng)的火炕、壁爐等供暖方式，由于近年用煤量控制、秸稈機械收割、環(huán)境保護、煤價上漲以及存在安全隱患等原因，也并不能成為主流供暖方式。每年都不乏因供暖而導致一氧化碳中毒的案例，由于火炕溫度過高而造成的小規(guī)?；馂牡葐栴}。除此之外，由傳統(tǒng)供暖方式帶來的環(huán)境污染也是農(nóng)村供暖不可忽視的問題。

二、沼氣供暖可行性分析

（一）能源優(yōu)勢

供暖系統(tǒng)中最重要的關(guān)鍵為熱源，成熟熱源包括煤炭、燃油、熱電等，此類熱源歷史悠久，具有安全保障性，同時也存在污染排放多、資源利用率低、能源消耗量大等問題。作為現(xiàn)代化國家，綜合考量目前我國的經(jīng)濟發(fā)展情況及階段性規(guī)劃、新型能源開發(fā)情況、國家政策扶植等因素，沼氣能源在各方面均有優(yōu)勢，具備應用于農(nóng)村沼氣供暖的基礎(chǔ)條件。

沼氣媲美燃氣的清潔性、可燃性，原料大眾化，加之國家近年對沼氣發(fā)展大力扶持，使沼氣成為新能源中的“熱點”。沼氣能源應用于我國的各行各業(yè)，包括但不限于餐飲、電力、熱力等行業(yè)。沼氣資源具有巨大潛能，是目前發(fā)現(xiàn)并大范圍使用的可再生能源，是一種在特定環(huán)境下，各種有機物質(zhì)經(jīng)過微生物發(fā)酵過程所產(chǎn)生的一種可燃性氣體燃料。沼氣的燃燒系統(tǒng)相對簡單，操作難度相對不大，只需控制好與之混合的空氣量就可以達到良好的燃燒效果，每立方米沼氣能源與空氣混合燃燒的發(fā)熱量可達20800～23600千焦。1立方米沼氣在完全燃燒的狀態(tài)下可產(chǎn)生相當于0.7千克無煙煤燃燒的熱量，通過利用沼氣燃燒替代煤炭、燃油燃燒給供暖系統(tǒng)提供熱源，將很大程度提高供熱源的清潔性，并能在一定程度解決環(huán)境污染問題。

熱力是沼氣供暖的出發(fā)點，也是研究的重心，面對吉林西部地區(qū)冬季的低溫情況，沼氣供暖延伸出一個嚴重的問題，即吉林西部冬季溫度是否能很好地支撐沼氣池微生物反應的問題。對于這一問題可以通過一定保溫技術(shù)以及加熱技術(shù)進行補償，并非是不可解決的問題，可以參考國內(nèi)成功先例，如河北省臨漳縣狄邱鄉(xiāng)北孔村502戶的沼氣供暖工程，還有黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院在寒區(qū)沼氣發(fā)酵，溫度保障哈爾濱云宴養(yǎng)豬基地示范等項目的發(fā)展情況。

（二）基礎(chǔ)條件

白城地處松嫩平原洮兒河沖積扇上，地勢較為平坦，風力資源豐富，屬溫帶大陸性季風氣候，冬季寒冷漫長，極端最低氣溫零下38.1℃;最低月均氣溫零下23.3℃。截止至2016年9月，白城市轄38個鎮(zhèn)，35個鄉(xiāng)，24個街道辦事處，106個居民委員會，919個村民委員會。第七次人口普查數(shù)據(jù)最新顯示，截至2020年11月1日，白城地區(qū)常住人口為1551378人，其中居住在鄉(xiāng)村的人口為706746人，占45.56%。白城的基礎(chǔ)條件優(yōu)越，開展沼氣工程建設(shè)可以利用白城地區(qū)面積廣闊、地勢平坦和風力資源豐富的基礎(chǔ)條件，適合建造通風良好、地勢較高、平臺建造基礎(chǔ)條件好的沼氣池。白城地區(qū)的冬季氣溫狀況和人口基數(shù)情況，顯現(xiàn)出白城農(nóng)村地區(qū)對供暖的剛需性，展現(xiàn)白城市供暖的廣闊市場。

（三）原料條件

白城市積極響應國家政策，因地制宜，積極發(fā)展畜牧業(yè)，畜牧業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了大量的糞污原料。在吉林省農(nóng)安縣伏龍泉鎮(zhèn)興隆村已有通過糞污轉(zhuǎn)換沼氣，變廢為寶，實現(xiàn)豬糞污染零排放的先例。通過查閱吉林白城工業(yè)園區(qū)招商局文獻了解到白城市畜牧養(yǎng)殖發(fā)展情況：生豬養(yǎng)殖數(shù)量達到239.48萬頭;肉牛養(yǎng)殖數(shù)量達到33.06萬頭;奶牛養(yǎng)殖數(shù)量達到3.52萬頭;羊養(yǎng)殖數(shù)量到668.78萬頭;家禽養(yǎng)殖數(shù)量到3359.92萬只。除家禽糞污外，通過換算公式計算產(chǎn)生了約1600萬噸糞污。糞污原料具有非常豐富的營養(yǎng)，在發(fā)酵反應中容易分解，速度快，易消化，是優(yōu)良的實用型沼氣反應原料，白城每年可達千萬噸的糞污排放，如果將其利用在沼氣發(fā)酵原料中，可以為沼氣供暖提供足夠的反應原料。

除糞污外，秸稈資源在白城每年產(chǎn)量可高達百萬噸，種植業(yè)也是白城地區(qū)支柱型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，種植業(yè)的發(fā)展為白城地區(qū)沼氣供暖發(fā)展提供了可觀的秸稈反應物。通過查詢吉林白城工業(yè)園區(qū)招商局文獻了解到，白城地區(qū)秸稈產(chǎn)量情況：全市秸稈產(chǎn)量約466.52萬噸，其中玉米種秸稈產(chǎn)量約258.74萬噸;水稻秸稈產(chǎn)量約173.16萬噸;高粱秸稈產(chǎn)量約34萬噸。秸稈可作為糞污料的輔助原料，延緩糞污分解速度，有效減緩氣體分解，延續(xù)產(chǎn)氣周期，維持產(chǎn)氣量，提供更持久的產(chǎn)氣高峰期。白城地區(qū)的畜牧養(yǎng)殖和種植業(yè)產(chǎn)生的糞污及秸稈可作為白城地區(qū)建設(shè)沼氣池中反應物的主要原料，也可有效促進白城地區(qū)生態(tài)清潔發(fā)展。白城地區(qū)擁有豐富的自然資源，經(jīng)過調(diào)查，白城地區(qū)現(xiàn)有的可提供沼氣產(chǎn)生的基礎(chǔ)原料豐厚，可提供含有大量富氮物質(zhì)的豬糞、雞糞、牛糞、羊糞等原料以及大量富碳物質(zhì)的水稻秸、玉米秸、高粱秸等原料，還有酒廠、屠宰場污水等下腳料。

（四）政策利好

我國政策大力支持推進綠色化可持續(xù)化發(fā)展，對于清潔能源的發(fā)展尤為支持。為推進吉林西部沼氣建設(shè)，吉林市人民政府在2007年就發(fā)布了《吉林市四項措施加大農(nóng)村沼氣建設(shè)》，文件指出，一是要繼續(xù)加大沼氣建設(shè)項目的爭取力度，二是繼續(xù)加大對沼氣建設(shè)的投入力度，三是繼續(xù)加大沼氣發(fā)展的宣傳示范力度，四是繼續(xù)加大對沼氣建設(shè)的規(guī)范服務力度，竭力推進清潔能源沼氣的建設(shè)。除此之外，對于沼氣資源的發(fā)展利用，國家能源局在《關(guān)于政協(xié)第十三屆全國委員會第四次會議第1904號（經(jīng)濟發(fā)展類248號）提案答復的函》等文件中多次提到沼氣資源的利用，也充分表明了國家的支持態(tài)度。

（五）發(fā)展規(guī)劃

2021年，白城市人民政府辦公室發(fā)布“白城市人民政府關(guān)于印發(fā)《白城市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃及2035年遠景目標綱要任務清單》的通知”。通知指出，白城規(guī)劃實施“生態(tài)強市”目標，堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展目標，竭力推進燃煤炭超低排放，禁止燃燒秸稈，要求提高秸稈利用率，致力于全域打造“無廢城市”，必保完成“十四五”期間的減排等目標，為了鄉(xiāng)村振興加快特色農(nóng)村經(jīng)濟建設(shè)，深入開展“六清”整治活動，加強鄉(xiāng)村生活垃圾治理，實施農(nóng)村污水治理行動，推進農(nóng)村無害化廁所改造等。文件內(nèi)容所指對于沼氣的發(fā)展既提供了充足的政策支持又提供了建設(shè)支撐。農(nóng)村沼氣供暖工程可以積極響應生態(tài)建設(shè)規(guī)劃，推進生態(tài)發(fā)展，減少煤炭燃燒，降低煤炭排放，為秸稈利用提供更多用途;可以配合種植和畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)低污染發(fā)展;可以促進鄉(xiāng)村經(jīng)濟建設(shè)，提高鄉(xiāng)村人口收入;提供污水治理出口合理利用污水以及推進廁所治理。在白城市“十四五”規(guī)劃中對白城地區(qū)開展農(nóng)村沼氣供暖提供了友好的外部環(huán)境，實施農(nóng)村沼氣供暖也能有效促進白城市“生態(tài)強市”目標的實現(xiàn)。

自20世紀70年代以來，為解決農(nóng)村地區(qū)能源問題，我國開始扶持沼氣發(fā)展，《全國農(nóng)村沼氣發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出投入大量資金推動國家沼氣事業(yè)發(fā)展，對于沼氣的發(fā)展，國家的補助扶持力度不斷高漲。在資金來源上，白城地區(qū)開展農(nóng)村沼氣供暖工程可以部分依靠國家扶持補貼;其他可以利用與沼氣相關(guān)企業(yè)合作或投資商投資，通過合作融資獲得資金支持。白城地區(qū)實行農(nóng)村沼氣供暖模式對于農(nóng)民具有友好性，能夠保障供暖安全、降低供暖費用、增強環(huán)境保護、推進農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)。吉林省白城地區(qū)有著良好的沼氣發(fā)展前景，對于沼氣建設(shè)有良好的先天基礎(chǔ)條件。在白城地區(qū)開展農(nóng)村沼氣供暖工程，可擬定兩個模式：建設(shè)大型沼氣池集約管理供暖模式、獨戶建設(shè)沼氣池專人負責管控供暖模式。

建設(shè)大型沼氣池集約管理供暖模式可以借助白城地區(qū)大規(guī)模畜牧養(yǎng)殖的特色。白城地區(qū)大力推進畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，通過以大型的養(yǎng)殖場作為大型沼氣池建設(shè)基點，借助養(yǎng)殖場現(xiàn)有固定產(chǎn)量沼氣反應物、附近農(nóng)戶家產(chǎn)生的生活可利用垃圾、農(nóng)戶種植產(chǎn)生的秸稈作為大型沼氣池的反應原料，建設(shè)以養(yǎng)殖場為中心的大型輻射型的供暖模式。具體輻射范圍要根據(jù)沼氣池大小及村落面積和間距等實際情況而定。在資金來源方面，建設(shè)大型沼氣池集約管理供暖模式可利用吉林省補貼政策，降低建設(shè)沼氣池花費，供暖基礎(chǔ)建造及設(shè)備采購安裝相關(guān)費用可依托合作集資;在盈利方面，建設(shè)大型沼氣池集約管理供暖模式采取收取供暖費的方式獲利，農(nóng)民可通過售賣秸稈等原料抵消部分供暖花費，同時可在供暖單位工作，解決部分農(nóng)民就業(yè)問題。

獨戶建設(shè)沼氣池專人負責管控供暖模式，利用中央和地方對農(nóng)村家庭建設(shè)沼氣池的補貼政策，借助沼氣的補貼建設(shè)獨戶的沼氣池，再安裝相關(guān)供暖裝置，可以有效降低成本。也可借助專業(yè)沼氣設(shè)備公司的技術(shù)支持，保證反應物收集、存儲、分發(fā)等全過程有專管，沼池供暖設(shè)備日常維護有技術(shù)支持，解決沼氣供暖中的技術(shù)難題。在資金來源方面，獨戶建設(shè)沼氣池專人負責管控供暖模式的沼氣池建設(shè)可利用國家補貼降低建造費用，農(nóng)戶自費承擔購買供暖基礎(chǔ)設(shè)備及安裝的相關(guān)費用;沼氣原料供暖成本普遍低于傳統(tǒng)鍋爐燃煤原料供暖成本，可降低年供暖費用支出。

建設(shè)大型沼氣池集約管理模式，這一模式的優(yōu)勢在于集約管理的狀態(tài)可以使沼氣供暖更有保障，大型沼氣池建設(shè)的補貼費用可觀;劣勢在于白城地區(qū)農(nóng)村具有地廣人稀的特點，建設(shè)大型沼氣池集約供暖造價高，供暖系統(tǒng)范圍廣，熱能傳輸途中消耗大等。對比建設(shè)大型沼氣池集約管理模式，獨戶建設(shè)沼氣池專人負責管控供暖模式在成本和管理等方面對于現(xiàn)階段的白城地區(qū)更有優(yōu)勢。

三、結(jié)束語

關(guān)于沼氣供暖的可行性分析，通過對目前農(nóng)村供暖的現(xiàn)實需求和環(huán)境分析可得市場的需求量是可觀的。沼氣作為新型清潔能源，獲得國家及地方的大力扶植，市場前景樂觀;國家及地方政府發(fā)布的關(guān)于綠色能源發(fā)展的利好政策，為沼氣供暖的實施提供了政策溫床;吉林西部地區(qū)的畜牧、種植等農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)為沼氣供暖提供原料保障。綜合分析，沼氣供暖發(fā)展前景是樂觀的，具有一定可行性。【項目名稱：國家級大創(chuàng)項目“農(nóng)村沼氣供暖可行性研究”，項目編號：202010206027。指導教師：趙徐暢】

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