推廣農用沼氣促進農村節能與優化能源結構研究

陳云進

(昆明市環境監測中心，云南 昆明 650228)

1 研究背景

我國開展多年的農業和農村節能減排工作經驗表明:農村既是能源消費者，更是可再生能源生產者，大力推進農業和農村節能減排，可優化能源結構，緩解國家能源壓力，同時降低農業面源污染，減輕環境壓力，并有利于轉變農業發展方式，加快發展現代農業。

據農業部數據統計，2006 年，我國農村能源消費總量約為9 億t 標準煤，其中商品能源約為6億t 標準煤，占全國商品能源消費總量的1/4。我國化肥、農藥利用率均僅為30%左右;每年產生的畜禽糞便近30 億t，農村每天產生生活垃圾近100 萬t，大部分未經處理直接排放?？梢姡r業面源污染已經成為影響全國污染物減排目標實現的重要因素。另外，從我國農村能源消耗結構看，薪柴與秸稈共占43%，煤炭約占39%，而沼氣、生物質能、太陽能、風能等可再生能源所占比例偏低，大量沼氣、生物質能等農業可再生能源未能得到有效利用，這種不合理的能源結構，嚴重阻礙了農村節能減排。

因此，在農村加大沼氣、生物質能等可再生能源的推廣力度，以此為推手促進農村節能和優化能源結構，已勢在必行。

2 推廣農用沼氣是促進農村節能減排的重要舉措

沼氣是有機物在厭氧條件下經微生物發酵作用生成的一種可燃性混合氣體，其主要成分是甲烷和二氧化碳，通常情況下甲烷(CH4)約占60%，二氧化碳(CO2)約占40%，此外還有少量氫(H2)、氮氣(N2)、一氧化碳(CO)、硫化氫(H2S)和氨(NH3)等。

沼氣發酵廣泛存在于自然界(如湖泊或沼澤中)，它是有機物在厭氧條件下被微生物分解的過程。地球上由于光合作用生成的有機物每年大約為4000 億t，其中大約5%在厭氧條件下被微生物分解掉。人們利用這一自然規律進行沼氣發酵(又稱厭氧消化)，既可生產沼氣用作能源，又可處理有機廢物以保護環境，經沼氣發酵后的沼渣、沼液又是優質的有機肥料。所以，沼氣發酵是綜合利用有機廢物，保護生態環境，實施農村節能減排，優化農村能源結構，促進農業生產可持續發展的重要措施之一。沼氣燃燒后生成的二氧化碳，又可被植物吸收，通過光合作用再生成有機物，因而沼氣又是一種可再生的清潔能源。

建一個8～10m3的農村戶用沼氣池，一年可相應減排二氧化碳1.5t。按照2005 年的推廣水平(1700 多萬口戶用沼氣池，年產沼氣約65 億m3)，全國每年可減排二氧化碳2165 萬t。

為此，國家農業部在2007 年7 月6 日頒布實施的《關于加強農業和農村節能減排工作的意見》中，將大力開發農村可再生能源，加強農村沼氣建設作為促進農村節能減排的重要舉措，要求全國各地農村全面落實《全國農村沼氣工程建設規劃(2006-2010 年)》，加快實施農村沼氣國債項目，建設戶用沼氣池，帶動農戶改廚、改廁、改圈，因地制宜推廣北方“四位一體”和南方“豬-沼-果”等能源生態模式，促進循環農業發展。力爭到2010 年，通過農村生產生活節能和生物質能、太陽能、風能、微水電等開發，新增能源節約和開發能力5000 萬t 標準煤以上。使用清潔可再生能源的農戶普及率達到30%，農村戶用沼氣發展到4000 萬戶，畜禽養殖場大中型沼氣工程達到4700 處，以此促進農村節能和優化能源結構。

3 推廣農用沼氣在農村生態建設中的重要意義

3.1 農用沼氣推廣有效地促進了農業可持續發展

我國農村土地遼闊、資源豐富、環境復雜、人口眾多，是資源消耗和再生能源利用的主要地區，農業生產和生活活動對生態環境影響較大。

近年來我國農村沼氣建設的成效顯著，充分顯示了沼氣建設的能源效益、環境效益和社會效益。以沼氣為紐帶的沼氣綜合利用技術，有效地推動了農村節能與能源結構優化，在農村生態和經濟建設、農民增收方面發揮了重要的作用，促進了農業的可持續發展。

3.2 農村沼氣綜合利用大有可為

農村沼氣池產生的沼氣，可替代燃煤和燒柴，作為農戶日常生活燒火煮飯的清潔燃料，既杜絕了對樹木的砍伐、保護了森林和生態環境;又節約了農民購煤或砍柴誤工所產生的費用;同時還有效地處理了農村生活廢水和生活垃圾，保護了農村生態環境。

沼氣池的沼氣發酵，既是一個生產沼氣能源的過程，又是一個造肥的過程。沼氣池出水為沼氣發酵后的殘留液體—沼液，而沼氣池中各種有機固體廢物經厭氧發酵產生沼氣后的殘余物質為沼渣。在沼氣池沼氣發酵過程中，作物生長所需的氮、磷、鉀等營養元素，基本上都保持到了沼液和沼渣中。因此，沼液(沼氣水肥)和沼渣(沼氣渣肥)構成的沼氣肥是優質高效的有機肥料，其所含有機質及氮、磷、鉀都高于其它有機肥料，如其中的有機質含量比人糞尿高5～6 倍，比豬糞高2～3 倍，全氮、全磷、全鉀的含量也都高于人糞尿和豬糞。尤其是沼渣，含有較全面的養分元素和豐富的有機物質，具有速緩兼備的肥效特點，將其用作農肥可以促進農作物增產增收。

沼液中除含有氮、磷、鉀等營養元素外，還存留了豐富的氨基酸、B 族維生素、各種水解酶、某些植物激素、對病蟲害有抑制作用的物質或因子，因此，除用做肥料外，它還可用來養魚、浸種、葉面噴灑、水培蔬菜、果園滴灌、防治作物的某些病蟲害，在農業生產中用途相當廣泛。

除此之外，沼渣還可栽培蘑菇，養殖蚯蚓;沼渣和沼液用做飼料添加劑喂雞，所產的蛋大、皮厚，并可提高5%的產蛋量。

由此可見，農村沼氣池在運行過程中產生的沼渣和沼液，在農、林、牧、副業中有著廣泛的綜合利用前景。特別是村內種植、養殖業發達，農戶擁有大量的農田經濟作物、水果樹林、菜地、牲畜、禽類、魚塘的村莊，沼渣和沼液都可得到充分利用。

值得一提的是:農村沼氣池也是分散處理生活污水的小型污水處理設施，特別適用于近期無力修建污水處理廠的村鎮中農村生活廢水和生活垃圾的處理。

因此，在社會主義新農村建設和農村節能減排及生態建設工作中，有必要以沼氣為紐帶，將農村的種植業、養殖業科學合理地結合在一起，以此建立起沼氣發酵與生態農業的良性循環，就此實現沼液、沼渣的完全綜合利用，形成以資源利用最大化和污染排放最小化為目標，將農村資源綜合利用、節能減排、生態設計和農業可持續發展等融為一體的循環經濟發展模式。

4 昆明市尋甸縣推廣農用沼氣促進農村節能和優化能源結構的經驗

4.1 尋甸縣基本情況

尋甸縣位于昆明市北部，是一個集山區、農業、民族為一體的國家扶貧開發重點縣，全縣國土面積2809km2，轄10 個鄉(鎮)街道132 個村委會1216 個自然村，總人口41 萬，牛欄江干流在尋甸縣境內全長87km，流域面積1339km2，是牛欄江流域水環境保護的重點區域，農村節能減排和農業面源污染控制任務十分繁重。

4.2 尋甸縣高度重視農村生態環境和沼氣池建設工作

尋甸縣委縣政府高度重視農村生態環境建設工作，連續5 年將沼氣池建設列為政府承諾為人民群眾辦好的八件實事之一，認真組織實施農村生態環境建設工程和節能減排工作。根據省、市農村能源建設“十一五”規劃及尋甸縣的具體實際，制定了尋甸縣農村能源環保建設“十一五”發展規劃，規劃在“十一五”期間新建沼氣池9000 戶(口)。

4.3 尋甸縣農村沼氣池及其他新型能源建設工作完成情況

尋甸縣農業局結合全縣承擔的“十一五”全國農村能源綜合建設項目，按省、市農村能源環?！笆晃濉币巹?，全縣農村能源建設計劃到2010年底至少要達到戶用沼氣9000 戶，新型節柴改灶10000 眼，推廣太陽能熱水器2175 套，建設節能服務網點20 個。

尋甸縣林業局農村能源環保站按照全縣承擔的“十一五”全國農村能源綜合建設項目計劃，于2006～2010 年在全縣超額完成了該農村能源建設計劃，其完成情況統計匯總見表1。

表1 尋甸縣2006～2010 年農村能源綜合建設計劃與實際完成情況統計

4.4 尋甸縣推廣農用沼氣促進農村節能減排實效

筆者通過組織有關調研小組在尋甸縣農村實地調研，收集并綜合整理了農戶使用沼氣的體會，歸納起來，推廣農用沼氣可產生以下四個方面的效益:

(1)經濟效益。利用豬糞、人糞產生沼氣，不用砍柴或買柴，買液化氣。每口沼氣池年可節約柴3t，折合節約人民幣1500 元，或年節約砍柴工日20 個，全縣年可節約工日203900 個，減輕了農民的勞動強度，使村民能把更多的時間投入到農業生產第一線。據統計，每口沼氣池年可提供優質沼渣沼液8t，相當于1t 尿素。而目前1t 尿素的費用至少在1725 元左右，全縣農民可節約購買化肥的費用1758.64 萬元。

(2)社會效益。通過沼氣的建設，進一步規范了廁所、畜圈，形成了廁所、畜圈、沼氣三位一體化的良性循環體。為農戶創造了舒適、衛生的生活環境，從室內到庭院到林間，村容村貌發生了較大的變化，臟、亂、差現象基本得到解決。走進村里，可以看到林間道路清潔衛生，到了農家院，廚房里用上了干凈的沼氣飯煲，沼氣電子打火灶。勞動回來的村民打火就可以煮飯。煮熟一頓飯只需半個鐘頭，半斤沼氣，節省了時間，村民們可有更多的時間休息、娛樂。構建了和諧的鄉風。

(3)生態效益。一口沼氣池就是一個小循環體，即沼氣池、畜圈、廁所一體化的良性循環體。它能有效保護林業資源，促進荒山不斷綠化，減少水土流失。具體體現在森林覆蓋率逐年增加，生態環境得到進一步改善。

(4)節能減排效益?！笆晃濉逼陂g，尋甸縣建成使用農村戶用沼氣池10195 口，完成計劃數(9000 口)的113.2%，年產氣量407.8 萬m3，年節約薪柴2.04 萬t，相當于0.24 萬hm2薪炭林一年的生長量，減少水土流失3.26 萬t/a，減排二氧化碳1.64 萬t/a，減排二氧化硫138.65t/a，為農戶增收節能費用917.55 萬元/a。同時節柴改灶13775 眼，完成計劃數10000 眼的137.75%，年可節約薪柴902.3t，減排二氧化碳727.27t/a。上述兩項節能措施每年可為全縣減排二氧化碳1.71 萬t/a，減少尿素施用量10195t，其節能減排效果不可低估。

綜上所述，尋甸農村推廣沼氣，使用者實現了能源、環境、生態的良性循環，走上了豬-沼-菜(果)的循環經濟道路，產生了節能減排實效，促進了農村能源結構優化。

5 深入推廣農用沼氣促進農村節能與優化能源結構措施研究

5.1 進一步推廣農用沼氣遭遇的發展瓶頸

(1)目前欲推廣的地方大多為邊遠山區，農民較為貧困，無力籌集自籌資金，必須加大財政資金扶持力度，彌補農民自籌資金的不足;

(2)農村沼氣池“重建輕管”的問題較為突出，由于后續服務及管理資金不足導致管理不善，有30%～40%在用的沼氣池運轉不正常;

(3)處理農村生活污水及垃圾的大型沼氣池，由于缺乏資金而未引進和開發，牛欄江流域農村生活污水及垃圾處理這一難題還未解決。

上述問題嚴重制約了尋甸縣農用沼氣的推廣和節能減排的可持續發展。

5.2 深入推廣農用沼氣應采取的對策措施

(1)加大沼氣池建設財政資金補助力度，根據邊遠山區農民實際貧困程度，調高政府補助資金份額，調低貧困農民自籌資金份額;

(2)撥付沼氣后續服務及管理資金給相應推廣服務機構，加強農村沼氣池的后續服務管理及應用技術培訓，鞏固沼氣技術推廣成果;

(3)由各地農業局調研并上報資金計劃，財政局撥付引進和研發資金，積極研發和建設能處理農村生活污水及垃圾的大型沼氣池，盡快解決農村生活污水及垃圾處理難題;

(4)統籌兼顧，將農用沼氣的推廣與發展畜禽養殖及農村生活污水、生活垃圾的有效處理有機地結合起來;

(5)建議各地農業局對開展上述各項工作所需的經費進行深入調研，擬出各項工作經費使用計劃上報財政審批;財政局向農業局撥付相應的工作經費，審計使用。

總之，各地農業局和財政局等部門要各司其職、各負其責、通力配合、齊心協力深入推廣農用沼氣，促進當地農村節能與能源結構的優化。

［1］張榕林.沼氣實用技術［M］.北京:化學工業出版社，2004.

［2］陳云進.昆明地區節能減排綜合對策措施研究［A］.中國環境科學學會學術年會優秀論文集(2008)［C］.北京:中國環境科學出版社，2008.

［3］陳云進，楊常亮.戰略環評與項目環評異同分析研究［A］.第一屆環境影響評價國際論壇論文集［C］.北京:中國環境科學出版社，2005.

［4］陳云進.建設項目環境影響評價中貫徹循環經濟理念的探索與實踐［A］.云南環境研究——循環經濟與環境保護［C］.昆明:云南科技出版社，2006:50-55.

［5］陳云進.云龍水庫水污染預防控制研究［J］.環境科學導刊，2007，26(增刊).

［6］陳云進.“引牛濟滇”工程流域水污染防治研究［J］.環境科學導刊，2008，27(4).