農村新型能源的開發與利用

劉芳榮(中南民族大學 430074)

一、農村能源利用的現狀與問題

當前中國的大部分農村消費的能源主要由電、煤、農作物秸稈、薪柴、液化氣等組成。隨著電、煤和液化氣等能源價格的不斷上漲，農民的生活支出也逐漸增大，這導致絕大多數農村選擇農作物秸稈和薪柴作為燃料。但是秸稈和薪柴的直接焚燒將產生的大量煙塵和余灰，不僅嚴重污染生活環境，而且損害人們的身心健康[1]。對于靠近城市的農村而言，大量焚燒秸稈和薪柴所產生的煙塵會飄向城市，導致城市的空氣環境也收到嚴重的污染。另外，薪柴的燃燒還會造成植被森林資源固有量大量減少，同時林地涵養水源的能力也相應降低，水土流失、洪澇等地質災害的發生機率也相應增加。

因此，開發利用農村新型能源，大力發展可再生能源，能夠有效改善農村生產生活條件，減少對自然生態環境的污染，促進農村的可持續發展，形成新的農業產業鏈條，加速城鄉一體化進程，緩解國家能源緊張局面，是農村能源發展的必須趨勢，也是新農村建設過程中的一個重大舉措[2]。

二、農村新型能源的開發與利用

新型能源是相對于常規能源(如煤炭、石油、天然氣等)而言的，相對常規能源而言，新型能源一般具有可再生、潛力大、無污染、分布廣、技術成熟等優點[3]。一般來講，新型能源主要分為生物能源、風能、太陽能、水能。

1.生物能源

生物能源是當前農村可供利用的最大潛在能源之一，當前生物能源的主要形式有沼氣、生物制氫、生物柴油、燃料乙醇等。

沼氣是秸稈、人畜糞便等有機物質在一定溫度、水分、酸堿度并在厭氧密閉的條件下,經過沼氣菌等微生物的發酵作用而產生的一種可燃混合氣體，主要成分為甲烷和二氧化碳，其熱值達到5500-5800大卡/立方米[1]，是一種無污染、可再生的能源。制備沼氣所需的原料，來源十分廣泛，可以就地取材，農作物秸桿、植物的枯枝落葉、人畜糞便、垃圾污泥、含有機物的工業廢渣、廢水等均可作為沼氣制備的原材料。另外，沼氣制備的條件也很簡單，只要有太陽和生物的存在，發酵池的池溫能穩定在10℃以上，就能不斷的周而復始地來制取沼氣。因此，沼氣是可供利用的來源最廣、成本最低、可持續性最強的生物能源之一。

生物氫是今后生物能源發展的趨勢之一，可以通過微生物發酵得到。相比沼氣，生物氫原料的來源更為廣泛，釋放的能量相比也更大，而且其燃燒產物是水，毫無污染，應用前景更為廣泛。生物制氫的過程其實就是一個光合作用的過程，和電解水制取氫氣的過程類似，二者的差別就是：電解水得到的是分子氫，而光合作用得到的是原子氫。目前生物氫制備的過程主要有五類：有機化合物的光合細菌光分解法、利用藻類或者青藍菌的生物光解水法、有機化合物的發酵制氫、光合細菌和發酵細菌的耦合法制氫、酶催化法制氫[4]。

生物柴油也稱為生質柴油，是用未加工使用過的動物脂肪或植物油通過不同的化學反應制備出來的一種環保型生質燃料，可以像柴油一樣使用。生物柴油的優點是清潔和可再生，可以通過動物油脂、廢餐飲油、油菜籽和大豆等油料作物、黃連木和油棕等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物為原料制備而成，是一種可替代石油柴油的液體燃料[5]。目前，生物柴油最通用的制備方法是酯交換反應。

2.風能

風能是因空氣流做功而產生的一種可利用的能量，空氣流具有的動能就是風能。空氣流速越高，動能越大。利用風車的傳動軸將轉子（由以空氣動力推動的扇葉組成）旋轉帶動，產生的動力傳至發電機即可產生電力。相比其他能源，風能資源具有可再生、無污染、永不枯竭等特點，綜合社會效益高。而且，風電技術成熟的開發能力和低廉的成本，讓風能成為農村可供利用的重點能源之一。

3.太陽能

太陽能是農村最常見的一種可供利用的能源。目前，對太陽能的開發利用途徑主要有光熱利用、太陽能發電、光化利用和光生物利用等。光熱利用的基本原理是用平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽能集熱器和聚焦集熱器等裝置將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能等其他能量的形式供人類利用。太陽能發電是通過光-熱-電或光-電轉換將太陽輻射能量最終用于電能。光化利用是通過光化轉換來實現的，即光輻射的吸收引發化學反應，將太陽能轉換為化學能，其基本形式有植物的光合作用和物質發生化學變化貯存太陽能的光化反應。

4.水能

水能是一種可再生的清潔能源。廣義的水能包括潮汐水能、河流水能、海流能、波浪能等能量資源，狹義的水能主要指河流水能。目前技術最成熟、最易開發利用的水能也是河流能源。對于農村而言，水能的利用主要是用來發電。開發水能可以緩解煤炭和石油資源能能源的緊缺狀態，也可以避免使用這些能源給環境帶來的污染。

結語

大力推廣生物能源、太陽能、風能、水能等新型能源的開發和應用，不僅可實現農業的可持續發展，也可減輕傳統能源產生的有害污染物對空氣、土壤、水體的污染，改善農村生存環境，提高農民生活水平，促進城鄉一體化建設。但是，農村新型能源的利用也是一個長期的過程，必須因地制宜，逐步有序推進，同時政府部門需加以引導和監管，將農村新能源作為一個重點扶持項目，采取積極的政策和措施，促進農村新型能源的發展。

[1]楊宇，虞華。農村能源消費結構及新能源的開發利用，中國發展觀察，2008年第9期，37-40.

[2]李偉。關于新農村新能源建設的思考，農村經濟，2007年第9期，107-108.

[3]畢華。淺談農村新型能源的開發利用，科研.能源環保，2013年第6期，217-218.