沼氣生態系統建設問題探討

宋海軍，馬夢娟

（河南工程學院資源與環境學院，河南鄭州451191）

沼氣生態系統建設問題探討

宋海軍，馬夢娟

（河南工程學院資源與環境學院，河南鄭州451191）

分析了沼氣生態系統建設在農村經濟發展、改善農村生態環境以及解決農村能源問題等方面帶來的效益，并從科學發展觀的角度，指出了沼氣建設在推廣過程中存在的問題。

沼氣建設；生態系統；效益；問題

沼氣生態系統是一個協調性系統，它不僅注重生態環境保護，更注重生態產業的開發，同時能夠解決農村生活中用能問題，協調環境保護與農業生產之間的關系，使農村經濟效益、社會效益和生態效益得以協調發展。因此建立良好的沼氣生態農業系統，不僅可以改善農村生活，還可以推動農業生產以及生態環境的協調發展［1］。

1　農村沼氣生態系統帶來的效益

當前，能源問題已經成為農村經濟發展的一個重要制約因素。具體表現為：農民用能檔次低，高品質能源缺乏，影響了農民生活質量，拖延了農民進入小康生活的步伐［2］；部分地區由于農戶能源短缺，農戶對自然資源的開發利用方式不當，導致生態環境不斷遭到破壞，在一定程度上阻礙了農業和農村經濟的可持續發展［3］。因此，結合當地實際情況，發展農村沼氣生態系統建設，可以徹底改變農戶傳統的用能方式，提高農民生活質量。使用清潔能源沼氣替代傳統能源后，可以解決農村生活臟、亂、差等環境問題，減少病原菌傳播途徑和一些疾病的發生，從而改善農業生態環境和農村生活環境［4］。

1.1有利于農村的經濟發展

農業是以生物生產為主的產業，農業生態環境是農業和農村經濟發展的重要物質基礎［5］。沼氣建設聯結起養殖業和種植業，形成生態經濟產業鏈，能夠幫助農民增收致富，有力地推進農業產業結構調整，促進農業經濟健康、快速發展。利用沼氣生態系統可以改善農產品質量，提高我國農產品在國際市場的競爭力，促進農業和農村經濟的發展［6］。據研究表明：一個8～10 m3戶用沼氣池產生的沼肥，可以解決近0.67 hm2果園用肥問題，可以節約1 000～1 500元。另外，利用沼液進行葉面噴肥、浸種和后期追肥，每年農藥用量減少35%左右，0.53～0.67 hm2果園農藥可減少支出500元。同時還可提高水果品質并增加產量達25%以上，每667 m2至少增收800余元。

我國大部分農村地區能源短缺，發展沼氣建設，一方面能夠保護森林和植被資源不受破壞，另一方面還可以利用農作物秸桿生產沼氣，在一定程度上減少了秸桿亂堆放、焚燒造成的大氣污染以及其他危害，從根本上解決農村燃料問題，提高了勞動生產率和能源利用率。同時針對農村地區存在畜禽糞便露天堆放等問題，采用沼氣池與改圈、改廁、改廚、改水同步進行的方法，將生活污水和人畜糞便一起流入沼氣池進行厭氧發酵處理，徹底改變農村“臟、亂、差”等現象，可見，發展沼氣生態建設能有效改善農村環境衛生狀況。

1.3有利于農業可持續發展

發展沼氣建設，可以為廣大農民提供優質清潔能源，在一定程度上解決了農民生活燃料問題。同時它上聯養殖業快速發展，下促種植業優質高效，將養殖場畜禽產生的糞便轉化為清潔能源和有機肥料，形成“資源—廢物—再生資源”的循環利用模式，促進農業經濟的可持續發展。一個容積為8～10 m3戶用沼氣池，年產沼氣達到400 m3左右，基本可以解決一戶4口之家全年生活用能問題，相當于用電280 kW·h，用煤1.65 t；同時可減排二氧化碳1.5 t、二氧化硫13 kg；可使0.2 hm2的森林植被得以保存。可見，發展沼氣建設，能夠有效地利用自然資源和保護農業生態環境，從而實現資源的良性循環。

1.4有利于種養業良性發展

沼氣綜合利用主要指發酵產物沼氣、沼液、沼渣（簡稱三沼）的利用［7］。沼氣生態建設作為農業產業化中的重要一環，通過微生物發酵，把養殖、種植有機地結合在一起，延長了生物食物鏈條，對改善生態環境，促進農村產業結構調整，增加農民收入，提高農產品的質量和產量具有重要意義。首先，沼渣、沼液作為優質的肥料和飼料，可以起到增產增效作用。如沼渣就是栽培食用菌理想原料，具有提前成熟和增加產量等功能。用沼液喂豬可降低飼料和豬增重的比例。沼液沼渣用于蔬菜、水果等經濟作物，可以大大增加產品產量，提高產品經濟效益。其次，利用沼氣來發展綠色生態農業。沼液、沼渣中含有豐富的氮、磷、鉀等營養物質及多種微量元素，具有催芽、刺激作物生產和防治病蟲害作用，提高產品質量。

1.5有利于解決農村能源問題

能否解決農村能源問題是關系到國家生態環境建設成功與否的重要因素之一。沼氣是可再生清潔能源，既能夠替代傳統生物質能源秸稈、薪柴，也能代替煤氣等商品能源，且效率明顯高于秸稈、薪柴和煤氣。發展沼氣生態農業建設，即優化了農村能源消費結構，還促進了農村生態經濟發展。以農村沼氣建設為紐帶的“生態家園富民工程”，采取以技術替代資源的發展模式，將傳統的依靠資源消耗促進經濟增長的方式，逐步轉變為依靠技術創新和綜合利用技術來促進可持續發展。此外，加強農村能源建設，大力發展植樹造林，成為鞏固國家退耕還林還草政策成果的重要措施之一。生態家園技術模式的推廣，減少了生物質能的消耗水平。

這只小豬叫什么名字？叫淘淘。淘淘的額頭上為什么放著一個冰袋（兩三歲的孩子，多半都是“十萬個為什么”）？因為他發燒了，燒得臉紅紅的（小人兒于是也摸摸自己的臉蛋）。為什么發燒了要放冰袋？因為冰袋可以幫助降溫（我從冰箱里拿出一塊冰，放在他的額頭上，讓他感受一下）。另外一只小豬叫什么名字？叫咿咿。咿咿為什么要打吊針？因為他嗓子發炎了。“寶寶不要打針！”小人兒叫起來。“好的，我們不打針，吃藥就好了。”我保證。

1.6有利于農民素質全面提高

以沼氣為紐帶的“生態家園富民工程”，其本身就是一項科技含量比較高的項目，堅持以新的文化理念，將改善生態環境與提高人的素質緊密結合起來，通過沼氣建設及“三沼”的綜合利用，廣大農民科技意識、用能水平、無公害農產品生產和利用意識、勤勞致富意識和能力均得到了相應提高。同時因為沼氣建設促進經濟發展，能提高農民用科學、學科學的積極性、主動性，使他們把時間和精力投入到將實用技術轉化為現實生產力的行動中去，提高了農民的科技水平，有力地促進了農村地區精神文明建設，推動了農村社會的全面進步。

2　制約沼氣普遍推廣的因素

2.1在管理監督方面存在的問題

沼氣建設要想長期發揮效益，必須監管并重。在現行能源價格條件下，由于投資回報率低，挫傷了農戶投資的積極性，導致有些農戶建了沼氣池并沒有很好地使用，有的地方農戶看不到經濟效益已經不愿意再建沼氣池，甚至還有少數地方出現了農戶拒絕申報項目的情況。在每年新增大量沼氣池建設的同時，由于缺乏技術監督和管理，又會出現一定數量的報廢池，譬如僅2008年就有50多萬戶沼氣池報廢，占到當年新增沼氣池總數的11%。雖然在報廢的沼氣池當中存在有由于常年使用已經“壽終正寢”的老池子，也不乏一些由于項目技術不過關，設備陳舊老化，達不到預期目標，甚至出現安全問題，導致個別沼氣池成為“建成之日即為報廢之時”，這對開展戶用沼氣池建設工作帶來不利影響。這就要求今后在農村沼氣建設使用過程中加大監管力度。

2.2在綜合利用中存在的問題

大部分地區農戶只能保證沼氣池本身建設，對沼氣工程系統缺乏整體精確設計，沒有相應的配套設施，只顧解決燃料問題，對沼液、沼渣利用率較低或根本不利用就直接排放，一方面容易造成二次污染，同時造成資源浪費。現實生活中，由于沼氣項目的開展，帶動了種植業和養殖業的發展，而養殖戶與種植業往往結合不到一起，出現了種植戶無養殖，養殖戶無種植現象。如何做到養殖業與種植業的有機結合，將沼液、沼渣真正用到農業生產上去，是當前一些規模化養殖場畜禽糞便面臨的一大問題。同時，針對沼液沼渣存在夏天過剩問題，通常的做法是在田間建座儲肥池，平時將其堆積在儲肥池內備用。這樣一來不僅損失了沼肥肥效，也會造成農戶經濟上的損失。

2.3在協調性方面存在的問題

2.3.1結構配置協調性不夠

目前，我國沼氣建設在各項保障措施方面與一些發達國家相比還存在較大差距，戶用沼氣雖小，但“麻雀雖小，五臟齊全”，沼氣池建設是一個需要“精確設計、精準建設、精細管理”的系統工程。在“三沼”管理和利用上不能按照“系統工程”整體協調、科學配套的原則，進行“圈、廁、沼三連通”系統配套建設。當前，推廣利用的沼氣池大多數都是獨立于農業之外，沼氣生態農業系統仍然只是一個松散的系統，與農業各項生產要素銜接不夠。造成農戶種植業和家庭養殖業適應沼氣池較為被動，對農業生產的促進作用有限，不能很好地適合現代農業沼氣建設與發展的要求，結構的協調性不夠，綜合利用功能也難以發揮和表現出來。

2.3.2經濟、社會和生態效益協調性不夠

發展農村沼氣生態系統，建設生態家園，融經濟、社會和生態效益于一體，是一項實實在在地為農民辦實事、增加農民收入、改善農村環境衛生的小康工程。但是，就目前我國農村沼氣建設仍存在經濟、社會和生態效益長短不一的問題，對比來說，沼氣生態農業的社會效益相對較好，而沼氣生態效益則不能夠直接體現出來，只是間接反應在沼渣沼液的使用，對農民眼前面臨的利益影響甚微。另外，由于建設好一個戶用沼氣池節省資金在當代農戶年收入中所占份額較少（1 000～1 500元），這也是一些農戶不接受建設沼氣池的根本原因。

2.3.3與農村社會發展水平協調性不高

新技術開發不力，利用技術單一，造成沼氣生態技術發展滯后于社會發展需求的問題，同時由于未有合適的技術標準和嚴格的技術監督，使得沼氣池產氣很難滿足農戶全年一日三餐用氣的需要，在一定程度上說明了“沼氣灶”可靠性不強的致命弱點，導致農戶很難接受這一現實，隨著農村經濟水平的不斷提升和農業生產向產業化發展，原有沼氣生態系統的結構與模式已經無法適應新形勢下的要求，如何應變成為必須解決的問題［8］。另外由于戶用沼氣池隨季節性變化而變化，出現了“冬季氣少不夠用，夏季氣多用不完”的現象，這說明沼氣池產氣技術系統還需進一步改善。

2.3.4沼氣生態系統的使用管理與發展不協調

沼氣池的建設和使用離不開科學、規范的管理，否則就容易出現建成后無人驗收，投料后漏氣不能使用的現象。造成這種情況的根本原因主要有：（1）建池之前對沼氣生態農業系統缺乏整體精確設計，建設過程中缺乏監管，沼氣池使用后缺乏科學指導和合理配料；（2）沼氣戶疏于管理，一些農戶在沼氣池修建之后不能及時看到經濟效益時，就會聽之任之，最終影響到沼氣系統的正常運行和使用；（3）日常管理缺乏長效的服務機制，無法保證沼氣系統永續、高效、均衡運行；（4）科技宣傳不夠，一些農戶不能很好地理解沼氣建設的意義，錯把沼氣池當成了“垃圾池”。

2.3.5沼氣技術的商品化與產業化發展不協調

隨著生產力的發展，技術水平的提高，現代戶用沼氣池的結構和沼氣池材料等方面均得到了進一步改進，微生物發酵效率和產氣量也得到了大幅度提高。但對比傳統的磚混結構并沒有明顯的競爭優勢，與國外相比還有不少差距，仍存在運輸困難和造價高等問題，沼氣池建設和建池設備的商品化道路仍然存在著一定的難度。此外，沼氣產業化發展面臨著嚴峻的挑戰，在廣大農村地區，一家一戶沼氣生產經營模式較為普遍，這種運行模式既浪費人力物力，又沒有規模效益，且生產出來的產品由于缺乏相關的檢測標準，也很難與市場化接軌。當前，沼液沼渣的開發利用僅處于初級水平，沼氣技術的商品化與產業化問題還有待于進一步的深入探索研究。

［1］張艷麗.我國農村沼氣建設現狀及發展對策［J］.可再生能源，2004，4（4）：5-8.

［2］曾晶，王厚俊.農村沼氣綜合利用的環境與經濟技術評價［J］.中國農機化，2004（4）：26-28.

［3］鄧光聯，李克倫，李唏，等.沼氣與社會主義新農村建設［J］.農業工程學報，2006，22（1）：61-64.

［4］訾琨，施衛省.農村可再生能源與可持續發展［J］.可再生能源，2002（5）：29-31.

［5］閆麗珍.中國農村生活能源利用與生物質能開發［J］.資源科學，2005，27（1）：9-14.

［6］楊世基.農村發展與能源建設［M］.北京：中國農業科技出版社，2000.

［7］王勇民，劉榮厚，邊志敏.北方“三位一體”沼氣生態模式經濟評價［J］.可再生能源，2005，16（2）：17-26.

［8］石磊，趙由才，唐圣鈞.沼氣的收集、凈化與利用綜述［J］.中國沼氣，2004，23（1）：11-19.

Discussion on the construction of biogas ecosystem

SONG Haijun，MA Mengjuan
（College of Resources and Environment，Henan University of Engineering，Zhengzhou 451191，China）

Benefits from the biogas eco system construction which contribute to the rural economic development，improving the rural ecological environment and solve the energy problem in rural areas are analyzed.And from the view of scientific development and perspective，problems existing in the process of promoting biogas construction are pointed out.

biogas construction；ecosystem；benefit；problem

X71

A

1674-0912（2016）08-0039-03

2016－06－15）

河南省教育廳科學技術重點研究項目（14B610009）

宋海軍（1978-），男，河南周口人，碩士，副教授，主要從事固體廢物處理與利用研究。