大力推行秸稈沼氣利用促進(jìn)綠色鄉(xiāng)村建設(shè)

鄧紅梅 龔英

摘要：沼氣是一種清潔的生物質(zhì)能源，本文就沼氣在農(nóng)村的使用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，介紹了秸稈發(fā)酵技術(shù)、秸稈發(fā)電技術(shù)，最后就農(nóng)村沼氣技術(shù)利用進(jìn)行了展望，并提出了促進(jìn)農(nóng)村沼氣利用的建議。

關(guān)鍵詞：秸稈；沼氣利用；發(fā)電；展望

基金項(xiàng)目：本文受國(guó)家社科重點(diǎn)項(xiàng)目《基于消費(fèi)視角的中西部地區(qū)新型城鎮(zhèn)化碳解鎖路徑研究》的資助（14AGL024）；是重慶市教委重點(diǎn)項(xiàng)目《重慶喀斯特地區(qū)典型產(chǎn)業(yè)生態(tài)模式和承載力提升研究》的階段性成果（14KSH03）。

中圖分類號(hào)： S216.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.19.003

我國(guó)五大發(fā)展理念中突出了綠色理念，農(nóng)村沼氣利用也是農(nóng)村綠色發(fā)展的突破口。能源和環(huán)境問(wèn)題已成為國(guó)際性熱點(diǎn)問(wèn)題，引起人們的廣泛關(guān)注。沼氣是各種有機(jī)物質(zhì)，在隔絕空氣（還原條件），并在適宜的溫度和pH值下，經(jīng)過(guò)微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體。沼氣屬于二次能源，并且是可再生能源[1]。

1沼氣利用現(xiàn)狀

周鵬等[2]在對(duì)三峽庫(kù)區(qū)奉節(jié)縣的沼氣應(yīng)用調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，沼氣在農(nóng)村的利用情況和普及率都不太樂(lè)觀，農(nóng)村沼氣用戶戶數(shù)僅占農(nóng)村總戶數(shù)的22.4%，且在這些沼氣建設(shè)的農(nóng)戶中，達(dá)到了適宜建設(shè)的只有32.28%。柳樹(shù)國(guó)等[3]在對(duì)騰沖縣的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，截至2013年底，農(nóng)村的沼氣池只有20%～30%在正常使用，其他的沼氣池均處于閑置或荒廢狀態(tài)。龍宗權(quán)[4]在貴州省納雍縣的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，農(nóng)民對(duì)沼氣的綜合利用很不到位。陳超等[5]在保山市隆陽(yáng)區(qū)荒田村的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，農(nóng)戶沼氣池建成后，只有30%的沼氣池在正常使用，斷斷續(xù)續(xù)使用的占5%，從未使用的占65%。陜西日?qǐng)?bào)記者在2015年的下鄉(xiāng)統(tǒng)計(jì)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，延安志丹縣11個(gè)村戶的沼氣有效利用率僅為28%。

從查閱的文獻(xiàn)和報(bào)紙的數(shù)據(jù)綜合看來(lái)，農(nóng)村沼氣正常使用的使用率大多為30%～40%，半停半用的占到20%～25%，其余的是自沼氣池建成后就幾乎沒(méi)有用過(guò)，許多農(nóng)戶已將沼氣輸氣管和灶具收放起來(lái)，毫無(wú)使用之意。

然而沼氣作為一種清潔能源，建一個(gè)8～10立方米的農(nóng)村戶用沼氣池，一年可相應(yīng)減排二氧化碳1.5噸。以1700多萬(wàn)口戶用利用沼氣池為例，年產(chǎn)沼氣約65億立方米，全國(guó)每年可減排二氧化碳2165萬(wàn)噸。應(yīng)推廣其使用及相關(guān)的沼氣池建設(shè)。原因如下：一是可充分利用沼氣，代替進(jìn)口能源，可以減輕對(duì)國(guó)外能源的依存度；二是可以利用好我國(guó)的各種能源資源，而不是只靠一種能源；三是沼氣和其他能源相比，尤其是比煤炭更清潔，利用前景更廣；四是沼氣獲取較為容易，農(nóng)村家家戶戶都可以利用沼氣；五是沼氣生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)不僅可以降低污染，還可以聯(lián)動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)如種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等的發(fā)展。

2秸稈的沼氣利用

2.1 秸稈沼氣發(fā)電相關(guān)研究

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，秸稈產(chǎn)量居世界前列，每年農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量達(dá)到7億多噸，但有相當(dāng)一部分的秸稈資源沒(méi)有得到合理利用，造成了資源的極大浪費(fèi)。對(duì)此，不少學(xué)者展開(kāi)了秸稈發(fā)電和秸稈發(fā)酵沼氣的研究。張衛(wèi)杰等[6]研究了秸稈直接燃燒發(fā)電、秸稈與煤混合燃燒發(fā)電、秸稈氣化發(fā)電三種秸稈發(fā)電方式的原理、工藝流程及應(yīng)用狀況。馬永貴等[7]從生物質(zhì)能發(fā)電的角度來(lái)研究了秸稈發(fā)電技術(shù)。劉小娜等[8]也對(duì)多種秸稈發(fā)電模式進(jìn)行了研究，指出其優(yōu)劣勢(shì)。吳楠等[9]綜合性地研究了秸稈沼氣技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，并指出對(duì)原料的高效預(yù)處理能提高秸稈發(fā)酵沼氣的效率。項(xiàng)安民等[10]通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究得出秸稈作原料產(chǎn)生沼氣的優(yōu)點(diǎn)。

2.2 秸稈產(chǎn)生沼氣的方法

秸稈沼氣是指利用沼氣設(shè)備，以農(nóng)作物秸稈為主要原料，在嚴(yán)格的厭氧環(huán)境和一定的溫度、水分、酸堿度等條件下，經(jīng)過(guò)微生物的厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的一種可燃?xì)怏w。在用秸稈作原料進(jìn)行沼氣發(fā)酵前，要先對(duì)秸稈進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理方法有物理法、化學(xué)法、生物法等，物理法即將秸稈進(jìn)行研磨和切碎；也可以使用酸、堿和氧化劑的處理方法，酸處理就是用酸對(duì)纖維素原料進(jìn)行水解處理。堿處理是用堿在生化反應(yīng)的條件下除去秸稈里的木質(zhì)素；生物法也是除去秸稈里的木質(zhì)素，利用的是具有生物質(zhì)降解能力的好氧微生物菌群來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

秸稈產(chǎn)生沼氣的技術(shù)可分為液態(tài)消化、固態(tài)消化和固—液兩相厭氧消化[11]。液態(tài)消化發(fā)酵須將發(fā)酵原料的固體含量控制在8%左右，然后通過(guò)厭氧消化器進(jìn)行發(fā)酵；固態(tài)消化是指秸稈在無(wú)流動(dòng)水的條件下進(jìn)行厭氧消化；固—液兩相厭氧消化是將固相和液相發(fā)酵原料分在不同區(qū)域，以使產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分離并利用沼液回流以實(shí)現(xiàn)循環(huán)接種[12]。在秸稈發(fā)酵沼氣中，接種物量應(yīng)為料液的10%～30%，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響產(chǎn)氣量；氮碳比控制在20∶1～30∶1是最利于厭氧消化過(guò)程的，pH值控制在6.1～8.5之間，溫度控制在40℃左右。

2.3 秸稈發(fā)電

2.3.1秸稈直接燃燒發(fā)電 秸稈直接燃燒發(fā)電就是將秸稈原料送入特定的蒸汽鍋爐中，產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

2.3.2秸稈與煤混合燃燒發(fā)電 秸稈與煤混合燃燒發(fā)電一般用于燃煤電廠中，使用秸稈和燃煤進(jìn)行發(fā)電主要有兩種方式，一是直接將秸稈原料送入燃煤鍋爐中，與煤共同燃燒；另一種是先將秸稈原料在氣化爐中氣化成可燃?xì)怏w，再送入燃煤鍋爐中與煤共同燃燒產(chǎn)生蒸汽，蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

2.3.3秸稈氣化發(fā)電 秸稈氣化發(fā)電是將秸稈在缺氧狀態(tài)下燃燒，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成高品質(zhì)、易輸送利用率高的可燃性氣體，將氣體凈化后供給內(nèi)燃機(jī)或小型燃?xì)廨啓C(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

3 沼氣技術(shù)利用的政策支持情況

2016年，農(nóng)業(yè)部擬會(huì)同國(guó)家發(fā)改委繼續(xù)支持規(guī)模化大型沼氣工程建設(shè)，進(jìn)一步探索創(chuàng)新扶持政策和體制機(jī)制，使農(nóng)村沼氣工程向規(guī)模發(fā)展、生態(tài)循環(huán)、綜合利用、智能管理、效益拉動(dòng)方向轉(zhuǎn)型升級(jí)。支持能夠有效推進(jìn)農(nóng)牧結(jié)合和種養(yǎng)循環(huán)、促進(jìn)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的工程項(xiàng)目。國(guó)家相關(guān)政策的出臺(tái)將打通包括沼氣發(fā)電在內(nèi)的綠色電力上網(wǎng)的瓶頸，國(guó)內(nèi)已生產(chǎn)出性價(jià)比較好的沼氣發(fā)電機(jī)組系列產(chǎn)品，為沼氣發(fā)電提供有力的設(shè)備支持，沼氣的利用可推進(jìn)我國(guó)綠色發(fā)展理念。

4 推進(jìn)農(nóng)村沼氣利用的建議

4.1提升農(nóng)民思想認(rèn)識(shí)

部分農(nóng)民認(rèn)為沼氣只是電燈煮飯的事情，且農(nóng)村通電、上煤、安裝液化氣或天然氣讓農(nóng)民覺(jué)得沒(méi)有必要再麻煩的弄沼氣，且農(nóng)民對(duì)沼氣的生態(tài)作用認(rèn)識(shí)不夠，對(duì)此，要多開(kāi)展農(nóng)村沼氣利用相關(guān)的宣講會(huì)，普及沼氣利用的相關(guān)知識(shí)及好處，提升農(nóng)民對(duì)沼氣的思想認(rèn)識(shí)。

4.2 分派或培養(yǎng)沼氣技術(shù)人員

農(nóng)村的主要群主群體是老人和小孩，缺乏沼氣相關(guān)技術(shù)，如遇沼氣設(shè)備壞損則通常放棄使用沼氣，對(duì)此可以分派沼氣技術(shù)人員下鄉(xiāng)進(jìn)行協(xié)助或選擇當(dāng)?shù)爻Ｗ∧贻p人員進(jìn)行沼氣相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)。

4.3 因地制宜發(fā)展沼氣

政府不能一刀切的鼓勵(lì)任何地區(qū)農(nóng)戶利用沼氣。部分山區(qū)的農(nóng)戶不怎么養(yǎng)殖，以種植蔬菜為主，這樣的農(nóng)戶缺乏沼氣發(fā)酵原料，不能只為政府業(yè)績(jī)鼓勵(lì)農(nóng)民發(fā)展沼氣，對(duì)于養(yǎng)殖大戶應(yīng)大力鼓勵(lì)發(fā)展沼氣。

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作者簡(jiǎn)介：鄧紅梅，重慶工商大學(xué)，在讀碩士研究生， 研究方向：綠色物流、生態(tài)經(jīng)濟(jì)。