老撾戶用沼氣池發(fā)展及相關技術研究簡述

欣 娜，徐 銳，曾 錦

(1.云南師范大學 能源與環(huán)境科學學院，云南 昆明 650500；2中老新能源利用及合作發(fā)展實驗室，云南 昆明 650500)

1 引言

近年來，世界上許多國家都在大力支持新能源的發(fā)展，老撾政府也將新能源的發(fā)展視為提高農(nóng)村生活水平的重要手段，并在農(nóng)村地區(qū)大力推廣沼氣的使用。沼氣技術最早引進老撾是在上世紀八十年代由老撾農(nóng)林部引入。1993年至1999年，老撾、加拿大和泰國三方開展了環(huán)境發(fā)展項目，在老撾萬象市Xaysttha區(qū)的Don Xiengda村安裝了8至16m3不同型號的沼氣池。2005年，中國-老撾合作項目在老撾萬象省推廣沼氣池建設(沼氣池的大小主要為6～8 m3)，這些沼氣池由中國專家設計，建造材料主要為混凝土。老撾政府一直致力于推進沼氣項目在全國的推廣實施，2006年至2012年，荷蘭發(fā)展組織(SNV)聯(lián)合老撾農(nóng)林部開展了國家層面的沼氣試點項目(BPP)。經(jīng)過了五年的周期，沼氣試點項目已經(jīng)在5個省份安裝了2680 口沼氣池，覆蓋了41個區(qū)和792個村莊，而這些前期安裝的沼氣池將在未來進行升級換代，從而推進老撾能源戰(zhàn)略的實施。在老撾的新能源發(fā)展計劃下，至2025年老撾國內(nèi)將建成50000口沼氣池，從而取代液化石油氣在農(nóng)村地區(qū)的使用。2013年，老撾科學與技術部在烏多姆賽省開展了沼氣實驗項目。2014年至今，中國-老撾合作的新能源項目已經(jīng)安裝了近50口玻璃纖維材質(zhì)的沼氣池。因此，現(xiàn)階段對老撾國內(nèi)已有的戶用沼氣建設項目進行有針對性地調(diào)研和總結(jié)，可以為未來在老撾更好地推廣戶用沼氣項目奠定基礎.

2 研究方法

調(diào)研團隊于2018 年6月至8 月在老撾國內(nèi)12個省份開展了不同方式的調(diào)研工作。對于老撾首都萬象市以及萬象省附近的戶用沼氣項目，主要采取實地調(diào)查，通過采用座談以及問卷調(diào)查的形式，了解沼氣池建造和使用情況；對于占巴塞、沙灣拿吉和阿速坡等較遠的省份，采取與當?shù)叵嚓P政府部門進行線上交流來完成調(diào)查。

3 調(diào)查結(jié)論

3.1 采用德國與中國技術的固定圓頂沼氣池

1996年至1999年，老撾技術開發(fā)部門下屬的科學、技術與環(huán)境處聯(lián)合加拿大、泰國組成三方環(huán)境發(fā)展組織開展了早期的沼氣試點項目，采用德國與中國的技術在老撾國內(nèi)的不同省份建造安裝了10口不同大小型號的沼氣池，其中1口8m3、2口12m3和7口16m3。此類型的沼氣池有一個球形圓頂和一個較平坦的底座，一根內(nèi)置的管子連接沼氣消化器與廢料投放箱。沼氣池主洞口位于圓頂?shù)捻敳浚绅ね梁退M行密封。8m3型號的沼氣池的正常運轉(zhuǎn)每天至少需要30千克的原料投放，并且保持60天的水力滯留時間，建議農(nóng)戶至少養(yǎng)殖6只黃牛或水牛。按照平均每千克投放的原料可以產(chǎn)生40升沼氣的標準進行計算，8m3型號的沼氣池平均每天可以產(chǎn)生1200升沼氣，這足以供給一個普通家庭日常的能源需求。16m3型號的沼氣池的正常運轉(zhuǎn)需要每天至少60千克的原料投放，以及80天的水力滯留時間，按照之前的產(chǎn)氣標準進行計算，16m3型號的沼氣池平均每天可以產(chǎn)生2400升沼氣。

老撾國內(nèi)的大多數(shù)中小農(nóng)戶難以負擔該項目的建造安裝成本，8m3型號的沼氣池建造成本大約為800美元，16m3型號的沼氣池建造成本大約為1200美元。由于降低建造安裝成本的可能性較低以及該類型的沼氣池并不能完全適應當?shù)刈匀粭l件，該項目的沼氣池安裝對于當?shù)剞r(nóng)戶來說沒有太多的吸引力，已經(jīng)建造安裝完成的該類型沼氣池現(xiàn)都已停止運轉(zhuǎn)。

3.2 采用中國技術的玻璃纖維沼氣池

1998年至1999年，中國老撾雙方合作在川壙省和萬象市建造安裝了5口8m3型號的玻璃纖維沼氣池。2004年，中國老撾合作項目開始推行適合普通農(nóng)戶家庭的尺寸(6～8m3)的沼氣池，在該項目的框架指導下，由中國專家監(jiān)督，以萬象省的Pak Ngum District，NongPhouViang village兩地為試點，建造安裝了30口該類型的沼氣池，該項目建造安裝的單個沼氣池成本為350～450美元。為了滿足日常家用能源需求，普通農(nóng)戶需要養(yǎng)殖3～6頭豬。2009年，波里坎塞省建造安裝了20口8m3的玻璃纖維沼氣池。

中國-老撾合作項目所建造安裝的該類型沼氣池使用現(xiàn)有的模具和混凝土，因而建造安裝過程不需要擁有較高技術的泥瓦匠，所以建造安裝成本較其他項目而言更為低廉。在安裝沼氣池之后，每家農(nóng)戶每月可節(jié)省30～40公斤木炭。除此之外，農(nóng)戶還可將生產(chǎn)沼氣后產(chǎn)生的沼液沼渣用于田間施肥或者售賣給商人以獲取利潤。2014年至2018年，為進一步擴大玻璃纖維沼氣池在老撾的應用，中國-老撾雙方在萬象市、沙耶武里省、波里坎塞省以及萬象省建造安裝了50口玻璃纖維沼氣池。

3.3 氣缸柱形磚混沼氣池

2018年10月至12月，老撾計劃與投資部聯(lián)合中國技術專家在萬象市開展最新的沼氣試點項目，在萬象市的郊區(qū)建造安裝了15口10m3型號的氣缸柱形磚混沼氣池。

3.4 Sunlabob沼氣池

2005年，荷蘭發(fā)展組織(SNV)聯(lián)合老撾Sunlabob公司在萬象市的Sangthong district和Ban Sorg village兩地，對6m3的沼氣池進行試點建造與安裝，目的在于對影響沼氣池正常運轉(zhuǎn)的環(huán)境因素進行分析。該項目所建造安裝的沼氣池的平均成本約為500美元。

經(jīng)研究，該項目所建造安裝的沼氣池在注水量大于投放容器容量的50%時，其生產(chǎn)沼氣的效率達到最高。沼氣池內(nèi)部的產(chǎn)氣微生物為嗜溫型，最佳生存溫度為35～37℃。在最佳環(huán)境條件下，該類型沼氣池一年可產(chǎn)生900 m3的沼氣。但由于缺乏日常維護知識及排除故障的能力，該項目大部分沼氣池現(xiàn)已停止工作，并且試點地區(qū)的農(nóng)戶在周邊能獲得成本更低的能源，這些都使得試點地區(qū)的農(nóng)戶對沼氣池的建造安裝失去了興趣。

3.5 采用GGC模型的Lao-Neth沼氣池

2009年至2010年由位于印度尼西亞首都雅加達的UNESCO組織提供技術、老撾當?shù)厣鐓^(qū)提供50%的資金補助的沼氣項目在烏多姆賽省的Houn District開展，一共建造安裝了5口6m3型號的沼氣池，建造安裝的沼氣池按照印度尼西亞的UNESCO組織提供的GGC模型進行前期設計[1]。2011年，為解決養(yǎng)豬場的污水處理和能源生產(chǎn)問題，該項目在萬象省建造安裝16m3該類型沼氣池以解決當?shù)仞B(yǎng)豬場關于能源、經(jīng)濟以及環(huán)境三方面的問題。

該類型的沼氣池主要由以下幾個部分組成：用于投放動物排泄物的進料口、沼氣發(fā)酵池、沼氣儲存室、廢料出料口、沼氣輸送裝置及和沼液沼渣儲存池。水和動物排泄物的混合物在進料口出進入沼氣發(fā)酵池，混合物產(chǎn)生的沼氣會被輸送至沼氣儲存室，沼液沼渣由出料口溢出至外置的沼液沼渣儲存池，最后沼氣將通過氣體輸送管道被輸送至廚房。

3.6 不同類型沼氣池分布情況

老撾國內(nèi)20世紀80年代正式引入沼氣技術，在此之后的近30年時間里，老撾國內(nèi)相關部門與其他國家及國際組織進行了一系列沼氣池建設項目。為保證沼氣技術能夠在老撾農(nóng)村被廣泛而安全有效地使用，此前所開展的一系列項目均為試點項目，由不同組織采用不同技術來進行具體實施，以此來檢驗出最適合老撾國內(nèi)農(nóng)戶及其周邊環(huán)境的沼氣池類型。由于沼氣試點項目至今仍在開展，尚未得出最終結(jié)論。因此，本文僅就目前老撾國內(nèi)已開展的試點項目進行總結(jié)回顧。根據(jù)不完全統(tǒng)計，1986年至2018年老撾國內(nèi)已建成的沼氣池分布情況如表1所示。

表1 老撾國內(nèi)建成沼氣池分布情況 Tab.1 Spread situation of biogas digesters in Laos

由表1可知，老撾國內(nèi)的沼氣試點項目已經(jīng)在12個省級行政區(qū)域內(nèi)開展，主要集中在萬象市、沙灣拿吉省、川壙省和萬象省四個區(qū)域，而沼氣池的類型又主要以4m3和6m3的沼氣池安裝使用最多。其中，4m3的沼氣池已經(jīng)在5個不同省份建造安裝了82口，占建成沼氣池數(shù)量的40.00%；6m3的沼氣池建造在7個不同省份建造安裝了102個，占建成沼氣池數(shù)量的49.76%；8m3、10m3及12m3的沼氣池都只在2個省份建造安裝，分別占建成沼氣池數(shù)量的2.44%、2.44%和0.97%；而16m3的沼氣池在7個不同省份完成建造安裝，占建成沼氣池數(shù)量的4.39%。

4 存在問題

盡管老撾國內(nèi)近三十年來聯(lián)合國際組織開展了一些沼氣試點項目，但項目過程中建造安裝的沼氣池現(xiàn)今大都被農(nóng)戶遺棄。原因大致總結(jié)如下：(1)沼氣池建造安裝后，當?shù)厝狈ψ銐虻募夹g人員進行后期維護工作，而農(nóng)戶本身缺乏相關維護知識，導致大量沼氣池功能逐步減退直至被遺棄；(2)相當一部分沼氣試點項目涉及到的農(nóng)戶為農(nóng)村中低收入人群，而這類人群對當?shù)亻_展的沼氣項目缺乏了解，并且其負擔的沼氣池建造費用相較家庭收入占比很高，進而對沼氣技術逐漸失去興趣，沼氣池建造不久后便被廢棄；(3)老撾國內(nèi)農(nóng)戶的生產(chǎn)生活習慣與沼氣技術的使用相沖突，老撾國內(nèi)的農(nóng)戶對牲畜大多采取放養(yǎng)的養(yǎng)殖方式，只有少數(shù)時期會在晚上將牲畜進行圈養(yǎng)，這會導致部分農(nóng)戶的牲畜排泄物收集不足，致使沼氣生產(chǎn)效率較低，難以滿足家庭日常生活需要，除此之外，老撾仍有部分農(nóng)戶處于刀耕火種的生活狀態(tài)，家庭住處遷移頻率較高，對于沼氣池這種相對固定的生活及生產(chǎn)設備而言，其并不適合流動性較高的農(nóng)戶家庭。以上幾點原因分析基本覆蓋了當前老撾國內(nèi)已經(jīng)開展的戶用沼氣試點項目所面臨的問題。

5 解決對策

針對以上提出的老撾國內(nèi)戶用沼氣項目存在的問題，現(xiàn)提出如下解決對策：(1)對于開展沼氣項目的地區(qū)，應派遣技術人員長期留守以應對各種意外情況，在沼氣池建成后，項目團隊應對沼氣用戶進行簡單有效的技能培訓，可印發(fā)使用手冊以保證沼氣用戶對沼氣設備的熟練使用；(2)在開展沼氣項目之前，先要在目標地區(qū)進行項目可行性調(diào)查，包括當?shù)剞r(nóng)戶平均收入水平、沼氣項目在當?shù)氐闹獣远群彤數(shù)剞r(nóng)戶對沼氣技術使用的興趣，同時采取多種手段加強對農(nóng)村地區(qū)沼氣技術的宣傳，使得沼氣使用的益處深入人心；(3)對老撾農(nóng)戶的生產(chǎn)生活習慣進行深入調(diào)查之后，在沼氣使用潛力較大的地區(qū)改進當?shù)剞r(nóng)戶的生產(chǎn)生活習慣，例如將牲畜圈養(yǎng)以方便收集排泄物或者農(nóng)戶固定生活住所以方便沼氣池長期使用。