農(nóng)村清潔能源發(fā)展及應(yīng)用研究

舒愛(ài)民 徐 春

（青陽(yáng)縣農(nóng)村能源站，安徽 青陽(yáng) 242800）

0 引言

目前，在新農(nóng)村建設(shè)過(guò)程中，我國(guó)逐漸出現(xiàn)了能源匱乏問(wèn)題，同時(shí)環(huán)境污染問(wèn)題和氣候變化問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。農(nóng)村清潔能源的利用是低碳環(huán)保建設(shè)的一個(gè)重要方面，其開(kāi)發(fā)和利用將會(huì)給農(nóng)民的生活帶來(lái)更多的便利，也會(huì)為生態(tài)環(huán)境保護(hù)添磚加瓦。因此，為了能更好地建設(shè)和發(fā)展新農(nóng)村，國(guó)家不斷加強(qiáng)發(fā)展農(nóng)村清潔能源。

1 農(nóng)村清潔能源的主要類型和應(yīng)用模式

1.1 農(nóng)村清潔能源的主要類型

農(nóng)村清潔能源主要包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等。合理利用農(nóng)村清潔能源可以提高能源利用率，減少因能源使用而出現(xiàn)的環(huán)境污染問(wèn)題。

1.1.1 太陽(yáng)能。其是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換成為其他形式的熱能、電能、化學(xué)能，能源轉(zhuǎn)換過(guò)程中不產(chǎn)生其他有害的氣體或固體廢料，是一種環(huán)保、安全、無(wú)污染的新型能源。在農(nóng)村地區(qū)，通常將太陽(yáng)能用于發(fā)電或發(fā)熱。我國(guó)由太陽(yáng)能衍生出的能源利用工具和設(shè)施有太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)灶、太陽(yáng)房等。由于太陽(yáng)能利用無(wú)成本且無(wú)污染，目前已被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。有研究表明，每年到達(dá)地球上的太陽(yáng)輻射能相當(dāng)于約130 萬(wàn)億t 煤，因此，合理利用太陽(yáng)能資源可以有效減少煤炭使用量，在建設(shè)新農(nóng)村的同時(shí)保護(hù)祖國(guó)的大好環(huán)境。

1.1.2 風(fēng)能。風(fēng)能的利用主要是以風(fēng)能作動(dòng)力和風(fēng)力發(fā)電2 種形式，以風(fēng)力發(fā)電為主。隨著全球氣候變暖和能源危機(jī)，各國(guó)都十分注重對(duì)風(fēng)力的開(kāi)發(fā)和利用，盡量減少二氧化碳等溫室氣體的排放。例如，利用風(fēng)力機(jī)可將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能、熱能、機(jī)械能等各種形式的能量，用于發(fā)電、提水灌溉、制熱供暖等。

1.1.3 生物質(zhì)能。其直接或間接來(lái)源于生物的光合作用，是將農(nóng)作物或其他植物中所蘊(yùn)含的太陽(yáng)能或其他能量通過(guò)轉(zhuǎn)換形成其他能源，并應(yīng)用于農(nóng)村建設(shè)的一種清潔能源。生物質(zhì)能來(lái)源廣泛、成本低廉，是可再生能源的重要組成部分。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)農(nóng)村逐漸開(kāi)始利用秸稈氣化或生物質(zhì)氣化技術(shù)將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能供給農(nóng)民生活和農(nóng)村建設(shè)。沼氣是生物質(zhì)能的一種。沼氣是一種混合物，主要成分是甲烷。沼氣是有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件下，經(jīng)過(guò)微生物的發(fā)酵作用而生成的一種混合氣體。我國(guó)農(nóng)村作物秸稈資源非常豐富，如果將其收集起來(lái)建設(shè)沼氣池，其產(chǎn)生的沼氣將會(huì)是農(nóng)村最主要的清潔能源之一［1］。在沼氣池內(nèi)裝入綜合發(fā)電裝置可以將沼氣轉(zhuǎn)化為電能，使農(nóng)村發(fā)電更加節(jié)能、環(huán)保。此外，可以通過(guò)沼氣燃料電池技術(shù)將沼氣轉(zhuǎn)化為電能，為用電設(shè)備持續(xù)發(fā)電。

1.2 農(nóng)村清潔能源的應(yīng)用模式

現(xiàn)階段，我國(guó)農(nóng)村清潔能源的應(yīng)用模式主要包括分散模式、集中模式、循環(huán)模式等。

1.2.1 分散模式。該模式是我國(guó)農(nóng)村地區(qū)廣泛應(yīng)用的一種清潔能源利用模式。多數(shù)農(nóng)村地區(qū)人口居住分散，基礎(chǔ)設(shè)施落后，而且農(nóng)村居民往往居住在平房小院，薪柴、秸稈等資源的存儲(chǔ)空間較大。同時(shí)，日常炊事用的薪柴、秸稈占據(jù)農(nóng)村居民生活用能的主要部分。因此，這種傳統(tǒng)的分散式用能模式符合農(nóng)村的生活習(xí)慣。但是，隨著新農(nóng)村建設(shè)的推進(jìn)，農(nóng)村的居住條件得到大幅度改善，農(nóng)民逐漸從平房搬至樓房，這種分散模式將不再適用于農(nóng)村地區(qū)。

1.2.2 集中模式。該模式主要是集中生產(chǎn)清潔能源，并輸送至各家各戶。該模式下能源生產(chǎn)和消費(fèi)的地方并不在一處，而大規(guī)模的統(tǒng)一生產(chǎn)可以提高清潔能源的生產(chǎn)效率。例如，部分農(nóng)村會(huì)統(tǒng)一在某處建立大型沼氣池，由專門(mén)的團(tuán)隊(duì)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和管理，并將清潔能源供給臨近的多個(gè)農(nóng)村進(jìn)行使用。這大大減少了單戶建立沼氣池所需的經(jīng)濟(jì)成本，也節(jié)省了農(nóng)民自己管理沼氣池的時(shí)間。

1.2.3 循環(huán)模式。該模式主要針對(duì)可以循環(huán)使用的清潔能源，如生物質(zhì)能。例如，產(chǎn)生沼氣所需的有機(jī)物通過(guò)微生物發(fā)酵分解后形成生物殘?jiān)ㄟ^(guò)氣化裝置將秸稈、雜草及林木加工剩余物在缺氧狀態(tài)下加熱反應(yīng)轉(zhuǎn)換成燃?xì)夂笠矔?huì)殘余生物廢料，這些殘?jiān)蜕飶U料可以用作有機(jī)肥被農(nóng)作物吸收、利用，而收獲后的農(nóng)作物秸稈又可以重新作為生物質(zhì)能的生產(chǎn)原材料，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

2 農(nóng)村清潔能源發(fā)展面臨的形勢(shì)和機(jī)遇

2.1 農(nóng)村清潔能源發(fā)展面臨的形勢(shì)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)民生活水平不斷提高，農(nóng)村能源的使用率也越來(lái)越高［2］。例如，一些農(nóng)村地區(qū)的供暖方式仍以燃燒煤炭、秸稈等為主。這種能源利用方式不僅不能充分利用能源，而且會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染。過(guò)去一些年，因燃燒秸稈所導(dǎo)致的霧霾問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，如果農(nóng)村地區(qū)不注重發(fā)展清潔能源，將會(huì)使我國(guó)的自然環(huán)境越來(lái)越差，最終將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。此外，科學(xué)技術(shù)落后也是農(nóng)村能源消耗越來(lái)越大的原因之一。因?yàn)闆](méi)有成熟的能源使用技術(shù)，基層工作人員不懂得如何提高能源利用率，就會(huì)使農(nóng)村地區(qū)秸稈、木材的燃燒量逐漸增加，從而使生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。

2.2 農(nóng)村清潔能源的發(fā)展機(jī)遇

隨著國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)理念的提出，各地越來(lái)越重視環(huán)境治理，大眾也越來(lái)越了解霧霾天氣對(duì)于人體的危害，政府也開(kāi)始關(guān)注霧霾天氣的防治問(wèn)題，并出臺(tái)了如煤改氣工程等一系列治理政策。這些環(huán)境保護(hù)措施和霧霾天氣治理措施已經(jīng)在大部分城市實(shí)施，且初見(jiàn)成效。結(jié)合城市的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如果農(nóng)村基層工作人員能結(jié)合農(nóng)村發(fā)展特點(diǎn)，推廣應(yīng)用清潔能源，則可以有效減少因能源使用問(wèn)題導(dǎo)致的環(huán)境污染問(wèn)題和氣候變化問(wèn)題。

3 農(nóng)村清潔能源合理開(kāi)發(fā)利用措施

3.1 做好宣傳推廣工作

我國(guó)部分農(nóng)民文化水平不高、思想較落后，未全面認(rèn)識(shí)到清潔能源應(yīng)用的重要性，導(dǎo)致其無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變生活方式。對(duì)此，基層工作人員應(yīng)做好關(guān)于清潔能源的宣傳和推廣工作，使農(nóng)民充分認(rèn)識(shí)到清潔能源為他們生活帶來(lái)的便利，同時(shí)向其科普傳統(tǒng)能源使用方式對(duì)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的阻礙及對(duì)自身居住環(huán)境帶來(lái)的污染。在開(kāi)展宣傳工作的過(guò)程中，基層工作人員可以將一些有意向、愿意嘗試使用清潔能源的村莊作為清潔能源試用點(diǎn)，通過(guò)試點(diǎn)示范向其他農(nóng)民宣傳使用清潔能源的好處［3］。建設(shè)清潔能源試用點(diǎn)時(shí)，工作人員要對(duì)農(nóng)村的生產(chǎn)方式和地理?xiàng)l件進(jìn)行考察，為其選擇合適的清潔能源利用方式，并每天嚴(yán)格記錄周邊環(huán)境的變化狀況，調(diào)查走訪農(nóng)民使用清潔能源的感受，將其作為后期宣傳工作的重要參考資料。此外，工作人員可以采用在村莊張貼如圖1 所示的宣傳海報(bào)或宣傳標(biāo)語(yǔ)的形式，對(duì)農(nóng)民宣傳清潔能源使用對(duì)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的好處及對(duì)農(nóng)民生活帶來(lái)的轉(zhuǎn)變。基層政府還可以聘請(qǐng)優(yōu)秀的專業(yè)人員為農(nóng)民演示關(guān)于秸稈燃燒造成的空氣污染問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)，或向農(nóng)民展示使用清潔能源前后環(huán)境變化的對(duì)比數(shù)據(jù)，使他們充分認(rèn)識(shí)到清潔能源為其生活帶來(lái)的好處，并幫助基層工作人員推動(dòng)清潔能源的發(fā)展。

圖1 清潔能源宣傳海報(bào)

3.2 政府加大扶持力度

隨著我國(guó)新農(nóng)村建設(shè)的逐步推進(jìn)及城鎮(zhèn)化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國(guó)農(nóng)村清潔能源的應(yīng)用模式逐漸從分散模式轉(zhuǎn)變?yōu)榧心Ｊ交蜓h(huán)模式。在此背景下，政府應(yīng)把握好農(nóng)村清潔能源的發(fā)展方向，從政策、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等方面扶持推動(dòng)農(nóng)村清潔能源發(fā)展。

首先，為促進(jìn)農(nóng)村清潔能源發(fā)展與推廣利用，加強(qiáng)政策扶持必不可少。政府可以根據(jù)農(nóng)村的實(shí)際發(fā)展情況對(duì)其出臺(tái)針對(duì)性的政策扶持，推動(dòng)當(dāng)?shù)厍鍧嵞茉窗l(fā)展，改善農(nóng)村的生活方式和生態(tài)環(huán)境。

其次，政府應(yīng)根據(jù)農(nóng)村清潔能源的建設(shè)所需為其提供足夠的資金支持，如通過(guò)招商引資等方式發(fā)展清潔能源。但是，直接給予經(jīng)濟(jì)扶持可能會(huì)存在問(wèn)題，當(dāng)清潔能源成為農(nóng)村的主要使用能源，煤炭等傳統(tǒng)能源的價(jià)格可能會(huì)隨著供應(yīng)需求降低而降低，部分農(nóng)民為了降低能源使用成本，可能依舊會(huì)偷偷使用煤炭資源，進(jìn)而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染，導(dǎo)致無(wú)法發(fā)揮清潔能源真正的作用。因此，政府應(yīng)在對(duì)發(fā)展農(nóng)村清潔能源投入資金的同時(shí)，尋找維持清潔能源可持續(xù)使用的措施，如建設(shè)相關(guān)設(shè)施設(shè)備時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)資金剩余的情況，政府可以將這部分資金作為補(bǔ)貼直接發(fā)放給農(nóng)戶，以此來(lái)降低農(nóng)戶使用清潔能源的經(jīng)濟(jì)壓力［4］。

最后，政府應(yīng)派遣技術(shù)人員進(jìn)入農(nóng)村指導(dǎo)清潔能源利用工作，及時(shí)解決清潔能源使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高農(nóng)村清潔能源利用效率和使用效果。

3.3 著重發(fā)展沼氣和太陽(yáng)能

在發(fā)展清潔能源的過(guò)程中，政府應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活方式合理選擇能源類型。與其他清潔能源相比，沼氣和太陽(yáng)能更符合農(nóng)村的生活環(huán)境和生產(chǎn)方式，而且可以節(jié)省許多硬件成本。例如，在畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的農(nóng)村，發(fā)展沼氣池比發(fā)展太陽(yáng)能更能凸顯清潔能源的節(jié)省成本和環(huán)保優(yōu)勢(shì)。生產(chǎn)沼氣的原材料主要是人畜糞便、秸稈和污水等。從原材料方面來(lái)說(shuō)，農(nóng)村畜牧業(yè)產(chǎn)生的牲畜糞便和農(nóng)作物秸稈等廢料可以有效應(yīng)用于沼氣生產(chǎn)中，從而減少清潔能源生產(chǎn)過(guò)程中原材料的支出成本，而且能實(shí)現(xiàn)自然資源循環(huán)利用［5］。從清潔能源設(shè)備的建設(shè)來(lái)說(shuō)，建立1 個(gè)6 ～10 m3的沼氣池（圖2 為某農(nóng)村建設(shè)的沼氣池）就能滿足3 ～5 戶農(nóng)民9 ～11 個(gè)月生活所需。

圖2 某農(nóng)村建設(shè)的沼氣池

目前，太陽(yáng)能作為主要的清潔能源已在農(nóng)村地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能發(fā)電等設(shè)備為農(nóng)村的能源供應(yīng)帶來(lái)了極大的便利。但目前太陽(yáng)能作為清潔能源還存在一定的弊端。太陽(yáng)能主要依靠太陽(yáng)的熱輻射能為人們的生產(chǎn)和生活供給能源，如果一個(gè)農(nóng)村全面建設(shè)太陽(yáng)能設(shè)備，其在遇到連日的陰雨天氣時(shí)會(huì)使所有生產(chǎn)和生活工作停滯，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而容量過(guò)小、冬季擱置等問(wèn)題也是影響太陽(yáng)能利用的原因之一。因此，在日后農(nóng)村清潔能源的發(fā)展過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)對(duì)太陽(yáng)能的可持續(xù)利用問(wèn)題進(jìn)行研究。例如，目前一些地區(qū)已經(jīng)創(chuàng)新性地研發(fā)了利用太陽(yáng)能的儲(chǔ)能裝置，技術(shù)人員可以深入研究如何將其應(yīng)用于農(nóng)村生產(chǎn)生活中，使清潔能源更方便地服務(wù)于農(nóng)民生活和新農(nóng)村建設(shè)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著環(huán)境污染問(wèn)題和氣候變化問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，農(nóng)村清潔能源的發(fā)展與利用問(wèn)題逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在農(nóng)村清潔能源發(fā)展與利用過(guò)程中，政府部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)向農(nóng)戶宣傳清潔能源的使用效果，也應(yīng)根據(jù)農(nóng)村發(fā)展情況合理制定相關(guān)的惠民政策，加大對(duì)農(nóng)村清潔能源發(fā)展的扶持力度，從而提高我國(guó)農(nóng)村清潔能源利用效率和使用效果，助力我國(guó)生態(tài)環(huán)境改善。