江西上犹抓好生态沼气建设.成功走出农民增收新路子

　　近年来，上犹通过大胆探索和实践，成功走出了一条以沼气为纽带，带动种植业和养殖业发展，实现农民增收的新路子。截至今年１０月，该县累计建成１．５万多座沼气池，年均产气６７０万立方米，相当于每年少用薪柴３．７万吨，沼肥、沼液用于水稻、蔬菜、果业和养猪共新增产值３２８０万元，全县沼气池用户年节约燃料和电费支出约２０００万元。

　　该县着力抓好生态沼气建设，对农民建设沼气实行“五统四包三卡”，即统一施工图纸、统一安排施工、统一供应建池配件、统一培训沼气建设和沼气使用知识、统一验收标准；包建、包维修、包教会使用、建坏包赔；建立建池卡、验收卡、维修卡。同时，该县对建设沼气池的农户免费审批，并通过多渠道筹资，为农民提供每建一座沼气池８００元的补助。目前，该县已建成沼气池１．５万多座，建成六大生态镇，３１个生态文明村，并以沼气为纽带，构建了一条５万亩连片生态茶叶长廊。

　　在此基础上，该县以沼气为纽带，积极创建生态农业示范工程，推广“沼气－养殖－种植”三位一体化农业，先后建起以沼气为纽带的无公害蔬菜、茶叶、脐橙、板栗等农业种养基地；创造并推广沼气贮果保鲜、沼液用作叶面施肥和防治病虫、沼气燃料废渣作为农作物主要肥料等１０多项种果实用新技术。生态农业示范工程的创建不仅保护了生态环境，还为农民节约了农业生产成本。据有关部门估算，每座沼气池每年可保护山林５亩，为农民节约燃料和电费支出１０００余元。(江西省农业厅)

在千姿百态的生物世界中，存在一种我们肉眼看不见、摸不着的微生物，能为人类提供能源。提到微生物，往往会使人们想起它会使食物腐烂变质，也会使人感染上各种疾病。因此，对它们又害怕、又憎恶。但是，在微生物的家族中，因为种类不同，它们的作用也不尽相同，有的会给人类带来灾难，有的会给人类带来幸福。微生物中，能为人类提供能量的甲烷细菌和酵母菌，它们可以生产出沼气和酒精，为人类作出贡献。

　　说到沼气，顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。沼气，是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并必适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气的主要成分是甲烷，约占所产生的各种气体的60%一80%。甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即对燃烧。每立方米纯甲烷的发热最为 34000焦耳，每立方米沼气的发热量约为20800－23600焦耳。即1立方米沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。

　　关于沼气发生的基本原理，目前尚在探索之中。沼气的形成过程大致可分为两个阶段，首先将各种复杂的有机物转化为低级脂肪酸，例如丁酸、丙酸、乙酸；然后把上述各类产物继续转化为甲烷和二氧化碳等。

　　目前，世界各国已经开始将沼气用作燃料和用于照明。用沼气代替汽油、柴油，发动机器的效果也很好。将它作为农村的能源，具有许多优点。例如，修建一个平均每人l－1．5平方米的发酵池，就可以基本解决一年四季的燃柴和照明问题；人、畜的粪便以及各种作物秸杆、杂草等，通过发酵后，既产生了沼气，还可作为肥料，而且由于腐熟程度高使肥效更高，粪便等沼气原料经过发酵后，绝大部分寄生虫卵被杀死，可以改善农村卫生条件，减少疾病的传染。现在，沼气的应用正在各国广大农村推广，沼气能源的开发利用的普及等方面，已经取得了较好的成绩。

　　世界上一些发达国家，也正在进行利用微生物厌氧消化农场废物、生产甲烷的较大规模试验。英国建立了甲烷的自动化工厂。在厌氧消化器中有三个基本过程：

　　第一阶段的水解把不溶解的有机化合物和聚合物，通过酶法转化为可溶解的有机物。

　　第二阶段再将上一步转化成的产物如碳水化合物、蛋白质、脂肪类、醇等发酵为有机酸。

　　第三阶段由有机酸发酵产生甲烷。

　　据估计，在英国，利用人和动物的各种有机废物，通过微生物厌氧消化所产生的甲烷，可以替代整个英国25％的煤气消耗量。苏格兰已设计出一种小型甲烷发动机，可供村庄、农场或家庭使用。

　　美国一牧场兴建了一座工厂，主体是一个宽30米、长213米的密封池组成的中烷发酵结构，它的任务是把牧场厩肥和其他有机废物，由微生物转变成甲烷、二氧化碳和干燥肥料。这座工厂每天可处理1650吨厩肥，每日可为牧场提供11.3万立方米的甲烷，足够1万户家庭使用。目前美国已拥有24处利用微生物发酵的能量转化工程。从世界范围看，利用各种微生物协同作用生产甲烷的研究和应用，正处于方兴未艾的阶段。

　　近年来，我国沼气事业获得了迅速的发展，沼气池总数已达到1000多万个。在四川、浙江、江苏、广东、上海等省市农村，有些地方除用沼气煮饭、点灯外，还办起了小型沼气发电站，利用沼气能源作动力进行脱粒、加工食料、饲料和制茶等，闯出了用“土”办法解决农村电力问题的新路子。

　　专家们认为，21世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟的特点，特别是在我国的广大农村，这些特点就更为显著了。

　　首先，沼气能源在我国农村分布广泛，潜力很大，凡是有生物的地方都有可能获得制取沼气的原料，所以沼气是一种取之不尽，用之不竭的再生能源。其次，可以就地取材，节省开支。沼气电站建在农村，发酵原料一般不必外求。兴办一个小型沼气动力站和发电站，设备和技术都比较简单，管理和维修也很方便，大多数农村都能办到。据调查对比，小型沼气电站每千瓦投资只要400元左右，仅为小型水力电站的1/2－1/3，比风力、潮汐和太阳能发电低得多。小型沼气电站的建设周期短，只要几个月时问就能投产使用，基本上不受自然条件变化的影响。采用沼气与柴油混合燃烧，还可以节省17％的柴油。

　　我国地广人多，生物能资源丰富。研究表明，在21世纪无论在农村还是城镇，都可以根据本地的实际情况，就地利用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。

本文通过对中国沼气利用现状和沼气发电工程市场前景的调查与分析，描述了沼气发电技术发展现状及其能源利用市场潜力，对影响沼气发电商品化和市场化的社会经济因素和主要障碍进行了分析评价，并提出了一些对策和措施。
　　关键词：沼气 工程 发电
　　1、引言
　　生物质能是来源于太阳能的一种可再生能源，具有资源丰富、含碳量低的特点，加之在其生长过程中吸收大气中的C02，因而用新技术开发利用生物质能不仅有助于减轻温室效应和生态良性循环，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成为解决能源与环境问题的重要途径。
　　随着对环境的日益重视，人们开始利用各种方式来减少工农业生产对环境的破坏。近十几年来，在各级政府有关部门和企业的帮助协调下，用于处理畜禽粪便及各种生产、生活污水的大中型沼气工程纷纷上马，至1998年底，我国已建成大中型沼气工程742处，年产沼气量为16393.94万立方米；垃圾填埋法产生沼气是处理城市垃圾的主要方式之一，具有简单易行和费用较低的特点，同时还可回收能源，正受到世界各国的普遍欢迎。目前，全世界共建成4817座垃圾填埋场，每年可回收沼气51.42亿立方米。
　　沼气是一种具有较高热值的可燃气体，与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料，传统上大多利用沼气进行取暖、炊事和照明，随着沼气产量的不断增加，如何更高效地利用沼气，成为摆在我们面前的一项课题。
　　2、沼气发电技术进展状况
　　沼气燃烧发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能，是有效利用沼气的一种重要方式。目前用于沼气发电的设备主要有内燃机和汽轮机。
　　国外用于沼气发电的内燃机主要使用Otto发动机和Diesel发动机，其单位重量的功率约为27 kW／T。汽轮机中燃气发动机和蒸汽发动机均有使用，燃气发动机的优点是单位重量的功率大，一般为70～140kW／T；蒸汽发动机一般为10kW／T。国外沼气发电机组主要用于垃圾填埋场的沼气处理工艺中。目前，美国在沼气发电领域有许多成熟的技术和工程，处于世界领先水平。现有61个填埋场使用内燃机发电，加上使用汽轮机发电的装机，总容量已达340兆瓦；欧洲用于沼气发电的内燃机，较大的单机容量在0.4～2兆瓦，填埋沼气的发电效率约为1.68～2kWh／m3。
　　我国开展沼气发电领域的研究始于八十年代初，1998年全国沼气发电量为1,055，160kWh。在此期间，先后有一些科研机构进行过沼气发动机的改装和提高热效率方面的研究工作。我国的沼气发动机主要为两类，即双燃料式和全烧式。目前，对“沼气一柴油”双燃料发动机的研究开发工作较多。如：中国农机研究院与四川绵阳新华内燃机厂共同研制开发的S195—1型双燃料发动机：上海新中动力机厂研制的20／27G双燃料机等。成都科技大学等单位还对双燃料机的调速、供气系统以及提高热效率等方面进行过研究。潍坊柴油机厂研制出功率为120 kW的6160A一3型全烧式沼气发动机，贵州柴油机厂和四川农业机械研究所共同开发出60 kW的6135AD(Q)型全烧沼气发动机发电机组；此外，还有重庆、上海、南通等一些机构进行过这方面的研究、研制工作。可以说，目前我国在沼气发电方面的研究工作主要集中在内燃机系列上。表1是我国部分12kW以下沼气发电机组的测试性能比较。
　　3、沼气发电前景广阔
　　沼气发电工程本身是提供清洁能源，解决环境问题的工程，它的运行不仅解决沼气工程中的一些主要环境问题，而且由于其产生大量电能和热能，又为沼气的综合利用找到了广泛的应用前景：
　　1)有助于减少温室气体的排放
通过沼气发电工程可以减少CH4的排放，每减少1屯CH4的排放，相当于减少25吨C02的排放，对缓和温室效应有利。
　　2)有利于变废为宝，提高沼气工程的综合效益
我们以沼电在酒厂中的的综合效益为例：四川荣县进行了120 kW沼气发电的生产和示范。用酒糟废水经厌氧消化产生沼气，发电效率为1.69 kWh／m3，当年成本为0.0465元／kWh。沼电能够基本满足该厂的生产用电：山东昌乐酒厂安装2台120 kW的沼气发电机组，170m3酒糟日产沼气4800m3，发电8640kwh，全年能源节约开支29万元，工程运行一年即收回全部成本。
　　杭州天子岭填埋场发电工程在运行过程中，在平均电价为0.438元／kWh的条件下，投 资回报率可达14.8%。
3)可减少对周围环境的污染。
　　由于综合利用手段单一，很多沼气工程产生的沼气大量排入大气中，不仅严重污染周围的环境，也对工作人员的安全和健康产生
了极大的威胁，沼气发电则为沼气找到了一条合理利用的途径。
　　4)小沼电为农村地区能源利用开辟新途径
　　我国农村偏远地区还有许多地方严重缺电，如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难，而这些地区却有着丰富的生物质原料。因地制宜地发展小沼电，犹如建造微型“坑口电站”，可取长补短就地供电。
　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　表1 12kW以下沼气发电机组测试表

研制单位　　　产品型号　　功率（KW）　甲烷含量（%）　比气耗(m3／kWh)　节油率（%）　　热效率（%）
四川省农机所　　0.8GFZ　　1.357　　　　　73　　　　　0.868　　　　　　　100　　　　　23.45
四川省农机所　　　195　　　12.97　　　　89.4　　　　　0.37　　　　　　　100　　　　　30.7
泰安电机厂　　　 12GFS32　　12.85　　　　78.45　　　　0.492　　　　　　　81　　　　　31.99
泰安电机厂　　　　10GFsl3　　11.18　　　　86.5　　　　0.248　　　　　　　62　　　　　37.89
南充农机所　　　　　195　　　　13.53　　　70.9　　　　0.322　　　　　　　81.　　　　　38.8
武进柴油机厂　　　　195-Z　　　13.52　　　71.2　　　　　0.40　　　　　　100　　　　　35.39
上海内燃机所　　　　5GFZ　　　　5.62　　　72.35　　　　　0.687　　　　　100　　　　　26.78
重庆电机厂　　　　　1.2kW　　　　1.52　　　77.05　　　　0.76　　　　　　100　　　　　　29

　　4、沼气发电商业化发展的主要障碍
　　80年代是我国沼气发电研究的起始阶段，也是较为活跃的时期。但近十年的发展比较 缓慢。主要存在以下障碍：
　　4.1技术障碍
　　我国沼气发动机的开发研究主要集中在内燃机系列上，一般只是对柴油机和汽油机进行较浅层次的改装，对发动机的热工性能研究不深，由于产品质量不过关，在运行使用中出现诸多问题，给用户带来不便，从而影响其发展进程。导致这种情况的根本原因是没有对沼气发动机进行深入的研究，技术不过关，缺乏足够的生产实践。致使发动机在运行中产生热负荷高、可靠性差、起动困难；另外我国研制的全烧沼气发动机的排气温度过高，气阀易烧坏，使气缸盖等成为易损件等诸多技术问题。
　　4.2市场障碍
　　由于我国沼气发动机存在许多问题，先前应用国产发电机组的沼气发电工程有许多长 期处于停机状态。这就使后来发展的绝大多数沼气工程放弃了沼气发电方式，转而寻求其他的利用途径。少数沼气发电工程(如天津、杭州等)依靠贷款引进购买较为成熟的国外发电机组设备来维持运行。我国生产厂家则由于技术不够成熟而造成买方市场的严重匮乏，沼气发动机和发电机组无法形成规模化批量生产，使科研生产单位缺乏相关的研究经费，没有对其作深入研究开发的积极性，不能提供质量过关的产品，进一步阻碍产品的市场化进程，对生产科研单位自身以及沼气发电领域的发展都不利。
　　此外，沼气发电市场不规范，没有相应的较为完善的行业标准，也不利于其商业化开发和利用。
　　4.3政策障碍
　　缺乏相应的激励政策和限制性政策，不能有效地动员和吸收投资，成为影响其技术发展的一个重要原因。
　　由于目前沼气发电工程在技术和市场化方面面临许多问题，这就需要国家在这个领域给予政策方面的扶持。如果国家给予在税收、贷款方面的优惠政策、投资补贴和产业保护措施，以及电力部门在沼气电力并网方面给予支持和帮助，制定优惠的上网电价，将大大改善沼气发电的经济性和市场前景，对其进入市场具有很积极的作用。
　　5、促进沼气发电商业化发展的建议
　　从以上沼气发电商业化所面临的主要障碍来看，如果要克服其障碍，达到促进沼气发电技术商业化发展的目的，还需要采取一些措施和行动。
　　5.1制定发展规划
　　对我国沼气利用现状和市场前景进行成分调查，描述沼气发电能源利用市场，确定本项目建设发展领域，并评价发展沼气发电商品化和市场化的社会经济因素，分析沼气发电的技术开发和市场潜力，制定相关工艺开发利用的规划，明确开发的目标。
　　5.2加强技术保障体系的建设
　　引进吸收国外先进技术和经验，加强技术支持和保障体系的建设、扶持和培养，制定国家级的沼气发电工程技术规范和标准，逐步建立和完善可持续的、市场化的推广沼气发电综合性服务网络。
　　5.3引入竞争机制，创新投资体系　
　　针对目前我国沼气发电技术发展资金匮乏的现状，认真总结分析我国外现行的资金筹措和运行管理经验，学习国外技术成熟的商业化运营沼气发电工程先进优惠政策以及市场化融资体系建设模式。转变观念，鼓励和动员更多的公司和企业投入到沼气发电技术的竞争行列。
　　5.4研究制定国家级的配套政策
　　进一步加强同环保部门、工业企业、科研院所和金融机构的合作与协调，研究制定激励性政策，地方性和全国性相结合的政策。同时应对沼气发电技术的产业化、商业化研究制定配套政策。

农村沼气综合利用技术
中国政府门户网站　www.gov.cn　　 2005年11月10日　　 来源：四川省农业信息网
  
    我国农村现行推广的沼气利用技术，已经突破了传统的燃料范畴，正向其它领域开发创新。现将农村沼气利用技术，归纳为节能增效、农业增收和环保清洁三大类十项综合技术，供农村沼气工作者借鉴。

    一、节能增效技术

    1、农村家庭节能生活技术 农村沼气可用于农民煮饭、点灯、洗澡，可选的设备是沼气灶、沼气饭煲、沼气灯和沼气热水器。

    2、农村家庭节能生产技术 农村沼气可用于农民储粮、保鲜水果、孵化家禽、增温、诱杀害虫等。

    3、沼气发电工程技术 沼气可用于发电，将柴油发动机改装成全燃气发动机或沼气——柴油双燃料发动机，配套小型同步电机或异步电机就可实现沼气发电。

    二、农业增收技术

    4、沼液沼渣施肥技术 沼液沼渣是优质有机肥，可作农作物的基肥和追肥，沼液还可作根外追肥，生产无公害农产品。

    5、沼液浸种技术 沼液浸种就是将农作物种子放在沼液中浸泡，能显著提高种子的发芽率，增强秧苗的抗逆能力。

    6、沼液治虫防病技术 沼液对蚜虫、红黄蜘蛛、清虫、稻叶蝉、稻飞虱等有明显的防治效果，对纹枯病、小球菌核病等也有一定的效果。

    7、沼渣种菇、沼液养鱼技术 用沼渣种菇、养花等，节约成本，效果明显；用沼液养鱼（猪、禽），能节约饲料，降低生产成本，具有明显的经济效益。

    三、环保清洁技术

    8、沼气“三结合”技术 农村沼气建设与圈舍、厨房、厕所结合，实行改圈舍、改厨房、改厕所（三改），实现农村家庭清洁生产生活，实现人、畜分离，厨、圈分离，圈、厕分离。

    9、生猪饲料生喂技术 生猪饲料生喂，就是将饲料不通过加热煮熟直接喂生猪，是畜牧部门推广的一项成熟技术，现已在大中型生猪养殖场和部分农户推广应用。

    10、“六乱”治理技术 由于沼气的建设使用，农民有更多的时间、精力和心情，彻底整治“柴草乱放、垃圾乱倒、污水乱泼、粪土乱堆、畜禽乱跑、衣鞋乱甩”，实现文明卫生生活。