推广农用沼气促进农村节能与优化能源结构研究

2013-03-02陈云进

环境科学导刊 2013年1期

陈云进

(昆明市环境监测中心，云南昆明 650228)

1 研究背景

我国开展多年的农业和农村节能减排工作经验表明:农村既是能源消费者，更是可再生能源生产者，大力推进农业和农村节能减排，可优化能源结构，缓解国家能源压力，同时降低农业面源污染，减轻环境压力，并有利于转变农业发展方式，加快发展现代农业。

据农业部数据统计，2006 年，我国农村能源消费总量约为9 亿t 标准煤，其中商品能源约为6亿t 标准煤，占全国商品能源消费总量的1/4。我国化肥、农药利用率均仅为30%左右;每年产生的畜禽粪便近30 亿t，农村每天产生生活垃圾近100 万t，大部分未经处理直接排放。可见，农业面源污染已经成为影响全国污染物减排目标实现的重要因素。另外，从我国农村能源消耗结构看，薪柴与秸秆共占43%，煤炭约占39%，而沼气、生物质能、太阳能、风能等可再生能源所占比例偏低，大量沼气、生物质能等农业可再生能源未能得到有效利用，这种不合理的能源结构，严重阻碍了农村节能减排。

因此，在农村加大沼气、生物质能等可再生能源的推广力度，以此为推手促进农村节能和优化能源结构，已势在必行。

2 推广农用沼气是促进农村节能减排的重要举措

沼气是有机物在厌氧条件下经微生物发酵作用生成的一种可燃性混合气体，其主要成分是甲烷和二氧化碳，通常情况下甲烷(CH4)约占60%，二氧化碳(CO2)约占40%，此外还有少量氢(H2)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)和氨(NH3)等。

沼气发酵广泛存在于自然界(如湖泊或沼泽中)，它是有机物在厌氧条件下被微生物分解的过程。地球上由于光合作用生成的有机物每年大约为4000 亿t，其中大约5%在厌氧条件下被微生物分解掉。人们利用这一自然规律进行沼气发酵(又称厌氧消化)，既可生产沼气用作能源，又可处理有机废物以保护环境，经沼气发酵后的沼渣、沼液又是优质的有机肥料。所以，沼气发酵是综合利用有机废物，保护生态环境，实施农村节能减排，优化农村能源结构，促进农业生产可持续发展的重要措施之一。沼气燃烧后生成的二氧化碳，又可被植物吸收，通过光合作用再生成有机物，因而沼气又是一种可再生的清洁能源。

建一个8～10m3的农村户用沼气池，一年可相应减排二氧化碳1.5t。按照2005 年的推广水平(1700 多万口户用沼气池，年产沼气约65 亿m3)，全国每年可减排二氧化碳2165 万t。

为此，国家农业部在2007 年7 月6 日颁布实施的《关于加强农业和农村节能减排工作的意见》中，将大力开发农村可再生能源，加强农村沼气建设作为促进农村节能减排的重要举措，要求全国各地农村全面落实《全国农村沼气工程建设规划(2006-2010 年)》，加快实施农村沼气国债项目，建设户用沼气池，带动农户改厨、改厕、改圈，因地制宜推广北方“四位一体”和南方“猪-沼-果”等能源生态模式，促进循环农业发展。力争到2010 年，通过农村生产生活节能和生物质能、太阳能、风能、微水电等开发，新增能源节约和开发能力5000 万t 标准煤以上。使用清洁可再生能源的农户普及率达到30%，农村户用沼气发展到4000 万户，畜禽养殖场大中型沼气工程达到4700 处，以此促进农村节能和优化能源结构。

3 推广农用沼气在农村生态建设中的重要意义

3.1 农用沼气推广有效地促进了农业可持续发展

我国农村土地辽阔、资源丰富、环境复杂、人口众多，是资源消耗和再生能源利用的主要地区，农业生产和生活活动对生态环境影响较大。

近年来我国农村沼气建设的成效显著，充分显示了沼气建设的能源效益、环境效益和社会效益。以沼气为纽带的沼气综合利用技术，有效地推动了农村节能与能源结构优化，在农村生态和经济建设、农民增收方面发挥了重要的作用，促进了农业的可持续发展。

3.2 农村沼气综合利用大有可为

农村沼气池产生的沼气，可替代燃煤和烧柴，作为农户日常生活烧火煮饭的清洁燃料，既杜绝了对树木的砍伐、保护了森林和生态环境;又节约了农民购煤或砍柴误工所产生的费用;同时还有效地处理了农村生活废水和生活垃圾，保护了农村生态环境。

沼气池的沼气发酵，既是一个生产沼气能源的过程，又是一个造肥的过程。沼气池出水为沼气发酵后的残留液体—沼液，而沼气池中各种有机固体废物经厌氧发酵产生沼气后的残余物质为沼渣。在沼气池沼气发酵过程中，作物生长所需的氮、磷、钾等营养元素，基本上都保持到了沼液和沼渣中。因此，沼液(沼气水肥)和沼渣(沼气渣肥)构成的沼气肥是优质高效的有机肥料，其所含有机质及氮、磷、钾都高于其它有机肥料，如其中的有机质含量比人粪尿高5～6 倍，比猪粪高2～3 倍，全氮、全磷、全钾的含量也都高于人粪尿和猪粪。尤其是沼渣，含有较全面的养分元素和丰富的有机物质，具有速缓兼备的肥效特点，将其用作农肥可以促进农作物增产增收。

沼液中除含有氮、磷、钾等营养元素外，还存留了丰富的氨基酸、B 族维生素、各种水解酶、某些植物激素、对病虫害有抑制作用的物质或因子，因此，除用做肥料外，它还可用来养鱼、浸种、叶面喷洒、水培蔬菜、果园滴灌、防治作物的某些病虫害，在农业生产中用途相当广泛。

除此之外，沼渣还可栽培蘑菇，养殖蚯蚓;沼渣和沼液用做饲料添加剂喂鸡，所产的蛋大、皮厚，并可提高5%的产蛋量。

由此可见，农村沼气池在运行过程中产生的沼渣和沼液，在农、林、牧、副业中有着广泛的综合利用前景。特别是村内种植、养殖业发达，农户拥有大量的农田经济作物、水果树林、菜地、牲畜、禽类、鱼塘的村庄，沼渣和沼液都可得到充分利用。

值得一提的是:农村沼气池也是分散处理生活污水的小型污水处理设施，特别适用于近期无力修建污水处理厂的村镇中农村生活废水和生活垃圾的处理。

因此，在社会主义新农村建设和农村节能减排及生态建设工作中，有必要以沼气为纽带，将农村的种植业、养殖业科学合理地结合在一起，以此建立起沼气发酵与生态农业的良性循环，就此实现沼液、沼渣的完全综合利用，形成以资源利用最大化和污染排放最小化为目标，将农村资源综合利用、节能减排、生态设计和农业可持续发展等融为一体的循环经济发展模式。

4 昆明市寻甸县推广农用沼气促进农村节能和优化能源结构的经验

4.1 寻甸县基本情况

寻甸县位于昆明市北部，是一个集山区、农业、民族为一体的国家扶贫开发重点县，全县国土面积2809km2，辖10 个乡(镇)街道132 个村委会1216 个自然村，总人口41 万，牛栏江干流在寻甸县境内全长87km，流域面积1339km2，是牛栏江流域水环境保护的重点区域，农村节能减排和农业面源污染控制任务十分繁重。

4.2 寻甸县高度重视农村生态环境和沼气池建设工作

寻甸县委县政府高度重视农村生态环境建设工作，连续5 年将沼气池建设列为政府承诺为人民群众办好的八件实事之一，认真组织实施农村生态环境建设工程和节能减排工作。根据省、市农村能源建设“十一五”规划及寻甸县的具体实际，制定了寻甸县农村能源环保建设“十一五”发展规划，规划在“十一五”期间新建沼气池9000 户(口)。

4.3 寻甸县农村沼气池及其他新型能源建设工作完成情况

寻甸县农业局结合全县承担的“十一五”全国农村能源综合建设项目，按省、市农村能源环保“十一五”规划，全县农村能源建设计划到2010年底至少要达到户用沼气9000 户，新型节柴改灶10000 眼，推广太阳能热水器2175 套，建设节能服务网点20 个。

寻甸县林业局农村能源环保站按照全县承担的“十一五”全国农村能源综合建设项目计划，于2006～2010 年在全县超额完成了该农村能源建设计划，其完成情况统计汇总见表1。

表1 寻甸县2006～2010 年农村能源综合建设计划与实际完成情况统计

4.4 寻甸县推广农用沼气促进农村节能减排实效

笔者通过组织有关调研小组在寻甸县农村实地调研，收集并综合整理了农户使用沼气的体会，归纳起来，推广农用沼气可产生以下四个方面的效益:

(1)经济效益。利用猪粪、人粪产生沼气，不用砍柴或买柴，买液化气。每口沼气池年可节约柴3t，折合节约人民币1500 元，或年节约砍柴工日20 个，全县年可节约工日203900 个，减轻了农民的劳动强度，使村民能把更多的时间投入到农业生产第一线。据统计，每口沼气池年可提供优质沼渣沼液8t，相当于1t 尿素。而目前1t 尿素的费用至少在1725 元左右，全县农民可节约购买化肥的费用1758.64 万元。

(2)社会效益。通过沼气的建设，进一步规范了厕所、畜圈，形成了厕所、畜圈、沼气三位一体化的良性循环体。为农户创造了舒适、卫生的生活环境，从室内到庭院到林间，村容村貌发生了较大的变化，脏、乱、差现象基本得到解决。走进村里，可以看到林间道路清洁卫生，到了农家院，厨房里用上了干净的沼气饭煲，沼气电子打火灶。劳动回来的村民打火就可以煮饭。煮熟一顿饭只需半个钟头，半斤沼气，节省了时间，村民们可有更多的时间休息、娱乐。构建了和谐的乡风。

(3)生态效益。一口沼气池就是一个小循环体，即沼气池、畜圈、厕所一体化的良性循环体。它能有效保护林业资源，促进荒山不断绿化，减少水土流失。具体体现在森林覆盖率逐年增加，生态环境得到进一步改善。

(4)节能减排效益。“十一五”期间，寻甸县建成使用农村户用沼气池10195 口，完成计划数(9000 口)的113.2%，年产气量407.8 万m3，年节约薪柴2.04 万t，相当于0.24 万hm2薪炭林一年的生长量，减少水土流失3.26 万t/a，减排二氧化碳1.64 万t/a，减排二氧化硫138.65t/a，为农户增收节能费用917.55 万元/a。同时节柴改灶13775 眼，完成计划数10000 眼的137.75%，年可节约薪柴902.3t，减排二氧化碳727.27t/a。上述两项节能措施每年可为全县减排二氧化碳1.71 万t/a，减少尿素施用量10195t，其节能减排效果不可低估。

综上所述，寻甸农村推广沼气，使用者实现了能源、环境、生态的良性循环，走上了猪-沼-菜(果)的循环经济道路，产生了节能减排实效，促进了农村能源结构优化。