沼气生态系统建设问题探讨

宋海军，马梦娟

（河南工程学院资源与环境学院，河南郑州451191）

沼气生态系统建设问题探讨

宋海军，马梦娟

（河南工程学院资源与环境学院，河南郑州451191）

分析了沼气生态系统建设在农村经济发展、改善农村生态环境以及解决农村能源问题等方面带来的效益，并从科学发展观的角度，指出了沼气建设在推广过程中存在的问题。

沼气建设；生态系统；效益；问题

沼气生态系统是一个协调性系统，它不仅注重生态环境保护，更注重生态产业的开发，同时能够解决农村生活中用能问题，协调环境保护与农业生产之间的关系，使农村经济效益、社会效益和生态效益得以协调发展。因此建立良好的沼气生态农业系统，不仅可以改善农村生活，还可以推动农业生产以及生态环境的协调发展［1］。

1　农村沼气生态系统带来的效益

当前，能源问题已经成为农村经济发展的一个重要制约因素。具体表现为：农民用能档次低，高品质能源缺乏，影响了农民生活质量，拖延了农民进入小康生活的步伐［2］；部分地区由于农户能源短缺，农户对自然资源的开发利用方式不当，导致生态环境不断遭到破坏，在一定程度上阻碍了农业和农村经济的可持续发展［3］。因此，结合当地实际情况，发展农村沼气生态系统建设，可以彻底改变农户传统的用能方式，提高农民生活质量。使用清洁能源沼气替代传统能源后，可以解决农村生活脏、乱、差等环境问题，减少病原菌传播途径和一些疾病的发生，从而改善农业生态环境和农村生活环境［4］。

1.1有利于农村的经济发展

农业是以生物生产为主的产业，农业生态环境是农业和农村经济发展的重要物质基础［5］。沼气建设联结起养殖业和种植业，形成生态经济产业链，能够帮助农民增收致富，有力地推进农业产业结构调整，促进农业经济健康、快速发展。利用沼气生态系统可以改善农产品质量，提高我国农产品在国际市场的竞争力，促进农业和农村经济的发展［6］。据研究表明：一个8～10 m3户用沼气池产生的沼肥，可以解决近0.67 hm2果园用肥问题，可以节约1 000～1 500元。另外，利用沼液进行叶面喷肥、浸种和后期追肥，每年农药用量减少35%左右，0.53～0.67 hm2果园农药可减少支出500元。同时还可提高水果品质并增加产量达25%以上，每667 m2至少增收800余元。

我国大部分农村地区能源短缺，发展沼气建设，一方面能够保护森林和植被资源不受破坏，另一方面还可以利用农作物秸杆生产沼气，在一定程度上减少了秸杆乱堆放、焚烧造成的大气污染以及其他危害，从根本上解决农村燃料问题，提高了劳动生产率和能源利用率。同时针对农村地区存在畜禽粪便露天堆放等问题，采用沼气池与改圈、改厕、改厨、改水同步进行的方法，将生活污水和人畜粪便一起流入沼气池进行厌氧发酵处理，彻底改变农村“脏、乱、差”等现象，可见，发展沼气生态建设能有效改善农村环境卫生状况。

1.3有利于农业可持续发展

发展沼气建设，可以为广大农民提供优质清洁能源，在一定程度上解决了农民生活燃料问题。同时它上联养殖业快速发展，下促种植业优质高效，将养殖场畜禽产生的粪便转化为清洁能源和有机肥料，形成“资源—废物—再生资源”的循环利用模式，促进农业经济的可持续发展。一个容积为8～10 m3户用沼气池，年产沼气达到400 m3左右，基本可以解决一户4口之家全年生活用能问题，相当于用电280 kW·h，用煤1.65 t；同时可减排二氧化碳1.5 t、二氧化硫13 kg；可使0.2 hm2的森林植被得以保存。可见，发展沼气建设，能够有效地利用自然资源和保护农业生态环境，从而实现资源的良性循环。

1.4有利于种养业良性发展

沼气综合利用主要指发酵产物沼气、沼液、沼渣（简称三沼）的利用［7］。沼气生态建设作为农业产业化中的重要一环，通过微生物发酵，把养殖、种植有机地结合在一起，延长了生物食物链条，对改善生态环境，促进农村产业结构调整，增加农民收入，提高农产品的质量和产量具有重要意义。首先，沼渣、沼液作为优质的肥料和饲料，可以起到增产增效作用。如沼渣就是栽培食用菌理想原料，具有提前成熟和增加产量等功能。用沼液喂猪可降低饲料和猪增重的比例。沼液沼渣用于蔬菜、水果等经济作物，可以大大增加产品产量，提高产品经济效益。其次，利用沼气来发展绿色生态农业。沼液、沼渣中含有丰富的氮、磷、钾等营养物质及多种微量元素，具有催芽、刺激作物生产和防治病虫害作用，提高产品质量。

1.5有利于解决农村能源问题

能否解决农村能源问题是关系到国家生态环境建设成功与否的重要因素之一。沼气是可再生清洁能源，既能够替代传统生物质能源秸秆、薪柴，也能代替煤气等商品能源，且效率明显高于秸秆、薪柴和煤气。发展沼气生态农业建设，即优化了农村能源消费结构，还促进了农村生态经济发展。以农村沼气建设为纽带的“生态家园富民工程”，采取以技术替代资源的发展模式，将传统的依靠资源消耗促进经济增长的方式，逐步转变为依靠技术创新和综合利用技术来促进可持续发展。此外，加强农村能源建设，大力发展植树造林，成为巩固国家退耕还林还草政策成果的重要措施之一。生态家园技术模式的推广，减少了生物质能的消耗水平。

这只小猪叫什么名字？叫淘淘。淘淘的额头上为什么放着一个冰袋（两三岁的孩子，多半都是“十万个为什么”）？因为他发烧了，烧得脸红红的（小人儿于是也摸摸自己的脸蛋）。为什么发烧了要放冰袋？因为冰袋可以帮助降温（我从冰箱里拿出一块冰，放在他的额头上，让他感受一下）。另外一只小猪叫什么名字？叫咿咿。咿咿为什么要打吊针？因为他嗓子发炎了。“宝宝不要打针！”小人儿叫起来。“好的，我们不打针，吃药就好了。”我保证。

1.6有利于农民素质全面提高

以沼气为纽带的“生态家园富民工程”，其本身就是一项科技含量比较高的项目，坚持以新的文化理念，将改善生态环境与提高人的素质紧密结合起来，通过沼气建设及“三沼”的综合利用，广大农民科技意识、用能水平、无公害农产品生产和利用意识、勤劳致富意识和能力均得到了相应提高。同时因为沼气建设促进经济发展，能提高农民用科学、学科学的积极性、主动性，使他们把时间和精力投入到将实用技术转化为现实生产力的行动中去，提高了农民的科技水平，有力地促进了农村地区精神文明建设，推动了农村社会的全面进步。

2　制约沼气普遍推广的因素

2.1在管理监督方面存在的问题

沼气建设要想长期发挥效益，必须监管并重。在现行能源价格条件下，由于投资回报率低，挫伤了农户投资的积极性，导致有些农户建了沼气池并没有很好地使用，有的地方农户看不到经济效益已经不愿意再建沼气池，甚至还有少数地方出现了农户拒绝申报项目的情况。在每年新增大量沼气池建设的同时，由于缺乏技术监督和管理，又会出现一定数量的报废池，譬如仅2008年就有50多万户沼气池报废，占到当年新增沼气池总数的11%。虽然在报废的沼气池当中存在有由于常年使用已经“寿终正寝”的老池子，也不乏一些由于项目技术不过关，设备陈旧老化，达不到预期目标，甚至出现安全问题，导致个别沼气池成为“建成之日即为报废之时”，这对开展户用沼气池建设工作带来不利影响。这就要求今后在农村沼气建设使用过程中加大监管力度。

2.2在综合利用中存在的问题

大部分地区农户只能保证沼气池本身建设，对沼气工程系统缺乏整体精确设计，没有相应的配套设施，只顾解决燃料问题，对沼液、沼渣利用率较低或根本不利用就直接排放，一方面容易造成二次污染，同时造成资源浪费。现实生活中，由于沼气项目的开展，带动了种植业和养殖业的发展，而养殖户与种植业往往结合不到一起，出现了种植户无养殖，养殖户无种植现象。如何做到养殖业与种植业的有机结合，将沼液、沼渣真正用到农业生产上去，是当前一些规模化养殖场畜禽粪便面临的一大问题。同时，针对沼液沼渣存在夏天过剩问题，通常的做法是在田间建座储肥池，平时将其堆积在储肥池内备用。这样一来不仅损失了沼肥肥效，也会造成农户经济上的损失。

2.3在协调性方面存在的问题

2.3.1结构配置协调性不够

目前，我国沼气建设在各项保障措施方面与一些发达国家相比还存在较大差距，户用沼气虽小，但“麻雀虽小，五脏齐全”，沼气池建设是一个需要“精确设计、精准建设、精细管理”的系统工程。在“三沼”管理和利用上不能按照“系统工程”整体协调、科学配套的原则，进行“圈、厕、沼三连通”系统配套建设。当前，推广利用的沼气池大多数都是独立于农业之外，沼气生态农业系统仍然只是一个松散的系统，与农业各项生产要素衔接不够。造成农户种植业和家庭养殖业适应沼气池较为被动，对农业生产的促进作用有限，不能很好地适合现代农业沼气建设与发展的要求，结构的协调性不够，综合利用功能也难以发挥和表现出来。

2.3.2经济、社会和生态效益协调性不够

发展农村沼气生态系统，建设生态家园，融经济、社会和生态效益于一体，是一项实实在在地为农民办实事、增加农民收入、改善农村环境卫生的小康工程。但是，就目前我国农村沼气建设仍存在经济、社会和生态效益长短不一的问题，对比来说，沼气生态农业的社会效益相对较好，而沼气生态效益则不能够直接体现出来，只是间接反应在沼渣沼液的使用，对农民眼前面临的利益影响甚微。另外，由于建设好一个户用沼气池节省资金在当代农户年收入中所占份额较少（1 000～1 500元），这也是一些农户不接受建设沼气池的根本原因。

2.3.3与农村社会发展水平协调性不高

新技术开发不力，利用技术单一，造成沼气生态技术发展滞后于社会发展需求的问题，同时由于未有合适的技术标准和严格的技术监督，使得沼气池产气很难满足农户全年一日三餐用气的需要，在一定程度上说明了“沼气灶”可靠性不强的致命弱点，导致农户很难接受这一现实，随着农村经济水平的不断提升和农业生产向产业化发展，原有沼气生态系统的结构与模式已经无法适应新形势下的要求，如何应变成为必须解决的问题［8］。另外由于户用沼气池随季节性变化而变化，出现了“冬季气少不够用，夏季气多用不完”的现象，这说明沼气池产气技术系统还需进一步改善。

2.3.4沼气生态系统的使用管理与发展不协调

沼气池的建设和使用离不开科学、规范的管理，否则就容易出现建成后无人验收，投料后漏气不能使用的现象。造成这种情况的根本原因主要有：（1）建池之前对沼气生态农业系统缺乏整体精确设计，建设过程中缺乏监管，沼气池使用后缺乏科学指导和合理配料；（2）沼气户疏于管理，一些农户在沼气池修建之后不能及时看到经济效益时，就会听之任之，最终影响到沼气系统的正常运行和使用；（3）日常管理缺乏长效的服务机制，无法保证沼气系统永续、高效、均衡运行；（4）科技宣传不够，一些农户不能很好地理解沼气建设的意义，错把沼气池当成了“垃圾池”。

2.3.5沼气技术的商品化与产业化发展不协调

随着生产力的发展，技术水平的提高，现代户用沼气池的结构和沼气池材料等方面均得到了进一步改进，微生物发酵效率和产气量也得到了大幅度提高。但对比传统的砖混结构并没有明显的竞争优势，与国外相比还有不少差距，仍存在运输困难和造价高等问题，沼气池建设和建池设备的商品化道路仍然存在着一定的难度。此外，沼气产业化发展面临着严峻的挑战，在广大农村地区，一家一户沼气生产经营模式较为普遍，这种运行模式既浪费人力物力，又没有规模效益，且生产出来的产品由于缺乏相关的检测标准，也很难与市场化接轨。当前，沼液沼渣的开发利用仅处于初级水平，沼气技术的商品化与产业化问题还有待于进一步的深入探索研究。

［1］张艳丽.我国农村沼气建设现状及发展对策［J］.可再生能源，2004，4（4）：5-8.

［2］曾晶，王厚俊.农村沼气综合利用的环境与经济技术评价［J］.中国农机化，2004（4）：26-28.

［3］邓光联，李克伦，李唏，等.沼气与社会主义新农村建设［J］.农业工程学报，2006，22（1）：61-64.

［4］訾琨，施卫省.农村可再生能源与可持续发展［J］.可再生能源，2002（5）：29-31.

［5］闫丽珍.中国农村生活能源利用与生物质能开发［J］.资源科学，2005，27（1）：9-14.

［6］杨世基.农村发展与能源建设［M］.北京：中国农业科技出版社，2000.

［7］王勇民，刘荣厚，边志敏.北方“三位一体”沼气生态模式经济评价［J］.可再生能源，2005，16（2）：17-26.

［8］石磊，赵由才，唐圣钧.沼气的收集、净化与利用综述［J］.中国沼气，2004，23（1）：11-19.

Discussion on the construction of biogas ecosystem

SONG Haijun，MA Mengjuan
（College of Resources and Environment，Henan University of Engineering，Zhengzhou 451191，China）

Benefits from the biogas eco system construction which contribute to the rural economic development，improving the rural ecological environment and solve the energy problem in rural areas are analyzed.And from the view of scientific development and perspective，problems existing in the process of promoting biogas construction are pointed out.

biogas construction；ecosystem；benefit；problem

X71

A

1674-0912（2016）08-0039-03

2016－06－15）

河南省教育厅科学技术重点研究项目（14B610009）

宋海军（1978-），男，河南周口人，硕士，副教授，主要从事固体废物处理与利用研究。