適合應(yīng)用沼氣的自然條件是什么？以及其前景如何

【專家解說】：農(nóng)村發(fā)展沼氣池經(jīng)濟性分析[研討][] 共有6118位網(wǎng)友瀏覽此文2005-2-17 1 前言 沼氣是我國農(nóng)村可以普遍開發(fā)利用的優(yōu)質(zhì)可再生能源，國家很重視這一開發(fā)項目，把它列為西部生態(tài)建設(shè)的重要內(nèi)容來抓。但農(nóng)村沼氣池到底有多大效益？科技人員評價不一，也缺乏相關(guān)依據(jù)。近年來，廣西南寧地區(qū)農(nóng)村沼氣池發(fā)展速度加快，截至2003年底已擁有沼氣用戶26.2萬戶，入戶率近24%，但大數(shù)農(nóng)戶是在"政府補助要我做”的前提下建池的，自發(fā)地“我要做”的并不多。其原因就在于農(nóng)村沼氣池的效益是“看不見”的效益，沒有引起人們的足夠的重視。因此，本文對農(nóng)村沼氣池的經(jīng)濟性進行了客觀的分析評價，希望能夠?qū)θ藗冋_認識沼氣池的經(jīng)濟性，以及如何規(guī)劃沼氣事業(yè)的發(fā)展提供一定的理論依據(jù)。 2 農(nóng)村沼氣池經(jīng)濟性評價 （1）沼氣燃料效益評價 沼氣是利用人畜糞便等有機物，在厭氧條件下，通過沼氣池內(nèi)微生物能量代謝和呼吸作用產(chǎn)生的可燃性氣體。普通農(nóng)家5口人，正常存養(yǎng)4頭豬、1頭牛，年排放的人畜糞便，按理論計算每年可產(chǎn)810－950m3沼氣，扣除糞便散失和沼氣發(fā)酵壓力損失，實際可利用沼氣500－550m3。采用傳統(tǒng)的人畜糞便堆漚制肥方法，這部分能量同樣被微生物分解釋放出來，但這些能量無法收集利用，只能散失到周圍環(huán)境中。 沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的燃料，熱值較高，熱效率比較穩(wěn)定，使用方便，其技術(shù)經(jīng)濟性僅次于液化石油氣。因此，評價沼氣燃料效益可參照石油氣的有關(guān)參數(shù)。液化石油氣熱值為43126kJ/kg，熱利用率與沼氣相同。沼氣熱值因發(fā)酵原料種類不同而異，一般為18841－25122kJ/m3。廣西南寧地區(qū)2001年農(nóng)村人均炊事用能為3692kJ/d（不含照明用電及飼養(yǎng)、烤火用能），如果每戶每年實產(chǎn)沼氣500m3，就可以解決全家當年90%左右的生活用能，減少薪柴消耗2t左右。南寧地區(qū)農(nóng)村普遍通電，沼氣用于照明較少，故不另計效益。 一個農(nóng)戶每年實際用沼氣500－550m3，與液化石油氣等價比較，年可節(jié)省燃料費用795－874.5元。有人認為，投入沼氣池發(fā)酵的原料實際上也是一種能源，但在南方農(nóng)村不可能用人畜糞便作燃料，且直接燃燒人畜糞便（或其他有機物），只能夠利用部分能源和灰分，其他營養(yǎng)成分全部被氧化散失，從生態(tài)學的角度來看是不合算的。 （2）沼肥效益評價 評價沼氣肥肥效價值，關(guān)鍵是要了解投入沼氣池發(fā)酵的有機物主要養(yǎng)分(氮、磷等)的保存率及 傳統(tǒng)堆漚制造肥主法中主要養(yǎng)分的保存率。據(jù)廣西衛(wèi)生防疫站試驗對比，人畜糞便的投入沼氣發(fā)酵全氮保存率為114%，氨態(tài)氮增加20%以上，磷、鉀等養(yǎng)分沒有明顯損失。據(jù)廣西農(nóng)業(yè)技術(shù)手冊提供的資料，沼氣發(fā)酵全氮保存率比敞口池漚肥保存率68%增加46個百分點，敞口池漚肥中磷、鉀保存率僅為63.36%和66.67%。據(jù)此推算，每口沼氣池每年所產(chǎn)沼肥與敞口池堆肥相比可增值200元左右。 沼氣發(fā)酵是在厭氧條件下進行的，雖然微生物代謝過程也需要消耗一定的養(yǎng)分，但其數(shù)量很少，而且在微生物的作用下，還能分解一些植物不易吸收利用的養(yǎng)分(如脂肪類，難溶性物質(zhì)等)，吸收固定游離氮，合成可溶性富含多種養(yǎng)分的活性肥料 。 (3)勞動力效益評價 在評價農(nóng)村使用沼氣節(jié)省勞動力的價值時，必須分析沼氣池投料管理所用的勞動時間的用于施肥增加的勞動時間，再與傳統(tǒng)的打柴、炊事、施肥所用的勞動時間進行比較，來評價農(nóng)村使用沼氣的勞動力效益比較合理。 按沼氣池投料管理及畜禽圈衛(wèi)生要求，每天需要清除糞便入池一次，每次約10min，每年折合勞動力8個；每年投入的有機物經(jīng)發(fā)酵后，約有60%的有機物被消化，余下40%有機質(zhì)(即腐殖質(zhì))形成有機質(zhì)濃度約5%的沼肥15t。假設(shè)15t沼肥全部用于作物，共需施肥勞動力15個，與施用堆漚肥所需勞力(6個)相比，增加施肥勞力9個，兩項合計共17個勞力。 根據(jù)本人多年生活在農(nóng)村的經(jīng)歷，滿足一家5口人炊事用能(不含飼養(yǎng)、烤火用能)，一年需要2.2t 柴草，一個勞動力一天可打柴草100kg(干物)，一年需要22個勞動力；每天還需要生火添柴1.5h，一年折68個勞動力，總計90個勞動力。使用沼氣后，可節(jié)省上山打柴割草勞動力(飼養(yǎng)和烤火用能可用農(nóng)作物剩余秸桿或果枝解決)，節(jié)省生火添柴時間，與傳統(tǒng)的條柴、炊事、施肥所耗的90個勞力相比，農(nóng)村使用沼氣后實際年節(jié)省勞力73個。 (4)環(huán)境效益評價 人畜糞便投入沼氣池發(fā)酵后，能有效地將寄生在人畜糞便的細菌性病源、病毒性病源、寄生性病源及蚊蠅蟲卵沉降殺滅。據(jù)廣西衛(wèi)生防疫站試驗對比，經(jīng)沼氣發(fā)酵后的人畜糞便，寄生蟲卵數(shù)量從投入時平均值1774.9個/1，減少到83個/1，減少98.8%，蚊蠅蟲卵末被要檢出。其衛(wèi)生效果目前在農(nóng)村沒有何種處理方法(化學和高溫處理除外)可比。 人畜糞便直接投入沼氣池發(fā)酵，在沼氣池密閉條件下，微生物分解物質(zhì)和能量代謝呼吸釋放出的惰性物質(zhì)可在池內(nèi)循環(huán)利用，不存在堆漚方法產(chǎn)生的環(huán)境污染；人畜糞便經(jīng)過沼氣池發(fā)酵，可直接用于作物肥料、養(yǎng)魚、喂豬、浸種或直接排入河流，不產(chǎn)生二次污染；農(nóng)村使用沼氣，還能有效地減少傳統(tǒng)炊事煙熏火燎所帶來的紅眼病、哮喘病等疾病。 3 問題與討論 (1)本文對沼氣池經(jīng)濟性的評價，是在一定條件的前提下進行的，所列的評價依據(jù)和評價思路、評價結(jié)果大致合理，可供參考。由于農(nóng)村人口結(jié)構(gòu)不同、 能水平不同、畜禽養(yǎng)殖數(shù)量不同、建池質(zhì)量不同、管理水平不同，其產(chǎn)生的經(jīng)濟效果也不一樣，因此在評價農(nóng)村沼氣池效益時，分類評價比較合理。 (2)在農(nóng)村，各種發(fā)酵原料很豐富，各種有機廢棄物可作為沼氣發(fā)酵原料。但發(fā)酵原料種類不同，碳氮比也不一樣，產(chǎn)氣量和肥效也不一樣。如人糞便產(chǎn)氣量達0.426m3/kg(TS)，豬糞便產(chǎn)氣量0.425m3/kg(TS )，而牛糞便產(chǎn)氣量僅有0.21m3/kg(TS) 。評價農(nóng)村沼氣池的效益，根據(jù)投入發(fā)酵原料的不同種類進行評價比較合理。 3)按照沼氣發(fā)酵3伸階段的理論，每個發(fā)酵階段的碳氮比、濃度、pH值 、溫度等，都必須符合微生物生存條件，才能產(chǎn)生最高的效益。但在農(nóng)村投入的發(fā)酵原料比較復(fù)雜，加上未掌握沼氣發(fā)酵原理，產(chǎn)生的效益也有較大的差異。 別是第一次投料，投入的富碳有機物越多，沼氣發(fā)酵產(chǎn)酸階段 越長，效益就會越低。