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中国农村家庭沼气的利用
< br>:
一项机会与限制并存的研究
摘
要：
作为
可再生能源，沼气不仅是一种农村新能源的重要组成部分
,
也
是我国农业可持续
发展的需要。本文在中国农村家庭沼气技术的发展过程和现状，特别是
对家庭沼气带来的机遇和约
束等问题进行了探讨。沼气在中国农村地区，大约只有
19%
的潜力被利用。中国农村，发展家庭沼
气有几次机会，包括了农村家庭能源消费的材料，沼气发酵的利用能力，国家财补贴，法律与国际
清洁发展机制等。同样，在稻草发酵和冷发酵技术上还需要做更多的研究。应该通过培训来提高沼
气用户的沼气综合利用水平。应采取措施提高沼气发电厂的后续服务和管理。本文给出的信息，
不
仅有利于中国农村家庭生物沼气的可持续发展
,
同样有利于其他发展中国家的沼气发展。
1.
引言
可
再生能源是发展和利用资源的重要组成部分，已成为一个全球性永续能源战略
[1]
。在
2006
年，大约
18%
的全球性的能量来自可再生能源消耗，
13%
的来自传统生物质
[2]
。中国可再生能源的
使用具有悠久的历史，包括生物能、太阳能、地热、海洋和风能
[3]
。这些资源的巨大潜能，大大超
过了矿物燃料资源
[3]
。沼气在
2
个
方面有别于其他可再生能源
:
一、它是一种比较干净的高甲烷
燃
料，二、沼气在肥料和农业用水所产的有机废弃物手机上是很重要的
< br>[4]
。作为
21
世纪运用于社
会
主义新农村的建设和可持续农业发展的策略，农村家庭沼气是一种促进农业结构调整、
增加农民收
入，提高农村生态环境，提高农村的生活和农业产品质量的方法
[5]
。中国农村家庭沼气发电厂的数
量在全世界是
最高的
[6]
。到
2007
年，有
2650
万沼气发电厂，产气量已达
10.5
亿立方米
(
相当于超
过
100
万吨标准煤
)
。家庭沼气池遍布全国各地，主要在长江流域。四川省内拥有最多的沼
气工厂
,
有
29
万在运行
[7]
。沼气的快速发展与我国沼气发展的丰富经验
，发酵原料的大量供应和国家基金
的大力支持是紧密相连的。然而，限制因素仍然存在。
在本文中，我们将研究中国农村家庭沼气的
发展历程和现状，并专注于眼前的机遇与制约
。
2.
沼气在中国家庭中的应用
2.1.
家庭沼气应用的开发过程
<
/p>
沼气的研究和利用在中国有着悠久的历史，并且液压沼气池的应用将近有
< br>100
年了
[8]
。在
19
世纪
80
年代
,
在广东惊醒了第一次沼气发酵测试。
1
920
年，
在台湾，
罗国瑞发明了矩形
液压沼气池
湾。我国沼气发展的大事件年表，表
-1
。
中国家庭沼气于
20
世纪
70
年代开始大规模发展
[9]
。
图
-1
显示了
1973
年和
2005
年之间中国沼
气池的安装数量
[10]
。
1973
年到
1983
年大幅波动发展；
从
1984
年到
1994
年由于发展缓
慢出现了一
段调整期；自
1995
年到
2000
年以稳定的速度增加。二十一世纪的今天，家庭沼气池
的建设进入了
一个新的
,
持续、快速的
阶段。
2.2.
家庭沼气的设计
罗国瑞所设计的沼气
池在
20
世纪
20
年代成立
[8]
。该液压沼气为粘土、砖、混凝土结构
, 20
世
纪
70
年代被广泛应用于农村地区
[7]<
/p>
。由中国国家标准
,
该液压沼气池构建成
三种模式，分别为
6
、
8
、
、
10m
3
,
并被誉为
“
中国液压沼气
模式
”[
11]
。
在
2000
年
< br>,
由玻璃纤维增强塑料
(GRP)
建成的商业家庭沼气病态进入市场
[12]
。
GRP
沼气池厚
6
～
8mm
、拉伸强度为
93.5MPa
、弯曲强度为
109
MPa
。体积范围从
6
到
10 m
3
[13]
。表<
/p>
-2
显示了混
凝土沼气池和
GRP
沼气池的一些关键技术指标对比
[13]
。从表
-2
，我们可以看到与混凝土沼气池
相
比，
GRP
沼气池具有一个较低的热
传导系数，较长的运行寿命，较低的维护成本和较短的建设周期
2.3.
家庭沼气生态农业模式
- 1 -
2.3.1“
三位一体
”
的生态农业模式
把沼气
池和猪圈、厕所结合在一起
“
三位一体
”
生态农业模式，在南方比较流行
[14]
。该模型的
主要目的是解决农村家庭能源危机和改善农村环境卫生状况。沼气，可以
用于照明和烹饪，也可以
作为肥料，种植果树、蔬菜和谷物
,<
/p>
还可以作为杀虫剂
[11]
。这种模式可
以发展绿色食品。通过连接
卫生间的沼气发电厂，
可以消除引起
疾病传播的蚊子。
在某种程度上
,
这也
可以防止传染病和人类和
动物排泄物造成的水污染。
“
三位一体
”
的生态农业模式是一种低投入高效率
的模式
,
在经济贫困地
区已经有了很
强的实用性和推广价值
[14]
。
<
/p>
2.3.2.“
四位一体
“
的生态农业模式
把沼气池和猪圈、厕所、太阳能温
室结合在一起的
“
四位一体
”
生态农业模式
,
在中国北方已经
得到提出
[15]
。温室可用于提高沼气池的温度来
提高寒冷天气沼气的产率。同时沼气有能提高温室
的温度。随着温室温度的增加
,
温室蔬菜能长得好，猪长得更肥
[16]
。沼气作为喷雾药剂，可以抑制
疾病、提高蔬菜产量
[17]
。由于日光温室结构需要更大的资本投入，温室蔬菜的生长需要更多的
水，
因此，该模型适用于太阳能丰富
,
有更好的经济条件和水资源丰富的中国南方地区
[18]
。
2.3.3.“
五位一体
”
的生态农业果园模型
把沼
气池和太阳能谷仓，节水灌溉系统，水窖、厕所结合在一起的
“
五位一体
”
生态农业果园模
式在中国西
北已经得到提出
[19]
。
沼肥被用来
种植果树和提高水果质量
[20]
。
储
存在水窖的水资源用
于沼气发酵、
果园喷洒、
< br>灌溉。
节水设备的引入
,
大大缓
解水资源压力
,
特别果园灌溉水的需求压力这
< br>种模型适用于存在严重缺水的西北地区发展
[21]
。<
/p>
3.
家庭沼气在中国应用机遇
在
2007
年，
60%
或者说
0.9
亿中国人居住在农村。
标准煤的人均消费为
960<
/p>
㎏
,539
㎏或者说
56%
用于日常生活，
32.8%
来自秸秆燃烧，
21.2%
来自木柴，
3403
来自煤，沼气仅占
1.5%[7]
。根据农村
沼气项目（
2006
～
2010
），到
2010
年，
0.139
亿农户认为沼气建设是合适的。然而
，目前仅仅
265
万农户在使用沼气，这就意味着，只有
19%
的沼气在中国获得实现
[22]
。
3.1.
农村家庭能源消费问题
长期以来，中国农村家庭能源消费主要依靠传统的生物质能源，例如秸秆和木柴
[23]
。当今，
在总消费中，秸秆仍然占
32.8%
，木柴占
21.2%
，煤占
34.3% [7]
。这三大能源主要用于做饭
和取暖，
从而导致低能源效率和严重的环境退化。
做饭过程中，
秸秆和木柴的热效率约为
20
％，
煤炭为
30
％，
如
果秸秆和木柴在传统炉灶燃烧的话只有约
10
％
[24]
。当今，人们面临两大全球气候问题：主要由
CO2
排放引起的全球变暖，由硫氧化物和氮氧化物排放引起的酸雨，直接导致秸秆和木
柴的直接燃
烧会导致大量
CO
和其他有
毒气体排放。煤的燃烧不仅是
CO2
的主要排放源，也是
SO2
的主要排
放源
[25]
。除此之外，煤炭也面临着枯竭的危险。面对这些问题，我们必须提高传统能源
的效率，
增加可再生能源在总能源中的比例。
3.2.
可再生能源政策的机遇
3.2.1.
财政补贴
到了
21
世纪，中国政府已开始把重点放在农村沼气
配套工程。在
2003
，中央财政部决定实施
< br>农村沼气项目。从
2003
年至
2010
年，这些方案将投资
610
亿
元人民币，
，其中
15
亿元来自国家投
资基金
[26]
。
2003
年，农业发展和改革委，财政部启动了农村户用沼气国债项目并且在
22
个省（自
治区，直辖市）投资
8.4
亿人民币用于户用沼气池建设。
2004<
/p>
年，这一项目继续为农村户用沼气提
供
1
亿人民币；
2005
年，农村沼气建设
中央投资资金上升至
2.5
亿元，预计其中
2
亿元用于户用沼
气池建设和
0.
5
亿元用于大型和中型沼气池建设
[9]
。随着农村沼气建设国债项目管理办法规定，中
央财政补贴的
“
一池三改革
”
按照下列规定办理：
西北和东北地区
1200
元
/
户，西南地区
1000
元
/
户
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