河南省新型城镇化建设下的农村沼气使用现状与发展前景

朱亚林;秦领;刘俊超;董小波;牛永斌

【摘 要】在对河南省焦作、安阳、开封、平顶山、新郑等地区农村沼气使用现状实地调研的基础上,采用实地调查、收集相关部门统计资料和借鉴相关研究成果的综合分析方法,以及数理统计和等量代替的理论,对其秸秆处理情况、沼气实际使用进行了研究.结果表明:(1)河南省新农村建设形势下沼气发展前景很好;(2)目前因发酵原料单一,养殖户减少造成原料不足,加上资金、管理、建设技术的缺乏了沼气技术的推广.综合多方因素对新型城镇化建设形势下发展沼气的可行性进行了论证,并针对目前存在的问题提出采取以粪便、生活有机垃圾与秸秆作为生产原料;采取高新技术进行生产、贮存、供应的集体化新型建设模式;应用生产与使用相分离的管理模式.这对加快河南省新农村建设形势下的沼气发展具有借鉴和实用意义. 【期刊名称】《西安文理学院学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2016(019)002 【总页数】6页(P87-92)

【关键词】河南省;新型城镇化;新能源;农村;沼气 【作 者】朱亚林;秦领;刘俊超;董小波;牛永斌

【作者单位】西北大学地质学系,西安710069;云台山旅游发展有限公司,河南焦作4360;河南理工大学资源环境学院,河南焦作4000;河南理工大学资源环境学院,河南焦作4000;河南理工大学资源环境学院,河南焦作4000 【正文语种】中 文

【中图分类】S188+.4

我国在2005年已经缺口16 468万吨标准煤；而石油天然气一半以上需要进口.并且按照目前的经济发展速度，缺口越来越大.而生物质能源作为世界第四大能源、最大的可再生能源，必然会成为中国今后能源的重要组成部分.根据我国第五次人口普查资料，60%的人口居住在乡村[1]，他们的知识水平相对较低，不易享受到改革开放的成果.农村秸秆、牲畜粪便等资源非常丰富但研究相对较少，利用率低.这些废弃物的不恰当处理会造成大气污染、环境污染[2-4].但是沼气技术可以将农村的秸秆、牲畜粪便等资源转化为可燃烧的沼气，为农村提供一部分能源，不仅改善农村的生活环境，减少秸秆焚烧对大气的污染，而且符合可持续发展的要求、符合现阶段我国的导向.国家也曾大力推广沼气工程，但是后来出现了停滞，甚至废弃[5].有很多学者对沼气工程的技术、推广以及相关问题做过研究，但都没有很好的解决[6-9].本文做了一系列实地调查，基于河南——农业大省建设新型城镇化的形势，结合前人文献对发展可行性进行了论证，并提出了新的解决方案. 笔者团队利用寒假时间对焦作、安阳、开封、平顶山、新郑进行了实地走访与问卷调查以及到相关部门收集资料. 1.1 总体使用现状

2001—2005年，国家先后通过小型公益项目、基建项目、国债资金项目投入345 155万元，扶持农村户用沼气357.57万户[5].为了解实际情况，笔者团队进行了问卷调查.有近一半的用户没有使用，而在使用沼气的用户中更倾向于集体型供气(表1).

1.2 沼气工程与养殖情况

随着农村生产和生活方式的演变，家庭小规模饲养牲畜这种形式日渐消亡,取而代之的是大规模养殖以及不养殖.由于我国推广的为水压式沼气池，以动物粪便为发酵原料，养殖户在其他条件许可时，一般均建设了沼气池；而没有养殖的农户很少

建设户用沼气池，但存在使用集体供气现象(表2、表3). 1.3 农村秸秆处理情况

笔者团队对农村秸秆处理情况也进行了调查.受访村民表示大部分秸秆进行了还田，少部分将之运到家中，但还田效果的不佳对后期耕种有较大困难.虽然明文规定，禁止焚烧秸秆，但从田间地头的情况看，仍然存在焚烧秸秆、玉米皮的现象. 1.4 沼气使用中的安全与方便

通过调查发现，随着近年广大农民安全意识的提高，儿童玩耍坠入沼池中的现象已几乎没有；在进行大出料时，也没有出现安全事故.用户普遍反映沼气较液化气更安全.城镇的集体供气用户反映沼气做饭比液化气快，又没有电磁炉的辐射. 1.5 沼气的经济问题

一项工程往往需要较大的先期投入，沼气也是如此.笔者在调查中发现，在国家实施推广，进行资金补贴后，用户的建池积极性大幅提高.但沼气工程并没有完全开发利用，一些地方只利用了沼气，而沼渣、沼液随意堆放，甚至成了用户的负担[6-7].这样就造成了成本大大增加，没有体现出综合效益. 2.1 农户资金不足及工程节能效果不明显

农户个体的经济承受能力有限，很多农户无法一次性拿出所需资金.虽然在较长时间内沼气工程可以起到节约、环保的作用，但是很多农户还是想在较短时间内看到成效.

如果严格遵守改厕、改圈、改厨、改院“三位一体”的建池原则，我们从理论上可以算出投资沼气池的经济效益.以四口之家为例，即使沼气池全部由自己投资，两年能完全收回成本，但是有种种因素存在使得节能效果大大缩水.一是由于原料不能充足供应，需要购买原料；二是与使用沼气相比，使用传统的烧柴土灶在农村现有条件下几乎没有什么开支.

2.2 相关部门缺乏重视了解，管理不到位

上个世纪末，沼气工程归属农业局农村能源环境保护站，畜牧局及扶贫办三个部门.职责交叉直接造成了部门职能不明确.当前在农村户用沼气建设过程中存在监管不力，致使补贴资金不能全部发放到用户手中、施工队伍不严格按照标准建设. 2.3 外出务工，劳动力减少

现阶段由于经济的发展，农村的一些青壮年特别是男性进城务工，只剩下妇女老人儿童.而沼气池的日常管理如进出料都需要劳动力，这也给沼气推广造成了一些困难.另外，由于农户在家人口的减少，对沼气的需求量也少，老百姓更青睐于方便的能源，比如电以及液化气. 2.4 发酵原料单一，农户养殖减少

现在农村养殖情况发生了变化，开始出现了两极分化，即绝大部分家庭不再养殖，少数家庭发展成了养殖大户.我省现有沼气池绝大部分是以动物粪便为原料，养殖情况的变化直接造成了原料的来源不足[8-9]. 2.5 建造技术不过关，后续服务跟不上

我国农村户用沼气池在建设发展过程中，经常会出现建成不久的沼气池被改作它用甚至废弃的现象[10-11].究其原因，一是因为某些地区沼气池建设水平较低，一些建设人员甚至没有专业资质，在用户出现问题时无法及时解决，影响正常使用；二是因为一些地区为了落实，都千篇一律的进行建设，没有因地制宜[12]. 虽然沼气推广起来有众多的阻碍因素，但我们认为潜力相当大. 3.1 资源可行性

秸秆资源量与农作物产量密切相关，根据2000—2010《 河南统计年鉴》，得到主要农作物秸秆资源量，1999年河南省主要农作物秸秆总产量为5 559.2万吨，1999—2003 年，主要农作物秸秆产量上下波动，2002—2003年秸秆资源总量减少速度最快，年平均减少率超过 20%，2003 年底降至4 500.9 万吨,这一时期秸秆产量的波动，主要是由于1998年以后我国开始全面实施农业结构战略性调整

所造成的，加之市场经济尚不健全，耕地保护没有达到预期效果,随着耕地保护体系的完善和国家各项的鼓励支持，2003年之后农作物秸秆资源总量呈逐年上升趋势，且2003—2004年增长速度最快，年平均增长率高达25.31%.2008年河南省农作物秸秆资源总产量最高，达到7 051.66万吨.我省秸秆资源以小麦和玉米秸秆为主，两者资源总和占到全省的72.39%，两者为河南省优势农作物.其次是棉花和水稻秸秆，合计占全省的16.34%[13-16].从相关统计可以看出，我省的秸秆总量是相当可观的，人均可利用量也是很大的. 3.2 气候可行性

我省位于中国中东部，北纬31°23′～36°22′，东经110°21′～116°39′之间，全省年平均气温一般在12℃～16℃之间，一月-3℃～3℃，七月24℃～29℃.而沼气发酵菌种在8～60℃都能发酵产气，这就使我省建设沼气工程具有了可能性[3、17].但我们也应该看到冬季的温度偏低，对发酵过程不利.我们可以采取升温、改良菌种等一系列措施，从而达到冬季可以正常产气的目的. 3.3 可行性

十六大以来，党多次强调要解决好“三农”问题，并提出了建设社会主义新农村的总体要求，即生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主.进入新时期后，各级又提出了对新农村整体规划的战略部署，对住宅进行统一建设.党的十以及刚刚结束的“”再次提到了农村的城镇化发展.我们提出的沼气工程把农民从繁重的生活垃圾处理中解脱出来，从而因地制宜的做到了城乡一体化发展.

3.4 日常管理可行性

调查中曾发现，农村的一些沼气工程存在缺乏人员管理的现象.究其原因，目前城乡经济发展的不平衡，收入差距较大，有知识的农村青壮年大都前往城市务工造成的.随着国家新型城镇化建设开启，城乡收入差距必然减小，有知识的农村青壮年

的回流指日可待；如果我们把沼气工程开发成一个系统工程，使之具有综合效益.这样不仅解决了管理问题，而且解决了一些农民在城市无法找到合适工作的问题. 不太健全的管理、相对落后的技术水平、普遍较低的环保节能意识以及不完善的自动化技术无一不在制约着我国农业沼气工程的发展.对此我们不能急于求成，更不能止步不前，而是要积极寻求一种符合我国现有国情的方案.为此我们团队主张“管理加强，完善制度”“技术创新甚至是革新”.我们给出以下建议： (1)方案：团队提出，以人畜粪便及有机质生活垃圾与农作物秸秆相结合的原料基础，采用一地建池，集中供气，专人负责的新型模式.随着城镇化建设、住宅统一规划的发展趋势的增强，这就为农村建设管道收集生活污水打下了基础，从而清洁了生活环境(见图1).

(2)优点：动物粪便具有产气速度较快但需经常进料的特点，而农作物秸秆具有产气启动时间过长，但产气时间长的特性.粪便源源不断地流进发酵池，在开始一段时间后，由粪便产气；随之等秸秆发酵完全，由秸秆长时间产气，便使动物粪便和农作物秸秆发酵发挥最大优势[18].其次，集中供气，解决了缺少劳动力家庭的管理难问题.最后，由受过培训的专业人员操作，在很大程度上解决了生产安全的问题.

(3)产气量:对于沼气使用来说，产气量不均匀是一个比较大的问题.对此笔者提出两种方法.第一，培育新型菌种，使之适应较低的环境.第二，将收集到的全部秸秆与粪便进行提前发酵，在冬季来临之前就发酵完毕，产生的气体采用湿式贮气罐储存起来，以供冬季使用.这样冬季用气量也不受外界环境的，可以保证居民正常的生活需要.

(4)开发相关产业：农村沼气如果做到科学建池、循环一体化，不仅能改善农户的居住环境，而且能形成资源的可持续利用.比如沼气池使用的原料有效减少粪便污染环境的问题；沼液、沼渣的变废为宝，用于养殖业、种植业还可以起到增产的作

用：①沼液用于渔业，以1∶1与饲料混合，可以降低成本；②沼渣用于种植业施肥，可以增产，尤其是开发无公害蔬菜、粮食，更是可以极大开发其附加值，提高效益[4、9、11]. 5.1 建设情况概述

北关村位于河南省安阳市滑县城关镇，与县城道口镇相邻.该村于2012年6月建设了集体型沼气工程，供应村里250户村民使用.居民使用比例达到了92%以上.该工程以滑县秦瑞刚肉业(滑县一个大型熟牛肉销售个体户)养殖场为依托，采用牲畜粪便发酵，冬季采用加热以保证正常供气.工程总耗资43万，补助23万，每户收取500元初装费(含300 m3沼气)，其余资金由秦瑞刚肉业承担.建成后，秦瑞刚负责派专人管理，收费(见图2). 5.2 工程效果及不足之处

此沼气工程的社会效益以及经济效益是显而易见的.以每户三到四口人进行估算，每天可节省煤炭23 250 kg.通过实施集体沼气工程，居民省去了搬运煤球、液化气罐等能源的麻烦，而且安全.不足之处：北关村沼气工程冬季使用煤炭加温发酵池，还存在一定污染.加之养殖市场存在一定的不稳定性，可能会造成原料的缺乏. (1)河南省的沼气工程经过几十年的推广与发展，覆盖率与宣传力度仍然不够，还没有充分发挥作用，甚至存在建成的沼气池遭到废弃的情况.调查发现农户资金不足，节能效果不明显；相关部门管理、服务不到位；农民外出务工劳动力减少；发酵原料单一，养殖数量减少等原因阻碍了沼气的发展.

(2)河南省新型城镇化建设为统一修建沼气工程提供了可能.针对存在的发展障碍，提出了以下建议：多种有机原料结合，一地建池，集中供气，专人负责的新型模式；因地制宜，改变发酵池大小等传统技术的改进；坚持建池标准，健全服务体系；加强领导，加大投资力度；加大宣传，提高农民节能意识.