聚焦养殖场畜禽粪便沼气发电变身低碳新能源-郑州春明商贸有限公司
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聚焦养殖场畜禽粪便沼气发电变身低碳新能源
发布于： 10:13:22
聚焦养殖场畜禽粪便沼气发电变身低碳新能源　　众所周知，堆积如山的畜禽粪便会污染环境，而利用畜禽粪便发电，不但能解决环境污染问题，还能变废为宝，更为重要的是，还可发展下游产业，形成一条循环产业链&&人们一提到节能减排，往往首先想到的是调整优化产业结构，严格控制高耗能、高排放行业过快增长，这当然是问题的关键，不过我们也不能忽视其他方面的努力。如果能把类似畜禽粪便这样的废物利用好，也可以大大减轻节能减排的现实压力。在人们的印象里，畜禽粪便除了用作肥料，好像没有什么其他价值，可如今，畜禽粪便有了身价。近几年，从国外传入我国的利用畜禽粪便发电技术，不但能解决环境污染问题，变废为宝，尤为重要的是，还可发展下游产业，形成一条循环产业链。昔日的畜禽粪便正在变成&香产业&，据报道，我
国已有养殖基地利用畜禽粪便发电，并把生产中的残渣加工成有机肥。整个处理过程无需额外能源消耗，且污染物零排放。这是一个产业发展的大好商机，为节能减排另辟了一条新路，值得有关人士的关注。　　一、农村沼气综合利用给节能减排带来的效益突显　　我国农村现行推广的沼气利用技术，已经突破了传统的燃料范畴，正向其它领域开发创新。农村沼气利用技术，是为节能增效、农业增收和环保清等方面的洁综合技术。　　农村沼气能节能增效，可用于农民煮饭、点灯、洗澡，可选的设备是沼气灶、沼气饭煲、沼气灯和沼气热水器；可用于农民储粮、保鲜水果、孵化家禽、增温、诱杀害虫等；沼气可用于发电，将柴油发动机改装成全燃气发动机或沼气&&柴油双燃料发动机，配套小型同步电机或异步电机就可实现沼气发电。　　农村沼气能使农业增产增收，沼液沼渣是优质有机肥，可作农作物的基肥和追肥，沼液还可作根外追肥，生产无公害农产品。沼液浸种就是将农作物种子放在沼液中浸泡，能显著提高种子的发芽率，增强秧苗的抗逆能力。沼液治虫防病技术，沼液对蚜虫、红黄蜘蛛、清虫、稻叶蝉、稻飞虱等有明显的防治效果，对纹枯病、小球菌核病等也有一定的效果。沼渣种菇、沼液养鱼技术、用沼渣种菇、养花等，节约成本，效果明显；用沼液养鱼（猪、禽），能节约饲料，降低生产成本，具有明显的经济效益。　　农村沼气能使环保清洁，农村沼气建设与圈舍、厨房、厕所结合，实行改圈舍、改厨房、改厕所，实现农村家庭清洁生产生活，实现人、畜分离，厨、圈分离，圈、厕分离。生猪饲料生喂，就是将饲料不通过加热煮熟直接喂生猪，是畜牧部门推广的一项成熟技术，现已在大中型生猪养殖场和部分农户推广应用。　　由于沼气的建设使用，农民有更多的时间、精力和心情，彻底整治&柴草乱放、垃圾乱倒、污水乱泼、粪土乱堆、畜禽乱跑、衣鞋乱甩&，从而实现文明卫生的生活。　　从节能效益看，根据农户建设沼气前后的燃料和耗电量对比测算，一口8m3的沼气池年产沼气380m3，能解决3～5口人的农户一年的生活燃料，每年可节约薪柴1.5吨或节煤1吨，节电100kw/h左右，每年可节省燃料和电费1000元左右；从经济效益看，一个8m3的沼气池每年可为20亩耕地提供肥料，每亩节约农药、化肥支出100多元，施用沼肥后的农产品产量增加，品质也能提升。农田施用沼渣、沼液，可减少化肥、农药的使用量200kg以上，节支400元，即沼气户每年节能增收在1400元以上。在南方推广的&猪-沼-果&能源生态模式，户均年增收3000元；北方推广&四位一体&能源生态模式，户均年增收4000元以上。以蔬菜、茶叶等专业合作社为载体，推广&猪-沼-菜、猪-沼-茶、猪-沼-烟&等综合利用模式，实施立体经营，效益更为显著。沼渣、沼液作为优质有机肥料，提高土地有机质含量，农作物病虫害发生率明显下降，有效控制了农业源污染。同时减少了农民的生活用柴量，有效保护了林地，&青了一片山，绿了一河水，富了一方民&。从减排效益看，一口沼气池平均能省出1.5t薪柴，相当于封育了3.5亩山林，保护了森林植被的同时还可减少15kg二氧化硫和2.7t二氧化碳排放。人畜粪便是农村的主要污染源和瘟疫传染源，发展沼气，将人畜粪便实行无害化处理和资源化利用，变&废&为&宝&，使农民用上了现代清洁炊事用能，告别了烟熏火燎的生活习俗，提高了生活质量，农村生态效益不断改善。沼气的综合利用，减轻了农村环境污染，改善了农村卫生状况，带动了无公害农产品及绿色农产品的发展，保护了森林，减轻了村民的劳动强度，使农村经济效益、生态效益和社会效益相得益彰，促进了人与自然的和谐发展，农村社会效益不断增强。　　来自农业部的数据显示，截止到2010年全国农村户用沼气已达到4000万户：适宜农户普及率达到30%，各类沼气工程超过6万处，其中养殖小区等小型沼气工程2万多处、大中型沼气工程4700多处，受益人口达1.55亿人；产业规模不断壮大，全国沼气生产工达27万多名，各类沼气生产和服务企业4000多个，实现年产值260多亿元。根据农业部的规划，到2020年力争使适宜农户普及率达到70%，基本普及农村沼气。与此同时，将在集约化养殖场和养殖小区建设大中型沼气工程。在把沼气建成一个大产业的同时充分发挥沼气在缓解能源压力、减少污染和排放方面不可替代的作用，为实现国家节能减排目标做出贡献。　　二、节能减排让畜禽粪便变成宝沼气发电形成循环经济链　　我国农业源污染中，比较突出的是畜禽养殖业污染问题。据《第一次全国污染源普查公报》显示，我国畜禽养殖业的化学需氧量、总氮和总磷分别占农业源的96%、38%和56%。畜禽养殖业快速发展带来的废物和污水排放量剧增，已成为农村三大面源污染之一。就拿亚洲单体规模最大的蛋鸡养殖场&&德青源生态园来说，年产5亿枚鸡蛋，就要产生8万吨鸡粪和12万吨污水。养殖场坐落在北京松山国家自然保护区，如果这些污染物不及时处理干净的话，那山清水秀的佳境将沦为臭气熏天的垃圾场。不过，在该生态养殖场并闻不到令人作呕的鸡屎味，嗅到的却是山区里清新的空气，据说这里空气中负氧离子含量是市区的近3倍。原来通过将鸡粪发酵过程中产生的甲烷收集并发电，2009年实现了并网。这在当时是国内乃至世界上第一个利用鸡粪产生的沼气发电的项目。鸡粪发电不仅解决了令人头疼的污染问题，还变成了能赚钱的买卖。《可再生能源法》鼓励可再生能源开发利用，因而，生物质能源电价比普通能源发电售价要高。德青源每年向华北电网提供1400万kw/h电，相当于3500户居民一年的用电量，全年算下来约有800万元。同时，每年还能实现二氧化碳减排8.4万t，这些减排指标卖给发达国家，每年收入也有大约600万元。鸡粪不光能用来发电，鸡粪发酵后产生的沼液和秸秆混合产生沼气、经提纯压缩后还能变成生物燃气输送给村民使用。纯用鸡粪和纯用秸秆都不如沼液???秸秆混合产气效率高。德青源的做法给我们12345带来一个&未来农场&模式的启示：传统的农业模式是把自然资源变成农产品和农业废弃物&&粪便、二氧化碳等。而德青源在做的事，正是将农业废弃物重新转化成可被利用的能源，形成新的产业链，实现绿色农业的循环经济。这种&未来农场&模式是生态效益、社会效益与经济效益并重的农业生态发展新模式，是农业可持续发展的必然选择，也是全球农业生态建设的必然选择。　　据报道，在蓬莱民和股份的养殖基地用鸡粪发电，在实施沼气发电项目之前，该公司大量堆积的鸡粪，主要采用露天堆放的方式存储，只有到了春季或秋季作物需肥季节才能以较低的价格卖给周边农户，以直接还田利用的方式消纳。这里也是目前国内大多数养鸡企业，处理粪便的主要方式。以前公司规模小，所产鸡粪卖给农户就能够基本消纳，但伴随着企业规模的扩张，每天上百吨鸡粪和污水的排放量，着实成为公司头疼的问题。这不仅增加了养殖场的存储成本和粪便处理成本，鸡粪中含有大量的有机质以及恶臭气味，还会对周围的水质、空气、土壤带来恶劣影响，且鸡粪中携带大量的细菌、病毒、有害气体，长期堆积也危害养殖环境和周围居民的健康。后来，通过研究国外的沼气工程技术，发现养殖场日常产生的鸡粪和污水，也可以用来发电。该公司利用笼养模式便于鲜鸡粪的搜集，有助于后期发酵，通过厌氧发酵技术产生沼气。这不仅及时处理了养殖场的粪污，还生产出了清洁能源，同时发电厂排放的沼液和沼渣，还可以转化成养分更多的有机肥料。建设鸡粪污处理太型沼气工程及资源化利用，日发电量6万余度的沼气发电项目实现并网发电，每天可以消耗300t鸡粪及500t废水，发出的电力以每度0.6474元的价格被输入当地电网，而发电机组产生的热量，还可以用于厌氧罐自身的增温和保温，并供给鸡舍取暖。随后，这一项目通过交易认证减排量，获得了世界银行的碳交易资金支持，成为国内农业领域内首个CDM减排项目。　　延伸循环产业链更好的利用鸡粪及其养殖、加工等废弃物资源。比如沼气工程中的附属产品沼液如果处理不好，也可能产生另一种污染，而由于鸡的肠道短，所食饲料中75%左右的营养物质未被吸收而直接排出体外，因此鸡粪经过厌氧发酵后中还含有多种对植物生长有益的物质，通过研发的提纯浓缩技术，沼液成功变成了&植物生长促进液&，这种高端有机叶面肥料可以用于各类的蔬菜、果树、花卉等经济作物，增加了产量、提高了品质。由于是利用鸡粪为原料，成本很低，预计植物生长促进液形成规模销售后，毛利率可以达到70%～80%，净利润率在40%～50%。这比养鸡一般20%～30%的毛利率要高得多。从原料种植-饲料生产-种鸡养殖-鸡苗孵化-商品鸡养殖-食品加工-沼气发电-有机肥生产的循环产业链模式，从养鸡向生物能源企业转型。新业务利润超越原养鸡主业，转身成为以生物工程、能源为导向的新型农业科技一体化企业。目前政策中明确的农林生物质是指农业、林业的废弃物（比如秸秆），而民和等家禽养殖企业属于大农业范畴，也能享受电价政策，会有更多的畜牧企业介入利用畜禽粪便发电的清洁能源产业。　　从不起眼的畜禽粪便也可形成大产业。据了解，牛粪沼气发电也是近些年从美国、日本兴起后引入国内的环保技术。随着节能减排形势日益紧迫，牛粪排污费给养殖户造成直接经济损失。一些较大的养牛场由于牛的粪便无法处理，只好花钱排污，每吨牛粪排污费大约需100元。据报道，像辽中县养牛基地，每头牛每天排污费约需1元，按牛存栏数10万头计算，每天排污费约10万元左右。辉山乳业是国内最大的乳业公司之一。拥有25万头奶牛的庞大畜群，大规模奶牛养殖，给辉山乳业每年提供456万吨的牛粪尿。　　在没建沼气发电厂之前，牛粪一般是堆到储肥池里，存放一年后才可以还田，既容易污染环境又浪费资源。随着节能减排形势日益紧迫，牛粪排污费给养殖户造成直接经济损失。随着10万m3储肥池以及厌氧发生器基础工程的建成，去年9月辉山乳业的牛粪发电项目实现点火发电。该技术并不复杂：在封闭的容器内，利用厌氧微生物分解粪便，并捕获产生的甲烷，然后点火发电。这一新发电系统可处理6万头奶牛产生的牛粪，发电量可达到5.6兆瓦。为这一项目提供甲烷动力发电机的美国某跨国公司测算，它将产生足够电力，满足3500个美国规模家庭的用电需求，这意味着可以满足更多中国家庭，因为中国家庭用电量要少得多。此外，采用沼气发电后，牛粪可以用来发酵生产沼气，沼气用来发电，发酵后的废料可用来制作有机肥，发酵过程的热能场区可以再利用，电能和有机肥还可以供给市场。这一网状循环，一下子将牛粪变&宝&，一举多得。未来几年，辉山乳业将依托70座自营牧场、25万头自养奶牛，兴建17座牛粪沼气发电厂，成为全球最大的牛粪沼气发电生产基地。项目全部建成能带来的收益按奶牛场常年存栏量25万头计算，年产粪尿可达456万t，可产生沼气3亿m3，实现发电总量6亿kw/h/年，总装机容量为100mw，相当于一个大型火力发电厂，每年可节约煤炭40万t。更为关键的是，沼气发电不仅清洁，而且安全稳定。另外，牛粪发酵后剩余的肥料还可生产有机肥500多万t，相当于一个超大型化肥厂的产能，每年可改良耕地500万亩，可使沈阳康平和法库两个县所有耕地全部实现有机农业。　　事实上，不仅大的养牛场可以搞牛粪发电项目，小的养牛场也能干。养殖场的冲洗废水和牛粪经储肥池、预混池稀释后加工成浆，进入发酵罐，产生的沼气再经气水分离器、脱硫器等装置进入发电机发电。引进沼气发电技术后，不仅能实现牧场的电力自给，还可在牧场内发展低碳农业。　　牛粪的作用远不止用来发电，牧场每天产生牛粪除了可发电外，发酵后的沼渣可制成生物固体有机复合肥，沼液可制成液态肥，作为牧场有机蔬菜基地的肥料，同时，沼渣还可做成鱼饵料。越来越多的人认识到，围绕牛粪处理可以形成一个大产业。蚯蚓养殖厂利用牛粪饲养蚯蚓，利用经过发酵处理后的牛粪养殖蚯蚓，形成以&蚯蚓产业链&为核心的生态农业新模式。据悉，蚯蚓可以做家禽饲料，还能做保健品和药材；蚯蚓粪可制成活性复合肥，返回田问作为种植蔬菜、果树、花卉和粮食等农作物和经济作物的肥料。蚯蚓产业直接带动群众脱贫致富。牛粪晒干后与粉碎的农作物秸秆掺在一起，经过发酵可成为食用菌的培养基，食用菌收获后培养基又能作为有机肥返田。包头市利用牛粪养菇已形成规模，养菇业发展搭上了&牛粪快车&。该市现有9个旗县建立了10个牛粪养菇示范点建有181个养菇大棚，有近百个农户参与养菇。　　伴随着石油价格的不断攀升，世界各国的科学家都在试图寻找替代石油的能源。美国西华盛顿大学最近研发用牛粪代替汽油技术，既经济又环保。他们从牛粪中提炼出有机甲烷，作为汽车的动力能源，其生产费用只有汽油的一半而已。相关人士表示，有机甲烷的生产过程，比生产石油的费用便宜了将近一半，而且更加环保。利用牛粪提炼出的有机甲烷，可以加到任何一辆以天然气为能源的车辆中。每头牛每天所产生的粪便，可供一辆普通动力车跑24公里。　　早已成功并网发电的&蒙牛牛粪发电厂&。目前每年已可以稳定输出1000万度电，折合收益约500万元。效益虽然可观，但现在来看，直接卖气的话收益会更高。因为与欧美相反，中国的气贵电便宜。将牛粪转化成沼气再进行发电，全部投资需要3500多万元，而如果将沼气并入天然气网直接出售，整体投资只需要1000多万元。按照1立方米沼气生产1.5度电计算，直接出售沼气收益能翻一倍多，1000万元的投资，一年多就可以收回，这还不算下游的有机肥料和有机农业园产生的效益，卖气远比发电要划算得多。整个呼和浩特市有80万头奶牛，要是规划得好，据说牛粪产生的沼气满足整个呼市的需求没有问题。　　国内外的实践显示，昔日的臭牛粪正在变成&香产业&。各地应抓住这个产业发展的难得商机。目前，牛粪的开发利用在我国已现端倪，并显现出良好的发展前景，但规模较小，只是示范性的，尚未形成产业。有专家建议，我国各地相关部门要重视牛粪的开发利用，有组织、有目标、有计划地把这件事抓紧、落实好，为牛粪的开发利用并逐步实现产业化。为节能减排开辟新路打下坚实的基础。　　三、畜禽粪便有效利用是可供开发的宝贵资源农村沼气实现跨越式发展　　常言道：废物只是放错地方的资源。因此，日常被我们称为废弃物的畜禽粪便，就不应该称其为废弃物了。只不过习惯称法而已。现在，人们已经认识到，畜禽养殖场的粪便废弃物是一个巨大的环境污染源，同时也是一个巨大的生物质资源库。处理不好，对生态环境会造成很大影响，用好了，确实好处很多，是一种很好的有机肥。因此，对畜禽粪便进行无害化处理，资源化利用，防止和消除养殖场畜禽粪便的污染，对保护生态环境，全面建设小康社会，实现农业可持续发展和提高农产品质量增强市场竞争力具有十分重要的意义。畜禽粪便是一种宝贵的能源和肥料资源。通过加工处理可制成优质有机复合肥料和清洁能源。开发利用畜禽粪便不仅能变废为宝，解决农田有机肥用量及畜禽饲养场（户）用能问题，而且可减少环境污染，防止疫病蔓延，具有较高的社会效益和一定的经济效益，是保证农业可持续发展的重要资源。畜禽　　当下，国内近百亿只鸡产生的粪便，每天多达100万t，相当于12天就可以把一个西湖填满。如何处理这些粪便，曾经是令很多畜禽养殖企业头疼的事情。不过现在已经有了更好的处理鸡粪的办法，开始利用从养殖一加工一沼气发电一有机肥生产的循环产业链模式产生效益。畜禽粪便虽然是不小的污染源，但若对其加以有效利用，却又是可供开发的宝贵资源。废弃物利用主要有肥料化和能源化利用二个方面：肥料化的主要方向有畜禽粪便开发生态型肥料、复混肥；能源化利用有沼气。采用以厌氧发酵为核心的能源环保工程，是畜禽粪便能源化利用的主要途径。目前对于一些中小规模的畜禽养殖场的污水治理，大多采用建造不同规模的沼气池，对这种高浓度的有机废水，采用厌氧消化法具有低成本、低能耗、占地少、负荷高等优点，是一种有效处理粪便和资源回收利用的技术。它不但提供清洁能源（沼气），解决养殖燃料，还能消除臭气、杀死致病菌和致病虫卵，解决了规模畜牧养殖场的畜禽粪便污染问题。另外，发酵液可以用作农作物生长所需的营养添加剂。这种工艺已经基本成熟，在中小规模养殖户得到全面推广应用。　　近些年是我国农村沼气投入最大、发展最快、受益农户最多的时期，农村沼气实现跨越式发展，进入建管并重、多元发展的新阶段，成为新时期最重要的民生工程之一和新农村建设的一大亮点，被中央领导誉为中国应对气候变化最有效、最普遍的两大行动之一，在改善农村生产生活条件，促进农业发展方式转变，推进农业农村节能减排以及保护生态环境等方面发挥了重要作用。　　&十一五&以来，中央累计投入农村沼气建设资金达212亿元。在中央投资的带动下，农村沼气建设数量不断扩大、投资结构不断优化、服务体系逐步健全、沼气功能进一步拓展、沼气产业迅速发展，形成了农村户用沼气、养殖场大中型沼气工程、养殖小区和联户沼气工程、秸秆集中供气沼气工程等多种模式的建设格局；以沼气装备、沼气施工、沼气科技、沼气服务为主要内容的农村沼气产业化体系初步形成；秸秆沼气技术、沼气工程控制自动化、沼气发电、沼气工程清洁发展机制（CDM）项目等均取得重大突破。　　农村沼气上承养殖业，下启种植业，一头连着生产，一头连着生活，综合效益十分显著。既为农民提供优质生活用能，优化农村能源消费结构，又减少了温室气体排放，促进了低碳经济发展。农村沼气年产量达164亿m。（约为全国天然气年消费量的13%），相当于替代1840万t左右标准煤，可减排二氧化碳5000多万t，有利于促进全国控制温室气体排放行动目标的实现。农村沼气年均生产有机沼肥近4亿t，通过推广以沼气为纽带的&猪-沼-果（菜、粮、茶）&、&四位一体&和&五配套&等能源生态循环模式，可减少20%以上农药、化肥施用量，改良土壤8000万亩，提高农产品品质，推动生态养殖业和高效种植业发展。据不完全统计，每年仅沼气施工和服务网点就能使30多万名农民实现就地转移就业。农村沼气在发展&高产、优质、高效、生态、安全&的现代农业以及消除疾病传染源、降低疫病发生率等方面作用日益突显。　　十二五期间，中央将进一步加大农村沼气投资力度，在现有基础上进一步提高户用沼气补贴标准。进一步优化投资结构，加大向农户集中供气大中型沼气工程支持力度，发展&产业沼气&，不断提高沼气发展的综合效益。当前我国农村沼气发展正从解决农村能源和环境卫生的需求向在改变农业农村发展方式中发挥基础性作用转变，从户用沼气建设为主向户用沼气与大中型沼气工程建设并重转变，从分散建设管理向产业化和社会化服务转变，迫切需要在政策、技术、服务、规范以及统筹协调上确定新的原则和措施，以利于农村沼气进一步快速健康发展。十二五期问，农业部将按照国家发展绿色经济、建设资源节约型社会和社会主义新农村的总体要求，围绕&巩固成果、优化结构，建管并重、强化服务，综合利用、提高水平&的思路，把农村沼气作为发展现代农业、推进新农村建设，促进节能减排，改善农村环境、提高农民生活水平的一项全局性、战略性、长远性的系统工程，进一步加大建设力度，促进农村沼气发展上规模、上水平，让更多农民受益。同时，进一步加强沼气人才队伍建设，加强后续服务管理，建管用并举，确保沼气综合利用效益的全面发挥；积极加强与有关部门的合作，研究建立对沼气科技投入的长效机制，围绕沼气发展的技术瓶颈，开展新产品、新技术、新材料的研发，加快技术转化，全面推进沼气产业化；进一步加强沼气国际合作交流，借鉴德国等沼气发达国家经验，开展沼气工程终端补贴和先建后补改革试点，调动养殖场业主和社会资本投入沼气工程的积极性，推动农村能源走上良性发展轨道。　　四、沼气发电在规模养殖场污水处理中的应用前景广阔　　畜牧业是现代农业产业体系的重要组成部分，肉、禽、蛋等畜产品是重要的副食品，特别是猪肉，乃是中华民族传沿几千年的主要荤副食品，有着&一枝动百叶摇&的作用。畜禽养殖本身不是污染产业，其排放的粪尿只要合理处置。可以被环境吸纳利用，畜粪肥田，减少化肥使用，发展有机农业，能促进农业可持续发展。&六畜兴旺&是百姓安居乐业的传统象征。畜禽粪便是粮食、农作物、秸秆和牧草等形态生物质的转化形式，主要包括畜禽排出的粪便、尿及其与杂草和冲洗废污水的混合物。近年来，随着我国城市&菜篮子工程&的实施，养殖业迅速发展，经营方式由分散型向集约化转变，产生的废水更加集中，带来的环境问题也日趋严重，是形成农业面源污染的重要污染源之一。随着国家政策的大力扶植和养殖业技术水平的不断提高，我国畜禽饲养量不断增加，畜禽粪便排放量也必然增加，由此造成的环境污染将会更加严重。根据我国目前生猪、家禽和牛的存栏量计算，全年畜禽养殖业粪便排放总量已达到20亿t，再加上规模化生产的冲洗水，实际排出的污水总量远远超过200亿。畜禽粪便流失进入水体率高达5%。30%；COD排放总量、粪便中的氮、磷流失量已经超过化肥。我国畜禽粪便的总体土地负荷警戒值已经达到0.49，已表现出一定的环境胁迫水平（小于0.4为宜）。如何在合理发展养殖规模、调整养殖结构与布局的同时，控制和削减畜禽养殖粪污的排放，从而实现可持续发展，是我国各级主管部门关注的焦点。　　沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体，由于这种气体经常产生于沼泽地和池沼中，因此称为沼气。沼气是多种气体的混合物，其中甲烷（CH4）含量通常在55%-70%之间，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化物，是一种良好的气体燃料，其特性与天然气相似，可完全代替汽油或柴油进行发电。随着大型沼气工程的大量建设和沼气综合利用的不断发展，沼气发电技术逐渐被广泛利用，这种技术是将厌氧发酵处理产生的沼气用于装有综合发电装置的发动机上，以产生电能和热能。沼气发电技术是实现畜禽粪便、农作物秸秆、有机生活垃圾以及生活污水等各类生物质资源能源化利用的有效途径之一，具有高效、节能、安全和环保等综合效益。沼气建设带来显著的综合效益，为用户提供清洁能源，保护生态环境，改善农村脏乱差的环境卫生状况和农民生活条件，并改善农产品质量，增加农民收入。　　国内外对规模养殖场废弃物的循环利用进行了研究与探索，如日本家畜粪便处理初步进行固液分离后，固体部分采用堆肥、燃烧等方法处理，污水作为农用肥料及能源加以利用。美国规模化家畜场对粪便进行加工，转化成能量和灰分，灰分作为猪的饲料添加剂，尿液经过可逆化学吸收系统处理，把氨提取出来和半干的粪便传送到中央处理厂，加工成商品级肥料，避免了粪便对环境的污染。　　在英国，利用人和动物的各种有机废物，通过微生物厌氧消化所产生的甲烷，可以替代整个英国25%的煤气消耗量。21世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟的特点，特别是在中国的广大农村，这些特点就更为显著了。首先，沼气能源在中国农村分布广泛，潜力很大，凡是有生物的地方都有可能获得制取沼气的原料，所以沼气是一种取之不尽，用之不竭的再生能源。其次，可以就地取材，节省开支。沼气电站建在农村，发酵原料一般不必外求。兴办一个小型设备和技术都比较简单，管理和维修也很方便，大多数农村都能办到。中国沼气资源丰富，市场需求巨大，预计到2015年中国主要农作物秸秆产量将达到9亿t左右，其中约一半可作为农业生物质能的原料；中国规模化养殖场畜禽粪便资源的实物量将达到32.5亿t，约可产出沼气1950亿m3，相当于替代标准煤3.1亿t。另外，中国城市垃圾和生活污水也潜藏着丰富的沼气资源。2020年，中国沼气开发量将达到270亿m3。年增长率为9.1%，大大超过化石燃料（煤、油气）的增长速度，相当于2122万t标准煤量，也就是约3000万t原煤的数量。总之，中国沼气的开发和利用大有可为。　　目前我国主要采用厌氧技术治理畜禽养殖污水，即兴建大中型沼气工程。由于各地猪场周边环境和自然条件等方面的差异，沼气工程建设模式主要有两种，一是能源环保型；二是能源生态型。这些模式提高了养殖业的经济效益，养猪废弃物的循环利用，减少了养猪污水对外排放，改善了环境。但能源生态型沼气工程模式存在占地面积大，污水停留时间长，大量沼液难以处理的问题；能源环保型沼气工程模式为实现达标排放，需要较高的工程费用和运行成本，有效运行难以维继而陷入困境，甚至被闲置。能源投入已成为制约沼气工程正常运行的瓶颈。当前大中型沼气工程的重点仍是产气，对污水的处理处于自由排放的状态，没有彻底解决畜禽养殖的污染问题。　　沼气发电效益盘活沼气工程规模养殖场多数远离村庄，敷设输气管网的建设费用和维护成本较高，沼气一般无法实施集中供气作为城镇居民的生活燃料。若沼气作为锅炉燃料替代原煤直接燃烧，其经济价值很低。另外，规模养殖场又多是用电大户。1000m。厌氧发酵装置，按每天产沼气0.20～0.25m3计算，则每天可发电320～400kW&h（1m3沼气可发电1.5kW&h），因此，沼气发电既提高了沼气自身的经济价值，又为企业缓解了电力紧缺的矛盾。从国内目前的实际情况看，许多沼气工程陷入困境，甚至被闲置，造成国家投资的巨大损失，其根本原因是缺乏经济效益。沼气发电为沼气工程注入了新的活力，带来了更多的经济效益。沼气发电机组的推广使用可以促进农村沼气事业的发展，从而促进农村畜牧业与种植业的链接，促进能量高效转化和物质的高效循环，形成&种植业（饲料）-养殖业（粪便）-沼气（燃气、发电）-种植业（优质农产品、饲料）-养殖业&循环发展的农业循环经济模式。　　近年来，中国沼气事业获得了迅速的发展。沼气池总数已达到1000多万个。在四川、浙江、江苏、广东、上海等省市农村，有些地方除用沼气煮饭、点灯外，还办起了小型沼气发电站，利用沼气能源作动力进行脱粒、加工食料、饲料和制茶等，闯出了用&土&办法解决农村电力问题的新路子。　　沼气发电带动好氧曝气处理，实现废物的达标排放利用沼气发电将彻底打破规模畜禽养殖场粪污达标治理的电力供应瓶颈。在规模畜禽养殖场粪污达标治理全过程中，厌氧发酵装置是必不可少的关键设施，厌氧发酵则必然伴随着大量沼气的产生。一个年出栏万头的养猪场，日处理养殖污水近100t，可产沼气约360m3，用这些沼气替代发电机组的动力燃油，可发电576kW&h。而采用全过程达标处理工艺，包括固液分离、厌氧布料、搅拌、好氧曝气等动力耗能，日总用电量约为360kW&h。　　当前规模化养殖场大中型沼气工程的发展还存在以下问题如下：一是沼气池的运行维护的投人大于现行的经济收益，使得沼气池有效运行难以维继；二是沼气主要用于做饭、点灯等，在大部分时间，沼气都会有剩余，剩余的沼气将会排入大气，这样反而增加了温室气体的排放，造成二次污染。　　沼气作为一种新兴能源正被各个国家重视，但由于我国起步较晚，致使沼气发电技术相对落后，使沼气发电市场不规范，没有相应的较为完善的行业标准，也不利于其商业化开发和利用由以上分析可以看出，采用厌氧发酵技术生产沼气能源是处理大型养殖场畜禽粪便的国际主流方法，但由于我国发展沼气发电起步时间较晚，技术相对落后，导致我国沼气发电技术相对落后随着国家的重视，加之国内许多科研学者加大对这一行业的研究，在原料供给、设备技术研发、沼气产量等发面都会得到提升，这将会使沼气发电行业有大的发展。可想而知，在若干年后，我国也会出现国际沼气发电行业先进国家的情景。可以预见，沼气发电产业的形势越来越好，发展空间越来越大。　　五、结束语　　沼气是可再生的清洁能源，既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源，也可替代煤炭等商品能源，而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等。中国农业资源和环境的承载力十分有限，发展农业和农村经济，不能以消耗农业资源、牺牲农业环境为代价。沼气发电一是利用多余的沼气发电供电，减少沼气排放，解决环境污染问题；二是废物利用、变废为宝，利用沼气发电减少电费开支、净化环境。从节能减排、能源消耗、环境保护等方面计算，通过沼气发电工程可以减少CH4的排放，减少排放，对缓和温室效应十分有利。从实际出发，借鉴国外经验，以保护和改善农村生态环境为目的，以粪便资源化和综合利用为立足点，以环境容量为基准，以减量化、资源化、无害化及实用、廉价为原则。合理规划、防治结合，强化管理，努力探索具有中国特色的规模化畜禽养殖污染防治道路。农村沼气把能源建设、生态建设、环境建设、农民增收链接起来，促进了生产发展和生活文明。发展农村沼气，优化广大农村地区能源消费结构，是中国能源战略的重要组成部分，对增加优质能源供应、缓解国家能源压力具有重大的现实意义。
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