湖南某地区农村户用沼气使用状况调查分析_工程实践

摘要

摘要：实地调查了湖南某地区农村147户沼气的使用情况，分析了农村沼气运行维护、原料供应、废液(渣)处理等方面存在的问题，分析了农村城镇化建设、能源消费结构变化等因素对农村

摘要：实地调查了湖南某地区农村147户沼气的使用情况，分析了农村沼气运行维护、原料供应、废液(渣)处理等方面存在的问题，分析了农村城镇化建设、能源消费结构变化等因素对农村沼气发展的影响，对因地制宜发展农村沼气提出了建议。

关键词：农村沼气；城镇化；能源消费结构；新农村建设

Investigation on Application of Rural Domestic Biogas in an Area of Hunan Province

LUO Qinghai，PENG Wenwu

Abstract：The application of biogas is investigated in 147 households in an area of Hunan Province.Some problems are analyzed，such as operation maintenance of rural biogas，raw material supply，waste liquor and residue treatment and so on.The influence of rural urbanization construction.variation in energy consumption structure and other factors on rural biogas development is also analyzed.Some suggestions oil developing rural biogas according to the local conditions are made.

Key words：rural biogas；urhanization；energy consumption structure；new countryside construction

无论是发达国家还是发展中国家，为了适应可持续发展的需要，对发展沼气工程都十分重视^[1～2]。近年来，我国农村沼气建设发展迅速。农村沼气建设把可再生能源技术和高效生态农业技术结合起来，对于解决农民生活用能，缓解能源和环境压力，改善农村的生产生活条件，优化农村产业结构，增加农民收入，充分发挥农村环境的生态屏障功能，具有非常积极的意义。相关研究课题主要涉及技术开发^[3～4]、仪器检测^[5～7]、安全运行^[8～9]、环境效益^[10]等方面，国内经济性分析、运行管理研究相对不足^[11～12]，国外相关研究则比较深入^[13～14]。湖南某地区在农村沼气发展方面取得了很多成就，但也存在着不少发展中的问题，本文通过实地调查分析，提出解决问题的建议，对于促进农村沼气事业的可持续发展具有现实意义。

1 湖南某地区农村沼气发展现状

2004年，湖南某地区纳入国家农业部农村沼气国债项目建设示范县(区)。国家农业部投入沼气生态农业项目建设资金195.4×10⁴元，结合用户自筹资金，在10个乡镇所辖的25个行政村新建沼气池2440个，这批建成的沼气池主要是农村户用沼气池。本文所调查的用户主要集中在其中2个镇，调查户数为147户。调查发现，目前正常使用的沼气户数占调查对象的10%左右，停用用户大约在8%左右。其他沼气用户在使用过程中或多或少存在着问题。相当一部分用户只是把沼气设施当辅助灶具来使用。选取本次问卷调查的10个典型用户，其基本情况见表1。调查发现，沼气生产原料来源十分单一，所有用户的原料基本来源于禽畜粪便。在统计的这10户中，只有1户全部家庭成员是常住人口，大部分家庭的主劳力都外出务工。其中1户没有畜禽养殖业，其沼气设施已经停用。

表1 典型沼气用户基本情况

农户编号	家庭人口/人	常住人口/人	水田面积/hm²	旱田面积/hm²	畜禽养殖情况	沼气原料主要来源	目前使用沼气情况
1	4	3	0.333	0.067	猪2头，鸡5只	畜禽粪便	出现问题，还没得到维护
2	5	3	0.400	0.100	猪1头，鸡5只	畜禽粪便	出现问题，当辅助灶具使用
3	4	4	0.280	0.100	猪10头，鸡20只	畜禽粪便	正常使用
4	4	2	0.267	0.077	鸡10只	畜禽粪便	出现问题，很少使用
5	4	3	0.300	0.082	猪3头，鸡6只	畜禽粪便	出现问题，继续使用
6	4	2	0.275	0.059	无	畜禽粪便	停止使用
7	4	3	0.291	0.O71	猪4头，鸡7只	畜禽粪便	基本能使用
8	4	2	0.259	0.044	猪1头，鸡10只	畜禽粪便	沼气问题严重，很少使用
9	4	3	0.341	0.103	猪6头，鸡10只	畜禽粪便	出现问题，产气不足
10	4	3	0.249	0.081	猪3头，鸡8只	畜禽粪便	基本上能使用

2 农村沼气发展存在的主要问题

① 技术维护、支持体系欠缺

农村沼气工程建设普遍存在重建设、轻管理的问题，技术服务及监管体系的欠缺甚至引起农户对建设沼气工程的抵触情绪。一些地方政府和主管机构争取项目、发动宣传都比较积极，农村沼气工程重视建造，但建成后的运行管理和技术服务体系相当欠缺。

所调查的147户中，约87%的沼气用户存在管道老化、灶具老化、缺乏维护等问题，废池、病池比例高。农民大部分文化程度不高，仅仅知道简单使用沼气，对系统的管理、维护往往了解甚少。绝大多数用户能用则凑合着用，不能用只能弃之不用。另外，对系统运行和使用中的安全隐患缺乏认识，或者不够重视。在所调查的区域，很多乡镇一级都没有沼气工程技术服务机构，也没有专业技术服务人员，一些服务站的技术服务水平和态度很难让用户满意，技术服务和配件供应中的欺诈行为并不鲜见，缺乏相应的技术服务监管体系。

② 配件供应、维修成本昂贵

配件供应、维修不便成了制约很多农户沼气设施正常使用的一个重要因素。调查发现，沼气运行中有些问题没有专业技术要求，但要得到相应的零配件却不容易，多数乡镇的用户只能去县城的服务站购买配件。一些小配件本身并不昂贵，但来往车费、误工算起来，对一个普通农户而言很不划算。沼气配件的来源存在某种垄断，其价格也可能令人难以接受。比如，一个净化器的价格在90元左右，一个双眼灶的价格在200元左右，一个沼气灶开关的价格在20元左右。这些配件容易损坏，用户在配件上的花费可能是一笔不小的数目，再算上车费、误工，很多普通用户难以接受。大多数沼气用户在勉强凑合能用的情况下就不愿意换配件，造成沼气的大量浪费，或者产气量低，或者存在安全隐患等。例如，净化器是保证沼气安全使用的一个重要部件，所调查的大多数农户不愿意专门更换，造成沼气工程安全性不够。

③ 沼气产气量与需求量不平衡

沼气产气量与需求量不平衡是影响农户建沼气设施积极性的另一个重要原因。沼气池发酵有一定的温度范围要求，可分为3个温度范围：46～65℃称高温发酵，20～45℃称中温发酵，以35℃为最佳，20℃以下称低温发酵。随自然温度变化的发酵方式称为常温发酵，高于65℃或低于10℃都将严重抑制微生物的活性，影响产气。农村沼气以常温发酵为主。所调查的湖南某地区属于典型夏热冬冷的气候类型，夏季平均气温为29.1℃，非常适合沼气的生产。而在冬季平均气温只有4.3℃，抑制了沼气池微生物的活性。所调查的农户中过半数存在夏天沼气过剩而冬天沼气过少的问题，冬天近3个月时间不得不采取柴火或煤球与沼气相结合的方法，很多农户感觉使用沼气反而增加了麻烦。沼气产气量与需求量不平衡，冬季不能满足农户一日三餐用气的需要，可靠性不强是农户难以接受的。

④ 沼气原料不足、来源单一

实践证明，各种畜禽粪便、作物秸秆、杂草、农产品加工废物等都可作为沼气发酵的重要原料。所调查的湖南某地区的沼气工程建设基本上属于“养殖(主要是猪或牛)一沼气一种植(主要是稻、麦、菜等)”这种发展模式，对养殖业的依赖性太强。目前沼气的原料主要来源为猪粪。根据调查数据统计，沼气使用的原料用量比例如下：猪牛粪便为90.3%，作物秸秆为5.7%，家禽粪便为1.5%，其他为2.5%。受农村的劳动力转移、产业结构调整、市场风险和效益等因素的影响，农村养殖业向规模化、专业化发展。在所调查的区域，养殖规模年产值低于5000元的农户占70%，近10%的调查对象没有养殖业，不能为沼气的正常使用提供充足原料，造成沼气池“吃不饱”，甚至停用，有的沼气用户到规模大的养殖户或农场购买原料，造成沼气运行成本加大，影响沼气工程的综合效益。

⑤ 沼液、沼渣处理不便

沼液、沼渣的处理是沼气使用中不得不面对的问题。一个沼气池按正常的产气状态，一般3～4天就得出料一次，一般一个月左右还得进行一次大出料，普通的户用沼气池一次出料所产生的沼液、沼渣合计可以达到100kg左右。在所调查的区域，农民对沼液、沼渣的处理方法主要是用于田间施肥，占93%左右，其他利用方式占2.8%，而自然排放占4.2%。田间肥料的需求量又有一定的季节性，因此很容易造成沼肥出产和使用不平衡，形成季节性沼肥过剩。80%的沼气用户觉得沼液、沼渣处理是个棘手的问题。

⑥ 留守劳动力不足

在所调查的区域，以当地的经济发展水平，传统务农收入难以维持家庭的正常开销。为数不多的专业户(蔬菜、养殖专业户等)，或者小手工作坊(豆腐房、木匠、铁匠等)，或者个体营销户(小诊所、小商店等)家庭收入相对较高，但宽裕的程度并不大。85%以上的青壮年农民不得不外出打工谋生，农村的劳动力主体转移，留守劳动力不足也成了沼气使用中的一个重要问题。沼气池的运行管理需要较重体力劳动，比如进料、出料、其他管理等，这些工作对于留守农村的老弱妇孺来说确实困难。调查对象中，85%的家庭有外出打工的人员，相当一部分沼气用户因为力不从心而停止使用。

3 城镇化对农村沼气的影响

① 城镇化影响农村能源消费结构

所调查的湖南某地区是个农业大区，但随着近几年城镇化的推进，其能源消耗结构也发生了显著变化。2000年以前该地区农村能耗中柴草比例约为75%；2004年煤球在能耗中的比例超过80%。近几年由于农村电网改造、城镇化进程加快、家电下乡补贴等政策的影响，电力消耗的比例显著提高。在小镇居住的家庭没有养殖业，75%以上的家庭能耗以液化石油气、电力为主，约25%的家庭以煤球为主。所调查区域的小镇住户中，2008年底使用、购置耐用家用电器的家庭比例如下：电饭煲为80%，洗衣机为36%，冰箱为15%，空调为2%。针对调查的数据，小镇居民各种能耗构成大致如下：煤炭为17.8%，液化石油气为43.5%，电力为33.6%，其他为5.1%。

近年来，调查区域的乡村居民能耗以煤炭为主，目前农村沼气的效益水平以及使用过程中的不便，导致农户缺乏建沼气池的积极性。目前农村的电价大约在0.6元/(kW·h)左右，对一个家庭来说，一餐饭的电力花费大概在1元左右。如果沼气设施能够正常运行，沼气用户每年大概能够节省电费1000元左右。如果计算建池造价、维护维修等成本，所调查区域的沼气用户能节省的费用低于300元(户·年)。相对来说，居民更愿意使用电力、液化石油气或者煤球，因为这样更清洁，更方便，也省事省力。

② 城镇化导致户用沼气池建设环境变化

城镇化的推进使越来越多的农户住进了小镇多层楼房，居民单独占有的空地变得稀缺。一个户用沼气池占地面积大约为8m²，城镇化使一家一户拥有沼气池变得很不现实。

城镇化以前，人口相对分散，大部分生活垃圾能够随着时间被环境自然消化，或者被集中收集、腐化后作为果蔬生产用肥料。集中居住以后垃圾密度大幅提高，城镇区域也不具备垃圾自然消化能力，公共卫生管理不到位，很多地方垃圾成堆。新建小镇往往缺乏有效的垃圾处理体系，多数小镇没有专业的垃圾处理站，只是集中堆放。当地夏季、过渡季节多晴少雨，气温较高，气味难闻，晴天风起尘扬，雨天污水横流，严重影响周边居民生活。小城镇垃圾往往以建筑垃圾、生活垃圾、农产品加工废弃物为主要成分，处理这些垃圾也为沼气的发展带来了新的机遇，小城镇的集中垃圾可以为沼气提供大量的原料^[10]。

4 发展农村沼气工程的建议

① 创建健全的管理、服务体系

目前农村沼气的推广、建设主要是项目带动模式，工作都是围绕沼气设施建设而展开，一旦设施建成，项目即告结束，后续的管理和技术服务缺乏有效跟进，甚至不会提上议事日程。很多农村沼气设施成了面子工程、摆设工程，无法保障农村沼气事业的可持续发展。所调查90%的用户能接受适当付费的技术支持服务，因此基层服务机构完全具备必要的生存发展空间。建立基层服务站不仅能解决用户的技术维修问题，同时也能解决沼气配件的来源不畅与价格偏高的问题。在实施沼气建设项目之后，必须创建健全的管理、服务体系，从根本上改变原有的重建设轻管理的状况，做好全程服务，确保建设项目持续发挥效益。

② 创新原料供应与沼液、沼渣回收模式

原料来源和沼液、沼渣的处理是目前农村沼气使用中的一个重要问题。可以考虑建立原料供应与沼液、沼渣的回收模式。通过国家资助，私人购买抽肥设备和运输车辆从养殖专业户收集禽畜粪便或者种植户的农林加工废弃物，然后提供给沼气户，并及时收走沼液、沼渣。收集起来的沼液、沼渣可以提供给菜农、果农，菜农、果农可以通过沼液、沼渣的使用生产有机蔬菜、水果，这样养殖户、沼气户和种植户可以成为良性循环链条中互相依赖的环节，协调发展，提高效益，而且可以创造新的就业机会，优化农村产业结构。

③ 探索沼气工程的社区化发展模式

建立大型沼气池，通过管道将沼气送往各家各户，这就是发展沼气的社区模式。主要社区发展模式有：a.经济实力较强的村通过集体经济的补贴推广社区型沼气建设；b.开展相邻农户之间的联合建池试点示范；c.建立沼气专业化生产、市场化运作的社区模式；d.养殖户、种植户、农林加工户联合建池，协作发展。

④ 沼气建设与污水处理相结合

城镇化使居民生活污水排放量增加，排放时间、区域都趋向集中，在城镇化进程中可以考虑把沼气建设和污水处理相结合。建一个日处理量为(8～10)×10⁴t/d的污水处理厂需投资(1.6～1.8)×10⁸元，每年运行费用高达3000×10⁴元/a。生活污水净化沼气池就是两者相结合的一种系统工程。作为住宅和公厕的配套构筑物，通过厌氧发酵、好氧降解处理粪便及生活污水，减轻水体、河流水质污染，保护环境，它具有占地少、造价低、工期短、见效快、不耗能、污水排放后无臭无色、综合效益显著等优点^[11]。

5 结论

调查发现，湖南某地区发展农村沼气过程中存在的问题在全国各地农村能源建设中带有普遍性，一些政府主管部门重项目轻管理，重建设轻维护，配件供应、培训咨询、维护检测、市场监管等支持服务体系欠缺，导致已建成的项目不能发挥应有效益，影响了农户建设沼气设施的积极性。

发展农村沼气工程应该结合新农村建设规划，将发展农村沼气工程作为优化农村产业结构、产业模式、村镇化建设的重要环节，因地制宜向规模化、集约化、专业化方向发展，使农村沼气工程成为改善农村环境卫生、优化农村产业结构、促进农村民生改善、保障农村可持续发展的重要支持。

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(本文作者：罗清海¹ 彭文武² 1.南华大学城市建设学院湖南衡阳 421001；2.湖南科技经贸职业学院湖南衡阳 421009)