湖南某地區(qū)農(nóng)村戶用沼氣使用狀況調(diào)查分析

摘 要

摘要：實(shí)地調(diào)查了湖南某地區(qū)農(nóng)村147戶沼氣的使用情況，分析了農(nóng)村沼氣運(yùn)行維護(hù)、原料供應(yīng)、廢液(渣)處理等方面存在的問題，分析了農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化等因素對(duì)農(nóng)村
摘要：實(shí)地調(diào)查了湖南某地區(qū)農(nóng)村147戶沼氣的使用情況，分析了農(nóng)村沼氣運(yùn)行維護(hù)、原料供應(yīng)、廢液(渣)處理等方面存在的問題，分析了農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化等因素對(duì)農(nóng)村沼氣發(fā)展的影響，對(duì)因地制宜發(fā)展農(nóng)村沼氣提出了建議。
關(guān)鍵詞：農(nóng)村沼氣；城鎮(zhèn)化；能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)；新農(nóng)村建設(shè)
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
    無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，為了適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需要，對(duì)發(fā)展沼氣工程都十分重視[1～2]。近年來，我國農(nóng)村沼氣建設(shè)發(fā)展迅速。農(nóng)村沼氣建設(shè)把可再生能源技術(shù)和高效生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)結(jié)合起來，對(duì)于解決農(nóng)民生活用能，緩解能源和環(huán)境壓力，改善農(nóng)村的生產(chǎn)生活條件，優(yōu)化農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)民收入，充分發(fā)揮農(nóng)村環(huán)境的生態(tài)屏障功能，具有非常積極的意義。相關(guān)研究課題主要涉及技術(shù)開發(fā)[3～4]、儀器檢測[5～7]、安全運(yùn)行[8～9]、環(huán)境效益[10]等方面，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)性分析、運(yùn)行管理研究相對(duì)不足[11～12]，國外相關(guān)研究則比較深入[13～14]。湖南某地區(qū)在農(nóng)村沼氣發(fā)展方面取得了很多成就，但也存在著不少發(fā)展中的問題，本文通過實(shí)地調(diào)查分析，提出解決問題的建議，對(duì)于促進(jìn)農(nóng)村沼氣事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。
1 湖南某地區(qū)農(nóng)村沼氣發(fā)展現(xiàn)狀
    2004年，湖南某地區(qū)納入國家農(nóng)業(yè)部農(nóng)村沼氣國債項(xiàng)目建設(shè)示范縣(區(qū))。國家農(nóng)業(yè)部投入沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目建設(shè)資金195.4×104元，結(jié)合用戶自籌資金，在10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)所轄的25個(gè)行政村新建沼氣池2440個(gè)，這批建成的沼氣池主要是農(nóng)村戶用沼氣池。本文所調(diào)查的用戶主要集中在其中2個(gè)鎮(zhèn)，調(diào)查戶數(shù)為147戶。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前正常使用的沼氣戶數(shù)占調(diào)查對(duì)象的10%左右，停用用戶大約在8%左右。其他沼氣用戶在使用過程中或多或少存在著問題。相當(dāng)一部分用戶只是把沼氣設(shè)施當(dāng)輔助灶具來使用。選取本次問卷調(diào)查的10個(gè)典型用戶，其基本情況見表1。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，沼氣生產(chǎn)原料來源十分單一，所有用戶的原料基本來源于禽畜糞便。在統(tǒng)計(jì)的這10戶中，只有1戶全部家庭成員是常住人口，大部分家庭的主勞力都外出務(wù)工。其中1戶沒有畜禽養(yǎng)殖業(yè)，其沼氣設(shè)施已經(jīng)停用。
表1 典型沼氣用戶基本情況
農(nóng)戶編號(hào)
家庭人口/人
常住人口/人
水田面積/hm2
旱田面積/hm2
畜禽養(yǎng)殖情況
沼氣原料主要來源
目前使用沼氣情況
1
4
3
0.333
0.067
豬2頭，雞5只
畜禽糞便
出現(xiàn)問題，還沒得到維護(hù)
2
5
3
0.400
0.100
豬1頭，雞5只
畜禽糞便
出現(xiàn)問題，當(dāng)輔助灶具使用
3
4
4
0.280
0.100
豬10頭，雞20只
畜禽糞便
正常使用
4
4
2
0.267
0.077
雞10只
畜禽糞便
出現(xiàn)問題，很少使用
5
4
3
0.300
0.082
豬3頭，雞6只
畜禽糞便
出現(xiàn)問題，繼續(xù)使用
6
4
2
0.275
0.059
無
畜禽糞便
停止使用
7
4
3
0.291
0.O71
豬4頭，雞7只
畜禽糞便
基本能使用
8
4
2
0.259
0.044
豬1頭，雞10只
畜禽糞便
沼氣問題嚴(yán)重，很少使用
9
4
3
0.341
0.103
豬6頭，雞10只
畜禽糞便
出現(xiàn)問題，產(chǎn)氣不足
10
4
3
0.249
0.081
豬3頭，雞8只
畜禽糞便
基本上能使用
2 農(nóng)村沼氣發(fā)展存在的主要問題
   ① 技術(shù)維護(hù)、支持體系欠缺
   農(nóng)村沼氣工程建設(shè)普遍存在重建設(shè)、輕管理的問題，技術(shù)服務(wù)及監(jiān)管體系的欠缺甚至引起農(nóng)戶對(duì)建設(shè)沼氣工程的抵觸情緒。一些地方政府和主管機(jī)構(gòu)爭取項(xiàng)目、發(fā)動(dòng)宣傳都比較積極，農(nóng)村沼氣工程重視建造，但建成后的運(yùn)行管理和技術(shù)服務(wù)體系相當(dāng)欠缺。
    所調(diào)查的147戶中，約87%的沼氣用戶存在管道老化、灶具老化、缺乏維護(hù)等問題，廢池、病池比例高。農(nóng)民大部分文化程度不高，僅僅知道簡單使用沼氣，對(duì)系統(tǒng)的管理、維護(hù)往往了解甚少。絕大多數(shù)用戶能用則湊合著用，不能用只能棄之不用。另外，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行和使用中的安全隱患缺乏認(rèn)識(shí)，或者不夠重視。在所調(diào)查的區(qū)域，很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)都沒有沼氣工程技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)，也沒有專業(yè)技術(shù)服務(wù)人員，一些服務(wù)站的技術(shù)服務(wù)水平和態(tài)度很難讓用戶滿意，技術(shù)服務(wù)和配件供應(yīng)中的欺詐行為并不鮮見，缺乏相應(yīng)的技術(shù)服務(wù)監(jiān)管體系。
    ② 配件供應(yīng)、維修成本昂貴
    配件供應(yīng)、維修不便成了制約很多農(nóng)戶沼氣設(shè)施正常使用的一個(gè)重要因素。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，沼氣運(yùn)行中有些問題沒有專業(yè)技術(shù)要求，但要得到相應(yīng)的零配件卻不容易，多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的用戶只能去縣城的服務(wù)站購買配件。一些小配件本身并不昂貴，但來往車費(fèi)、誤工算起來，對(duì)一個(gè)普通農(nóng)戶而言很不劃算。沼氣配件的來源存在某種壟斷，其價(jià)格也可能令人難以接受。比如，一個(gè)凈化器的價(jià)格在90元左右，一個(gè)雙眼灶的價(jià)格在200元左右，一個(gè)沼氣灶開關(guān)的價(jià)格在20元左右。這些配件容易損壞，用戶在配件上的花費(fèi)可能是一筆不小的數(shù)目，再算上車費(fèi)、誤工，很多普通用戶難以接受。大多數(shù)沼氣用戶在勉強(qiáng)湊合能用的情況下就不愿意換配件，造成沼氣的大量浪費(fèi)，或者產(chǎn)氣量低，或者存在安全隱患等。例如，凈化器是保證沼氣安全使用的一個(gè)重要部件，所調(diào)查的大多數(shù)農(nóng)戶不愿意專門更換，造成沼氣工程安全性不夠。
   ③ 沼氣產(chǎn)氣量與需求量不平衡
   沼氣產(chǎn)氣量與需求量不平衡是影響農(nóng)戶建沼氣設(shè)施積極性的另一個(gè)重要原因。沼氣池發(fā)酵有一定的溫度范圍要求，可分為3個(gè)溫度范圍：46～65℃稱高溫發(fā)酵，20～45℃稱中溫發(fā)酵，以35℃為最佳，20℃以下稱低溫發(fā)酵。隨自然溫度變化的發(fā)酵方式稱為常溫發(fā)酵，高于65℃或低于10℃都將嚴(yán)重抑制微生物的活性，影響產(chǎn)氣。農(nóng)村沼氣以常溫發(fā)酵為主。所調(diào)查的湖南某地區(qū)屬于典型夏熱冬冷的氣候類型，夏季平均氣溫為29.1℃，非常適合沼氣的生產(chǎn)。而在冬季平均氣溫只有4.3℃，抑制了沼氣池微生物的活性。所調(diào)查的農(nóng)戶中過半數(shù)存在夏天沼氣過剩而冬天沼氣過少的問題，冬天近3個(gè)月時(shí)間不得不采取柴火或煤球與沼氣相結(jié)合的方法，很多農(nóng)戶感覺使用沼氣反而增加了麻煩。沼氣產(chǎn)氣量與需求量不平衡，冬季不能滿足農(nóng)戶一日三餐用氣的需要，可靠性不強(qiáng)是農(nóng)戶難以接受的。
    ④ 沼氣原料不足、來源單一
    實(shí)踐證明，各種畜禽糞便、作物秸稈、雜草、農(nóng)產(chǎn)品加工廢物等都可作為沼氣發(fā)酵的重要原料。所調(diào)查的湖南某地區(qū)的沼氣工程建設(shè)基本上屬于“養(yǎng)殖(主要是豬或牛)一沼氣一種植(主要是稻、麥、菜等)”這種發(fā)展模式，對(duì)養(yǎng)殖業(yè)的依賴性太強(qiáng)。目前沼氣的原料主要來源為豬糞。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，沼氣使用的原料用量比例如下：豬牛糞便為90.3%，作物秸稈為5.7%，家禽糞便為1.5%，其他為2.5%。受農(nóng)村的勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、市場風(fēng)險(xiǎn)和效益等因素的影響，農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)向規(guī)?；?、專業(yè)化發(fā)展。在所調(diào)查的區(qū)域，養(yǎng)殖規(guī)模年產(chǎn)值低于5000元的農(nóng)戶占70%，近10%的調(diào)查對(duì)象沒有養(yǎng)殖業(yè)，不能為沼氣的正常使用提供充足原料，造成沼氣池“吃不飽”，甚至停用，有的沼氣用戶到規(guī)模大的養(yǎng)殖戶或農(nóng)場購買原料，造成沼氣運(yùn)行成本加大，影響沼氣工程的綜合效益。
   ⑤ 沼液、沼渣處理不便
   沼液、沼渣的處理是沼氣使用中不得不面對(duì)的問題。一個(gè)沼氣池按正常的產(chǎn)氣狀態(tài)，一般3～4天就得出料一次，一般一個(gè)月左右還得進(jìn)行一次大出料，普通的戶用沼氣池一次出料所產(chǎn)生的沼液、沼渣合計(jì)可以達(dá)到100kg左右。在所調(diào)查的區(qū)域，農(nóng)民對(duì)沼液、沼渣的處理方法主要是用于田間施肥，占93%左右，其他利用方式占2.8%，而自然排放占4.2%。田間肥料的需求量又有一定的季節(jié)性，因此很容易造成沼肥出產(chǎn)和使用不平衡，形成季節(jié)性沼肥過剩。80%的沼氣用戶覺得沼液、沼渣處理是個(gè)棘手的問題。
   ⑥ 留守勞動(dòng)力不足
   在所調(diào)查的區(qū)域，以當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展水平，傳統(tǒng)務(wù)農(nóng)收入難以維持家庭的正常開銷。為數(shù)不多的專業(yè)戶(蔬菜、養(yǎng)殖專業(yè)戶等)，或者小手工作坊(豆腐房、木匠、鐵匠等)，或者個(gè)體營銷戶(小診所、小商店等)家庭收入相對(duì)較高，但寬裕的程度并不大。85%以上的青壯年農(nóng)民不得不外出打工謀生，農(nóng)村的勞動(dòng)力主體轉(zhuǎn)移，留守勞動(dòng)力不足也成了沼氣使用中的一個(gè)重要問題。沼氣池的運(yùn)行管理需要較重體力勞動(dòng)，比如進(jìn)料、出料、其他管理等，這些工作對(duì)于留守農(nóng)村的老弱婦孺來說確實(shí)困難。調(diào)查對(duì)象中，85%的家庭有外出打工的人員，相當(dāng)一部分沼氣用戶因?yàn)榱Σ粡男亩Ｖ故褂谩?/span>
3 城鎮(zhèn)化對(duì)農(nóng)村沼氣的影響
    ① 城鎮(zhèn)化影響農(nóng)村能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)
    所調(diào)查的湖南某地區(qū)是個(gè)農(nóng)業(yè)大區(qū)，但隨著近幾年城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，其能源消耗結(jié)構(gòu)也發(fā)生了顯著變化。2000年以前該地區(qū)農(nóng)村能耗中柴草比例約為75%；2004年煤球在能耗中的比例超過80%。近幾年由于農(nóng)村電網(wǎng)改造、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快、家電下鄉(xiāng)補(bǔ)貼等政策的影響，電力消耗的比例顯著提高。在小鎮(zhèn)居住的家庭沒有養(yǎng)殖業(yè)，75%以上的家庭能耗以液化石油氣、電力為主，約25%的家庭以煤球?yàn)橹鳌Ｋ{(diào)查區(qū)域的小鎮(zhèn)住戶中，2008年底使用、購置耐用家用電器的家庭比例如下：電飯煲為80%，洗衣機(jī)為36%，冰箱為15%，空調(diào)為2%。針對(duì)調(diào)查的數(shù)據(jù)，小鎮(zhèn)居民各種能耗構(gòu)成大致如下：煤炭為17.8%，液化石油氣為43.5%，電力為33.6%，其他為5.1%。
    近年來，調(diào)查區(qū)域的鄉(xiāng)村居民能耗以煤炭為主，目前農(nóng)村沼氣的效益水平以及使用過程中的不便，導(dǎo)致農(nóng)戶缺乏建沼氣池的積極性。目前農(nóng)村的電價(jià)大約在0.6元/(kW·h)左右，對(duì)一個(gè)家庭來說，一餐飯的電力花費(fèi)大概在1元左右。如果沼氣設(shè)施能夠正常運(yùn)行，沼氣用戶每年大概能夠節(jié)省電費(fèi)1000元左右。如果計(jì)算建池造價(jià)、維護(hù)維修等成本，所調(diào)查區(qū)域的沼氣用戶能節(jié)省的費(fèi)用低于300元(戶·年)。相對(duì)來說，居民更愿意使用電力、液化石油氣或者煤球，因?yàn)檫@樣更清潔，更方便，也省事省力。
    ② 城鎮(zhèn)化導(dǎo)致戶用沼氣池建設(shè)環(huán)境變化
    城鎮(zhèn)化的推進(jìn)使越來越多的農(nóng)戶住進(jìn)了小鎮(zhèn)多層樓房，居民單獨(dú)占有的空地變得稀缺。一個(gè)戶用沼氣池占地面積大約為8m2，城鎮(zhèn)化使一家一戶擁有沼氣池變得很不現(xiàn)實(shí)。
    城鎮(zhèn)化以前，人口相對(duì)分散，大部分生活垃圾能夠隨著時(shí)間被環(huán)境自然消化，或者被集中收集、腐化后作為果蔬生產(chǎn)用肥料。集中居住以后垃圾密度大幅提高，城鎮(zhèn)區(qū)域也不具備垃圾自然消化能力，公共衛(wèi)生管理不到位，很多地方垃圾成堆。新建小鎮(zhèn)往往缺乏有效的垃圾處理體系，多數(shù)小鎮(zhèn)沒有專業(yè)的垃圾處理站，只是集中堆放。當(dāng)?shù)叵募?、過渡季節(jié)多晴少雨，氣溫較高，氣味難聞，晴天風(fēng)起塵揚(yáng)，雨天污水橫流，嚴(yán)重影響周邊居民生活。小城鎮(zhèn)垃圾往往以建筑垃圾、生活垃圾、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物為主要成分，處理這些垃圾也為沼氣的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇，小城鎮(zhèn)的集中垃圾可以為沼氣提供大量的原料[10]。
4 發(fā)展農(nóng)村沼氣工程的建議
    ① 創(chuàng)建健全的管理、服務(wù)體系
    目前農(nóng)村沼氣的推廣、建設(shè)主要是項(xiàng)目帶動(dòng)模式，工作都是圍繞沼氣設(shè)施建設(shè)而展開，一旦設(shè)施建成，項(xiàng)目即告結(jié)束，后續(xù)的管理和技術(shù)服務(wù)缺乏有效跟進(jìn)，甚至不會(huì)提上議事日程。很多農(nóng)村沼氣設(shè)施成了面子工程、擺設(shè)工程，無法保障農(nóng)村沼氣事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。所調(diào)查90%的用戶能接受適當(dāng)付費(fèi)的技術(shù)支持服務(wù)，因此基層服務(wù)機(jī)構(gòu)完全具備必要的生存發(fā)展空間。建立基層服務(wù)站不僅能解決用戶的技術(shù)維修問題，同時(shí)也能解決沼氣配件的來源不暢與價(jià)格偏高的問題。在實(shí)施沼氣建設(shè)項(xiàng)目之后，必須創(chuàng)建健全的管理、服務(wù)體系，從根本上改變?cè)械闹亟ㄔO(shè)輕管理的狀況，做好全程服務(wù)，確保建設(shè)項(xiàng)目持續(xù)發(fā)揮效益。
    ② 創(chuàng)新原料供應(yīng)與沼液、沼渣回收模式
    原料來源和沼液、沼渣的處理是目前農(nóng)村沼氣使用中的一個(gè)重要問題?？梢钥紤]建立原料供應(yīng)與沼液、沼渣的回收模式。通過國家資助，私人購買抽肥設(shè)備和運(yùn)輸車輛從養(yǎng)殖專業(yè)戶收集禽畜糞便或者種植戶的農(nóng)林加工廢棄物，然后提供給沼氣戶，并及時(shí)收走沼液、沼渣。收集起來的沼液、沼渣可以提供給菜農(nóng)、果農(nóng)，菜農(nóng)、果農(nóng)可以通過沼液、沼渣的使用生產(chǎn)有機(jī)蔬菜、水果，這樣養(yǎng)殖戶、沼氣戶和種植戶可以成為良性循環(huán)鏈條中互相依賴的環(huán)節(jié)，協(xié)調(diào)發(fā)展，提高效益，而且可以創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)，優(yōu)化農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
    ③ 探索沼氣工程的社區(qū)化發(fā)展模式
    建立大型沼氣池，通過管道將沼氣送往各家各戶，這就是發(fā)展沼氣的社區(qū)模式。主要社區(qū)發(fā)展模式有：a.經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)的村通過集體經(jīng)濟(jì)的補(bǔ)貼推廣社區(qū)型沼氣建設(shè)；b.開展相鄰農(nóng)戶之間的聯(lián)合建池試點(diǎn)示范；c.建立沼氣專業(yè)化生產(chǎn)、市場化運(yùn)作的社區(qū)模式；d.養(yǎng)殖戶、種植戶、農(nóng)林加工戶聯(lián)合建池，協(xié)作發(fā)展。
   ④ 沼氣建設(shè)與污水處理相結(jié)合
   城鎮(zhèn)化使居民生活污水排放量增加，排放時(shí)間、區(qū)域都趨向集中，在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中可以考慮把沼氣建設(shè)和污水處理相結(jié)合。建一個(gè)日處理量為(8～10)×104t/d的污水處理廠需投資(1.6～1.8)×108元，每年運(yùn)行費(fèi)用高達(dá)3000×104元/a。生活污水凈化沼氣池就是兩者相結(jié)合的一種系統(tǒng)工程。作為住宅和公廁的配套構(gòu)筑物，通過厭氧發(fā)酵、好氧降解處理糞便及生活污水，減輕水體、河流水質(zhì)污染，保護(hù)環(huán)境，它具有占地少、造價(jià)低、工期短、見效快、不耗能、污水排放后無臭無色、綜合效益顯著等優(yōu)點(diǎn)[11]。
5 結(jié)論
    調(diào)查發(fā)現(xiàn)，湖南某地區(qū)發(fā)展農(nóng)村沼氣過程中存在的問題在全國各地農(nóng)村能源建設(shè)中帶有普遍性，一些政府主管部門重項(xiàng)目輕管理，重建設(shè)輕維護(hù)，配件供應(yīng)、培訓(xùn)咨詢、維護(hù)檢測、市場監(jiān)管等支持服務(wù)體系欠缺，導(dǎo)致已建成的項(xiàng)目不能發(fā)揮應(yīng)有效益，影響了農(nóng)戶建設(shè)沼氣設(shè)施的積極性。
    發(fā)展農(nóng)村沼氣工程應(yīng)該結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃，將發(fā)展農(nóng)村沼氣工程作為優(yōu)化農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)模式、村鎮(zhèn)化建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，因地制宜向規(guī)?；⒓s化、專業(yè)化方向發(fā)展，使農(nóng)村沼氣工程成為改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生、優(yōu)化農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)農(nóng)村民生改善、保障農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展的重要支持。
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(本文作者：羅清海1 彭文武2 1.南華大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院 湖南衡陽 421001；2.湖南科技經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院 湖南衡陽 421009)