湖南某地區農村戶用沼氣使用狀況調查分析

摘 要

摘要：實地調查了湖南某地區農村147戶沼氣的使用情況，分析了農村沼氣運行維護、原料供應、廢液(渣)處理等方面存在的問題，分析了農村城鎮化建設、能源消費結構變化等因素對農村
摘要：實地調查了湖南某地區農村147戶沼氣的使用情況，分析了農村沼氣運行維護、原料供應、廢液(渣)處理等方面存在的問題，分析了農村城鎮化建設、能源消費結構變化等因素對農村沼氣發展的影響，對因地制宜發展農村沼氣提出了建議。
關鍵詞：農村沼氣；城鎮化；能源消費結構；新農村建設
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
    無論是發達國家還是發展中國家，為了適應可持續發展的需要，對發展沼氣工程都十分重視[1～2]。近年來，我國農村沼氣建設發展迅速。農村沼氣建設把可再生能源技術和高效生態農業技術結合起來，對于解決農民生活用能，緩解能源和環境壓力，改善農村的生產生活條件，優化農村產業結構，增加農民收入，充分發揮農村環境的生態屏障功能，具有非常積極的意義。相關研究課題主要涉及技術開發[3～4]、儀器檢測[5～7]、安全運行[8～9]、環境效益[10]等方面，國內經濟性分析、運行管理研究相對不足[11～12]，國外相關研究則比較深入[13～14]。湖南某地區在農村沼氣發展方面取得了很多成就，但也存在著不少發展中的問題，本文通過實地調查分析，提出解決問題的建議，對于促進農村沼氣事業的可持續發展具有現實意義。
1 湖南某地區農村沼氣發展現狀
    2004年，湖南某地區納入國家農業部農村沼氣國債項目建設示范縣(區)。國家農業部投入沼氣生態農業項目建設資金195.4×104元，結合用戶自籌資金，在10個鄉鎮所轄的25個行政村新建沼氣池2440個，這批建成的沼氣池主要是農村戶用沼氣池。本文所調查的用戶主要集中在其中2個鎮，調查戶數為147戶。調查發現，目前正常使用的沼氣戶數占調查對象的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。相當一部分用戶只是把沼氣設施當輔助灶具來使用。選取本次問卷調查的10個典型用戶，其基本情況見表1。調查發現，沼氣生產原料來源十分單一，所有用戶的原料基本來源于禽畜糞便。在統計的這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工。其中1戶沒有畜禽養殖業，其沼氣設施已經停用。
表1 典型沼氣用戶基本情況
農戶編號
家庭人口/人
常住人口/人
水田面積/hm2
旱田面積/hm2
畜禽養殖情況
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
出現問題，還沒得到維護
2
5
3
0.400
0.100
豬1頭，雞5只
畜禽糞便
出現問題，當輔助灶具使用
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
出現問題，繼續使用
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
沼氣問題嚴重，很少使用
9
4
3
0.341
0.103
豬6頭，雞10只
畜禽糞便
出現問題，產氣不足
10
4
3
0.249
0.081
豬3頭，雞8只
畜禽糞便
基本上能使用
2 農村沼氣發展存在的主要問題
   ① 技術維護、支持體系欠缺
   農村沼氣工程建設普遍存在重建設、輕管理的問題，技術服務及監管體系的欠缺甚至引起農戶對建設沼氣工程的抵觸情緒。一些地方政府和主管機構爭取項目、發動宣傳都比較積極，農村沼氣工程重視建造，但建成后的運行管理和技術服務體系相當欠缺。
    所調查的147戶中，約87%的沼氣用戶存在管道老化、灶具老化、缺乏維護等問題，廢池、病池比例高。農民大部分文化程度不高，僅僅知道簡單使用沼氣，對系統的管理、維護往往了解甚少。絕大多數用戶能用則湊合著用，不能用只能棄之不用。另外，對系統運行和使用中的安全隱患缺乏認識，或者不夠重視。在所調查的區域，很多鄉鎮一級都沒有沼氣工程技術服務機構，也沒有專業技術服務人員，一些服務站的技術服務水平和態度很難讓用戶滿意，技術服務和配件供應中的欺詐行為并不鮮見，缺乏相應的技術服務監管體系。
    ② 配件供應、維修成本昂貴
    配件供應、維修不便成了制約很多農戶沼氣設施正常使用的一個重要因素。調查發現，沼氣運行中有些問題沒有專業技術要求，但要得到相應的零配件卻不容易，多數鄉鎮的用戶只能去縣城的服務站購買配件。一些小配件本身并不昂貴，但來往車費、誤工算起來，對一個普通農戶而言很不劃算。沼氣配件的來源存在某種壟斷，其價格也可能令人難以接受。比如，一個凈化器的價格在90元左右，一個雙眼灶的價格在200元左右，一個沼氣灶開關的價格在20元左右。這些配件容易損壞，用戶在配件上的花費可能是一筆不小的數目，再算上車費、誤工，很多普通用戶難以接受。大多數沼氣用戶在勉強湊合能用的情況下就不愿意換配件，造成沼氣的大量浪費，或者產氣量低，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重要部件，所調查的大多數農戶不愿意專門更換，造成沼氣工程安全性不夠。
   ③ 沼氣產氣量與需求量不平衡
   沼氣產氣量與需求量不平衡是影響農戶建沼氣設施積極性的另一個重要原因。沼氣池發酵有一定的溫度范圍要求，可分為3個溫度范圍：46～65℃稱高溫發酵，20～45℃稱中溫發酵，以35℃為最佳，20℃以下稱低溫發酵。隨自然溫度變化的發酵方式稱為常溫發酵，高于65℃或低于10℃都將嚴重抑制微生物的活性，影響產氣。農村沼氣以常溫發酵為主。所調查的湖南某地區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。而在冬季平均氣溫只有4.3℃，抑制了沼氣池微生物的活性。所調查的農戶中過半數存在夏天沼氣過剩而冬天沼氣過少的問題，冬天近3個月時間不得不采取柴火或煤球與沼氣相結合的方法，很多農戶感覺使用沼氣反而增加了麻煩。沼氣產氣量與需求量不平衡，冬季不能滿足農戶一日三餐用氣的需要，可靠性不強是農戶難以接受的。
    ④ 沼氣原料不足、來源單一
    實踐證明，各種畜禽糞便、作物秸稈、雜草、農產品加工廢物等都可作為沼氣發酵的重要原料。所調查的湖南某地區的沼氣工程建設基本上屬于“養殖(主要是豬或牛)一沼氣一種植(主要是稻、麥、菜等)”這種發展模式，對養殖業的依賴性太強。目前沼氣的原料主要來源為豬糞。根據調查數據統計，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%。受農村的勞動力轉移、產業結構調整、市場風險和效益等因素的影響，農村養殖業向規模化、專業化發展。在所調查的區域，養殖規模年產值低于5000元的農戶占70%，近10%的調查對象沒有養殖業，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，有的沼氣用戶到規模大的養殖戶或農場購買原料，造成沼氣運行成本加大，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的問題。一個沼氣池按正常的產氣狀態，一般3～4天就得出料一次，一般一個月左右還得進行一次大出料，普通的戶用沼氣池一次出料所產生的沼液、沼渣合計可以達到100kg左右。在所調查的區域，農民對沼液、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性，因此很容易造成沼肥出產和使用不平衡，形成季節性沼肥過剩。80%的沼氣用戶覺得沼液、沼渣處理是個棘手的問題。
   ⑥ 留守勞動力不足
   在所調查的區域，以當地的經濟發展水平，傳統務農收入難以維持家庭的正常開銷。為數不多的專業戶(蔬菜、養殖專業戶等)，或者小手工作坊(豆腐房、木匠、鐵匠等)，或者個體營銷戶(小診所、小商店等)家庭收入相對較高，但寬裕的程度并不大。85%以上的青壯年農民不得不外出打工謀生，農村的勞動力主體轉移，留守勞動力不足也成了沼氣使用中的一個重要問題。沼氣池的運行管理需要較重體力勞動，比如進料、出料、其他管理等，這些工作對于留守農村的老弱婦孺來說確實困難。調查對象中，85%的家庭有外出打工的人員，相當一部分沼氣用戶因為力不從心而停止使用。
3 城鎮化對農村沼氣的影響
    ① 城鎮化影響農村能源消費結構
    所調查的湖南某地區是個農業大區，但隨著近幾年城鎮化的推進，其能源消耗結構也發生了顯著變化。2000年以前該地區農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%。近幾年由于農村電網改造、城鎮化進程加快、家電下鄉補貼等政策的影響，電力消耗的比例顯著提高。在小鎮居住的家庭沒有養殖業，75%以上的家庭能耗以液化石油氣、電力為主，約25%的家庭以煤球為主。所調查區域的小鎮住戶中，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%，洗衣機為36%，冰箱為15%，空調為2%。針對調查的數據，小鎮居民各種能耗構成大致如下：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，調查區域的鄉村居民能耗以煤炭為主，目前農村沼氣的效益水平以及使用過程中的不便，導致農戶缺乏建沼氣池的積極性。目前農村的電價大約在0.6元/(kW·h)左右，對一個家庭來說，一餐飯的電力花費大概在1元左右。如果沼氣設施能夠正常運行，沼氣用戶每年大概能夠節省電費1000元左右。如果計算建池造價、維護維修等成本，所調查區域的沼氣用戶能節省的費用低于300元(戶·年)。相對來說，居民更愿意使用電力、液化石油氣或者煤球，因為這樣更清潔，更方便，也省事省力。
    ② 城鎮化導致戶用沼氣池建設環境變化
    城鎮化的推進使越來越多的農戶住進了小鎮多層樓房，居民單獨占有的空地變得稀缺。一個戶用沼氣池占地面積大約為8m2，城鎮化使一家一戶擁有沼氣池變得很不現實。
    城鎮化以前，人口相對分散，大部分生活垃圾能夠隨著時間被環境自然消化，或者被集中收集、腐化后作為果蔬生產用肥料。集中居住以后垃圾密度大幅提高，城鎮區域也不具備垃圾自然消化能力，公共衛生管理不到位，很多地方垃圾成堆。新建小鎮往往缺乏有效的垃圾處理體系，多數小鎮沒有專業的垃圾處理站，只是集中堆放。當地夏季、過渡季節多晴少雨，氣溫較高，氣味難聞，晴天風起塵揚，雨天污水橫流，嚴重影響周邊居民生活。小城鎮垃圾往往以建筑垃圾、生活垃圾、農產品加工廢棄物為主要成分，處理這些垃圾也為沼氣的發展帶來了新的機遇，小城鎮的集中垃圾可以為沼氣提供大量的原料[10]。
4 發展農村沼氣工程的建議
    ① 創建健全的管理、服務體系
    目前農村沼氣的推廣、建設主要是項目帶動模式，工作都是圍繞沼氣設施建設而展開，一旦設施建成，項目即告結束，后續的管理和技術服務缺乏有效跟進，甚至不會提上議事日程。很多農村沼氣設施成了面子工程、擺設工程，無法保障農村沼氣事業的可持續發展。所調查90%的用戶能接受適當付費的技術支持服務，因此基層服務機構完全具備必要的生存發展空間。建立基層服務站不僅能解決用戶的技術維修問題，同時也能解決沼氣配件的來源不暢與價格偏高的問題。在實施沼氣建設項目之后，必須創建健全的管理、服務體系，從根本上改變原有的重建設輕管理的狀況，做好全程服務，確保建設項目持續發揮效益。
    ② 創新原料供應與沼液、沼渣回收模式
    原料來源和沼液、沼渣的處理是目前農村沼氣使用中的一個重要問題。可以考慮建立原料供應與沼液、沼渣的回收模式。通過國家資助，私人購買抽肥設備和運輸車輛從養殖專業戶收集禽畜糞便或者種植戶的農林加工廢棄物，然后提供給沼氣戶，并及時收走沼液、沼渣。收集起來的沼液、沼渣可以提供給菜農、果農，菜農、果農可以通過沼液、沼渣的使用生產有機蔬菜、水果，這樣養殖戶、沼氣戶和種植戶可以成為良性循環鏈條中互相依賴的環節，協調發展，提高效益，而且可以創造新的就業機會，優化農村產業結構。
    ③ 探索沼氣工程的社區化發展模式
    建立大型沼氣池，通過管道將沼氣送往各家各戶，這就是發展沼氣的社區模式。主要社區發展模式有：a.經濟實力較強的村通過集體經濟的補貼推廣社區型沼氣建設；b.開展相鄰農戶之間的聯合建池試點示范；c.建立沼氣專業化生產、市場化運作的社區模式；d.養殖戶、種植戶、農林加工戶聯合建池，協作發展。
   ④ 沼氣建設與污水處理相結合
   城鎮化使居民生活污水排放量增加，排放時間、區域都趨向集中，在城鎮化進程中可以考慮把沼氣建設和污水處理相結合。建一個日處理量為(8～10)×104t/d的污水處理廠需投資(1.6～1.8)×108元，每年運行費用高達3000×104元/a。生活污水凈化沼氣池就是兩者相結合的一種系統工程。作為住宅和公廁的配套構筑物，通過厭氧發酵、好氧降解處理糞便及生活污水，減輕水體、河流水質污染，保護環境，它具有占地少、造價低、工期短、見效快、不耗能、污水排放后無臭無色、綜合效益顯著等優點[11]。
5 結論
    調查發現，湖南某地區發展農村沼氣過程中存在的問題在全國各地農村能源建設中帶有普遍性，一些政府主管部門重項目輕管理，重建設輕維護，配件供應、培訓咨詢、維護檢測、市場監管等支持服務體系欠缺，導致已建成的項目不能發揮應有效益，影響了農戶建設沼氣設施的積極性。
    發展農村沼氣工程應該結合新農村建設規劃，將發展農村沼氣工程作為優化農村產業結構、產業模式、村鎮化建設的重要環節，因地制宜向規模化、集約化、專業化方向發展，使農村沼氣工程成為改善農村環境衛生、優化農村產業結構、促進農村民生改善、保障農村可持續發展的重要支持。
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(本文作者：羅清海1 彭文武2 1.南華大學城市建設學院 湖南衡陽 421001；2.湖南科技經貿職業學院 湖南衡陽 421009)