我國西北農村沼氣工程建設使用的現狀及前景

趙振興 王昌梅 張無敵 尹芳 趙興玲 吳凱 柳靜 楊紅 劉士清

摘 要：沼氣是一種潔凈可再生的生物能源，在我國農村的推廣利用已經獲得了顯著的社會、生態、經濟和能源效益。本文描述了我國西北河西走廊地區的氣候特點和種、養殖特點，并根據沼氣工程建設特點，結合沼氣發酵條件，對河西走廊地區的農村沼氣工程建設使用、發展現狀以及存在問題進行分析歸納總結，對該地區的沼氣工程發展進行了展望，以期為今后河西地區農村沼氣工程的建設發展提供建議。

關鍵詞：沼氣工程建設；河西走廊；現狀；發展前景

中圖分類號：U473.2+3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180732001

自20世紀80年代以來，沼氣綜合利用技術得到了快速的發展，隨著以沼氣為紐帶的生態家園技術模式的推廣[1]、農村沼氣工程的建設與國家“小型公益設施補助資金農村能源”和“國債沼氣建設”2個項目的逐步實施，農村沼氣建設進入了全新的發展階段[2]，在我國各地農村牧區普及建設沼氣工程，所產生沼氣的正確使用，可以減少農戶對秸稈、薪柴、煤炭的使用量，從而減少CO2、SO2等污染氣體排放，進而改善大氣質量[3]。沼氣工程厭氧發酵后產生的沼液和沼渣，是緩、速效兼備的有機肥料。大力發展沼氣工程，可解決禽畜糞便、農林廢棄物等對環境的污染問題，同時可回收利用貯于廢棄物中的生物質能 [4]。但是，由于沼氣池的產氣量受所在地區環境、溫度等的影響，再加之我國幅員遼闊，不同的地區環境各有不同，導致我國部分地區的農村沼氣推廣和使用受到了嚴重制約。本文通過調研、查閱文獻資料和實時新聞報道以及與部分地區農戶的咨詢交流，再結合西北各地區的地理環境條件，重點針對河西走廊地區的地理氣候環境特點，深入分析該地區農村沼氣工程建設的優、劣勢，概述了河西走廊地區農村沼氣工程的建設使用現狀及存在問題，并提出了相應對策，為建設適合河西走廊地區使用的農村沼氣工程提出了發展建議。

1 我國西北地區地理氣候環境及種、養殖的特點

我國西北地區遠離大海，深居內陸，再加上四周多高山阻隔，因而濕潤氣流基本無法到達，除了東南部較特殊，屬于溫帶季風氣候外，其他區域均屬于溫帶大陸性氣候。西北地區是我國最干旱的地區之一，年平均降水量自東向西，由400mm左右減少至50～200mm[5]；我國西北地區根據自然地理特點可劃分為黃土高原、秦巴山地、河西走廊、柴達木盆地、三江源區、準格爾盆地、塔里木盆地和內蒙古高原西北地區共8個二級區[6]，在此僅對河西走廊地區氣候環境條件和種植、養殖特點作簡要概述。

1.1 氣候環境條件

河西走廊因形狀如走廊，位于甘肅省西北部，被稱為甘肅走廊，又因在黃河以西，故稱作河西走廊，是位于祁連山和北山之間的西北—東南走向的狹長平地。全區各地氣候干燥，降水不足，屬于西北內陸干旱區[7]，為大陸性氣候，明顯特點為四季分明，冬季寒冷而又漫長，日照時間短，夏季炎熱且短暫，一天當中12：00—15：00左右為太陽照射強度最大、溫度最高的時間段，秋季早晚溫差大，氣候清爽，春季頻發沙塵暴天氣，一年當中1月為最冷月，白天較暖，夜晚寒冷，最低溫度在-13～-18℃之間，極端最低氣溫可達到-25～-33℃；7月為最暖月，炎熱而干燥，光照強度大，平原區最高溫度可達到22～25℃，極端溫度可達38～43℃，山區則在13～22℃之間，極端溫度為26～33℃[8]。整個地區云量較少，光照充足，日照時數較長，多數地區可以達到3000h，西部的敦煌因為沙漠戈壁面積大，則可以達到3336h。盡管全區降水稀少（年降水量僅200mm左右），但發展農業的其它氣候條件卻較優越，豐富的光照資源，對農作物的生長發育十分有利，因地處中緯度地帶，且海拔較高，致使全區熱量不足，但又因作物生長季節氣溫偏高，加之氣溫日變化大，故有利于農作物的物質積累，特別適于瓜果糖分的積累。

1.2 種植、養殖特點

河西走廊灌溉農業區是我國西北內陸著名的灌溉農業區，具有悠久的歷史，是甘肅省最重要農業區，同時也是西北地區最主要的商品糧基地和經濟作物集中產區。它為全省提供了66%以上的商品糧、幾乎全部的棉花、90%的甜菜、40%以上的油料、啤酒大麥和瓜果蔬菜。平地綠洲區主要種植春小麥、大麥、糜子、谷子、玉米、及少量水稻、高粱、馬鈴薯。油料作物主要為胡麻。瓜類有西瓜、仔瓜和白蘭瓜，果樹以棗、梨、蘋果為主。山前地區以夏雜糧為主，主要種植青稞、黑麥、蠶豆、豌豆、馬鈴薯和油菜。隨著經濟的發展，傳統種植糧食作物已無法達到增收的需求，農戶逐漸通過選擇種植一些經濟作物來增加收入，例如葵花、青根菜等，這些經濟作物可以為農戶帶來少則幾千多則幾萬元的收入，但這些經濟作物的秸稈卻沒有得到合理利用，多被遺棄或焚燒。

在河西走廊這一糧食基本滿足需求并出現相對低水平過剩的地區，養殖業也是農戶生態經濟系統不可缺少的重要組成部分[9]，是農民增收致富的支柱產業和農業轉型升級的重要途徑[10]，多數農戶在種植部分經濟作物的同時也會選擇養殖一部分牛羊和一兩匹騾馬，有條件的農戶還發展形成了小規模養殖場，飼養的騾馬主要用于耕犁部分機器無法進入的農田，牛通過配種產犢售賣增加收入，羊則是通過羊毛和產仔或者出售羊肉達到增收目的。養殖業的發展為農戶帶來了收入，但糞便處理并不理想，大量的糞便無法全部施用于農田，導致了糞便過剩最后堆至空曠地帶，造成了嚴重的資源浪費和環境污染問題。

2 河西走廊地區沼氣工程現狀

近年來，黨和國家始終對我國西北地區的發展和建設給予高度的重視和大力的支持，但農村可用資源短缺、環境污染等問題也日益凸顯出來，各地政府也在逐步加大對沼氣工程建設的資金投入、技術指導和政策支持[11-13]，經過多年不懈的努力，中國在清潔發展機制（CDM）項目的開發與實施中占據著最重要的地位，因此我國農村沼氣工程的發展迎來了新機遇[14]，但目前我國的沼氣工程發展仍具有投資成本高、技術要求嚴等特點，致使沼氣產業發展仍存在障礙[15]，在此形勢下，國家發展改革委員會和農業部印發了《2015年農村沼氣工程轉型升級工作方案》，提出對戶用型沼氣池、鄉村服務網點等建設不再支持。在2016年的政府工作報告中對發展農村沼氣下達了新的任務，明確提出要“大力發展節能環保產業”；緊接著國家發展改革委員會和農業部也在2017年1月印發了《全國農村沼氣發展“十三五”規劃》（發改農經[2017]178），因此，新時期新階段發展農村沼氣工程需結合國情，分析民情，緊跟形勢，以創新為動力，高效升級產業，最終適應國民經濟發展[16]。

為積極響應國家下達的要求和任務，甘肅省也相應出臺了一系列規劃和政策，甘肅省政府特別制定并由甘肅省人民政府辦公廳印發了《甘肅省“十三五”能源發展規劃》的通知，全方位分析了甘肅省的能源情況，為甘肅省能源發展量身定做了一套合理可行的規劃。規劃中要求，要立足農村村落布局、農民需求以及種養殖產業發展情況，結合各地城鎮化、新農村和美麗鄉村建設，因地制宜推進沼氣集中供氣工程建設；以提純壓縮替代車用燃料、發電等高質利用為目標，開展大型沼氣生產廠建設，力爭到2020年，全省沼氣生物燃氣年生產能力達到1.4億m3左右，努力為實現城鄉生活燃氣供給均等化提供保障。“十三五”期間能源領域新增投資累計約2866億元，主要包括對生物質發電、沼氣和地熱能利用等方面的投資，無論是從政策支持還是投資力度，都說明沼氣產業對甘肅省經濟社會加快發展的支撐保障能力在不斷增強。

沼氣工程主要包括農村戶用沼氣池、規模化的大中型沼氣工程和特大型沼氣工程3類[17]，隨著社會經濟的發展，部分省份正在逐漸通過改建大中型沼氣工程來取代產氣效果差的戶用型沼氣池，而規模化的大中型沼氣工程和特大型沼氣工程建設主要是為了連接養殖業和種植業而達到治理廢棄物、減少環境污染，最終實現資源循環[18，19]。農村能源的發展與利用是打贏能源戰略攻堅戰的重要組成部分[20]，隨著國家大力推進生態文明建設，全面節約資源有效推進，能源資源消耗強度將大幅下降[21]，為中國農村能源建設提供了新的機遇。

通過可查數據分析并結合當前國情，發現我國西北地區的沼氣工程產業還有較大的提升空間[22]。截至2017年底，甘肅省共建成各類沼氣工程523處，畜禽養殖廢棄物資源化利用率達到68%以上，秸稈綜合利用率達到82.2%[23-24]，沼氣的使用，改良了原來不合理的燃料結構，但是對于甘肅近年來迅速增長的大中型養殖場和畜禽存欄數量來說，沼氣工程的建設明顯落后，僅憑現有建成的沼氣工程緩解和改善畜禽糞便、農作物秸稈帶來的環境問題無異于杯水車薪。

作為西部大開發主要區域的重要部分，河西走廊河西綠洲特有的地理環境，為農業和畜牧業的發展提供了便利的條件，農牧業資源較豐富，但廢棄物回收利用率卻較低，例如牲畜家禽的糞便、農村作物秸稈、餐飲廢棄物、農產品生產加工產生的廢水廢料等，多數都未得到合理有效的再利用[25]，在河西地區的農村或城郊，隨處可見家畜的糞便被隨意成堆放置，這種現象既造成了資源的浪費，又嚴重影響了新農村建設的美觀，對當地環境造成了很大程度的污染。以牲畜家禽的糞便為例，不包括農牧區放養的牲畜，我國有記錄的每年圈養畜禽所產生的糞便超過30億t，加上尿液及沖洗廢水，總量可達到300億t，僅豬、牛、羊、馬等牲畜糞便每年排放COD就達到6900萬t，是全國工業所排放COD的5倍[26]。農村沼氣工程作為高效回收再利用生物質能源的一種工程建設，對于改善農村甚至全國生態環境的質量，對緩解西北地區農村能源的供需和降低養殖業、種植業對環境造成的污染問題意義非凡，同時也是當前科學水平下對生物質能實現產業化最具希望的工程建設之一[27-28]。不過在西北地區沼氣工程的發展同樣存著著眾多制約因素，例如鄉村分布較分散，糞便處理不集中，環境條件差異明顯，農民思想意識較保守，建造工藝和運行管理機制不規范等[29]。由以上亟待解決的問題可看出，河西地區在建設沼氣工程方面仍面臨著很大挑戰。

3 河西走廊地區農村沼氣工程存在的問題及對策

我國沼氣事業正處于快速發展時期，同時在工程建設中產生的問題也越來越突出[30]，河西走廊地區也存在如下問題。

3.1 缺乏專業技術指導和基本常識的普及

沼氣工程建設在國家的支持下和各地人民群眾的響應配合下，是一件利國利民的好事，20世紀初期，我國河西走廊地區興起了沼氣池建設的浪潮，很多區縣統一組織農戶修建了沼氣池，但沼氣池建成正常投入使用后，多數農戶沒有完全認識和了解沼氣池的用途，多數農戶的觀念只是僅僅停留在做飯和照明的層面，基本沒有進行沼氣工程的綜合利用。隨著大中型沼氣工程的推廣建設，很多農民對沼氣產業的復雜性認識還是不足，他們仍然認為沼氣工程同以前的沼氣池一樣，以為老百姓自己都會做。其實讓有機廢棄物產氣并不難，難的是沼氣的規模化生產，以及用沼氣生產生物天然氣，其中涉及的影響因素很多，既有原料保障和產品去向等問題，同時還有各層級政府多頭管理的相關問題。

3.2 機制不健全、缺乏專業技術人才和申請國家扶持資金的動機不純

以往的沼氣工程建設缺乏競爭、激勵，修建質量參差不齊，服務機制不健全，很少有專業知識培訓，且由于地域原因，村與村不集中，專業技術員缺乏，也沒有足夠的時間培養農民技術員，事后的維護管理和服務也有限度[31]，有的申請建沼氣工程的出發點是為了獲取國家扶持資金，而并不是真正為了利于廢棄物做沼氣實現企業盈利。因而在項目建設過程中，包括從立項到運營，對項目如何實現盈利重視不夠、考慮不周到，出現項目建成后不盈利的虧損局面。另外，西北地區本就干旱缺水，河西走廊地區又處于祁連山地槽邊緣拗陷帶，海拔較高，冬季晝夜溫差較大，白天溫度可以達到0℃左右，夜晚溫度又能達到零下20～30℃，各地土壤和地質狀況也不盡相同，各地區均缺乏對本地區地質情況進行專門研究的技術人才，使得建設單位不能因地制宜的做出建造計劃，最終導致沼氣推廣建設受到限制。

3.3 沼氣建設與農民生活習慣不一致

西北地區的農村生活習慣比較傳統，農民為了住所周邊的環境干凈衛生，一般會將牲畜圈和廁所建得離住所比較遠，或者將廁所和牲畜圈分隔開來，不僅不方便沼氣原料的集中投放，也不利于沼氣的輸送，還會影響沼氣池的越冬保暖；而且每年11月份天氣變冷需要取暖時，農民往往都會使用煤爐采暖，并用秸稈、牛羊干糞和煤等燃料燒炕過夜，直至翌年天氣轉暖，在此期間，幾乎所有煤爐都能做到邊取暖邊炊事，進而取代了沼氣，再加之溫度較低，沼氣池產氣量不足，所以一般都會停用沼氣。

根據以上所提出的問題，在建設河西走廊地區沼氣工程時，建議應提高各級建造單位及農民群眾的認識，加強各級政府部門的領導力度[32]，采取有效的建設管理措施，保證建造質量達到要求，安排專業技術人才對農戶細致講解及培訓，消除農戶對沼氣工程的認識盲區和誤區，確保農戶掌握基本的常識；提高工程建設的水平，培養選拔不同地質地區的技術人才，根據不同地區地理環境，有效制定出合理的建造計劃；通過政府，引進多方面投資，多渠道籌集資金，為沼氣工程建設提供有力的資金支持；建立健全從確定建造方案到建成使用到售后服務的管理模式，使沼氣工程建設有人問，有人管，有人維護。

4 河西走廊地區沼氣工程的發展前景

近年來，我國在全國各地加快了推行建筑節能、推進規模化大型沼氣工程建設的步伐，先后頒布出臺的《農村沼氣建設國債項目管理辦法（試行）》、《可再生能源中長期發展規劃》、《中國農村能源年鑒》、《全國農村沼氣發展“十三五”規劃》等政策，通過政策調節對我國生物質沼氣工程建設給予著大力支持，并提出了到2020年通過進一步積極推廣綠色建筑和節能建筑，最終達到全社會建筑的總能耗不低于節能65%的總目標[33]。隨著國家對農村建設越來越重視，尤其是黨的十八大以來，習近平總書記和其他中央領導人高度重視社會主義新農村的建設，習總書記在系列講話中更是提出了很多新理念、新論斷、新舉措，隨著地方政府的實施，使得我國農村人居環境也發生了重大改變。

2017年[中央一號文件]就明確提出要“深入開展農村人居環境治理和美麗宜居鄉村建設”，以最終為農民創建宜居宜業的幸福家園為宗旨。而《2017—2020年中國沼氣市場現狀調研分析及發展趨勢報告》則主要針對當前我國國內沼氣行業在向前發展時面臨的機遇與威脅，對沼氣行業內發展投資和制定合理的戰略提出了建議，是整個沼氣業中的企業、相關投資公司和相應政府部門能夠準確把握沼氣行業發展趨勢，及時洞悉沼氣行業競爭格局，能夠有效避免經營和投資風險，最后制定出正確競爭和投資戰略決策的重要決策依據之一，具有重要的指導意義和參考價值。通過國家針對沼氣發展出臺實施的一系列方針政策分析，無論是從當前市場的需求角度來看，還是從整體的生態建設要求出發，沼氣能源行業對未來均已描繪出了一幅走向規模化的藍圖。

就我國河西地區而言，作為甘肅省的主要糧食生產地，農作物生長需要大量的肥料，沼氣工程的沼液沼渣恰好又能代替傳統的化肥。大力發展農村沼氣工程，既改善了土質，又減少了農民的經濟花銷，而且農村能源資源相對豐富，特別是太陽能光照光熱資源和生物質能資源豐富，每年秋收后產生的大量農作物秸稈未得到合理應用，快速發展的養殖業產生的動物糞便也未有效利用，造成資源的浪費，且河西地區相對于河東地區，水源又很充足，因此，發展沼氣工程所需的基礎原料相對充分。該地區發展沼氣工程，不足之處是冬天對沼氣工程的保護工作，如若能夠因地制宜的設計出冬天低溫條件的保暖措施，解決冬天沼氣工程產氣低或不產氣的問題，在當前大好的發展形勢下，我國河西走廊地區的沼氣工程一定會迎來新的契機，取得良好發展。

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