關于村莊整治中清潔能源應用的思考

倪維峰

（沈陽祺鵬集團有限公司，沈陽 110000）

2018年2月，中共中央、國務院發布了《關于實施鄉村振興戰略的意見》，要求推動農村基礎設施升級，推進農村可再生能源開發利用。2018年7月，國務院發布了《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，提出加快調整我國的能源結構，構建清潔低碳高效的能源體系。發展清潔能源是國家生態文明建設的重要組成部分，對推進美麗鄉村建設、改善鄉村人居環境和促進鄉村振興都有著重要的作用。

1 鄉村清潔能源發展現狀及問題

村莊主要使用的能源包括秸稈、薪柴、太陽能、生物質能源等可再生資源以及煤炭、石油液化氣、傳統電力等[1]。地熱和風能也有少量應有，但由于受資源和技術條件限制，二者較少使用。

1.1 秸稈處理成本高，生物質利用率低

鄉村地區的秸稈、林業三剩物等固體生物質原料較為豐富。大多數農村居民以薪材、秸稈為主要生活用能來源，農村居民習慣用柴房儲存柴草，或是將秸稈、薪柴直接堆放在房前屋后。為節約生活成本，日常炊事用的秸稈、薪柴占了農村生活用能的大部分。還有就是直接焚燒用于田地基肥，但這種處理方式既浪費了能源又污染了環境。近幾年，很多地區已經禁止在農田里直接焚燒秸稈，減少對空氣的污染。

1.2 耗煤量較大，覆蓋面廣

北方地區冬季需要取暖，燃煤價格較低且易于獲取，成為農村過冬的主要燃料。而且由于價格等原因，農戶使用劣質煤和傳統爐具，熱能利用率低，煙氣直接排放，導致冬季污染物排放量居高不下。

1.3 沼氣應用發展快速

沼氣能源清潔無污染，鄉村地區原料易取又方便，因此政府大力提倡使用這種新能源，并出臺多種優惠政策在鄉村地區推廣沼氣[2]。據報道，我國已經成為沼氣應用發展最快的國家之一。

沼氣雖然有著很多的優點，但農村沼氣應用特別是戶用沼氣池仍存在一些弊端。一是原材料不足，沼氣池生產沼氣的最主要原材料就是動物糞便，沒有養殖牲畜的村莊缺少產生沼氣的原料。二是產氣量不穩定，夏天氣溫升高，沼氣產生相對多一些，但是到了冬天，沼氣產出很少，特別是北方地區，冬季嚴寒，很難使用沼氣。三是維護較為復雜，沼氣池是需要經常護理維修的。沼氣池若想正常使用，要滿足嚴格密閉的空間、充足的原料、適當的發酵液濃度、適宜的發酵溫度、適宜的酸堿度等要求，需要定期為其加料、出料，定期進行攪拌，防止結殼，對于農戶來說所需要的人工和費用并不低。四是可能對人居環境產生不良影響，小型沼氣池技術不達標或管理不善會產生很多問題：密封不良會導致氣味難聞并污染地下水；凈化水平低會導致排放的有害物質超標；戶用沼氣池缺少足夠的儲氣設施，多余的沼氣直接排放會污染空氣；沼液和廢水的處理問題等都可能造成二次污染。

1.4 太陽能有少量應用

在目前化石燃料日趨減少的情況下，太陽能發展潛力巨大，已成為人類能源供給的重要組成部分。太陽能的利用主要有光熱轉換和光電轉換兩種方式。在村莊中，太陽能設備主要為太陽能熱水器和太陽灶，也有部分村莊由國家補貼，設置了太陽能路燈、太陽房等清潔能源設施。

2 鄉村清潔能源發展的方向

2.1 加快生物質成型燃料發展

生物質成型燃料是以秸稈、木屑等農林剩余物為主原料制成的成型環保燃料，具有熱值高、燃燒充分的特點，是一種低碳環保的可再生能源[3-4]。生物質成型燃料生產工藝簡單，設備投資較小，具有易于實現產業化生產和大規模使用等特點，有利于在鄉村地區推廣。

《村莊整治技術規范》（GB 50445-2008）指出，在生物質資源豐富的鄉村地區，應提高農業秸稈的資源化利用水平，逐步以生物質成型燃料替代煤炭、秸稈、薪柴等傳統燃料。發展生物質成型燃料能夠緩解鄉村能源短缺的情況，保護廣大鄉村地區的生態環境，促進人與自然和諧發展，還可以較好地解決農村秸稈處理的難題。《村莊整治技術規范》（GB 50445-2008）提出，在鄉村地區，生物質成型燃料生產廠宜根據燃料需求情況由村莊獨建或多個村莊合建，多余產出可供應熱源廠或熱電廠，減少煤炭使用量。

2.2 發展大中型沼氣供氣系統

農村戶用沼氣的推廣應用存在一定弊端，但不可否認的是，發展沼氣是實現村莊禽畜糞污資源化利用和節能減排的有效措施。《村莊整治技術規范》（GB 50445-2008）指出，居住密集且具有大中型養殖場的村莊，宜發展建設大中型沼氣供氣系統。

大中型沼氣設施相比較戶用沼氣，避免了戶用沼氣原材料供應不足、維護管理不善等弊端，更加環保也更有效率。同時，大中型沼氣設施也便于發展沼氣發電或集中供暖，這是小型戶用沼氣所不具備的優勢。大中型沼氣設施可采取由村莊或鎮全托管模式、政府財政補貼和沼氣服務公司統一管理的半托管模式或村集體與企業合作模式等方式開發推廣。

2.3 進一步推廣太陽能的應用

太陽能取之不盡，用之不竭，是未來最有發展前途的可再生能源之一。在村莊中推廣應用太陽能，不僅能解決農村的基本能源消費問題，減少污染，還有利于鄉風文明建設和村容整潔。

2.3.1 太陽能路燈

村莊亮化工程改造中，太陽能路燈被廣泛采用。太陽能路燈的布置方式一般分為單側、兩側交叉和兩側對稱三種。一般來說，道路寬度小于10 m，可采用單側布燈或兩側交叉布燈。當道路寬度在15 m以上時，宜采用兩側對稱布燈。太陽能路燈的布置間距和燈桿的高度和光源功率有關。選用3.5 m 燈桿，間距一般為8～12 m，選用6 m 燈桿，間距一般為25～30 m。太陽能路燈功率一般不小于20 W，光源瓦數高的間距遠一些，瓦數低的間距近一些。在轉角處或路口宜多安裝一盞路燈，避免出現照明死角。

2.3.2 太陽房

《村莊整治技術規范》（GB 50445-2008）指出，村莊新建公共建筑應采用太陽房，寒冷及嚴寒地區村莊的農民住宅宜采用被動式太陽房，以降低冬季采暖能耗。

被動式太陽房的設計應注重經濟性和區域適應性。太陽房的投資額直接影響著太陽房的推廣和發展前途。被動式太陽房應與自身所在區域環境相適應，宜和其他可再生能源相結合使用，才能夠更好地發揮作用。發展被動式太陽房，應充分尊重當地村民的意愿，綜合考當地村莊的經濟條件、地理條件和氣候條件等因素。

2.3.3 太陽能熱水器

太陽能熱水器是目前農村太陽能利用的較好方式，其技術成熟、造價低，環保節能，可改善農民生活質量。我國中小城市中早已廣泛采用太陽能熱水器，在村莊規劃中，可配合電能或生物質能，推廣太陽能熱水器。

2.3.4 太陽能在農業中的應用

太陽能在村莊農業發展中也可應用，例如，使用太陽能殺蟲燈來消除蟲害，太陽能殺蟲燈最大的好處是取代農藥或少用農藥，有利于發展生態農業，生產綠色農產品。還有新型太陽能生態農業大棚的應用，這種新型農業大棚結合了太陽能光伏發電技術、光熱轉換系統和新型納米仿生態轉光膜技術等高新技術，能夠節約能源而又易于維護。成本比傳統的溫室大棚還要低，而且由于對于陽光的利用更加優化，還可以有效提高農產品的產量和品質。

2.4 煤改氣、煤改電

國家正在大力推進生活和冬季取暖散煤替代工作，也就是煤改氣和煤改電，要求農村地區根據地方實際條件加快發展天然氣供暖或電供暖。

在“煤改電”中，可采用蓄熱式電暖氣和空氣能熱泵。蓄熱式電暖氣是將電能轉化熱能，耗電較高，地方政府宜采取用電補貼等方式，減輕農民負擔?？諝饽軣岜弥饕湛諝庵械臒崃縼碇茻幔牡碾娔茌^少，只為電采暖的三分之一左右，除了節能之外，空氣能熱泵的安全性也較高。天然氣資源豐富、價格便宜的地區可發展“煤改氣”，推廣燃氣壁掛爐。

但我國天然氣總儲量并不充足，并且煤改氣、煤改電的運行成本較高。農村地區宜優先利用地熱、生物質能、太陽能等清潔能源取暖，在風電、光伏資源豐富地區宜實施電供暖，促進風電和光伏發電等可再生能源電力消納。城市郊區的村莊可利用城市熱源和管網系統，發展集中供暖。

3 結語

村莊清潔能源由現有的小規模分散式向大中規模集中式或循環發展模式發展，這將是鄉村地區清潔能源未來發展的趨勢。發展清潔能源能夠節約資源，促進資源的循環利用，保護鄉村地區的自然生態環境，緩解鄉村污染問題，有著很好的發展潛力和前景。