東北農(nóng)村可再生能源利用現(xiàn)狀與“五位一體”工程應(yīng)用

董艷香，王國啟

（吉林省雙遼市農(nóng)村能源新技術(shù)推廣站，吉林 雙遼 136400）

東北農(nóng)村氣候寒冷，整體能源消耗量較大，且能源使用效率不高，會產(chǎn)生較高損耗。在該地區(qū)開展和應(yīng)用可再生能源技術(shù)，對彌補東北農(nóng)村地區(qū)能源損耗、保障地區(qū)能源總量均有非常積極的作用。可再生能源與常規(guī)能源相比具有循環(huán)再生的特性，不僅能降低東北農(nóng)村能源使用成本，還具有因地制宜、成本低廉、污染較少等多項優(yōu)點，是東北農(nóng)村能源后續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容和方向。

依照《關(guān)于中國農(nóng)業(yè)可再生能源及其管理問題的討論》中有關(guān)農(nóng)村能源的定義，農(nóng)村能源指在農(nóng)村地區(qū)范圍內(nèi)，以因地制宜為基礎(chǔ)原則開發(fā)和利用的能源類型，常見的包括作物秸稈、人畜糞便、太陽能、地?zé)崮艿龋灰约霸谵r(nóng)村地區(qū)范圍內(nèi)能夠自主提供且直接消費的能源類型，常見的包括礦物質(zhì)能、潮汐能、風(fēng)能等。上述能源中大部分均為可再生能源類型。農(nóng)村能源因此具備了資源多樣性、分布廣泛性、能量密度低、能源再生性、能源互換性等多項特征，農(nóng)村政府部門要依照因地制宜、多能互補、綜合利用、講求效益的基本原則實現(xiàn)農(nóng)村能源的有效利用。

一、東北農(nóng)村可再生能源利用現(xiàn)狀

結(jié)合當(dāng)前東北農(nóng)村地區(qū)在能源使用和發(fā)展中的實際情況來看，當(dāng)前階段東北農(nóng)村地區(qū)常用的可再生能源主要包括：地?zé)崮堋⑻柲堋⑸镔|(zhì)能等。遼寧省通過對能量多級利用新能源使用技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)和實踐探討，通過被動式太陽能建筑、架空炕連灶技術(shù)、人畜能源環(huán)境工程的建設(shè)和開發(fā)，有效加強(qiáng)了對農(nóng)村可再生能源的利用效率，不僅改變了當(dāng)?shù)鼐用竦纳罘绞剑€有效提升了生活水平[1]。

遼寧省恒仁縣大力建設(shè)被動式太陽能房、節(jié)能炕灶、戶用沼氣池等，上述設(shè)施設(shè)備在實際運轉(zhuǎn)中均有產(chǎn)生和提供可再生能源的效果，對于彌補當(dāng)?shù)鼐用竦哪茉词褂貌蛔銌栴}發(fā)揮了非常積極的作用，同時還具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

二、東北“五位一體”應(yīng)用案例

以吉林省雙遼市農(nóng)村XX 縣所用的“五位一體”農(nóng)村可再生能源轉(zhuǎn)換技術(shù)工程為例，對東北農(nóng)村地區(qū)實用可再生能源技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1、“五位一體”農(nóng)村可再生能源轉(zhuǎn)換工程的組成

“五位一體”農(nóng)村可再生能源轉(zhuǎn)換工程技術(shù)是以遼寧省“四位一體”農(nóng)村能源建設(shè)模式為基礎(chǔ)，結(jié)合吉林省雙遼市農(nóng)村實際情況進(jìn)行研發(fā)和創(chuàng)造而成的農(nóng)村可再生能源利用技術(shù)。該技術(shù)以太陽能作為主要能源，以沼氣池作為能源轉(zhuǎn)換紐帶，通過生物能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，在特定區(qū)域范圍內(nèi)將東北型太陽能采暖房住宅、節(jié)能日光溫室、沼氣池、畜禽社、蔬菜生產(chǎn)基地等有效結(jié)合，進(jìn)而實現(xiàn)產(chǎn)氣直接連接積肥、種植與養(yǎng)殖同步、能源與物流循環(huán)的農(nóng)村可再生能源生態(tài)系統(tǒng)。

（1）太陽能采暖房

太陽能采暖房的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由毛石與水撼砂共同組成，墻體為空心磚并外掛聚苯乙烯保溫板。房間中設(shè)置有地圈梁、窗口、構(gòu)造柱等多項結(jié)構(gòu)，屋面采取坡屋面，同時使用鋼筋混凝土現(xiàn)澆完成。太陽能采暖房在使用中能通過太陽能集熱器不斷收集太陽能，使用生物質(zhì)鍋爐為房間住戶提供采暖、熱水等功能。

太陽能采暖系統(tǒng)涵蓋熱能提供設(shè)備、儲熱設(shè)備、換熱設(shè)備以及其他熱能利用設(shè)備，集熱器建造中使用屋面嵌入式結(jié)構(gòu)，不會損害建筑本身的美觀性、協(xié)調(diào)性。此外，集熱器還加載有防水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)，能充分利用太陽能滿足住戶的采暖、熱水、炊事等諸多生活能源需求，對提升農(nóng)村地區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生有非常積極的效果[2]。

（2）日光溫室

日光溫室采取室內(nèi)無柱鋼骨架砌體墻建造而成，各項水平距離、房屋脊高、墻體高度、坡體角度、地面夾角等幾何參數(shù)，需結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H經(jīng)緯度進(jìn)行計算設(shè)計。

吉林省雙遼市XX 縣地處于北緯32°～43°范圍內(nèi)，因此前坡參考角高度為20.5°～31.5°，后坡仰角為30°～40°，超過當(dāng)?shù)囟琳形鐣r刻太陽高度角5°～8°；房屋脊高超過后墻高度80 cm。

（3）沼氣池

如當(dāng)前住戶建造有豬舍，在豬舍下方均會建造沼氣池，一般選用水壓式沼氣池。沼氣池需建造發(fā)酵間、貯氣間、進(jìn)料口以及出料口等多個單元。住戶養(yǎng)1 頭豬，沼氣池體積約在0.6 m3左右。吉林省雙遼市XX 縣在充分考慮農(nóng)村施工方便、維護(hù)方便和行走方便的基礎(chǔ)上，沼氣池氣池體積多設(shè)計為5～10 m3。需注意的是，在建造太陽能采暖房時，房內(nèi)廁所也需與沼氣池形成連接[3]。

（4）豬舍建造

豬舍建造時必須充分考慮生豬養(yǎng)殖對環(huán)境的適應(yīng)能力和成長要求，要以每頭豬養(yǎng)成以后的躺臥面積為基礎(chǔ)，規(guī)劃排糞和活動區(qū)域。

豬舍多使用水泥地面并設(shè)置有爐灰渣、珍珠巖、空心磚等保溫材料，使用油氈、瀝青等防潮材料，可有效解決東北農(nóng)村地區(qū)常年又冷又潮的氣候問題，以保障豬舍保溫、防潮。

豬舍一般使用漏縫地板，下方設(shè)置排糞區(qū)，依照漏縫地板的尺寸決定排糞溝的具體尺寸。豬舍出糞口應(yīng)與沼氣池的入料口形成有效連接，確保糞便經(jīng)過有效處理后能順利進(jìn)入沼氣池。

2、“五位一體”農(nóng)村可再生能源轉(zhuǎn)換工程應(yīng)用效果

該技術(shù)應(yīng)用以太陽能采暖房作為主要組成結(jié)構(gòu)，是使用太陽能解決東北地區(qū)農(nóng)村居民日常采暖、熱水、炊事等生活能源的重要方式。

建造太陽能采暖房時，首先要充分考慮當(dāng)前太陽能采暖系統(tǒng)的設(shè)計，并設(shè)置輔助能源。特別需要注意解決太陽能采暖房各項設(shè)備使用中的防凍問題以及能源轉(zhuǎn)換問題。為更加有效和充分吸收太陽能，太陽能集熱器的面積普遍較大，在非采暖季節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)太陽能收集過多問題。用戶可安裝集熱器排空裝置、散熱系統(tǒng)等確保太陽能采暖房始終處于安全溫度。

吉林省雙遼市XX 縣太陽能采暖房在實際使用中多使用低溫地板采暖系統(tǒng)，供水溫度一般在40℃，生活熱水供水溫度在50～60℃。

三、結(jié)語

近年來，東北農(nóng)村地區(qū)使用的可再生能源技術(shù)越來越多，單一的可再生能源技術(shù)無法有效滿足農(nóng)村地區(qū)能量使用的綜合性要求，因此當(dāng)前東北農(nóng)村地區(qū)可再生能源使用多以復(fù)合型的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)為主，對提升東北農(nóng)村地區(qū)的能源使用效率發(fā)揮了非常積極的作用。“五位一體”農(nóng)村可再生能源轉(zhuǎn)換工程綜合應(yīng)用多種可再生能源，有效提升了東北農(nóng)村可再生能源的使用效率和使用范圍。