北方發展沼氣的意義及存在的技術問題

候春東　李　巖　那文斌吉林省大安市能源環保站

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北方發展沼氣的意義及存在的技術問題

候春東李巖那文斌
吉林省大安市能源環保站

大力發展沼氣產業，具有十分重要的意義。首先，快速的城市化和工業化的發展，使我國面臨著嚴重的能源短缺問題，沼氣作為清潔可再生能源，發展沼氣產業勢在必行。其次，大力發展沼氣產業，不僅可以降低碳排放量，促進低碳農業發展，還可以提高森林碳匯量，對低碳經濟的發展具有很大的推進作用。此外，沼氣是變廢為寶的能源，是發展循環經濟的重要手段之一。

一、應用中存在的問題及影響因素

1.產氣率低，戶用沼氣無法規模化推廣

農村沼氣能源已經在全國范圍內進行推廣使用，詳細分析目前沼氣池的使用情況表明，投入使用的沼氣池一般采用常溫方式發酵，有的地方在低溫時段沼氣池的產氣率相對過低，一般情況在每年的9月20 到10月后就難以啟動，遠遠無法滿足農戶對沼氣的應用需求。由于北方冬季漫長而寒冷，氣溫過低，持續時間為5個月左右，沼氣池因溫度低而產氣量大大降低，甚至無法正常使用，加之使用者管理不當導致大部分沼氣池已經閑置，一部分不耐低溫的磚混型沼氣池已報廢停用，嚴重影響了沼氣技術的推廣和使用。

2.有效接種物相對數量少

專家對發酵菌群的分離研究表明，現有的產甲烷菌效率受溫度的影響較為嚴重。研究結果表明，在10～20℃區間因不適合產甲烷菌的生長而影響產氣量；溫度在15℃以下時不適宜產甲烷菌的生長，這種受溫度影響的現象在北方地區尤為嚴重，在沒有很好的保溫和發熱增溫的狀況下，沼氣池產氣率明顯大幅度降低，同樣量的沼氣發酵原料的產氣量還不及夏季的1／3，可見，菌群的效率對產氣率的影響十分明顯。低溫條件下可以使用的高效產甲烷菌群開發迫在眉睫。

3.人為因素和原材料單一而短缺

北方地區冬季的主要能源為作物秸稈、煤炭等，農民對沼氣使用的認識較少，因而導致沼氣應用推廣受限。在沼氣池的建設過程中，由于工程質量無法受到有效監督。農村沼氣發酵的主要原料為秸稈和糞便等廢棄物，農戶的養殖數量不足，隨著農村畜牧業的集約化養殖，糞便等廢棄物被統一收集，多被用于肥料的生產加工，因此原料供給出現嚴重不足的問題。

二、解決方法

1.做好保溫措施，提高產氣率

在北方地區建立通過構建，沼氣池-溫室大棚-畜舍和廁所等相互結合起來，“四位一體”的沼氣建設新模式，即將可以達到沼液喂畜和沼肥種植施用，并采用沼氣肥技術，促進了養殖業和種植業的平衡發展。由于溫室大棚的溫度相對外界較高，沼氣池一直處于適宜的溫度中，能夠有效防止沼氣池因低溫被凍壞，并可確保全年產氣得以實現。同時充分利用本地資源特別是北方地區是玉米的主產區，沒有條件建設“四位一體”的沼氣建設模式。可以利用干燥玉米葉，加大和加厚進行對池體全面覆蓋。通過近幾年的實踐也取得了很好的效果。

2.添加大量高效鮮活菌種數量

沼氣發酵微生物是一個統稱，包括發酵性細菌，產氫產乙酸菌，耗氫產乙酸菌，食氫產甲烷菌，食乙酸產甲烷菌等五大類菌群。近年來，較多的科研人員致力于高效穩定的沼氣微生物發酵菌種的研發工作，以期從根本上解決因溫度低、菌種活性差而無法正常產氣進行供給的問題。有針對性的選取低溫發酵下的新鮮沼液作為接種物是很好的選擇，在冬季低溫條件下，接種適宜正常生長的微生物菌群是提高冬季沼氣池產氣量的一條極為重要的途徑。

3.使用新型材料沼氣池，增加池體的防寒和氣密性

目前應用較多的為室外磚混型沼氣池，其維護費用相對較高。通過改變建造使用的材質，如采用鋼化玻璃等，可以大大減少后期的維護費用，實現沼氣池工廠化生產，且氣密性與耐腐蝕比較好此方法非常值得采用。多數投入使用的磚混結構沼氣池，一般不耐低溫，溫度過低時將會有池體開裂的現象出現，為解決這一問題，可以采取沼氣池深埋、簡易塑料薄膜和暖棚等技術對現有的沼氣池進行保溫改造，實際應用中，這3種保溫的措施都非常有效，但是還是不如新型的玻璃鋼沼氣池目前，我國多數地區開始高強工業聚酯纖維紅泥專用沼氣池材料的推廣使用等等，均收到了良好的效果。