1 引言
党的十八大从新的历史起点出发,做出了“大力推进生态文明建设”的战略决策。十八大报告指出,“建设生态文明,是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设放在突出地位,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程,努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展。”
我国是一个以农业为基础的经济大国,农业生态文明建设在我国生态文明建设工作中也将起着基础性保障作用。建设生态化现代农业农村,大力推进生态文明建设,是破解我国农业农村发展不可持续难题的根本出路。要建设生态文明新农村,首先,应珍惜每一寸国土,给农业留下更多良田,给子孙后代留下天蓝、地绿、水净的美好家园;其次,要全面促进资源节约,推动资源利用方式根本转变,加大自然生态系统和环境保护力度。此外,还要积极引导广大农民树立生态文明观念,加大政府对农村环境保护的投入,转变农村经济增长方式,建立农村环保实用技术研发和推广体系。在发展现代农业过程中,大力推进农村沼气建设,走低碳发展之路,构建以沼气为中心的生态农业,实现沼气的综合利用,是实现生态文明的一条重要途径。
我市沼气开发利用是从1974年开始的,三十多年来,全市累计投入沼气建设资金11.9亿元,其中国家补助资金2.4亿元,兴建户用沼气池27.8万口、大型沼气工程26处,分别占全省的10%、11%,入户率达26%。到2012年底,全市年产沼气近亿m3,年减少CO2排放量17万吨,相当于节约标准煤6.4万吨,年均增收节支2亿元以上。凡使用沼气的农户,其生活用能问题都得到了彻底的解决。1984年以来,为提高沼气的综合效益,我市在气渣液上做文章,从利用层次上挖潜力,开发出以沼气为纽带的多层次综合利用项目达11项。沼气除用作生活用能,还可以用来保鲜、贮粮,作动力燃料;沼液可用作添加剂喂猪及农作物和水果生产叶面施肥,浸种催芽;沼渣可做培养基培育食用菌、养蚯蚓;沼肥用来开发吨粮田、养鱼等。我市沼气建设大有可为,以省钱为例,一个三口之家,每年比烧煤省1600元钱左右,比烧液化气省2000元以上;同时,岳阳无论从气候,还是从养殖习惯上都是沼气建设适宜区。
2 沼气是什么
能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源,包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源,以及其他新能源和可再生能源。可再生能源是指可以再生的能源总称,包括风能、太阳能、水能、生物质能、海洋能等非化石能源,它是可以永续利用的能源资源,不存在资源枯竭问题。
沼气是一种优质清洁的生物质能源,它是各种有机物质(如人畜粪便、树叶杂草等)在一定温度、湿度、酸碱度和隔绝空气的条件下,通过多种微生物的相互作用而产生的一种可燃性气体,其主要成分是甲烷(CH4,约占55~57%)和二氧化碳(CO2,约占30~40%),还有少量硫化氢(H2S)、一氧化碳(CO)氮气(N2)、和氢气(H2)等。沼气是继薪柴、煤炭、电力之后的第四代能源,国家把沼气(生物质能)开发利用列入太阳能、核能、潮汐能等四大能源开发利用之一。它可分散收集、就地使用,广大农村开发利用前景广阔。
3 为什么要办沼气
发展农村沼气,是贯彻落实科学发展观,建设节约型社会和环境友好型社会的重要措施,是全面建设小康社会、推进社会主义新农村建设的重要手段,是构建和谐农村的有效途径。农村沼气把能源建设、生态建设、环境建设、农民增收链接起来,促进了生产发展和生活文明。农村沼气项目进村入户,好政策真正落实到农民头上,既有经济效益,又有社会和生态效益;既体现了先进生产力,又体现了先进文化和农民群众的根本利益,是惠及广大农民的实事、好事,受到老百姓的普遍欢迎。
3.1 增加优质可再生能源供应,缓解国家能源压力
我国是一个农业大国,同时又是一个耗能大国,能源短缺将是一个长期的过程,成为我国经济可持续发展的瓶颈之一。沼气是可再生的清洁能源,既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源,也可替代煤炭等商品能源,而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等。发展农村沼气,优化广大农村地区能源消费结构,是我国能源战略的重要组成部分,对增加优质能源供应、缓解国家能源压力具有重大的现实意义。建设一个8m3的户用沼气池,年均产沼气385m3,相当于替代605公斤标准煤,可解决3~5口之家一年80%的生活燃料。一个年存栏1万头育肥猪场大中型沼气工程,年可处理鲜粪7200吨左右,生产沼气约55万m3,给居民供气相当于每年可替代850吨标准煤。
3.2 保护林草植被,巩固生态环境建设成果
农村生活能源短缺,一方面制约着农村经济发展,另一方面导致了滥砍乱伐,植被破坏。国家投巨资实施退耕还林、退牧还草等生态建设工程,成效显著,但农村燃料和农民长远生计问题已成为巩固生态环境建设成果的重要制约因素,迫切需要为农民提供可替代能源。农村沼气将人畜粪便等废弃物在沼气池中变废为宝,产生的沼气成为农民照明、做饭的燃料,为农村提供生活用能,解决了“没有柴烧就砍树”的问题,也使贫困地区农民告别了上山打柴的状况,昔日烟熏火燎的老式柴灶被洁净的厨房取代。一个户用沼气池所生产的沼气,每年平均可替代薪柴和秸秆1.5吨左右,相当于3.5亩林地的年生物蓄积量,同时还可减少2吨CO2的排放。农村沼气建设涵养绿水青山,建设沼气的地区,山更绿,水更清,是保护生态环境的有效途径。
3.3 改善农村卫生环境,提高农民生活质量
建设社会主义新农村迫切需要整治人畜粪便和秸秆、垃圾对农村环境造成的污染。“柴草乱垛、垃圾乱倒、污水乱流、粪土乱堆、畜禽乱跑、蚊蝇乱飞、烟熏火燎”是我国许多地区农村生活环境的真实写照。发展农村沼气,推行“一池三改”(建沼气池带动改圈、改厕、改厨),建设生态家园,猪进圈、粪进池、沼渣沼液进地,居家环境和卫生状况大为改善,厨房无炊烟,厕所无臭气,农民生活环境明显改善。沼气的使用,解放了农村妇女,使其从繁重的烟熏火燎的劳动中解放出来,提高了身体健康水平和生活质量。目前我国农村近2亿处简陋的农家旱厕,畜禽养殖业每年产生30多亿吨粪便,因未采取有效处理措施,不仅污染了农民生活环境,而且易导致农村疫病流行,传染病多发。在长江中下游地区,人畜粪便是血吸虫病主要传播途径。发展农村沼气,对人畜粪便进行无害化、封闭处理,消灭、阻断传染源,切断疫病传播途径,把环境卫生问题解决在家居、庭院和街区之内,对防控人、畜疾病有显著效果。
3.4 改善农产品质量,促进农民增收和农业增效
发展农村沼气是建设生态农业的迫切要求,是农民的“致富池、小康池”。当前,我国化肥、农药的过量施用导致农产品品质下降,危害人民身体健康,严重影响我国农产品的市场竞争力。沼渣、沼液是一种优质高效的有机肥料,富含氮、磷、钾和有机质等,能改善微生态环境,促进土壤结构改良。一个8m3的沼气池,年产沼液沼渣10~15吨,可满足2~3亩无公害瓜菜的用肥需要,可减少20%以上的农药和化肥施用量。沼液喷洒作物叶面,灭菌杀虫,秧苗肥壮,粮食增产15%~20%,蔬菜增产30%~40%。实践证明,以沼气为纽带的综合利用能有效地促进农民增收。一个五口之家农户建一个10m3沼气池,如开展二项以上综合利用,一般年增收在3000元左右。3.5 转变农业增长方式,发展农业循环经济
我国农业资源和环境的承载力十分有限,发展农业和农村经济,不能以消耗农业资源、牺牲农业环境为代价。农村沼气将畜牧业发展与种植业发展链接起来,促进了能量高效转化和物质高效循环,形成了“种植业(饲料)-养殖业(粪便)-沼气池-种植业(优质农产品、饲料)-养殖业”循环发展的农业循环经济基本模式。以沼气为纽带的农村循环经济的基本模式,通过利用粪便、秸秆生产沼气和有机肥,推进农业生产从主要依靠化肥向增施有机肥转变,推进农民生活用能从主要依靠秸秆、薪柴向高品位的沼气能源转变,从根本上改变了传统的粪便利用方式和过量施用农药及化肥的农业增长方式,有效地节约水、肥、药等重要农业生产资源,减少环境污染,是发展循环经济、显著节约资源的生产模式和消费模式,是建立节约型社会的有效途径。
4 怎样办沼气
4.1 农户办沼气的内部条件
一是有一定的养殖规模。目前我省推广的上流式浮罩沼气池适宜流体发酵原料,即人、畜粪便。一个成人每天可收集的排泄物仅为1.5千克,因此,农户必须常年养殖一定数量的畜禽,才能保证提供充足的发酵原料。根据畜禽每天产粪便情况和可收集量,建10m3的沼气池,需家庭存栏50千克以上成年猪5头或100千克以上牛2头,牛、猪粪是上乘的沼气发酵原料。二是有一定的经济实力。农户建池是一次性投资,长期受益,沼气池的使用寿命可达20年以上。建一口10m3沼气池,一次性近3000元左右,如配套改厨、改厕、改圈、改水等,则投入更多。三是有一定的文化水平。沼气池不仅是农户的一项生活设施,也是农户的一项生产设施。沼气技术是多种先进生产技术的有机结合,要求农户具有一定的科技文化基础,才能掌握好沼气技术的基本原理和要领,从而加强沼气池的日常管理,使沼气池产好气、多产气、用好气;才能因户制宜开展“三沼”(沼气、沼渣、沼液)的综合利用,从而充分发挥沼气技术的综合效益。
4.2 农户办沼气的外部条件
一是加强多部门协作。沼气建设,涉及农业、林业、畜牧、水产、水利环保等多部门、多学科,是全社会的共同事业,这就需要全党动手,各有关部门通力协作,上下联动,作好这项工作。二是与新农村建设结合。在保证充分发挥其综合效益的前提下,要与文明卫生村镇建设,环境卫生和“五改”(改厨、改栏、改浴、改厕、改水),“三结合”(猪栏、厕所、沼气池结合)等统筹规划。凡建有沼气农户和普及沼气的村组,室内窗明几净、室外干净整洁。不见炊烟起,只闻饭菜香。三是加大技术培训力度。培养一支技术过硬、作风过硬、门类齐全的技术队伍,坚持持证上岗,执行(包建、包管、包使用、包赔偿)四包制度,保质保量建好放心池。
5 如何开展沼气综合利用
5.1沼气综合利用技术概述
沼气综合利用是指对人工沼气、沼气发酵残余物(沼液、沼渣)在农业生产中进行直接利用的一种技术,包括沼气的利用、沼液的利用和沼渣的利用。沼气综合利用与农业生产活动联系起来,不仅为广大农村解决了优质的燃料,还改变了农村长期以来环境脏、乱、差的现象,并且成为农村发展庭院经济、生态农业的重要途径,使广大农民的经济收入明显提高,成为我国农村发展沼气的特点和农民增收的新亮点。
沼气综合利用是中国广大农民与沼气科研工作者在兴办沼气的长期实践中不断发现、创新,不断应用拓展而总结出来的综合性实用技术体系,它涉及到种植业、养殖业、设施农业、加工业、服务业和仓储业等。早在上世纪七十年代后期,不少沼气科技工作者在实践中发现沼液、沼渣对农作物产量、品质有着显著的促进作用。并提出了沼气建设的效益“三分在气、七分在肥”的观点。进入21世纪,农业部及时总结经验,提出了沼气能源生态农业模式概念,推出了“南方猪—沼—果”、“北方四位一体”、“西北五配套”三大模式,纳入农业部生态家园富民计划,拉开了全面实施沼气科学生态农业工作建设的序幕。沼气建设从此承载起振兴农村经济,提高农民生活质量,改善农业生态环境的历史重任,成为农业、农村一种新颖的可持续发展模式。
5.2 沼气综合利用技术的原理
沼气发酵是由众多微生物共同参与的复杂生化过程,在沼气发酵过程中,沼气发酵原料几乎都被消化而转换成其他不同特性和形态的物质,一部分物质被转化成沼气,一部分被繁衍成新的微生物菌体和代谢物,另一部分被残留下来,这部分物质我们通称 图1 “三沼”综合利用示意图
沼液、沼渣。人们根据它们的各自不同的特性进行利用。
沼气利用的基本原理:一是根据沼气热值高,每燃烧1米3沼气,可释放热量约5500千卡,用于炊事、照明、孵化、温度增温、幼禽保温;二是根据沼气燃烧后释放CO2,可用作大棚农作物的气肥;三是利用沼气含氧量低的特性,可用来仓储、除虫、保鲜等。
沼渣、沼液利用的基本原理:一是有效养分保存率高;二是有效养分水溶性状态,可直接为农作物根系、叶面吸收;三是在沼气发酵过程中,还派生出众多的新生物质,据测定,沼液中,已经测出各类氨基酸、维生素、蛋白质、赤霉素、生长素、糖类、核酸以及抗生素等,这些物质都是综合利用的物质基础。例如:赤霉素可使种子提早发芽,打破休眠,某些核酸、单糖能增强作物的抗旱能力,某些游离氨基酸能增强作物抗冻能力,某些抗生素则能防治某些作物病虫害,多种氨基酸和微量元素添加到饲料中以弥补其不足,促进畜禽增产等。
作者简介:
邹志雄(1972- ),男,岳阳县人,经济师,高级兽医师,西南大学动物养殖学院毕业,湖南省委党校公共管理专业在职研究生,现任岳阳市能源生态局主任科员,负责全市农村能源技术培训工作。
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