一、沼气发酵基本原理
沼气发酵的实质是微生物自身物质代谢和能量代谢的一个生理过程。沼气发酵过程分为三个阶段：
1.水解反应
水解反应是微生物利用所分泌的胞外酶，如纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶等对有机物进行体外酶解，通过水解反应使复杂有机物，主要是多糖类物质，转变成可溶于水的物质，如糖、肽、氨基酸、脂肪酸等，酸菌和产甲烷菌吸收利用。
2.产酸阶段
产酸阶段吸收溶于水的物质，在胞内酶的作用下，将水解产物进一步分解成小分子化合物，如低级脂肪酸、核酸、醇、酮、醛等。
3.产甲烷阶段
产甲烷菌大量繁殖，其分泌的酶将水解、产酸阶段分解出来的化合物转化为甲烷和二氧化碳等物质。
在整个沼气发酵过程中，碳水化合物（纤维素、半纤维素、淀粉、多糖等）降解为双糖或单糖，木质素降解成腐殖质；脂肪降解为脂肪酸和甘油；蛋白质水解成多肽和氨基酸，并继续分解成醇、胺、苯酚、硫化氢及氨等。
二、秸秆的组成和特点
尽管秸秆是农业生产废弃物，但其也是一种物质和能量的载体，是一种特殊形态的农业资源。它们不仅具有较高的热值和粗纤维含量，且含有丰富的有机质、氮、磷、钾等营养元素，以及镁、钙、硫和其它重要的微量元素。根据化学组成和营养成分的不同特点，可以作为有机肥、沼气原料的补充。
三、秸秆腐熟剂组成及特性
秸秆腐熟剂主要为利用现代生物技术分离、选育的多种高效微生物，富含分解纤维素、半纤维素、木质素和其它生物有机物质的微生物菌群，能快速破坏秸秆纤维结构，使其中的木质素、纤维素等结构发生变化，快速腐熟农作物秸秆等有机废弃物，使秸秆中所含的有机质及磷、钾等元素成为植物所需的营养，并产生大量有益菌群，从而易于被沼气池中微生物分解利用，加快入池秸秆产沼气速度和提高产气量。
秸秆腐熟剂特性：1、有效菌活性高，中高温菌有机组合，繁殖起温快；2、生物降解速率高，秸秆预处理时间最长一周；3、操作简便，启动快、易成功；4、产气时间较传统原料长，可持续4~6个月；5、产气量较未加菌剂的秸秆高51%；6、解决单纯秸秆结壳和出料难问题，提高产气量并增加沼渣肥效。
四、秸秆腐熟剂在沼气发酵中的应用
1.秸秆腐熟剂作用机理及用途
秸秆腐熟剂通过与农作物秸秆混合堆沤，快速破坏秸秆纤维结构，使其木质素、纤维素等结构发生变化，秸秆变柔软、蔬松，以便于厌氧微生物分解利用，从而加快入池秸秆产沼气速度和提高产气量。
2.秸秆腐熟剂预处理秸秆操作技术
秸秆腐熟剂处理农作物秸秆进行沼气厌氧发酵其实质就是利用物理、化学、生物三种预处理方法结合起来共同作用来预处理制备沼气，生产沼肥。
2.1备料
用小型铡草机铡断，将秸秆铡成长度小于6cm的细段。一般每立方沼气池需秸秆50公斤。原辅料配比如下：
2.2润湿
将经铡短粉碎的秸秆按1：1的比例加水润湿，操作时边加水边翻料，最好用粪水，湿润要均匀，润湿时间为一天。
2.3拌料、堆沤
将1kg菌剂和5kg碳铵分层均匀撒到已湿润的秸秆上。边翻、边撒、边补充水分，将秸秆、菌剂和碳铵进行拌和，补水量一般为秸杆量的1.8~2倍，用手捏紧，有少量水滴下，含水量在65~70%。将拌匀的秸秆收成自然堆，在料堆顶部及四周每隔30~50公分打孔若干，后用塑料布覆盖，堆的底部留10公分不盖。堆沤时间为夏季3~4天，冬季4~6天。以堆内温度达到50℃并维持3天，堆内能看到一层白色菌丝时即可入池。
2.4入池
堆沤好的秸秆应趁热从入孔直接倒入池内，同时将碳铵、接种物均匀加入沼气池中，并补加水至零压力水位处，最后在料上打孔若干。
2.5封池、排气试火
封池后定时排气2天，3天后即可试火，直至能正常燃烧。
2.6出料及补料
“三结合”沼气池对秸秆发酵是有利的，沼气池全部投入秸秆腐熟剂处理的秸秆后，厕所和猪圈的粪便仍可正常入池，可起到补料作用。若无禽畜粪便，可在产气下降后补加堆沤秸秆。一般一次补加已用菌剂堆沤处理的秸秆150公斤，只要能加进去可以尽量多加。
三、常见问题及注意事项
不是所有的植物秸秆都可作为沼气发酵原料，主要以稻草、麦秆、玉米秆为主。另外秸秆不能受农药、消毒液等的污染。秸秆的投池量要达到或略超批量投料量。秸秆的一次堆沤量可大于批量投料量，剩余堆沤好的秸秆可摊晒晾干后收藏，今后用于补料。当沼气池运行中产气量出现较大波动时，应进行液体循环搅拌。产气量不能维持每天正常用气又不方便大换料时可补料，从水压间扒出或抽出部分沼渣后，一般一次补加150公斤已用菌剂堆沤好的秸秆。
四、结语
1.秸秆替代畜禽粪便作为纯发酵原料产生沼气，不但可以解决沼气池原料投入缺乏的问题，还可以获得优质有机肥，并从源头上解决农村焚烧秸秆带来的众多环境问题。
2.秸秆除了全部替代畜禽粪便产沼气外，也可以采用粪草结合的混合式工艺产生沼气，这样既节约了成本又解决了原料不足或部分原料不足的问题。
结合沼气的相关知识以及沼气在实际生活中的推广及应用，现从以下几个方面阐述一下沼气的推广。
一、人工制取沼气必须具有三个基本条件
（一）沼气池：是与空气隔绝的厌氧装置，保证沼气微生物生活在严格的厌氧环境中，同时便于收集和贮存沼气。
（二）沼气微生物：它们是沼气的生产者，存在于沼气池、粪坑、池塘的料液残渣、粪便、污泥和牛粪中，是沼气池首次投料的必备原料。
（三）发酵原料：农村的沼气发酵原料主要是人、畜、禽粪便，农作物的秸秆、青饲料、杂草等。
二、沼气发酵
沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和甲烷发酵，是指有机物质（如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等）在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过种类繁多、数量巨大、且功能不同的各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合性气体（沼气）的复杂的生物化学过程。
（一）沼气发酵微生物
沼气发酵微生物是人工制取沼气最重要的因素，只有有了大量的沼气微生物，并使各种类群的微生物得到基本的生长条件，沼气发酵原料才能在微生物的作用下转化为沼气。
1.沼气微生物的种类
在沼气发酵过程中，五大类群细菌构成一条食物链，从各类群细菌的生理代谢产物或它们的活动对发酵液酸碱度（pH）的影响来看，沼气发酵过程可分为产酸阶段和产甲烷阶段。前三群细菌的活动可使有机物形成各种有机酸，因此，将其统称为不产甲烷菌。后二群细菌的活动可使各种有机酸转化成甲烷，因此，将其统称为产甲烷菌。
2.沼气发酵微生物的作用
（1）不产甲烷菌为产甲烷菌提供营养。
（2）不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜的厌氧生态环境。
（3）不产甲烷菌为产甲烷菌清除有毒物质。
（4）不产甲烷菌与产甲烷菌共同维持环境中适宜的酸碱度。
3.沼气发酵微生物的特点
沼气发酵过程中，沼气发酵微生物是核心，其发酵工艺过程及工艺条件的控制都以沼气发酵微生物学为理论指导。具有三个特点：（1）分布广，种类多。（2）繁殖快，代谢强。（3）适应性强，容易培养。
（二）沼气发酵过程
沼气发酵过程，实质上是微生物的物质代谢和能量转换过程，在分解代谢过程中沼气微生物获得能量和物质，以满足自身生长繁殖，同时大部分物质转化为甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）。这样各种各样的有机物质不断地被分解代谢，就构成了自然界物质和能量循环的重要环节。发酵原料生成沼气是通过一系列复杂的生物化学反应来实现的。一般认为这个过程大体上分为水解发酵、产酸和产甲烷三个阶段。
三、沼气的应用
（一）用户沼气池
用户沼气池通俗的讲，就是将人畜粪便、秸杆、污水等各种有机物，在密闭的容器内，在一定的温度、水份、酸碱度等条件下，经过沼气细菌发酵作用而产生的一种可为燃气体，供农民生产生活用。沼气发酵的残余物沼液、沼渣为作物提供优质的高效有机肥，并且为生猪、家畜、家禽提供营养丰富的食源，从而形成农户生活--沼气发酵--生态农业的良性发展链条，改善农村用能结构，促进种植、养殖业生产发展，达到农业增效、农民增收的目的。
（二）沼气、沼液在种植、养殖业及其它行业的应用及其好处
沼气：可用于炊事、点灯、塑料大棚增温，增施二氧化碳气肥，用于储食、水果保鲜、发电等。
沼渣、沼液对促进作物和畜、禽、鱼的新陈代谢以及防治某些农作物病虫害有显著作用。沼液应用于浸种，可起到催芽壮苗作用，可用于作物叶面喷肥，农作物底肥、追肥等。
沼渣对改良土壤起重要作用；满足作物生长需要；未腐熟原料，施入农田增加土壤肥力。沼渣可种粮、瓜果、蔬菜、育苗、育秧、生长食用菌、养鱼、养猪、养家畜、家禽、养花卉、苗木生产等。
（三）沼气的作用与效益
能源效益――修建一座8立方米的高效沼气池，全年可产沼气380-420立方米可解决3-5口人的农户10-12个月的生活燃料，节煤2000公斤，节电200度左右，全年可节约燃料费420元，节约电费100元
环卫效益――用沼气处理人畜粪便，既可以杀虫灭菌，又能得到优质能源和肥料。环境卫生随之改观；使蝇蚊等失去滋生的条件，减少了疾病的传播；减少臭气对人畜的危害；彻底消除了烟熏火燎的痛苦，使厨房的环境卫生大改善，人畜生活在卫生清洁的环境中。
生态效益――沼气发酵残留物中有10-20%的腐殖酸和40%的有机质，长期使用可增加肥力，改善土壤团粒结构，使土地能够保持水份和持续供肥，增强庭院生态农业的可持续发展能力，提高农民的综合素质。
关键词：生物质能；生物质直燃发电；固体成型燃料；沼气技术；考察
0引言
能源问题已经成为中国乃至世界经济生活中关注率最高的问题，尤其石油属于不可再生的战略资源，是现代经济社会赖以正常运转的血液。随着全球矿物能源的快速消耗，能源危机成为各国必须面对的战略挑战。瑞典、德国、意大利等欧洲国家在生物质能开发利用政策措施、关键技术研究开发和市场运行模式等方面已经走在世界前列，并取得了较大成果和成功经验。在全面考察上述三国生物质能开发利用现状的基础上，本文重点介绍了瑞典、德国在生物质直燃发电、固体成型燃料、沼气技术等方面的利用现状与成功经验。
1生物质直燃发电技术
生物质直燃发电技术是在传统的内燃机发电技术上进行设备改型而实现的、通过直接燃烧生物质原料作为替代燃料进行发电的一种新技术。在瑞典，生物质直燃发电技术已经基本成熟并得到规模化商业应用。其技术路线为“锅炉+汽轮机／斯特林发动机(通常为热电联产，即CHP)”，其中，汽轮机发电技术为常规技术，一般应用于中型以上发电系统，斯特林发动机发电技术处于技术开发和产业化示范阶段，是目前生物质利用方面的重点研发技术。利用斯特林发动机的热电联产技术已经满足瑞典全国近一半的热力需求。近年来，生物质与矿物燃料（主要是煤）的混合燃烧发电得到许多研究和示范应用，研究结果指出，混燃可提高生物质发电的效率，且当生物质的比重不高于20%时一般不需对现有设备作改动，是生物质燃烧发电的发展方向。
本文以瑞典Enkoping的一家热电联产厂ENAENERGI为例进行说明，该厂发电装机容量24MW和50MW供热能力（见图1），能够为城市居民区域供热，燃料来源于伐木副产品、木材厂锯末和造纸厂废弃物等生物质原料。
ENAENERGI每年需要约350GWh的生物质燃料。其突出特点是所用燃料的10%为能源作物，全部由工厂自己种植，利用污水处理厂的废水进行灌溉。专门的能源作物如柳之稷可以吸收氮，该工厂种植的能源作物每年能减少20吨的氮排放（见图2）。
2生物质固体成型燃料技术
所谓生物质固体成型燃料技术就是在一定温度与压力作用下，将各类原来分散的、没有一定形状的秸秆、树枝等生物质，经干燥和粉碎后，压制成具有一定形状的、密度较大的各种成型燃料的新技术。其产品为棒状、块状和颗粒状等各种成型燃料（见图3），密度可达0.8～1.4克/立方厘米，热值为16720千焦/千克左右。性能优于木材，相当于中质烟煤，可直接燃烧，燃烧特性明显改善。同时具有黑烟少、火力旺、燃烧充分、不飞灰、干净卫生等优点，NOX、SOX极微量排放，而且便于运输和贮存，成为商品。
瑞典的森林面积广阔，是世界闻名的“森林之国”，森林覆盖率高达60%，高速公路的很多路段都从森林中间穿过。目前，瑞典利用林业废弃物如树皮、树枝、木屑以及能源作物等生产固体成型燃料已经发展得相当成熟，形成了从原料种植、收集、到颗粒（或切片）生产再到配套应用和服务体系一个完整的产业链条。瑞典全国总能源消耗的30%为可再生能源，木质燃料占其中的46.7%。
今后，瑞典固体成型燃料产业发展的重点领域包括：
（1）开发生物质颗粒燃料原材料基地；
（2）开发经济性好、资源效率高的颗粒燃料生产（包括储存）工艺；
（3）开发分级的颗粒燃料以适应不同燃烧技术需求的用户。
其总体目标是：每年至少减少生产成本4%或2000万克朗。
3沼气技术
3.1车用沼气技术
在瑞典，利用畜禽粪便等废弃物生产沼气也非常成功。沼气的年总产量约为1400GWh（1.4×109kWh），主要产自于200多家市政污水处理厂的污泥消化池，其产量约占沼气总产量的60%；其余为垃圾填埋场（产量约占总产量的30%）以及工业污水处理厂和混合消化厂产生的沼气（产量约占总产量的10%）。有机废物转化成沼气时产生的消化残余物，还可作为生物肥料。
近年来，瑞典成功地将沼气用作汽车、火车燃料，技术已经成熟，也形成了良好的运行模式。本文重点介绍Linkoping沼气厂及其车用沼气供气站。
瑞典Linkoping沼气厂建于1992年，项目总投资900万欧元，政府一次性投资补贴100万欧元。该厂不仅处置了牲畜粪便和大量有机废物，而且还通过混合消化产生了沼气和生物肥料。自2001年开始，提纯后的沼气可以注入当地的天然气配气管，以及专门的汽车供气站。
目前，Linkoping沼气厂每年处理各种有机废物约5.5万t，产生的沼气量约为20～30GWh（75%CH4），相当于当地天然气消耗量的25%，每年可减少CO2排放3700t。该厂每年收集并处理牲畜粪肥2.8万t，其他有机废物如厨余垃圾、农产品加工废弃物等2万t（主要来自15家食品类工厂，其中包括屠宰场、海产品生产加工厂等）。原料通过进料池（800m3）、热交换系统、消毒系统（巴氏杀菌，1h，70℃），进入传统搅拌消化池（2250m3，停留时间20～25d，70℃，含固率6%）。沼气厂见和沼气生产工艺流程如图4、图5所示。
Linkoping沼气厂生产的沼气通过地下管线直接提供给2km外的供热站，并能供作汽车燃料。该厂同时还在经营车用沼气供气站，满足当地近400辆公共汽车的燃料需求（见图6）。
供热和车用沼气出厂前需要进行提纯处理。该厂的沼气提纯能力为250m3/h，提纯过程分为三个阶段：
（1）提纯净化：通过Sulfatrate工艺去除S利用Selexol去除CO2；（2）干燥；（3）压缩（添加5%～10%的丙烷，调整沃伯指数，使之等同于天然气）。
3.2?沼气发电技术
欧洲沼气发电技术以德国为典型代表。目前，德国国内沼气发电工程的数量已由
1992年的139家发展到2003年底超过2000家，发电装机总量由1999年的50MW猛增到2002年的250MW。德国沼气工程技术的要点主要包括：
（1）发酵原料
发酵原料以畜禽粪便、玉米青贮秸秆，青贮饲草为主，另外还有餐饮旅馆的厨余垃圾、农副产品加工的废弃物，以及多余的粮食（如小麦、玉米）等。对有机垃圾有着严格的控制，必须在70℃的高温下经过1小时的处理才可以进入沼气池发酵，由此产生的沼渣才能作为有机肥料施用到田地去。
（2）发酵工艺
较大型的沼气发酵装置以地上USR工艺为主，中型牧场以地下池的完全混合式为主，发酵形状多数为圆柱体式，生活有机垃圾和秸秆青贮料的干发酵为地上和半地下箱式发酵装置，均采用批量式发酵工艺（见图7）。发酵滞留期一般为28～45天，少数发酵达到56天。由于发酵池都采用发电余热进行加温，发酵池内部温度一般都控制在40℃～45℃之间。
（3）进料及搅拌
沼气发酵原料根据形态的不同采取两种进料方式：一种是利用泥浆泵将液态原料输送到发酵池，一种是将固体原料，多数为切碎后青贮的玉米秸秆或牧草通过螺旋式送料器输送到发酵池内。为了出料方便，进出料管道直径都大于200毫米。为提高沼气的气量，除干发酵装置以外，多数沼气发酵池内部一般都设有搅拌装置。
（4）沼气贮存与净化
由于产生的沼气很快就转化为电力，沼气工程一般都采用橡塑气袋，有的为单独设置，有的直接设计在发酵罐的上部。这一点与我国的沼气装置不同，主要是因为对于发电机组来说不需要单独设立有一定压力的储气装置。沼气净化系统广泛应用氧化定位法，少数工程采用活性碳和生物菌去除沼气中硫化氢工艺（本文考察的Altenow大型沼气工程发电厂采用FeCl2脱硫，见图8），有一部分未经净化直接发电。大多数工程都未采取除水工艺。
（5）沼气发电系统
大型的沼气发电机组均采用纯沼气的内燃发动机，中小型的工程多数采用双燃料（柴油+沼气）的柴油发动机，少数采用纯气体内燃机发电机机型。一般沼气发电工程的发电装置都能满足当地上网要求，少数工程使用监控设备，检测发电气体含量、温度、产量以及pH值，有的示范工程已采用了远程自动监控系统。发电产生的余热一部分用来加温发酵池，剩余部分用于区域供热，实现热电联产。
（6）厌氧发酵的后处理
由于利用生物质生产的电力可优先上网并享受优惠价格，德国的沼气工程生产的沼气全部用作发电上网。发酵后的沼液经储液池贮存后，直接由拖拉机罐车运到田间进行喷洒。少数畜牧场沼气工程和大型沼气工程采用固液分离（见图9），将沼渣与沼液分离，脱水后的沼渣经简单堆放后可直接用作有机肥料，清液可再循环进入发酵池。
（7）沼气工程的运行管理模式
德国农场主很多，农场养殖奶牛和猪占大多数，家禽和其它特种养殖的较少，一般沼气工程都是为发电而建，大多数沼气发电工程都由农场主自己进行管理。较大的沼气工程独立运营管理。
（8）沼气工程的建设
德国农场主建设沼气池，其工程设计报告需要得到有关行政主管部门，如环保、农业、消防等部门的审查批准，一般这些工作都是由专门的技术服务公司或服务组织来完成。有的技术及设备公司采用的是“交钥匙工程”的方式为农场主建设沼气发电工程。大电网的广泛区域分布由电力公司负责完成，农场主建设沼气工程只负责连接到电网部分的投资。
4结论与建议
4.1结论
瑞典、德国等欧洲国家为了减少能源的对外依赖、提高能源供应安全，生物质能开发利用非常重视。瑞典、德国以及意大利等国均有明确的生物质能发展目标、政策和保障措施。对生物质能是重要的可再生能源，既可以转化为液体燃料或沼气等气体燃料代替汽油和柴油，也可以通过锅炉直接燃烧发电和供热，特别是生物质能资源分布广泛，品种多样，因此，瑞典、德国和意大利等国家都把生物质能作为优先发展的可再生能源予以高度重视。各国扶持政策到位，生物质能利用技术先进，经验成熟，生物质能开发利用已成为重要的新型产业，对保障能源安全、增加就业机会、促进农业发展，以及确保能源与环境的协调发展等发挥着重要的作用。
4.2建议
中国生物质能开发利用工作尚处于产业化发展初期，需要借鉴欧洲各国的成功经验和先进技术，缩短关键技术研发周期，加快产业化进程，着重要做好以下几点：
（1）制定优惠政策措施，引导生物质能产业形成
瑞典、德国生物质能迅速发展的一个重要原因，是国家制定了使生物质发电或燃料化应用有利可图的价格，并以法律法规形式颁布，长期保持不变。中国要开发利用生物质能，首先有关部门应协调配合，制定明确的促进生物质能开发与利用的政策和措施，并保障已有法律和政策措施能够有效实施。目前应重点在设备制造和生物质能利用市场开拓方面予以大力扶持。
（2）加大技术研发和试点示范力度，培育生物质能新型产业
国外生物质固体颗粒燃料技术、生物质直接燃烧发电技术、沼气供热和发电技术都是成熟的。目前，国内生物质固体颗粒成型技术尚处于起步阶段，固体成型技术和燃烧生物质颗粒的炉具技术良莠不齐，还面临市场需求问题。因此，建议加大研发力度，尽快实施试点示范，解决技术瓶颈问题，探索产业化经验。
关键词：沼气；建设；农村；环保
【分类号】：X832
沼气是一种清洁高效的可再生生物能源，是一种优质、卫生、廉价的气体燃料，开展农村当沼气建设，推广“三沼”综合利用，能扒动农村经济发燕尾服，使农民得到实惠，促进农业产业结构调整。农村发展沼气很重要，不仅可以方便农民的生活，还可以改善生态环境，以沼气为纽带开展综合利用，加快农业生产结构调整，可以提高农产品的质量和效益，增加农民收人，使农民尽快脱贫致富。我国能源矛盾日益突出，而解决我国能源矛盾的根本出路只能是建设节约型社会.我国农村能源利用效率低下，能源浪费严重.沼气产业实现了农业生产和农民生活的循环发展，极大地节约了农村能源.发展农村沼气产业，是解决我国农村能源问题和建设节约型新农村的有效途径。沼气工程正成为农业增效、农民增收的重要渠道之一，沼气的应用能有效缓解农村生活用能与环境保护之间的矛盾，实现国家要生态、农民要致富的目标。本文客观分析了大庆市实施农村沼气工程的可行性，指出要以沼气建设为纽带推动农村富民工程，提高资源有效利用率，减少污染排放，建设资源节约型和环境友好型社会，实现产气、积肥同步，养殖、种植并举，农民增收、农业增效、农村城镇化的目标。
1加强农村沼气建设，促进生态循环农业发展的重要意义
发展农村沼气建设是一项重要的生态工程建设，它是能源生态和能源环保建设的重要纽带，是农业生态循环的核心。因此，发展农村沼气建设，对促进农业生态循环的建设具有重大意义。
2充分认识沼气建设的重要性沼气建设多年来，提高了农业的综合利用率，畜禽粪便、污水、废弃物等基本全部流入沼气池；产生的沼气解决了生活燃能。最后，沼肥成为高效有机肥和绿色农药。沼气的建设实现了农业生产的低消耗、高产出、污染低排放的良性循环模式。
2.1促进农民节支增收
沼气是1种优质燃料，燃烧后可产生高达1400℃的温度。据测算，建1个8～10m3沼气池，基本可满足1户3～5口农家的生活燃料，每年至少可节约原煤1.2t或12瓶煤气，约1200多元燃料费。此外，每年可为0.33hm2农田提供肥料，可节省农药、化肥开支420元左右。
2.2保护生态环境
以沼气建设为能源，能有效解决农村因烧柴而毁树伐木割草的问题，从而起到保护森林资源、减少水土流失的作用。长期使用沼肥，能有效地改善土壤质地结构，提高地力，减轻化肥对土壤有机质的破坏，对保护耕地土质起重要作用。据实际测试，连续施用沼肥2～3a，土壤有机质含量增加0.39%，全氮增加0.05%，土壤容重减少0.2g/cm3，孔隙度增加6.6%，土壤微生物活跃，保水抗旱性能提高；沼渣中的纤维素、木质素可以松土，腐殖酸有利于土壤微生物的活动和团粒结构的形成。
2.3提供了大量优质沼肥沼肥是人蓄粪便、生活污水、农业废弃物等有机物质在厌痒条件下经微生物发酵后的剩余物，即沼液、沼渣。沼渣中含有有机质30%～50%、腐殖酸10%～20%、氮0.8%～2.0%、磷0.4%～1.2%、钾0.6%～20%；每667m2地施用1t湿沼渣，可给土壤补充氮3～4K、磷1.5～2.5K、钾2～4K。沼液和沼渣是优质、高效、无污染的有机肥料、饲料添加剂或营养饵料，可用作基肥、追肥、叶面肥和浸种，能有效提高作物产量、品质和抗病能力。
2.4优化生活环境质量
沼气建设收纳了人畜粪便、生活污水与畜禽粪便等废弃污染物作原料，解决了养殖场的环境污染问题，解决了农村生活环境脏、乱、差的问题，消灭了蚊蝇的滋生生源地，减少了有害病菌的传播途径，净化了环境，避免了对地下水源的污染等。因此，沼气建设对改善农
村环境具有不可低估的作用。
3建设生态循环农业的重要意义
生态循环农业就是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术以及传统农业的有效经验，建立起来的能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。它是促进人与自然和谐可持续发展农业的一种重要模式，它使农业活动由传统的“资源-产品-废弃物”的单一性运营转变成一个“资源-产品-再生资源”的循环式运营。发展生态循环农业，促进了农业废弃物的循环利用，推进了畜禽粪便资源化利用和农业无害化生产，实现了养殖业和种植业的有机结合，，从而使果、疏、粮等农产品的质量和产量得以提高，是建设生态家园，是推进生态文明建设和社会主义新农村建设的重要举措。
简单地说，生态循环农业就是在良好的生态条件下所从事的“3高农业（高产量、高质量、高效益）”，它追求的是3个效益（即经济效益、社会效益、生态效益）的高度统一，使整个农业生产步入可持续发展的良性循环轨道。把人类梦想的“青山、绿水、蓝天以及生产出来的都是绿色食品”变为现实，建设美丽乡村。
4生态循环农业示范基地建设情况
4.1沼气建设模式
多年来，沼气建设模式主要有户用型和大中型。目前，结合实际情况，今年，已全部转型建设大中型沼气，即，依托有一定规模的一体式的种、养殖场结合为载体，建大中型沼气池，集中供气，建设有规模的、典型的生态循环农业示范基地。
4.2利用原则
坚持以“农林牧副渔并举，山水林田路综合治理”为原则，因地制宜推广多类型生态农业建设模式，采取多种措施，不断地开发利用。
4.3合理地科学地抓好基础设施建设，提高利用效率结合种、养情况，在基地建设点安装水泵，建贮水池、沼液过滤池、沼液贮存池、埋设输送管道等。即将过滤好的沼液输送到贮存池，利用输送管道直接将沼液输送到地里浇灌作物，既节省大量的人力、物力，又避免了由于对沼液的使用操作不当而造成不必要的直接污染，从而提高了利用率。
5找准问题，完善措施，健康发展
加强“三沼”综合利用试验示范，提高合理利用效益；加强培训和宣传，普及“三沼”综合利用，提高应用规范。大力发展具有较大规模性的种、养殖场，建设大型沼气池，相互依托，达到开发利用的目的。提高户用沼气池的正常使用率。经调查，由于多种原因，有许多停滞使用的病池、废弃池、漏池、闲置池等，需要提倡重新修复，恢复使用。采取多种渠道加大资金投入，完善基础设施建设（含道路及其他生产设备建设）。
6结语
总之，建设农村沼气，加快农村能源建设是国家推进农村发展，改善农民生活质量的重要举措。近年来，政府在开展农村沼气工程的建设中颁布了多种政策和措施，极大地促进了农村沼气建设的发展。在今后的几年里，农村沼气的建设需要更多的资金和技术投入，加快农村服务网点建设，做好沼气建设的后续服务，促进农村更好更快的发展。
参考文献
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关键词：沼气；新农村；能源
1德国沼气技术现状
1.1总体情况
到2005年，德国沼气农场数量从1992年的100多个增加到了2500多个，自1997年12月，在日本召开《京都议定书》后，德国作为发达工业国家，被要求要进行CO2的消减计划，因此沼气工程的增长程度迅速加快。并且随着沼气技术的改进和政府相关政策的推行，仅在5年中沼气相关公司的数目就增加了3倍。
1.2工艺简介
近几年来，德国的农场沼气工程普遍采用“沼气发电、余热升温、中温发酵、免储气柜、自动控制、加氧脱硫、沼液施肥”的模式，以大型的发酵装置地上USR工艺为主，中小型牧场地下池的完全混合式为辅。
德国沼气发电的基本工艺过程是：原料——发酵——储存——发电——厌氧发酵后处理。
1.3主要原料
发酵原料主要是畜禽粪便农作物秸秆和一些青贮饲草，餐饮企业的有机污水，生活农副产品加工的剩余废弃物，以及残余粮食等。
德国农场大都养殖奶牛和猪，禽类和其他种类很少，为大力发展沼气发电开发利用新能源，其很大一部分耕地被用来种植能源植物，包括油料、淀粉、糖类和木质素类植物等具有高利用价值的农作物和一些速生类树。
1.4设备设施
基本采用三种材料作为发酵池的材料，即钢筋混凝土、专用设备材料组成金属罐体及组合式的钢板，后两者是金属材料为主，发酵池采用金属制作，既可以节约材料，又有质量保证，并且便于拆装修改。
德国农场主都采用可供生产电力和热能的所谓“集团热电装置”，由一个燃油机驱动的发电机组生产电，产生的余热用于供暖，发电机组所产生余热通过热交换管对沼气工程进行升温，一般在40℃左右，即使在冬季-30℃——20℃的情况下，发酵料液也能达到35℃以上。在此温度基础上，发酵料液不结块，脱硫后沼气直接发电，无需储气装置亦不封顶，系统装置都自动控制，整个过程不仅省时省力还省钱，冬天无需再建设专门的供暖系统，不同设置专门的储气设施，自动化发电不需要人力协调。
1.5法律支持
1990年德国实施了《电力输送法》，规定对利用可再生能源产生的电力每kw时的偿付金额最少为电网经营商从终端用户所获得的平均受益的80%，并规定了按地理位置电力运营商接纳可再生能源电力的义务范围和详细结算方法。
2000年，德国联邦参议院批准了新的法律——《可再生能源优先法》。2004年5月，政府对《可再生能源优先法》又进行了进一步的修订，进一步强化鼓励沼气发电的措施，并增加了对使用能源作物、新的发电技术的鼓励。这一政策为广大农场主建设沼气工程并通过发电上网增加收入创造了极好的法律环境，使沼气利用显示出了持续增长的势态。
2江苏淮安的沼气利用现状
近几年来，淮安市农户沼气池的发展已进入快速增长期，不少农户将沼气池作为自家近期投资的主要项目，目前全市已建设沼气池3万多只，其中以涟水县为核心的农户沼气池建设已近万只。寒冬腊月，尽管气温在-8℃，多数农户仍能正常使用沼气，为一日三餐提供燃料。据一些农户介绍，一个3~5口家庭，建一个8立方米沼气池，养2~3头猪，再加上人粪尿，每年能产气400立方米左右，完全可以满足全家常年一日三餐的燃料和照明。沼气池从根本上改变了农村昔日的烟熏火燎的炊事方式，使用沼气已成为当前解决农村生活用能最经济适用的措施之一。
沼气的发展也带动了养殖业的发展。在朱码镇樊卜村，300只沼气池带动了常年存栏1000头猪的养殖规模。因为要使沼气池正常运转必须发展养殖业，为沼气发酵提供充足的原料。该村之所以成为养猪重点村，主要就是沼气池拉动了养殖业发展，农民自觉地扩大了养殖规模。
利用沼气发酵产生沼液、沼渣，建设生态农业，发展无公害农产品，是沼气池深受政府重视和农民欢迎的重要因素之一。沼液、沼渣作为优质有机肥料，养分全面，缓速兼备，且施用沼肥还可以抑虫防病。在淮安涟水，各沼气村均利用沼气作为纽带，因地制宜建立无公害农产品生产基地。
3江苏淮安的沼气利用存在的问题
为了推进沼气建设，淮安市政府组织制定了《淮安市2003－2010年沼气建设规划》，规划到2010年全市建设生态家园工程26.77万处，沼气入户率达30%，建成江苏及至华东地区的沼气大市，要达到这一目标，我们必须要认识目前淮安沼气建设存在的问题，取长补短。
3.1农户对沼气的认识水平偏低是制约沼气产业发展的内在因素
沼气作为新兴产业，给部分农民带来了许多方便和实惠，越类越被大多数群众认可和接受，但还有相当一些农户对沼气的认识水平处于较低层面，影响着沼气池建设步伐和相关技术的推广，主要表现在三个方面：①偏远乡村农户对沼气概念含糊不清，根本不知道沼气是用来干什么的，国家为什么发展沼气，沼气对农户有哪些好处，因而建沼气的积极性不高。②一些农户对沼气虽有所认识，但很不全面，仅知道沼气是用来做饭、照明的，还不了解沼气对种、养业的带动作用，更不知道沼气还能保护生态环境，有利于提高农民群众卫生健康水平。③部分农户对他们建沼气池虽有一定的积极性，但却以来国家投资，等、靠、要思想比较严重。
3.2综合效益难体现是沼气产业发展的薄弱环节
淮安的沼气技术虽已将种植、养殖和新能源利用结合在一起，但其价值并未得到充分利用。大中型综合沼气利用工程的发展也并不乐观——基建投资高，除去运行成本、贷款利息、靠沼气回收投资多，多数养殖场承受不了。
另外以砖混结构为主的建池方式也存在多方面问题，严重制约沼气大范围推广，玻璃钢商品化沼气池因原材料家额问题难以拓展。因此，开发新型的适合我国国情的建池材料和生产工艺设备是当前商品化沼气池产业首要任务，同样也是淮安面临的重要问题。
大力研究制造沼气发电机组也是目前的重点任务。在沼气发电方面，我国已有20多年的研究历史，但在淮安尚不成熟。而且发电成本在0.5元/kwh，大大高于煤电的发电成本，国内的沼气发动机主要是双燃料式和全烧式，数量不多，无法构成规模化的发电工程。并且沼液、沼渣的后续利用开发也受企业自身技术能力的限制。而且沼气工程原料主要来源于养殖场畜禽粪便，一旦养殖场亏损倒闭，沼气工程投资也将全部沉没，使得沼气工程项目具有风险，难以吸引投资。
3.3畜牧业发展水平不高是沼气产业发展的瓶颈
沼气的主要原料来自于畜禽粪便，沼气产业与畜牧业相互依存，相互促进。但是，畜禽圈舍建设标准较低下是制约淮安一些农村沼气产业发展的关键环节，大部分农户圈舍简陋，多为土木结构，有些农户甚至实行散养，黄土垫圈，家畜粪便无法入池利用，从而出现了沼气池可利用的原料仍然不足，也有个别农户异地购买粪便入池，增加了建设成本。
4淮安新农村建设的能源利用策略转贴于
淮安农村人口远大于城市居民人口，改变农村的能源产生和消费方式，开发利用生物质能等可再生资源对建立持续的能源系统，建设新农村经济，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。
4.1加强宣传引导
①要充分利用广播、电视、报纸等宣传媒介，宣传沼气综合利用在保护生态环境、改善农民生产生活条件、增加农民收入、提高农产品质量、推进建设社会主义新农村等重大意义和作用，让群众对建设沼气池的目的意义及相关知识有一个全面、系统的了解，为沼气发展营造良好的舆论氛围和发展环境。②适时组织干部和群众代表到沼气产业发展较好的地方进行参观学习，用事实和典型说服和教育群众，以激发群众建设和发展沼气池的积极性。③深入基层，深入群众，从能源推广、畜牧发展、沼肥应用等方面进行算账对比，从美化和改善农村环境的角度进行宣传教育，真正做到横向到边，纵向到底，不留死角，不留疑惑，从而提高认识层次，促进战略升位，以沼气有效促进新农村建设。
4.2拓宽投资渠道
在筹资渠道上主要采取向上争取一点，市里安排一点，各部门支持一点，沼气户自筹一点的办法。①积极向中央争取国债项目和省农村小型公益设施项目资金。在积极争取国家沼气建设项目资金的基础上，按照公共财政原则，把沼气建设配套资金纳入县级财政预算范围。②以政府投资为引导，采取多种融资和经营方式，吸引社会力量投资，同时，县、乡政府和金融部门也应积极参与到沼气产业发展上来，采取拆、借、贷等方式，帮助群众解决沼气池建设资金困难。③整合部门资源形成合力，把沼气池建设项目与畜牧、水利、农发、扶贫等涉农项目有机结合，将农村沼气建设与扶贫开发整村推进、资源开发、改水改厕、农业产业化、科技三项经费和文明村镇、生态环境建设项目资金有机结合起来，按照统筹安排、相对集中、渠道不变、用途不乱的原则，将其经费捆绑使用，投入农村沼气建设，充分发挥资金的投资效益。④发挥群众投入主体作用。调动农户的主观能动性和投资积极性，鼓励有建设愿望、有投资能力的农户自主建设沼气。
4.3加强农村沼气技术与服务体系的建设
从德国的新能源法来看，德国政府更加支持小型的和以农场为基础的沼气发电工程，这一方面说明了立法者鼓励开发利用可再生能源的目的，另一方面也是为了扶持小型农场主，减少城乡差距，与此相对，淮安政府可以应对有机废物的排放和综合应用制定相关的法律法规，并制定相关的配套辅助政策。如，对于以养殖场畜禽粪便为原料进行沼气利用的工程，对于农村及小城镇利用生活污水和植物秸秆进行沼气建设的工程；对于使用沼渣、沼液生产的有机肥进行农业生产的农业生产单位给予政策和资金上的补助，也可利用贷款贴息和财政直接补助等形式，扶持建设沼气发电工程等废气物利用工程；为了减轻国家财政预算的直接负担，可以借鉴欧洲大部分国家从消耗的矿物能源中适当加价。
其次我们应该认真研究德国的沼气发电系统，将淮安局限的沼气技术拓宽，不仅仅限于热能源转换，电能源也是我们循环经济的重要组成部分。更要学习知道沼气池的用料和构建技术，整体了解“集团热电装置”并将其转换成适合淮安地质条件的思想合理运用。
虽然德国的工程体制软件技术超前，工艺完善，硬件材料先进，但由于高成本的问题，生物质原料条件还跟不上其生产工艺技术的所需程度，所以其不得不大量种植农作物来实现资源转化。而淮安应该人口比较多，农村面积也比较广阔，生物质产量极大，如果能将产生的废弃有机生物质都合理用于沼气生产，将会产生巨大的价值。
4.4大力发展畜牧产业
要大力发展畜牧业，尽快实现以畜促沼的良性循环格局，首先应千方百计增加畜禽存栏总量。通过政策扶持和技术服务，帮助群众发展畜牧养殖，并想方设法全面实行畜禽舍饲养殖。加快改革传统的粗放散养方式，建设标准化养畜圈舍，使粪便能够直接随水入池，提高家畜粪便利用率，保障沼气池原料供应。在此基础上可以实行庭院生态养猪的模式，即农户自家庭院内建立起“猪-沼-菜”三位一体生态模式，就是猪多——粪多——沼气、沼渣、沼液多——有机肥料多——菜多（饲料多）——猪多，形成了以沼气为杠杆的庭院生态循环经济。
4.5制定激励政策
在沼气发展中，经济效益的受益主体是农户，而生态效益和社会效益受益主体则是整体社会。因此，在提高沼气的生态效益和社会效益的同时，提高沼气的经济效益是扩大沼气应用、推动沼气快速发展的最有效途径。这就需要政府进一步强化其规划、协调、监督和服务的职能，统一担负起指导、管理、服务的重大责任。同时，把沼气生态农业与农业产业结构调整结合起来，并纳入经济发展规划和双文明考核目标管理，签订责任书，安排部分资金，建立目标管理奖励基金，实行奖优罚劣。加大对沼气工程和户用沼气发展的宣传报道，对贡献突出的单位和个人给予表彰和奖金奖励，调动建设和发展沼气产业的主动性、积极性和创造性，形成全社会支持关心沼气工程和户用沼气发展的良好氛围。
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沼气中一般含有30％～40％的二氧化碳和50％～70％的甲烷。甲烷燃烧时产生大量的二氧化碳，同时释放出大量热量，二氧化碳是蔬菜进行光合作用的主要原料，一般来说，燃烧1m。沼气可产生0.975m。二氧化碳。光合作用是蔬菜生长发育与产量形成的主要物质基础，在种植蔬菜的塑料大棚内点燃一定时间、一定数量的沼气，因棚内二氧化碳浓度和温度增高，可有效促进蔬菜增产。人工施用二氧化碳的浓度应根据蔬菜种类、光照强度、温室内温度情况来定。在植株叶面积系数较大的温室内需要长时间通风的情况下，应在日出后30min左右燃烧沼气或沼气灯，平均释放速度为每小时0.5m。左右，据此计算出不同体积温室增施各种浓度二氧化碳所需燃烧沼气的时间。一般每释放10～15min，间歇20min。在放风前30min停止施放。
沼液中除含有氮、磷、钾等速效性营养成分之外，还含有各类氨基酸、维生素、蛋白质、赤霉素、生长素、糖类、核酸以及抗生素等蔬菜生长有利的成分和某些抑制细菌的物质：
一、助长作用
沼液中的氮、磷、钾是蔬菜生长所必须的营养物质，在蔬菜生长过程中进行沼液追肥或叶面喷施，不仅可使蔬菜生长旺盛，而且能防虫防病。沼液可在蔬菜根外施用，其效果比化肥好，而且在蔬菜整个生长季节都能进行，对蔬菜有明显增产作用。沼液既可单施，也可与化肥、农药、生长剂等混合施用。叶面喷施沼液，可调节蔬菜生长代谢，补充营养，促进生长平衡，增强光合作用能力。
二、杀菌作用。
沼液所含有机酸中的丁酸和植物激素中的赤霉素、吲哚乙酸以及维生素B，等，能有效控制病菌的繁殖，增强蔬菜抗病能力。
三、抗病虫害作用
沼液中的氨、铵盐和抗生素，可防止害虫在蔬菜上产卵，抑制虫卵的成长，从而减少虫害。实践证明，沼液防治病虫害，无污染、无残留、无抗药性，因而被称为“生物农药”。
沼渣是由部分未分解的原料和新生的微生物菌体组成，它含有较多的沼液，固体质量分数在20％以下，这是沼渣在综合利用过程中兼有沼液功效的原因。沼渣由3种不同成分组成，具有3种不同作用：
一是有机质、腐植酸，是良好的土壤改良剂。长期使用沼肥，可以疏松土壤，有利于土壤微生物的活动和土壤团粒结构的形成，显著提高土壤肥力，对促进作物的增产具有积极的作用。能够改善土壤的孔隙度、土壤密度等物理性质。随着沼肥用量的增加，土壤密度降低，总孔隙度增加，活土层深度增加，从而显著改善土壤的物理性状，为土地耕作和农作物生长创造良好的土壤条件。
