中小型沼气工程集中供气效益途径探讨分析黄凌志

中小型沼气工程集中供气效益途径探讨分析黄凌志
发布时间：2021-10-21T13:17:00.260Z 来源：《基础教育课程》2021年11月作者：黄凌志[导读] 建设中小型集中供气沼气工程是处理养殖场粪污有效途径之一。

广西壮族自治区林业科学研究院黄凌志广西南宁 530002
摘要：建设中小型集中供气沼气工程是处理养殖场粪污有效途径之一。

但是，在实际使用中却普遍出现产气效率低，供气压力不稳定，整体效益偏低、缺乏后续运行补贴制度等情况。

由于影响中小型集中供气沼气工程效益的因素很多，为了解决养殖场的排污问题、提高沼气池的产气率以及“三沼”附加值，并对养殖场周边地区的居民进行集中供气，满足他们日常生活需求和无偿提供沼肥，为新时期乡村振兴铺设一条绿色健康，高效生态的乡村振兴之路。

基于此，本文就如何改善中小型集中供气沼气工程项目效益途径展开研究分析。

关键词：中小型；集中供气；沼气；工程效益
前言：目前，农村家庭能源的消费与可再生能源的发展已经成为能源方面研究的一个热点。

其中以沼气为重点作为推广农村可再生能源的宣传、利用及消费方面的重点内容，已引起广泛的关注。

随着脱贫攻坚工作的全面完成，乡村振兴国家战略实施的开始，中国大部分农村地区开始了大规模的美丽乡村、活力乡村、和谐乡村公共服务基础设施的建设。

这就对沼气工程项目实现集中供给提出了更高的要求。

在当前天然气仍未完全覆盖到农村地区的情况下，沼气仍将具备集中化供给的相对优点。

因此，沼气资源发展的方向和模式也需要发生一系列新的改变，产生新的发展趋势。

一、建设中小型集中供气沼气工程的现状
中国户用沼气建设始于20世纪50年代末期。

1985年以后，随着国家经济状况的好转和科学生产技术水平的成熟，户用沼气得到了稳步的发展，年均增长率可达到4%[1]。

到2000年底，沼气池数量己经达到848万户。

2000年以后，中国农村沼气池的建设工作进入了快速发展阶段，到2020年底，户用沼气池的保有量已经突破8000万户，普及率达70%[2]。

农村户用沼气池建设规模和使用量位居全球之首，是利用技术最成熟、涉及人口最多、效益最突出的可再生能源领域之一。

此后，随着机械化技术水平的提高和农村劳力的外流，导致户用沼气池的发展遭遇了严重的阻碍。

传统的农户分散经营模式难以适应市场的需求。

与此同时，中国农业产业化的不断深入推进，产生了大批数字化的农业有机废物亟待处置和综合利用，这就为沼气大规模的集中生产创造了有利的条件。

目前，建设的沼气池一般距离农户比较远，大多采用常规的地下水压式沼气池，普遍使用常温发酵，其发酵温度受环境温度的变化影响很大。

同时，受到项目建设经费和后期管理费用等成本的限制，在实际应用中普遍存在产气率低、供给环境压力不稳定、使用效果不佳等问题，从而影响沼气工程的总体效益，不能满足中小型畜禽养殖场污水处理的要求。

因此我们需要对新建设的中小型沼气池的经济效益进行核算，综合考量，制订出符合实际的技术方案和措施。

以此为依据，确定该沼气池的有效性与可操作性，并对该沼气池的经济效益这一短板进行提升，使之能够实现沼气池效益的最大化，为沼气集中供气系统的优化和市场化推广提供有力支撑。

二、中小型集中供气沼气工程效益途径探讨分析
1、沼气池与发酵工艺设计
科学高效的厌氧消化器是整个沼气工程建设的核心。

厌氧消化器容积的确定与计算要科学合理，既能够做到有效地保证集中供气的产生物的排放量，又能够处理养殖场每日排放粪便的量。

沼气工程池容的确定通常是根据发酵原材料的品种和数量、发酵原料在池内停留时间及投料浓度来进行计算。

确定发酵温度、发酵原材料浓度和HRT值是确定沼气工程池容的3个重要要素，其中任何一个要素的变化均会直接影响到沼气工程的容积。

2、输气系统科学合理
输气系统建设主要包括管材的选择应用，适宜的材质和恰当的管径是整个输气系统建设中最关键的因素。

目前中小型集中供气沼气工程的输气管网管材选用PE管，连接使用热熔焊接方式。

管径的确定主要受到沼气利用工程中沼气使用的流量、管路压力大小、运输距离远近等多种影响。

在进行设计和运算过程中要进行统筹考虑，既有效地保证用气的通畅，又要减少投资。

为了保证在高峰期的用气正常，宜按照最大小时的用气量进行计算。

3、沼气工程配套设施要完整
沼气工程配套设施必须要有脱硫器、阻火器和储气罐，这是保证沼气正常使用的配套设施。

同时，增加冬季保温设施，常用措施主要有电加热膜增温保温系统、锅炉水循环增温系统、太阳能热水器水循环增温系统、太阳能温室保温室系统。

保温设施能确保在冬季能给沼气工程进行加温、保温，使其能够正常产气，保持运行状态。

根据不同温度控制技术的应用效果和投资成本分析，中小型集中供气沼气工程应充分利用太阳能提高发酵料液温度，宜采用太阳能温室保温系统和生物质能增温相结合的冬季增温措施，晴天充分利用太阳热能给厌氧消化器进行增温，阴雨天利用辅助增温设施进行增温，可有效提高料液温度，实现沼气工程冬季正常运行。

必要时，还要增设远程监控系统，对沼气的运行实时监控，随时了解，确保沼气的全程生产和使用安全。

4、热电联产
将多余的沼气作为发电机燃料，在发电的同时，将发电机的余热用来产生热水或蒸汽，用于生活用热水、冬季供热或厌氧发酵罐的保温，进一步提高沼气的产量。

通过热电联产，即能提高能源综合利用率，降低能源成本，也降低了碳排放，减少了环境污染。

5、提高“三沼”综合利用附加值
主动探索沼气、沼液、沼渣其他用途的积极性，使“三沼”的用途由生活向生产发展，推广“沼-果”、“沼-菜”等多元化新型生态农业模式，从而提高沼气、沼液、沼渣的综合利用附加值，使沼气工程实现利益最大化。

6、健全监管和后续服务管理体系
建立健全的由上而下的监管和沼气服务网络体系，完善技术服务和配件供给体系，充分调动农户的积极性，把沼气管护工作推上行业化管理，民间化运作。

推行“广西恭城全托管模式”把建设的沼气池进行统一维护管理，通过市场化运作，将沼气池运营管理与供气服务全部托付给沼气服务网点，解决沼气使用后续服务难题，使沼气服务逐步由公益性向物业性转化，为沼气建设持续发展奠定基础。

结束语：推广中小型沼气工程集中供气，在治理秸秆焚烧污染，资源化综合利用、节能减排等方面有着明显优势，使得农村生态环境明显改善，“三沼”的综合利用，加强了农业面源污染治理，促使化肥、农药使用量零增长减量化。

热电联产使得农民增收渠道进一步拓宽。

推广发展集中供气工程的生态效益、社会效益远和经济效益显著。

因此建议政府给予沼气集中供气工程适当补贴和政策支持。

此外，为了提高中小型沼气工程的经济效益，需要通过降低工程原料成本，加强沼渣、沼液利用方式的多元开放，健全监管后续服务体系和管理技术人员的技能培训等，实现沼气工程产业化，从而更好的推动沼气事业向前发展，为乡村振兴，建设生态文明宜居乡村做出重要贡献。

参考文献：
[1] 刘向东. 基于层次分析法提升中小型集中供气沼气工程效益的途径[J]. 农技服务，2021，38(2):113-115.
[2] 龚贵金，石志鑫，刘进法，等. 沼气站集中供气工程应用研究——以新余市罗坊沼气站为例[J]. 安徽农业科学，2015(34):360-362.黄凌志：高级工程师，主要从事林业机械和农村能源研究。

基金项目：中央财政林业科技推广示范项目[2018]TG 21号。