沼气发展现状3

jiangsu university of science and technology

课题名称：沼气发展现状

姓名：刘启明

专业：冶金工程

学号：1045562112

沼气发展现状

沼气的基本介绍

沼气的主要成分是甲烷。沼气由50%〜80%甲烷(CH4)、20%〜40%二氧化碳(CO2)、0%〜5%氮气(N2)、小

于1%的氢气(H2)、小于0. 4%的氧气(O2)与0. 1%〜3%硫化氢(H2S)等气体组成。

. 关于沼气发生的基本原理，目前尚在探索之中。沼气的形成过程大致可分为两个阶段，首先将各种复杂的有机物转化为低级脂肪酸，例如丁酸、丙酸、乙酸；然后把上述各类产物继续转化为甲烷和二氧化碳等。

二、中国沼气发展经历的几个阶段

中国沼气建设起步于20 世纪七十年代，已有30多年的发展史，经历了三个阶段，步入了新的发展局面。

中国农户沼气池历年发展态势

1973年--1983 年：仓促发展与回落

1984年--1991 年：调整与重视科技

1992 年--1998 年：回升与效益凸现

1999 年至今：全面提升与快速发展

第一阶段是1973年到1983年的10年间，为高速发展与回落阶段，政府急于为解决农民生活燃料严重短缺而在全国推广沼气，1976年形成了全国性的高潮，当年统计推广256.7

万户。终因仓促上马、急于求成，缺乏坚实成熟的技术基础和支持，以及管理不善等原因，造成数量上的高速发展，而紧跟着的大回落阶段，从1976年的700多万户回落到1982年的400 万户。

第二阶段是1984年到1991 年的8年间，为调整阶段。此阶段注重沼气技术系统的科研，修理病态池，放慢发展速度，8 年间新增池扣去报废池仅累计增加82.7万户，平均每年增加10万多户。

第三阶段是1992年至 1 998年，为回升发展阶段。由于第二阶段科研与示范工作取得重要成果，如户用高效沼气池技术、南方恭城模式、北方“四位一体”模式等沼气与生态建设等有机结合，沼气建设综合效益日益明显，有回升发展，每年建池在50 万户左右。

从1999年起农业部总结了北方“四位一体”、南方“猪一沼一果”、西北“五配套”等卓有成效的沼气能源生态建设经验，提出了“能源环保工程”和“生态家园富民工程”计划，

并于2001年和2002两年争取到小型公益农村沼气项目每年补助1亿元的支持，2002年农

村基建2亿元支持，并于2003年得到农村基础设施国债资金10亿元的支持，使中国沼气建

设进入了一个全新的发展阶段。每年新建沼气池加速发展到2003年的210万户，即2003

年新发展的农户沼气池为上个世纪中期每年新增50万户的四倍多，2003年沼气池保有量为

1288.9万户，是1996年保有量602万户的翻一番多，2003年总产沼气量达45.8亿立方米，沼气建设进入快速发展的新阶段。

物2124处，处理工业有机废物231处。年产沼气1.84亿立方米。

2003年生活污水净化沼气池发展到13.1万处，比1996年增长二倍，年处理公厕、医院、

居民楼及其他排放生活污水 4.6亿吨。

表三1996年--2003年生活污水净化沼气池情况

沼气基本利用

目前，世界各国已经开始将沼气用作燃料和用于照明。用沼气代替汽油、柴油，发动机

器的效果也很好。将它作为农村的能源，具有许多优点。例如，修建一个平均每人I-1 . 5

平方米的发酵池，就可以基本解决一年四季的燃柴和照明问题；人、畜的粪便以及各种作物

秸秆、杂草等，通过发酵后，既产生了沼气，还可作为肥料，而且由于腐熟程度高使肥效更

高，粪便等沼气原料经过发酵后，绝大部分寄生虫卵被杀死，可以改善农村卫生条件，减少

疾病的传染。现在，沼气的应用正在各国广大农村推广，沼气能源的开发利用的普及等方面，已经取得了较好的成绩。

世界上一些发达国家，也正在进行利用微生物厌氧消化农场废物、生产甲烷的较大规模试验。英国建立了甲烷的自动化工厂。在厌氧消化器中有三个基本过程：

第一阶段的水解把不溶解的有机化合物和聚合物，通过酶法转化为可溶解的有机物。第二阶段再将上一步转化成的产物如碳水化合物、蛋白质、脂肪类、醇等发酵为有机酸。第三阶段由有机酸发酵产生甲烷。

据估计，在英国，利用人和动物的各种有机废物，通过微生物厌氧消化所产生的甲烷，可以替代整个英国25％的煤气消耗量。苏格兰已设计出一种小型甲烷发动机，可供村庄、农场或家庭使用。

美国一牧场兴建了一座工厂，主体是一个宽30 米、长213 米的密封池组成的中烷发酵结构，它的任务是把牧场厩肥和其他有机废物，由微生物转变成甲烷、二氧化碳和干燥肥料。这座工厂每天可处理1650 吨厩肥，每日可为牧场提供11.3 万立方米的甲烷，足够 1 万户家庭使用。目前美国已拥有24 处利用微生物发酵的能量转化工程。从世界范围看，利用各种微生物协同作用生产甲烷的研究和应用，正处于方兴未艾的阶段。

近年来，我国沼气事业获得了迅速的发展，沼气池总数已达到1000 多万个。在四川、浙江、江苏、广东、上海等省市农村，有些地方除用沼气煮饭、点灯外，还办起了小型沼气发电站，利用沼气能源作动力进行脱粒、加工食料、饲料和制茶等，闯出了用“土”办法解决

农村电力问题的新路子。

专家们认为，21 世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟的特点，特别是在我国的广大农村，这些特点就更为显著了。

首先，沼气能源在我国农村分布广泛，潜力很大，凡是有生物的地方都有可能获得制取沼气的原料，所以沼气是一种取之不尽，用之不竭的再生能源。其次，可以就地取材，节省开支。沼气电站建在农村，发酵原料一般不必外求。兴办一个小型沼气动力站和发电站，设备和技术都比较简单，管理和维修也很方便，大多数农村都能办到。据调查对比，小型沼气电站每千瓦投资只要400 元左右，仅为小型水力电站的1/2－1/3，比风力、潮汐和太阳能发电低得多。小型沼气电站的建设周期短，只要几个月时问就能投产使用，基本上不受自然条件变化的影响。采用沼气与柴油混合燃烧，还可以节省17％的柴油。

我国地广人多，生物能资源丰富。研究表明，在21 世纪无论在农村还是城镇，都可以根据本地的实际情况，就地利用粪便、秸秆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。

四、沼气经济效益

目前沼气是农村最具发展潜力的清洁能源，主要是其材料特别广泛，就是随地取材，