发展沼气发电工程要在创新上下功夫
陈光泉 孙庆梅 张晨
[摘 要]国家发布“十三五”规划以来，利用农村废料转化为可再生能源的技术快速发展，沼气工程在农村日渐发展起来，有效推进了新农村建设。沼气作为一种可再生新能源，有其得天独厚的环保优势。尽管沼气工程技术发展还未完善，但沼气工程对于环境的清洁效用，对于废料的循环利用。在科技日新月异的大背景下，沼气工程的科学技术水平需要得到大力发展。新能源的发展将有效助推中国的可持续发展战略步伐。
[关键词]“十二五”规划，可再生能源，转型升级，可持续发展
中图分类号：TE 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）15-0317-01
一、沼气利用与可持续发展的背景
（一）中国能源利用背景
伴随着经济和科技的蓬勃发展，对于新能源的需求日益突出。自中国开始发展重工业产业以来，国内能源消费开始逐渐增加，各类以石油等消耗性能源为动力的工业产品得到普及。能源消费速度迅猛增加，而环境却被逐渐破坏，大气污染、全球升温等问题正常考验着人类。以至于现在各个国家都在积极寻找具有可再生性、低污染的替代能源。中国作为最大的发展中国家，其能源消费量也是巨大的。由于国内已探明传统能源数量较小，而能源消耗量巨大，所以中国寻找可再生新能源显得更加迫切。
（二）可持续发展要素
可持续发展的目的是让当代人于后代人能够共同满足各自发展所需要的资源，而不是被当代人无节制的消耗。因此在可持續发展中大力发展绿色可循环的能源才能满足当今和将来快节奏、高消耗的能源需求市场。可持续发展不仅需要能源的产出，也需要对生态环境进行保护。在绿色、环保的发展模式建立起的可持续发展战略才是真正的新能源可持续发展道路。
（三）沼气工程要素
沼气工程作为消费农村田间及生物废料并产生可再生清洁能源的纽带是新能源助力于中国走可持续发展道路的重要工程之一。沼气工程处理废料，不仅避免了传统处理方式焚烧、堆积所产生的废气和病菌还能产生沼气、沼液、和沼渣，用于能源消费和制作肥料等，达到了治理污染和产生能源的双重目的。
二、沼气工程如何推动可持续发展
（一）提供高效能源
沼气，一般简单的定义为有机物经微生物作用产生的可燃气体，从科学定义角度看，沼气是由某些机物质，在厌氧条件下经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。
沼气是甲烷、二氧化碳和氮气等的混合气体，燃烧可产生较高热值，在可应用与日常生活的做饭、取暖等用途，也可用于机械设备的驱动燃料，而且沼气发电技术也日渐发展。每立方米沼气的发热量约为20800-23600千焦，相当于一辆小轿车行驶9公里所需要的能量，或者是一盏电灯一晚上的用电量。
与传统的煤、石油等能源相比，沼气的主要气体成分甲烷具有更高的热值，据计算1m3纯甲烷，在标准状况下完全燃烧，可放出35822千焦的热量，相当于1.5公斤标准煤或是0.8公斤的汽油。相较于现今的主要能源煤和石油，甲烷的燃烧更为充分，实现了能源的高效利用。与当今的其他新能源相比，沼气也具有自身的优势。潮汐能、地热能等受制于地质条件，需要在特殊的地方才能建造而风能和太阳能受限于天气和气候条件，遇到阴天或者副热带高压控制下的少风、风力弱等问题便不能形成连续产能。与其他新能源相比，沼气工程能够适应更多的地质条件，也能在更多的天气和气候条件下运行，提供较为持续和稳定的能源供给。
（二）治理环境污染
沼气工程有两方面的益处，首先就是它能减轻环保压力，将生物质能转化为可燃气体，将以前农村里随意燃烧的秸秆等和肆意横流的牲畜排泄物等原来污染环境的东西收集在一起，转化为能源，减少了对大气和水的污染。使得环境更加整洁、优美。另一方面，沼气工程所转化出的沼气是一种由多种气体混合而成的气体，它的主要成分就是甲烷，在现有的技术下尝试的沼气中的甲烷占总体积的50%～70%，其它少量气体分别是二氧化碳、硫化氢、一氧化碳、氢、氧、氮等气体。在可持续发展道路上，人与自然协调发展是核心命题之一，环境治理自然也是重点任务之一。
（三）改善生态环境
1.保护森林
森林是地球的肺，能够涵养水源，吸收二氧化碳，释放氧气，保持水土，还是野生动物的栖息场所。据统计，一个家庭用沼气池每年可以保护0.13m2到0.20m2森林免遭砍伐。如果一个家庭建设一个16m3的沼气池，一年就能产出800m3的沼气，能满足一个家庭生活所需，沼气为家庭生活所提供的能源可以代替原来的伐木为柴所毁坏的森林，在大部分家庭长期的使用沼气的情况下，将有数十万树木被保护下来，为我们保护森林打下了一个基础。
2.恢复土壤肥力
拥有5000年历史的中华农耕文明，土地是我们赖以生存的生产要素。生物质能不断在土地里进行着吸取和归还的循环，使得土地能够保持养分，养育一代又一代的人，但是，据资料显示，当今土地却面临着土壤有机质含量下降，施肥结构不合理，化肥农药污染，畜禽粪便处理不当等几个大的问题。长时间得不到改善，将会带导致土地退化，沙化等问题，阻碍可持续发展的进程。而沼气工程的建设将有助于缓解这一状况，改善土壤肥力。在以沼气为中心的生态农业建设中，沼气工程可使生态系统的能量流动和物质循环得以完善，而沼渣作为优质的肥料既降低了化肥的使用率，又使土壤肥力得到补充，得到了一个良好的循环。
三、沼气工程推动可持续发展的动力
（一）相互促进，良性循环
沼气工程师可持续发展战略中的重要一环，要推动可持续发必须要发展可再生新能源，而太阳能、风能之类的新能源具有诸多的局限性，虽然太阳能的技术发展已走在前列，广泛的应用与生活之中，但是太阳能、风能并不能满足人类生产生活所需，在大型设备上目前还是依赖于煤、石油、天然气等不可再生能源上。据调查统计，在2014年秸秆综合利用率达到75%，秸秆能源化利用率达到13%。我国每年可产秸秆7亿多吨。如此计算我国每年将有至少1.75亿吨秸秆被浪费，只有0.9亿吨秸秆用于生产沼气。沼气是目前为止最为止最为理想的可再生、低污染、高效能的清洁能源。因此在可持续发展的道路上，沼气工程将有效促进可持续发展。在可持续发展进程中，科技、经济和市场的不断发展，必将打破沼气工程的技术瓶颈，大幅提高秸秆利用率，加强沼气的生产效能，使得沼气利用更加高效、更加便利。在发展过程中，两股动力将相互推动，共同发展，最终形成共赢局面。
（二）同一个目标，共同发展
不论是可再生的清洁能源，还是可持续发展，都是希望建立一个既能服务于当代社会，又能够不对后代的生存造成负面影响的可循环发展模式。既要得到经济、社会、科技、文化的发展，又要一个健康优美的环境，同是致力于人于自然和和谐发展。可持续发展战略所提出的发展清洁能源的目标推动了沼气工程的发展和建设，使沼气工程的技术得到升级，更具有规模化、更加普遍化。沼气工程与可持续发展战略的发展理念相近，目标相同，所以在发展过程中能够相互促进，共同发展。
参考文献
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[5] 张晋余.农村沼气建设可持续发展存在问题及对策[J].农业工程技术（新能源产业），2013，（04）：45-46+48.
基金项目
黑龙江省大学生创新创业项目（20171025027）《农村生物及田间作物废料与沼气工程的对接服务》的阶段性成果；
哈尔滨金融学院2017年省级一般项目大学生创新创业训练计划资助项目（201710245027）。
作者简介
陈光泉（1994—），男，福建三明人，商务英语系英语专业学生，进行新能源发展研究；孙庆梅。
