论文部分内容阅读
[摘 要]本文就鄱阳湖生态经济区沼气工程发展模式进行研究，从生态经济区发展沼气工程的必要性，分析目前生态区内所存在的能源利用过程中存在的问题，对照国内外的先进沼气工程应用模式，针对鄱阳湖生态经济区生态建设的特点，提出适合生态经济区的沼气工程发展模式的相关建议，以期促进鄱阳湖生态经济区的能源发展。
[关键词]鄱阳湖生态经济区；沼气工程；发展模式
[中图分类号]X382.1 [文献标识码]A [文章编号]1674-6848（2012）04-0068-06
[作者简介]李雪寒（1985—），女，广西南宁人，江西农业大学工学院硕士研究生，主要从事农业生物环境与能源工程研究；温春云（1988—），男，江西赣州人，江西农业大学国土院硕士研究生，主要从事污染防治与生态修复研究；张庐陵（1964—），男，江西南康人，江西农业大学工学院副教授，主要从事材料科学与工程、生物质及复合材料、材料热行为、非线性科学及数学形态学研究。（江西南昌 330045）
在全球要求发展低碳经济、推动节能减排的驱动下，生物质能源以其含量巨大、可再生、具有普遍性、易取性、燃烧过程对环境污染小、可储存和运输、碳活性高、易燃的优点，①在近20年来得到迅速发展，我国的生物质能源成为国家重要的战略资源。特别是在广大农村，探索新的农村生物质能源发展模式，不仅可以产生巨大的经济效益、社会效益、生态效益，还能为农民提供洁净能源，改善农村环境。鄱阳湖生态经济区已经上升为国家战略，要发展以生态为特色的经济区，大力开发该地区的生物质能源成为关键。但是，在鄱阳湖生态经济区内，生物质能源的利用率还很低。据调查，鄱阳湖生态经济区每年有7000万吨畜禽粪便及大量工业有机废弃物成为水体的污染源，这些任意排放的废弃物对生态经济区内的地面土壤 / 湖区、湿地及地下水体造成严重的污染。①同时，农村地区的秸秆50%被直接烧掉或抛弃，这种粗放式的使用，导致大量秸秆能源利用效率低，浪费严重，产生的大量颗粒物和烟雾污染空气，因此，现阶段急需运用一定的技术和管理手段，寻求适合生态经济区的能源发展模式，特别是沼气工程的应用生态发展模式，恰当地利用秸秆、畜禽粪便等生物质能来发展沼气，这是鄱阳湖生态经济区利用清洁的可再生能源改善农村生态环境，实施新农村建设最有效的方法。
一、鄱阳湖生态经济区发展沼气工程的必要性及能源利用中存在的问题
（一）鄱阳湖生态经济区发展沼气工程的必要性
国务院正式批复的《鄱阳湖生态经济区规划》已经明确了生态经济区的范围：包括南昌、景德镇、鹰潭3市，以及新余、九江、上饶、抚州、宜春、吉安的部分县（市、区），共38个县（市、区），国土面积为5.12平方公里。该区域占江西省国土面积的30%，承载了全省总人口的近50%。②生态经济区面积广，人口众多，资源少，人均资源少，能源总量和资源的短缺必将成为发展的瓶颈，要担负起科学发展、绿色崛起的神圣责任，发展适合该区的沼气工程模式变得非常有必要性。
1．是鄱阳湖生态经济区建设的要求
鄱阳湖生态经济区建设的本质内涵是：特色是生态，核心是发展，关键是转变发展方式，目标是实现科学发展，绿色崛起；③目标是：保护生态环境，争取创建全国一流的生态示范区；主要的措施是：通过以水污染治理为重点，推进污水达标排放工程，严禁非法采砂工程，治理农业面源污染工程，提出节能降耗减排工程，加强自然保护区、森林公园及湿地保护工作等建设，实现“绿色生态江西工程”。要使污水达标排放，治理农业面源污染防治工程，现阶段可行又有效的生态环保措施是进行厌氧消化处理技术，即通过发展沼气工程的厌氧处理降低水污染程度，特别是浓度高的畜禽养殖场的粪便都需要采用沼气工程处理，才能达到国家排放标准。
2．是缓解能源紧张、自然资源紧缺的需要
根据南昌市第一次农业污染源普查，种植业方面，仅南昌市耕地面积314万亩，农作物秸秆年产量242.65万吨，秸秆主要为家庭燃烧，直接还田和田间焚烧。养殖业方面，截至2008年底，全市生猪存栏213.43万头，生猪出栏343.09万头，家禽出笼4643.48万羽，家禽存笼3324.31万羽，全市共有畜禽场16027个，各类畜牧养殖小区191个，全市畜禽粪便年产量49.28万吨，尿液年产量81.79万吨。④如果这些污染源能够充分利用为厌氧发酵原料，将缓解当地农民及养殖户能源紧张的问题，同时能够防治农业面源污染。
3．是保护生态环境、减低碳排放量的需要
我国现阶段的能源严重紧缺、消费结构不合理，主要以煤炭、石油、天然气为主，而且绝大部分都依赖进口，这些能源的开发利用又是造成当今地球温室效应的主要元凶，给人类的生存环境带来严重的污染和危机。想要改善这个状况，需要向能源多元化和可再生能源时代过渡，其中最佳选择是开发生物质能。生物质能利用的碳循环零排放对解决温室气体排放问题有重要贡献；同时,采用先进的生物质能利用技术可以消除农村传统低效的利用技术以及秸秆就地焚烧引起的环境污染问题。
4．是改善农村能源结构生态环境、建设新农村的需要
沼气工程是处理畜禽粪便的一种有效方法，它通过厌氧消化技术对畜禽粪便进行处理，产生沼气、沼渣、沼液，实现畜禽粪便的无害化、减量化、资源化。沼气为高品质的清洁能源，可用于农村炊事、发电、为大棚种植提供暖气，如果充分利用起来，能改善我国的农村能源结构，解决因燃烧秸秆和薪柴等造成的森林覆盖率低，土壤肥力下降，水土流失等问题。沼渣和沼液是优质有机肥料，不仅可以减少化肥和农药的使用量，还可以改良土壤，提高作物产量品质和抗寒抗病能力。自沼气工程推广以来，极大地促进了我国种植业和养殖业的发展，提高了农民收入，改善了农村能源结构和生态环境，也有力促进了我国的社会主义新农村建设。①
（二）鄱阳湖生态经济区能源利用中存在的问题
鄱阳湖生态经济区是江西省重要的粮食产地和畜牧业基地，每年都会产生大量的农业废弃物。至2009年，江西省年出栏生猪3000头以上的养殖场已建368处，规划2010～2015年新增1499处，平均每年新增299处。②2000年以后，随着规模养殖和农业生产的迅猛发展，规模化畜禽养殖场产生的污染及农业生产过程中产生的废弃物对环境的影响不断加大，江西省按照污染防治、能源生产、生态农业发展的功能要求，实施了生态家园富民计划、农村小型公益设施、生态环境综合治理、农村沼气建设国债项目等沼气项目，迅速推进了江西省沼气工程的建设和发展，至2008年底，仅在江西省已建设沼气工程1951处。 目前，鄱阳湖生态经济区的沼气工程以户用沼气工程为主，畜禽养殖场的中型沼气工程占少数。户用及中型沼气工程采用常温常规的发酵工艺，发酵原料为单一的畜禽粪便，池型大多采用圆柱形。沼气工程产生的沼气主要供农户的生产生活用能，而多余的沼气则排放到环境中。江西省采用了南方典型的“猪-沼-果”生态模式，沼渣沼液一般直接用于种植和养鱼，利用率较低，而且易造成二次污染。现阶段生态经济区在发展沼气工程的过程中存在比较多的问题，其中最大问题是原来普遍采用的户用型沼气已经不适用。
1．重建设，疏管理
俗话说：“三分建，七分管。”可见管理在沼气工程发展过程起着极其重要的作用。但是，由于我国南方沼气工程管理与维护方面的技术不够成熟、经验欠缺，沼气工程使用时间不长的现象还是比较普遍。调查发现，江西省2002年以前建的沼气工程基本已经停用，后期建设的沼气工程也经常出现一年好用，二年能用，三年停用的现象。虽然很多省份都引进了不少先进的管理经验，如广西的物业化管理模式、公司加农户管理方法、农村服务队（站）、专职技术人员等，但是，户用型沼气工程的管理方法在实施过程中还是有不尽人意之处，比如管理人员的工资没有办法发放。因此，提高管理水平是沼气工程发展的重要保障之一。
2．温度低，利用少
农村户用沼气主要采用常温发酵的形式，在10～30℃范围内，温度越高，产气量越大。据实验数据表明，在温度为10℃时尽管发酵了90吨，但产气率只有30℃发酵27吨的59%。①而且，位于中国中部地区的鄱阳湖生态经济区12月至次年2月日平均温度多低于9℃，不利于沼气发酵，一般全年正常有效使用时间为7～8个月，冬季时省部的北方沼气池几乎处于闲置状态，农户也没有办法享受到沼气工程带来的便利。如何在冬季提高产气率，这是在进一步推广过程中需要解决的技术难题。
3．少人员，缺原料
鄱阳湖生态经济区内用于发酵的原料比较单一，几乎都是依靠畜禽粪便。而且，随着农村劳动力的转移和城镇化的发展，集约化养殖业大规模发展，导致农户分散、养殖数量日益减少，有些农户甚至常年不养殖畜禽，而秸秆等原料需要预处理，用户都觉得比较麻烦，因此，缺少发酵的原料，很多3、4年前建起来的户用沼气池，现在因为没有原料而成为荒池。发酵原料的短缺严重影响鄱阳湖生态经济区户用沼气的发展。
4．模式单一，发展受局限
在鄱阳湖生态经济区内，绝大多数的沼气建设都是以单个农户为主，其余的少数畜禽养殖场也是因为超出国家规定的畜禽粪便排放量，才进行中型沼气工程建设，其中大多数为能源环保型的，如赣州市章贡区很多沼气工程都是在原有户用沼气池的基础上放大，发酵工艺比较粗放，导致产气率不高。有的畜禽粪便发酵的沼气用不完，产生的沼渣沼液又任意排放到周边，造成二次污染，建造的目的完成却没有达到保护生态环境的要求。能真正达到商品化经营的沼气工程几乎少之又少，有的只能基本上达到自给自足的状态。如何因地制宜地发展沼气模式成为迫切需要解决的难题。
江西省沼气工程产生的沼液沼渣89%都直接用于农田和果园的施肥。这种生态模式在一定程度上解决了沼渣沼液对环境的二次污染，很好地实现了变废为宝的目的。但是，随着季节的变化，农田和果园对肥料的需求也在变化，夏季农田作物种植量大，果树处在生长旺盛期，需要大量的肥料，可以吸收沼气池产生的沼渣沼液；而在冬季，由于农作物减少，果树进入休眠期，对肥料需求少，很难消化沼气池产生的所有沼液沼渣，这些多余的沼渣和沼液就会再次污染环境。
二、国内外成效显著的沼气模式
厌氧发酵技术在我国经过近20年快速发展，已经探索出如“三结合”、“四位一体”、“五配套”等适合各地发展的模式，推出很多试验成功的沼气生态模式，国外欧洲各国的大中型沼气工程也已达到技术相当成熟的程度。其中比较成功的案例不乏创新点。
（一）浙江金华市的联户沼气模式
金华市在2004年开展联户沼气试点工作，取得很好的效果，规模不断扩大，在2009年已建成15个农村联户沼气示范点。（如图1）②通过此模式，可以解决户用型沼气原料缺少、人手不足、管理不规范等问题，让农民用上清洁的可再生能源。
（二）北京德青源热、电、肥联产工程模式
位于北京延庆县的全国最大的沼气发电厂是德清源沼气并网发电工程，该生态园是目前亚洲单场存栏最大的优质鸡蛋生产基地，每天产生鸡粪210余吨，排出生产生活污水270余吨。为解决鸡粪及废水问题，德青源采用世界一流生物发酵技术和燃气发电技术，将鸡粪和废水用来生产沼气，沼气再用于上网发电，发电机组余热又用于厌氧罐增温和蔬菜大棚供暖，整个系统的能源利用率达到80%以上。此外，沼液还可作为优质液态有机肥用于2668万m2苹果园、葡萄园和饲料基地，热电肥模式实现了养鸡场废弃物零排放和资源的循环利用。①
（三）陕西澄城县沼气合作社服务模式
2008年5月，“澄城县众友沼气农民专业合作社”注册成立，该合作社主要开展沼气工程建设、技术培训、产品安装、维护管理、沼气安全应急处理、配件更换、故障排除、新技术研发推广、“三沼”综合利用示范等服务项目。合作社结合国家乡村服务网点建设项目的实施，同时沼气村设立30个“沼气服务网点”，以上下联动、各负其责的沼气服务体系，服务了全县1万多口沼池，解决了大部分农民在沼气利用方面的知识缺失。②利用这个模式能够解决服务人员保障无着落，运转经费无来源，沼气服务不长久，难以很好发挥作用等问题。因此，值得在比较分散的地区进行推广。
（四）广西田阳县秸秆沼气集中供气工程运行模式
此项目的工艺技术路线如图2所示，采用的是全进全出、批量式进料的工艺发酵，同时解决秸秆发酵传质效果较差的难题，并拥有输送沼气系统稳压稳定的送气技术。③其创新点在于：建立以农村秸秆剩余物为沼气池发酵原料，探索低碳的沼气集中供气循环经济利用、发展生态环保的创新模式。
（五）德国及瑞典大型CSTR热电联产模式 欧洲发展沼气工程的主要目的就是获取能源，提高原料产气率是沼气工程的主要任务，因此，高浓度有机废弃物联合消化工艺（CSTR）成为欧洲发展沼气工程的主要工艺之一。欧洲沼气工程所用的原料是混合型的，其中的原料有工业废水废渣、畜禽粪便，同时也包括生活垃圾、玉米秸秆等，CSTR工艺可以对这些原料进行预处理，调节进入CSTR反应器的原料的TS浓度在8~13%范围内，使各种原料达到最大产气率（不同种类畜禽废污的产气率在0.25~0.5Nm3）。④沼气进入热电联产系统后，产生的电能并网卖给当地用户，发电产生的热能用于加热原料。沼液COD浓度和TS浓度含量高，一般不经固液分离直接用于农田施肥。目前，欧洲大部分的沼气工程已开始进入智能化全过程系统控制和优化的阶段。
三、探索适合鄱阳生态经济区的沼气工程发展模式
江西位于我国中部，农业生产仍然是农民收入的一大支柱，现有作物秸秆生产量巨大，也有一部分小型养殖场的畜禽粪便亟待解决。而鄱阳湖生态经济区内农业生产产生的秸秆等副产物要是能充分利用起来，其能源效益将是非常可观的。因此，借鉴联户沼气工程模式比较适合鄱阳湖生态经济区农业生态能源的发展。
黄振侠等人研究了江西省吉安市农村小型沼气工程集中（联户）供气模式之后，认为联户模式有助于解决传统户用沼气面临的发展及推广方面的障碍。①国家也在2007年颁布了《养殖小区和联户沼气工程试点项目建设方案》，用于推广联户沼气工程的实施。联户型沼气工程模式也分秸秆原料型和畜禽粪便原料型，可以满足非养殖区的秸秆等农作物和小型养殖场畜禽粪便的处理利用。
虽然目前我国农村联户沼气工程还缺少相关技术或实践指导,有些地区因为缺少经验而不敢探索、推广；但是，也不乏成功推广的地区，比如浙江省江山市淤头镇建设了一批中型联户沼气池，共计278个。除此之外，淤头镇还建设了4个大型联户沼气集中供气工程，建成后单个工程可以供100户以上的村民使用沼气。与户用沼气相比，联户沼气的规模化程度较高，管理较为便利，政府资金支持相对较多，收益更大，农户更容易接受，技术和市场的创新空间大，因而具备的优势更明显，有更为广阔的发展前景。②联户型沼气模式值得在生态经济区内推广。
联户沼气工程模式相对于户用型沼气工程需更多资金的投入和更多技术娴熟的管理人员的参与。联户沼气工程要在鄱阳湖生态经济区内推广，必须得到农民及养殖户的接受认可，需要政策上的引导支持，政府的资金支助，农民的积极参与，更需要有联户沼气工程标准化的规划、设计、建造、运行使用方面的技术投入。总之，在生态经济区进行经济建设的同时，我们更应该注重生态建设，保护环境。厌氧技术的沼气工程系统，必将为生态建设贡献一份力量。
①樊冲、汪军：《生物质能的利用技术》，《农村能源》2010年第8期。
①张庐陵、郑建鸿、李雪寒等：《鄱阳湖生态经济区沼气工程系统的构建与经济发展的战略研究初探》，《鄱阳湖流域农业与生态研究》2010年第6期。
②《国务院正式批复〈鄱阳湖生态经济区规划〉》，《城市规划通讯要闻》2010年第1期。
③《中共江西省委书记苏荣在鄱阳湖生态经济区动员大会上的讲话》，《江西省人民政府公报》2010年第4期。
④郭子东、吴勇明：《发展农村沼气，打造南昌低碳农业》，《江西农业》2010年第1期。
①赵立欣、董保成、田宜水：《大中型沼气工程技术》，化学工业出版社，2007版，第5-6页。
③贾晓菁、贾仁安、王翠霞：《自然人造复合系统的开发原理与途径——以区域大中型沼气能源工程系统开发为例》，《系统工程理论与实践》2010年第4期。
①林聪：《沼气技术理论与工程》，化学工业出版社，2006年版，第28-30页。
②陶卫平、蒋正明、张安来等：《浅谈农村联户沼气利用技术》，《中国沼气》2010年第3期。
①李凤桐：《北京地区沼气工程利用现状及分析》，《阳光能源》2009年第4期。
②王晨光、杨栓锁、张振峰：《陕西省澄城县沼气合作社服务模式》，《农业工程技术(新能源产业)》2010年第8期。
③田阳县林业局：《广西田阳县秸秆沼气集中供气工程运行模式与管理经验》，《农业工程技术（新能源产业）》2009年第6期。
④王淑宝、张国栋、曹曼：《欧洲大型沼气工程技术国产化方法探讨》，《中国沼气》2009年第2期。
①黄振侠、朱军平、刘艳琴等：《新农村沼气建设的现状分析和发展对策——以江西省吉安市农村沼气发展为例》，《江西农业学报》2008年第3期。
②倪丹成、魏星：《农村联户沼气工程可行性研究及经验》，《中国环保产业》2010年第4期。
责任编辑：王俊
[关键词]鄱阳湖生态经济区；沼气工程；发展模式
[中图分类号]X382.1 [文献标识码]A [文章编号]1674-6848（2012）04-0068-06
[作者简介]李雪寒（1985—），女，广西南宁人，江西农业大学工学院硕士研究生，主要从事农业生物环境与能源工程研究；温春云（1988—），男，江西赣州人，江西农业大学国土院硕士研究生，主要从事污染防治与生态修复研究；张庐陵（1964—），男，江西南康人，江西农业大学工学院副教授，主要从事材料科学与工程、生物质及复合材料、材料热行为、非线性科学及数学形态学研究。（江西南昌 330045）
在全球要求发展低碳经济、推动节能减排的驱动下，生物质能源以其含量巨大、可再生、具有普遍性、易取性、燃烧过程对环境污染小、可储存和运输、碳活性高、易燃的优点，①在近20年来得到迅速发展，我国的生物质能源成为国家重要的战略资源。特别是在广大农村，探索新的农村生物质能源发展模式，不仅可以产生巨大的经济效益、社会效益、生态效益，还能为农民提供洁净能源，改善农村环境。鄱阳湖生态经济区已经上升为国家战略，要发展以生态为特色的经济区，大力开发该地区的生物质能源成为关键。但是，在鄱阳湖生态经济区内，生物质能源的利用率还很低。据调查，鄱阳湖生态经济区每年有7000万吨畜禽粪便及大量工业有机废弃物成为水体的污染源，这些任意排放的废弃物对生态经济区内的地面土壤 / 湖区、湿地及地下水体造成严重的污染。①同时，农村地区的秸秆50%被直接烧掉或抛弃，这种粗放式的使用，导致大量秸秆能源利用效率低，浪费严重，产生的大量颗粒物和烟雾污染空气，因此，现阶段急需运用一定的技术和管理手段，寻求适合生态经济区的能源发展模式，特别是沼气工程的应用生态发展模式，恰当地利用秸秆、畜禽粪便等生物质能来发展沼气，这是鄱阳湖生态经济区利用清洁的可再生能源改善农村生态环境，实施新农村建设最有效的方法。
一、鄱阳湖生态经济区发展沼气工程的必要性及能源利用中存在的问题
（一）鄱阳湖生态经济区发展沼气工程的必要性
国务院正式批复的《鄱阳湖生态经济区规划》已经明确了生态经济区的范围：包括南昌、景德镇、鹰潭3市，以及新余、九江、上饶、抚州、宜春、吉安的部分县（市、区），共38个县（市、区），国土面积为5.12平方公里。该区域占江西省国土面积的30%，承载了全省总人口的近50%。②生态经济区面积广，人口众多，资源少，人均资源少，能源总量和资源的短缺必将成为发展的瓶颈，要担负起科学发展、绿色崛起的神圣责任，发展适合该区的沼气工程模式变得非常有必要性。
1．是鄱阳湖生态经济区建设的要求
鄱阳湖生态经济区建设的本质内涵是：特色是生态，核心是发展，关键是转变发展方式，目标是实现科学发展，绿色崛起；③目标是：保护生态环境，争取创建全国一流的生态示范区；主要的措施是：通过以水污染治理为重点，推进污水达标排放工程，严禁非法采砂工程，治理农业面源污染工程，提出节能降耗减排工程，加强自然保护区、森林公园及湿地保护工作等建设，实现“绿色生态江西工程”。要使污水达标排放，治理农业面源污染防治工程，现阶段可行又有效的生态环保措施是进行厌氧消化处理技术，即通过发展沼气工程的厌氧处理降低水污染程度，特别是浓度高的畜禽养殖场的粪便都需要采用沼气工程处理，才能达到国家排放标准。
2．是缓解能源紧张、自然资源紧缺的需要
根据南昌市第一次农业污染源普查，种植业方面，仅南昌市耕地面积314万亩，农作物秸秆年产量242.65万吨，秸秆主要为家庭燃烧，直接还田和田间焚烧。养殖业方面，截至2008年底，全市生猪存栏213.43万头，生猪出栏343.09万头，家禽出笼4643.48万羽，家禽存笼3324.31万羽，全市共有畜禽场16027个，各类畜牧养殖小区191个，全市畜禽粪便年产量49.28万吨，尿液年产量81.79万吨。④如果这些污染源能够充分利用为厌氧发酵原料，将缓解当地农民及养殖户能源紧张的问题，同时能够防治农业面源污染。
3．是保护生态环境、减低碳排放量的需要
我国现阶段的能源严重紧缺、消费结构不合理，主要以煤炭、石油、天然气为主，而且绝大部分都依赖进口，这些能源的开发利用又是造成当今地球温室效应的主要元凶，给人类的生存环境带来严重的污染和危机。想要改善这个状况，需要向能源多元化和可再生能源时代过渡，其中最佳选择是开发生物质能。生物质能利用的碳循环零排放对解决温室气体排放问题有重要贡献；同时,采用先进的生物质能利用技术可以消除农村传统低效的利用技术以及秸秆就地焚烧引起的环境污染问题。
4．是改善农村能源结构生态环境、建设新农村的需要
沼气工程是处理畜禽粪便的一种有效方法，它通过厌氧消化技术对畜禽粪便进行处理，产生沼气、沼渣、沼液，实现畜禽粪便的无害化、减量化、资源化。沼气为高品质的清洁能源，可用于农村炊事、发电、为大棚种植提供暖气，如果充分利用起来，能改善我国的农村能源结构，解决因燃烧秸秆和薪柴等造成的森林覆盖率低，土壤肥力下降，水土流失等问题。沼渣和沼液是优质有机肥料，不仅可以减少化肥和农药的使用量，还可以改良土壤，提高作物产量品质和抗寒抗病能力。自沼气工程推广以来，极大地促进了我国种植业和养殖业的发展，提高了农民收入，改善了农村能源结构和生态环境，也有力促进了我国的社会主义新农村建设。①
（二）鄱阳湖生态经济区能源利用中存在的问题
鄱阳湖生态经济区是江西省重要的粮食产地和畜牧业基地，每年都会产生大量的农业废弃物。至2009年，江西省年出栏生猪3000头以上的养殖场已建368处，规划2010～2015年新增1499处，平均每年新增299处。②2000年以后，随着规模养殖和农业生产的迅猛发展，规模化畜禽养殖场产生的污染及农业生产过程中产生的废弃物对环境的影响不断加大，江西省按照污染防治、能源生产、生态农业发展的功能要求，实施了生态家园富民计划、农村小型公益设施、生态环境综合治理、农村沼气建设国债项目等沼气项目，迅速推进了江西省沼气工程的建设和发展，至2008年底，仅在江西省已建设沼气工程1951处。 目前，鄱阳湖生态经济区的沼气工程以户用沼气工程为主，畜禽养殖场的中型沼气工程占少数。户用及中型沼气工程采用常温常规的发酵工艺，发酵原料为单一的畜禽粪便，池型大多采用圆柱形。沼气工程产生的沼气主要供农户的生产生活用能，而多余的沼气则排放到环境中。江西省采用了南方典型的“猪-沼-果”生态模式，沼渣沼液一般直接用于种植和养鱼，利用率较低，而且易造成二次污染。现阶段生态经济区在发展沼气工程的过程中存在比较多的问题，其中最大问题是原来普遍采用的户用型沼气已经不适用。
1．重建设，疏管理
俗话说：“三分建，七分管。”可见管理在沼气工程发展过程起着极其重要的作用。但是，由于我国南方沼气工程管理与维护方面的技术不够成熟、经验欠缺，沼气工程使用时间不长的现象还是比较普遍。调查发现，江西省2002年以前建的沼气工程基本已经停用，后期建设的沼气工程也经常出现一年好用，二年能用，三年停用的现象。虽然很多省份都引进了不少先进的管理经验，如广西的物业化管理模式、公司加农户管理方法、农村服务队（站）、专职技术人员等，但是，户用型沼气工程的管理方法在实施过程中还是有不尽人意之处，比如管理人员的工资没有办法发放。因此，提高管理水平是沼气工程发展的重要保障之一。
2．温度低，利用少
农村户用沼气主要采用常温发酵的形式，在10～30℃范围内，温度越高，产气量越大。据实验数据表明，在温度为10℃时尽管发酵了90吨，但产气率只有30℃发酵27吨的59%。①而且，位于中国中部地区的鄱阳湖生态经济区12月至次年2月日平均温度多低于9℃，不利于沼气发酵，一般全年正常有效使用时间为7～8个月，冬季时省部的北方沼气池几乎处于闲置状态，农户也没有办法享受到沼气工程带来的便利。如何在冬季提高产气率，这是在进一步推广过程中需要解决的技术难题。
3．少人员，缺原料
鄱阳湖生态经济区内用于发酵的原料比较单一，几乎都是依靠畜禽粪便。而且，随着农村劳动力的转移和城镇化的发展，集约化养殖业大规模发展，导致农户分散、养殖数量日益减少，有些农户甚至常年不养殖畜禽，而秸秆等原料需要预处理，用户都觉得比较麻烦，因此，缺少发酵的原料，很多3、4年前建起来的户用沼气池，现在因为没有原料而成为荒池。发酵原料的短缺严重影响鄱阳湖生态经济区户用沼气的发展。
4．模式单一，发展受局限
在鄱阳湖生态经济区内，绝大多数的沼气建设都是以单个农户为主，其余的少数畜禽养殖场也是因为超出国家规定的畜禽粪便排放量，才进行中型沼气工程建设，其中大多数为能源环保型的，如赣州市章贡区很多沼气工程都是在原有户用沼气池的基础上放大，发酵工艺比较粗放，导致产气率不高。有的畜禽粪便发酵的沼气用不完，产生的沼渣沼液又任意排放到周边，造成二次污染，建造的目的完成却没有达到保护生态环境的要求。能真正达到商品化经营的沼气工程几乎少之又少，有的只能基本上达到自给自足的状态。如何因地制宜地发展沼气模式成为迫切需要解决的难题。
江西省沼气工程产生的沼液沼渣89%都直接用于农田和果园的施肥。这种生态模式在一定程度上解决了沼渣沼液对环境的二次污染，很好地实现了变废为宝的目的。但是，随着季节的变化，农田和果园对肥料的需求也在变化，夏季农田作物种植量大，果树处在生长旺盛期，需要大量的肥料，可以吸收沼气池产生的沼渣沼液；而在冬季，由于农作物减少，果树进入休眠期，对肥料需求少，很难消化沼气池产生的所有沼液沼渣，这些多余的沼渣和沼液就会再次污染环境。
二、国内外成效显著的沼气模式
厌氧发酵技术在我国经过近20年快速发展，已经探索出如“三结合”、“四位一体”、“五配套”等适合各地发展的模式，推出很多试验成功的沼气生态模式，国外欧洲各国的大中型沼气工程也已达到技术相当成熟的程度。其中比较成功的案例不乏创新点。
（一）浙江金华市的联户沼气模式
金华市在2004年开展联户沼气试点工作，取得很好的效果，规模不断扩大，在2009年已建成15个农村联户沼气示范点。（如图1）②通过此模式，可以解决户用型沼气原料缺少、人手不足、管理不规范等问题，让农民用上清洁的可再生能源。
（二）北京德青源热、电、肥联产工程模式
位于北京延庆县的全国最大的沼气发电厂是德清源沼气并网发电工程，该生态园是目前亚洲单场存栏最大的优质鸡蛋生产基地，每天产生鸡粪210余吨，排出生产生活污水270余吨。为解决鸡粪及废水问题，德青源采用世界一流生物发酵技术和燃气发电技术，将鸡粪和废水用来生产沼气，沼气再用于上网发电，发电机组余热又用于厌氧罐增温和蔬菜大棚供暖，整个系统的能源利用率达到80%以上。此外，沼液还可作为优质液态有机肥用于2668万m2苹果园、葡萄园和饲料基地，热电肥模式实现了养鸡场废弃物零排放和资源的循环利用。①
（三）陕西澄城县沼气合作社服务模式
2008年5月，“澄城县众友沼气农民专业合作社”注册成立，该合作社主要开展沼气工程建设、技术培训、产品安装、维护管理、沼气安全应急处理、配件更换、故障排除、新技术研发推广、“三沼”综合利用示范等服务项目。合作社结合国家乡村服务网点建设项目的实施，同时沼气村设立30个“沼气服务网点”，以上下联动、各负其责的沼气服务体系，服务了全县1万多口沼池，解决了大部分农民在沼气利用方面的知识缺失。②利用这个模式能够解决服务人员保障无着落，运转经费无来源，沼气服务不长久，难以很好发挥作用等问题。因此，值得在比较分散的地区进行推广。
（四）广西田阳县秸秆沼气集中供气工程运行模式
此项目的工艺技术路线如图2所示，采用的是全进全出、批量式进料的工艺发酵，同时解决秸秆发酵传质效果较差的难题，并拥有输送沼气系统稳压稳定的送气技术。③其创新点在于：建立以农村秸秆剩余物为沼气池发酵原料，探索低碳的沼气集中供气循环经济利用、发展生态环保的创新模式。
（五）德国及瑞典大型CSTR热电联产模式 欧洲发展沼气工程的主要目的就是获取能源，提高原料产气率是沼气工程的主要任务，因此，高浓度有机废弃物联合消化工艺（CSTR）成为欧洲发展沼气工程的主要工艺之一。欧洲沼气工程所用的原料是混合型的，其中的原料有工业废水废渣、畜禽粪便，同时也包括生活垃圾、玉米秸秆等，CSTR工艺可以对这些原料进行预处理，调节进入CSTR反应器的原料的TS浓度在8~13%范围内，使各种原料达到最大产气率（不同种类畜禽废污的产气率在0.25~0.5Nm3）。④沼气进入热电联产系统后，产生的电能并网卖给当地用户，发电产生的热能用于加热原料。沼液COD浓度和TS浓度含量高，一般不经固液分离直接用于农田施肥。目前，欧洲大部分的沼气工程已开始进入智能化全过程系统控制和优化的阶段。
三、探索适合鄱阳生态经济区的沼气工程发展模式
江西位于我国中部，农业生产仍然是农民收入的一大支柱，现有作物秸秆生产量巨大，也有一部分小型养殖场的畜禽粪便亟待解决。而鄱阳湖生态经济区内农业生产产生的秸秆等副产物要是能充分利用起来，其能源效益将是非常可观的。因此，借鉴联户沼气工程模式比较适合鄱阳湖生态经济区农业生态能源的发展。
黄振侠等人研究了江西省吉安市农村小型沼气工程集中（联户）供气模式之后，认为联户模式有助于解决传统户用沼气面临的发展及推广方面的障碍。①国家也在2007年颁布了《养殖小区和联户沼气工程试点项目建设方案》，用于推广联户沼气工程的实施。联户型沼气工程模式也分秸秆原料型和畜禽粪便原料型，可以满足非养殖区的秸秆等农作物和小型养殖场畜禽粪便的处理利用。
虽然目前我国农村联户沼气工程还缺少相关技术或实践指导,有些地区因为缺少经验而不敢探索、推广；但是，也不乏成功推广的地区，比如浙江省江山市淤头镇建设了一批中型联户沼气池，共计278个。除此之外，淤头镇还建设了4个大型联户沼气集中供气工程，建成后单个工程可以供100户以上的村民使用沼气。与户用沼气相比，联户沼气的规模化程度较高，管理较为便利，政府资金支持相对较多，收益更大，农户更容易接受，技术和市场的创新空间大，因而具备的优势更明显，有更为广阔的发展前景。②联户型沼气模式值得在生态经济区内推广。
联户沼气工程模式相对于户用型沼气工程需更多资金的投入和更多技术娴熟的管理人员的参与。联户沼气工程要在鄱阳湖生态经济区内推广，必须得到农民及养殖户的接受认可，需要政策上的引导支持，政府的资金支助，农民的积极参与，更需要有联户沼气工程标准化的规划、设计、建造、运行使用方面的技术投入。总之，在生态经济区进行经济建设的同时，我们更应该注重生态建设，保护环境。厌氧技术的沼气工程系统，必将为生态建设贡献一份力量。
①樊冲、汪军：《生物质能的利用技术》，《农村能源》2010年第8期。
①张庐陵、郑建鸿、李雪寒等：《鄱阳湖生态经济区沼气工程系统的构建与经济发展的战略研究初探》，《鄱阳湖流域农业与生态研究》2010年第6期。
②《国务院正式批复〈鄱阳湖生态经济区规划〉》，《城市规划通讯要闻》2010年第1期。
③《中共江西省委书记苏荣在鄱阳湖生态经济区动员大会上的讲话》，《江西省人民政府公报》2010年第4期。
④郭子东、吴勇明：《发展农村沼气，打造南昌低碳农业》，《江西农业》2010年第1期。
①赵立欣、董保成、田宜水：《大中型沼气工程技术》，化学工业出版社，2007版，第5-6页。
③贾晓菁、贾仁安、王翠霞：《自然人造复合系统的开发原理与途径——以区域大中型沼气能源工程系统开发为例》，《系统工程理论与实践》2010年第4期。
①林聪：《沼气技术理论与工程》，化学工业出版社，2006年版，第28-30页。
②陶卫平、蒋正明、张安来等：《浅谈农村联户沼气利用技术》，《中国沼气》2010年第3期。
①李凤桐：《北京地区沼气工程利用现状及分析》，《阳光能源》2009年第4期。
②王晨光、杨栓锁、张振峰：《陕西省澄城县沼气合作社服务模式》，《农业工程技术(新能源产业)》2010年第8期。
③田阳县林业局：《广西田阳县秸秆沼气集中供气工程运行模式与管理经验》，《农业工程技术（新能源产业）》2009年第6期。
④王淑宝、张国栋、曹曼：《欧洲大型沼气工程技术国产化方法探讨》，《中国沼气》2009年第2期。
①黄振侠、朱军平、刘艳琴等：《新农村沼气建设的现状分析和发展对策——以江西省吉安市农村沼气发展为例》，《江西农业学报》2008年第3期。
②倪丹成、魏星：《农村联户沼气工程可行性研究及经验》，《中国环保产业》2010年第4期。
责任编辑：王俊