临汾市尧都区农村沼气利用的主要模式

2013-09-15党政军张爱国

山西农业科学 2013年10期

刘慧，柳芬，张伟，党政军，张爱国

（山西师范大学城市与环境科学学院，山西临汾041000）

1 引言

1.1 研究背景

临汾市尧都区从2007年开始发展沼气建设，虽然先后取得了新农村建设、中央扩大内需、巩固退耕还林成果的沼气建设项目，户用沼气近6000户，辐射全区15个乡镇150多个村，辐射率达到40%[1]，但也存在一些问题：对新能源清洁意识不强，认识较低，宣传力度、广度、深度不够，农户建池积极性不高；扶持资金不平衡、不到位的问题影响农户沼气建设的积极性；家庭畜禽养殖户分散，养殖规模较小，沼气池原料较少，部分沼气池出现断料停用，给继续推广带来困难；技工队伍不稳定，服务体制不完善等。

1.2 相关研究进展

为了更好地促进我国农村沼气建设，学者们在沼气池发展现状、沼气池保温、沼气发酵、沼气池管理等方面进行了研究，但是目前就临汾市的沼气建设问题研究成果较少，且成果距今时间较长。贾云翠等[2]对临汾市农村户用沼气闲置的原因进行了分析，并为农村户用沼气池建设的健康发展提出了建议。席延泽[3]从临汾市的农村能源、庭院特点、生态保护及经济可行性等方面进行了分析，得出了沼气在山西富煤区庭院极具发展潜力的结论。常小虎[4]针对临汾市沼气池冬季少产气或不产气的现状，就沼气池防寒保温增温的可行性和沼气池越冬管理进行了研究。

在我国农村沼气建设诸多研究成果中，具有一定推广价值的沼气利用模式研究是一个热点。王勇民等[5]提出由沼气池、太阳能畜禽舍、厕所组成的“三位一体”北方沼气生态模式。孔凡标等[6]从宏观上将沼气的综合利用归纳为单一模式、三结合模式、一池三改模式、猪-沼-果模式等沼气利用十大模式。李雪寒[7]提出了我国南方大中型沼气的发展模式。何周蓉等[8]从沼气工程规模和沼气能源开发利用与种养业之间的关系2个角度探讨了农村沼气能源开发利用模式。这些关于沼气的模式基本上都是从沼气的综合利用和生态效益出发的。对于沼气生态效益及其他效益的研究也有许多。张明泉等[9]提出沼气服务体系对沼气综合效益发挥的影响度居于首位，并指出完善服务体系是保证农村沼气事业健康持久发展的首要任务。李萍等[10]利用环境经济学中环境费用—效益分析的原理和方法，对农村户用沼气池的效益进行分析和计算。李鹏等[11]以原煤为对照，对“四位一体”沼气生态模式以成本—效益现值分析法进行了生态、经济效益分析。黄建伟等[12]评估了云南省发展农村沼气的资源潜力及其经济、社会和生态效益，以期为云南省未来几年农村沼气产业的发展提供决策参考。李克敌等[13]对广西“猪+沼+果+灯+鱼”生态农业模式关键技术及其效益进行了分析。王明新等[14]通过评估农村户用沼气工程及其上下游环节的节能减排效益，为农村户用沼气工程生命周期全过程环境管理和农村可再生能源发展提供决策参考。

对于临汾市的沼气利用模式研究相对较少，常小虎[4]在临汾市沼气池的越冬设计中提出了“四位一体”是沼气池越冬的最佳模式。对于像临汾市这样的地级市，各地情况不同，农村沼气利用模式应是多样的，各模式的特点、发展推广的适用条件及推广意义也有所不同。总之，目前缺乏对临汾市沼气利用模式的系统总结。因此，笔者对尧都区农村沼气建设尤其是沼气利用模式进行研究。

1.3 研究目的及方法

通过分析临汾市尧都区农村沼气建设现状并归纳总结尧都区农村使用沼气主要模式，为该区农村沼气的合理使用与推广提供参考意见，同时为其他地区农村沼气的建设提供借鉴。

在相关文献分析的基础上，本研究主要通过调查问卷、入户访谈、统计分析、模式对比等方法对临汾市尧都区农村沼气利用模式进行研究。在临汾市尧都区农业环境监测站的帮助下选取了大阳镇、贾得乡、河底乡、吴村镇4个乡镇具有代表性的10个村（大阳村、陈埝村、上陈村、柏璧村、南垣村、贾材村、沟东村、河底村、东郭村、吴南村）进行入户访谈，共访谈102户，同时发放调查问卷388张，回收388张，有效问卷362张。在此基础上，根据尧都区特有的自然环境、人文条件与资源状况，总结出尧都区沼气利用的3种典型模式。

2 临汾市尧都区概况及沼气利用现状

临汾市尧都区位于山西省南部、临汾中部，东临浮山县，西与蒲县、乡宁和吉县为界，南与襄汾县接壤，北与洪洞县毗连，东西长65 km，南北宽35 km。该区地处临汾盆地中央，境内东为太岳山脉，西为吕梁山余脉，中部为断陷盆地，汾河纵贯南北，将全区分为汾西、汾东2个基本对等的部分，形成东西两山夹平原的地貌。全区山地面积627 km2，丘陵面积 138 km2，台地 134 km2，平原 417 km2。尧都区辖10个镇（屯里镇、乔李镇、大阳镇、县底镇、刘村镇、金殿镇、吴村镇、土门镇、魏村镇、尧庙镇）6个乡（段店乡、贾得乡、贺家庄乡、一平垣乡、枕头乡、河底乡）1个农村办事处372个行政村。

尧都区从2007年开始实施农村沼气建设工程，分别实施了新农村建设、中央扩大内需、巩固退耕还林成果沼气建设项目，至今分批建设户用沼气5 927户，辐射全区15个乡镇，占全区17个乡镇的88.2%，辐射144个村，占全区372个村的38.7%。

3 临汾市尧都区农村沼气利用的典型模式

通过对临汾市尧都区4个乡镇10个行政村沼气利用好和利用不好的村庄调查与分析，发现了3个具有代表性的沼气池建设及使用状况好的村庄：大阳镇的上陈村、贾得乡的南垣村、吴村镇的东郭村。这3个村的沼气利用基本情况如表1所示。

表1 尧都区3个典型村的沼气利用现状

在此基础上，提出临汾市尧都区农村沼气利用的3种典型模式，并对各个模式的主要特点、适用条件及推广价值进行对比分析。

3.1 上陈模式

3.1.1 上陈村概况及上陈模式的特点上陈村位于临汾市尧都区大阳镇西南部。大阳镇位于尧都区城东17 km处的丘陵地带，包括34个行政村，总面积102.37 km2，北与洪洞县相连，西北同段店乡接壤，西南与县底镇相邻，南与贺家庄乡为界，东北接古县，东南接浮山县；境内有沟有坡，丘陵起伏；属温带大陆性气候，年均温12.2℃，10℃以上的平均有效积温为4 651℃，无霜期180～220 d。

上陈村共有100多户，养殖户（以养猪为主）有50多户，其中的20户庭院建有沼气池，2户因为建池初期漏气至今没有正常使用，还有1户因为女主人不适应沼气的味道而不使用。大部分村民表示非常愿意使用沼气池，一方面沼气池的使用节约了煤等燃料的费用，能够满足一天三顿所需燃料；另一方面使村庄环境得到了改善，从而有效遏制了传染病的传播。据正常使用沼气的村民反映，养猪可使沼气发酵原料充足，所以全年均可正常使用。冬季沼气压力表是5～6kPa，夏季可达到9～10kPa。

上陈模式可以归纳为养殖业拉动型的沼气利用模式，以家畜养殖（以养猪为主，户均养猪大于等于3头）为核心，因地制宜地将猪舍和沼气池相结合的庭院沼气模式。其特点是猪圈、厕所和沼气池有机结合，沼气池的入料口一般建于猪圈内部，出料口一般建于猪圈外部，不仅有利于沼气原料的方便入池，也对沼气池起到了保温作用，使其形成良性的循环生态体系。

3.1.2 上陈模式的适用条件及推广意义上陈模式适合在以养殖业（养猪、养鸡等）为主要经济支柱的农村进行推广。一方面养殖专业户畜禽污染严重，管理环节薄弱，政府对其重视不够，另一方面畜禽粪便排泄量大，可以为沼气发酵提供充足的原料。所以，无论从社会角度还是养殖户的角度，沼气技术是一种经济上可行的畜禽污染防治技术。从原理上讲，沼气发酵是有机物质（碳水化合物、脂肪、蛋白质）如畜禽粪便、杂草、秸秆、工业有机废水等在一定温度、湿度、酸碱度、碳氮比和厌氧条件下，经过沼气菌种发酵（消化），生成沼气、沼液和沼渣的过程。应用这种发酵工艺，能实现对畜禽粪污的无害化处理[15]，提高了农村的环境质量，同时为农户节约了燃煤所需费用。

3.2 南垣模式

3.2.1 南垣村概况及南垣模式的特点南垣村位于贾得乡的东南部。贾得乡距尧都区6 km，位于尧都区东南部，北接段店乡、县底镇，西与尧庙镇相连，东靠贺家庄乡，南邻襄汾县，地势西北低东南高。南垣村主要以山地为主，村民集中居住在一个台地上，土壤贫瘠，植被覆盖少，是典型的黄土高原地貌，而且交通十分不便，经济发展落后。南垣村有村民400余人，120余户。

该村2011年开始推广沼气，到现在已经有40多户使用沼气，占全村户数的33.33%。沼气原料主要来自人的粪便以及家畜的粪便，沼气全年均可使用。但由于该村地势较高，所以气温较同乡其他村低，沼气产气率不是很高，冬季沼气压力表是3～4 kPa，夏季可以达到7～8 kPa，基本上可以维持一家人做午饭和晚饭使用。村民对沼气池的建设特别支持，该村还配备有1辆专门为农户拉沼液沼渣的车，方便农户及时处理沼液沼渣，给农田施肥。

该模式适宜于交通不便、生活燃料缺乏、农民生活贫困、自然条件较差但又能维持沼气发酵最低温度的地区，可以概括为经济驱动型模式。贫困地区的农民对于解决自身的生活能源问题以及对增加收入的迫切性高，所以，对于利用沼气的意愿率也高，同时在建好沼气池后也会精心管理，不仅有利于减少当地村民在生活能源上所需费用，而且也会有利于当地生态环境的改善。

3.2.2 南垣模式的适用条件及推广意义（1）交通不便或贫困农村适合发展沼气且能充分发挥沼气作用，这是因为贫困地区多处在山区，交通不便，经济落后，能源短缺，帮助农民解决生活用能、增加农民收入更为迫切。沼气技术能从根本上解决农民的实际困难，帮助农民解决燃料问题，同时沼液沼渣还可以作为肥料施在农田里，可为农民节省一大笔费用。所以，这些地区的农户一经使用沼气池，便会加倍珍惜，精心管理。（2）农户积极性高对沼气建设具有决定性的作用。农户只有在思想上接受利用沼气，认识到农村沼气所带来的经济和生态效益，才能在行动上积极建设沼气池、使用沼气池，充分发挥沼气池的作用。

3.3 东郭模式

3.3.1 东郭村概况及东郭模式的特点东郭村位于吴村镇北部。吴村镇位于尧都区北部，距离尧都区12 km，东临汾河，西接尧都区魏村镇、土门镇，南部与汾河办事处相连，北部与洪洞县接壤。境内地势平坦，土地肥沃，水力资源丰富。

东郭村现有村民1 800多人，400多户。其中，有110多户使用沼气，大约占全村的27.50%，通过与村民交谈了解到，大部分村民家里冬季沼气压力表是4～5 kPa，夏季可以达到5～7 kPa，基本可以维持做3顿饭的使用，村民对沼气经济和生态效益也比较了解。据村民介绍，他们使用的产沼原料主要是人畜粪便。村书记是该村的技术员，能够及时解决农户家里沼气池出现的问题。

该模式以当地较为发达的农村经济为基础、专职沼气管理人员为纽带、生态意识和文化素质相对较高的农户为主力，可以归纳为能人带动型模式。一方面，专职人员将农村沼气的技术传播于农户中，不仅起到很好的示范作用，而且能够及时有效地对农户沼气池的建设和管理给予技术指导；另一方面，生态意识和文化素质相对较高的农户对新技术尤其是对沼气这样的有益于生态环境的新技术接受能力较强，并在建池后可以精心管理。

3.3.2 东郭模式的适用条件及推广意义（1）农村经济基础是农村沼气推广的重要条件。尽管政府在农户利用沼气上给予一定的用料、人力、技术、沼气灶、沼气灯等物质的支持以及费用的补贴，但农户还需要自己出一部分费用，这对于经济基础薄弱的农户来说，会因为经济上的问题而采取拒绝建沼气池的做法。但农户一旦有一定的经济基础，再加上政府的补贴，他们就会积极地参与到自家沼气池的利用与维护管理中，特别是像东郭村这样的位于平川地区经济较为发达的农村。（2）专职人员管理对于农村沼气推广具有技术指导与示范效应。专职人员的管理让农户利用沼气的积极性提高，农户不会因为缺乏技术而对沼气利用的信任度降低或者闲置已经建好的沼气池，同时沼气池也会在农户的精心管理以及专职人员的技术指导下良性发展。

4 主要结论

通过对临汾市尧都区农村沼气利用模式的探讨，可总结出3个结论。

4.1 沼气建设应优先合理选择沼气利用模式

沼气建设涉及农村经济、农村结构、农户素质和意愿以及专职人员的配备等问题，其中，沼气利用模式是最重要的。各乡镇在推广沼气利用时，应因地建池、因村用气，分析本村的实际条件从而决定采用何种沼气利用模式。贾得乡的南垣村尽管自然条件比周边的村落差，但因其较差的自然条件制约了当地经济的发展和农户的富裕，所以，农户对于节约家用能源费用的迫切性强烈，因此，对于沼气这种增加收入，改善农业生产条件的新技术具有较高的意愿，同时也会精心管理和利用沼气。

4.2 农业结构调整尤其是农村规模养殖对于沼气推广十分重要

利用沼气不仅需要适宜的温度，还需要充足的原料，所以，当地的农业结构对于沼气推广起着重要的作用。农村的规模养殖对于沼气的推广有着积极的促进作用。禽畜排泄量大的特点给农户以及农村的生活环境造成严重的影响，但沼气的发酵需要大量的粪便，而且变为沼液沼渣的粪便还能为农户的农田施肥，这不仅帮助农户解决了大量的粪便，而且还有利于改善农户的生活环境，减少农户用于施肥的费用和生活燃料的费用，可谓一池三用。大阳镇上陈村的农业结构决定了上陈村适宜推广沼气，并能够很好地发挥沼气的作用，实现农业生产的良性循环。

4.3 政府有必要加大用沼技术支持，帮助村民管池用沼

沼气作为一种新技术，从最初的建池到沼气池的管理和维护都对农民的文化素质有一定的要求，所以，这对于广大低文化素质的村民来说无疑是很大的挑战，要求村民具有一定的生态意识和文化素质或者有专门的技术人员能够随时为他们解决技术上的难题。吴村镇的东郭村位于平川地区，经济基础较好，而且距临汾市区近，有利于农民文化素质的提高，并且该村还配备有1名专职技术人员管理沼气，对该村的沼气利用具有技术指导与示范效应。所以，政府应加大农村沼气的技术支持以及专职人员的配备，帮助农户管池用沼是很有必要的。

［1］杜建军，夏强强.积极探索有效途径加快沼气建设步伐[J].农业工程技术，2012（7）：47-49.

［2］贾云翠，王红.临汾市农村户用沼气池闲置问题的思考[J].中国沼气，2002，20（3）：35-37.

［3］席延泽.临汾市贫困山区庭院沼气建设发展潜力分析 [J].中国沼气，2002，20（2）：45-46.

［4］常小虎.临汾市沼气池冬季正常产气可行性探讨 [J].山西农业科学，2003，31（1）：61-63.

［5］王勇民，刘荣厚，边志敏.北方“三位一体”沼气生态模式经济评价[J].可再生能源，2005（2）：39-42.

［6］孔凡标，臧峥峥，韩波，等.沼气综合利用“十大模式”[J].安徽农学通报，2007（5）：95-97.

［7］李雪寒.我国南方大中型沼气工程的发展模式[D].南昌：江西农业大学，2012.

［8］何周蓉，张红丽.农村沼气能源开发利用模式分析[J].资源开发与市场，2013（6）：637-640.

［9］张明泉，杨乾，徐国良，等.服务体系对农村户用沼气综合效益的影响度论证[J].中国沼气，2011，29（4）：30-36.

［10］李萍，王效华.基于环境费用-效益分析的农村户用沼气池效益分析[J].中国沼气，2007，25（2）：31-33.

［11］李鹏，彭舜磊.“四位一体”沼气工程的生态经济效益分析研究：以河南平顶山市沼气工程为例[J].江西农业学报，2013，25（2）：92-94.

［12］黄建伟，陈良正.云南省农村人畜粪便资源沼气产气量及其效益评估[J].西南农业学报，2012，25（5）：1884-1888.