关于村庄整治中清洁能源应用的思考

2019-01-21倪维峰

中国资源综合利用 2019年9期

倪维峰

（沈阳祺鹏集团有限公司，沈阳 110000）

2018年2月，中共中央、国务院发布了《关于实施乡村振兴战略的意见》，要求推动农村基础设施升级，推进农村可再生能源开发利用。2018年7月，国务院发布了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，提出加快调整我国的能源结构，构建清洁低碳高效的能源体系。发展清洁能源是国家生态文明建设的重要组成部分，对推进美丽乡村建设、改善乡村人居环境和促进乡村振兴都有着重要的作用。

1 乡村清洁能源发展现状及问题

村庄主要使用的能源包括秸秆、薪柴、太阳能、生物质能源等可再生资源以及煤炭、石油液化气、传统电力等[1]。地热和风能也有少量应有，但由于受资源和技术条件限制，二者较少使用。

1.1 秸秆处理成本高，生物质利用率低

乡村地区的秸秆、林业三剩物等固体生物质原料较为丰富。大多数农村居民以薪材、秸秆为主要生活用能来源，农村居民习惯用柴房储存柴草，或是将秸秆、薪柴直接堆放在房前屋后。为节约生活成本，日常炊事用的秸秆、薪柴占了农村生活用能的大部分。还有就是直接焚烧用于田地基肥，但这种处理方式既浪费了能源又污染了环境。近几年，很多地区已经禁止在农田里直接焚烧秸秆，减少对空气的污染。

1.2 耗煤量较大，覆盖面广

北方地区冬季需要取暖，燃煤价格较低且易于获取，成为农村过冬的主要燃料。而且由于价格等原因，农户使用劣质煤和传统炉具，热能利用率低，烟气直接排放，导致冬季污染物排放量居高不下。

1.3 沼气应用发展快速

沼气能源清洁无污染，乡村地区原料易取又方便，因此政府大力提倡使用这种新能源，并出台多种优惠政策在乡村地区推广沼气[2]。据报道，我国已经成为沼气应用发展最快的国家之一。

沼气虽然有着很多的优点，但农村沼气应用特别是户用沼气池仍存在一些弊端。一是原材料不足，沼气池生产沼气的最主要原材料就是动物粪便，没有养殖牲畜的村庄缺少产生沼气的原料。二是产气量不稳定，夏天气温升高，沼气产生相对多一些，但是到了冬天，沼气产出很少，特别是北方地区，冬季严寒，很难使用沼气。三是维护较为复杂，沼气池是需要经常护理维修的。沼气池若想正常使用，要满足严格密闭的空间、充足的原料、适当的发酵液浓度、适宜的发酵温度、适宜的酸碱度等要求，需要定期为其加料、出料，定期进行搅拌，防止结壳，对于农户来说所需要的人工和费用并不低。四是可能对人居环境产生不良影响，小型沼气池技术不达标或管理不善会产生很多问题：密封不良会导致气味难闻并污染地下水；净化水平低会导致排放的有害物质超标；户用沼气池缺少足够的储气设施，多余的沼气直接排放会污染空气；沼液和废水的处理问题等都可能造成二次污染。

1.4 太阳能有少量应用

在目前化石燃料日趋减少的情况下，太阳能发展潜力巨大，已成为人类能源供给的重要组成部分。太阳能的利用主要有光热转换和光电转换两种方式。在村庄中，太阳能设备主要为太阳能热水器和太阳灶，也有部分村庄由国家补贴，设置了太阳能路灯、太阳房等清洁能源设施。

2 乡村清洁能源发展的方向

2.1 加快生物质成型燃料发展

生物质成型燃料是以秸秆、木屑等农林剩余物为主原料制成的成型环保燃料，具有热值高、燃烧充分的特点，是一种低碳环保的可再生能源[3-4]。生物质成型燃料生产工艺简单，设备投资较小，具有易于实现产业化生产和大规模使用等特点，有利于在乡村地区推广。

《村庄整治技术规范》（GB 50445-2008）指出，在生物质资源丰富的乡村地区，应提高农业秸秆的资源化利用水平，逐步以生物质成型燃料替代煤炭、秸秆、薪柴等传统燃料。发展生物质成型燃料能够缓解乡村能源短缺的情况，保护广大乡村地区的生态环境，促进人与自然和谐发展，还可以较好地解决农村秸秆处理的难题。《村庄整治技术规范》（GB 50445-2008）提出，在乡村地区，生物质成型燃料生产厂宜根据燃料需求情况由村庄独建或多个村庄合建，多余产出可供应热源厂或热电厂，减少煤炭使用量。

2.2 发展大中型沼气供气系统

农村户用沼气的推广应用存在一定弊端，但不可否认的是，发展沼气是实现村庄禽畜粪污资源化利用和节能减排的有效措施。《村庄整治技术规范》（GB 50445-2008）指出，居住密集且具有大中型养殖场的村庄，宜发展建设大中型沼气供气系统。

大中型沼气设施相比较户用沼气，避免了户用沼气原材料供应不足、维护管理不善等弊端，更加环保也更有效率。同时，大中型沼气设施也便于发展沼气发电或集中供暖，这是小型户用沼气所不具备的优势。大中型沼气设施可采取由村庄或镇全托管模式、政府财政补贴和沼气服务公司统一管理的半托管模式或村集体与企业合作模式等方式开发推广。

2.3 进一步推广太阳能的应用

太阳能取之不尽，用之不竭，是未来最有发展前途的可再生能源之一。在村庄中推广应用太阳能，不仅能解决农村的基本能源消费问题，减少污染，还有利于乡风文明建设和村容整洁。

2.3.1 太阳能路灯

村庄亮化工程改造中，太阳能路灯被广泛采用。太阳能路灯的布置方式一般分为单侧、两侧交叉和两侧对称三种。一般来说，道路宽度小于10 m，可采用单侧布灯或两侧交叉布灯。当道路宽度在15 m以上时，宜采用两侧对称布灯。太阳能路灯的布置间距和灯杆的高度和光源功率有关。选用3.5 m 灯杆，间距一般为8～12 m，选用6 m 灯杆，间距一般为25～30 m。太阳能路灯功率一般不小于20 W，光源瓦数高的间距远一些，瓦数低的间距近一些。在转角处或路口宜多安装一盏路灯，避免出现照明死角。

2.3.2 太阳房

《村庄整治技术规范》（GB 50445-2008）指出，村庄新建公共建筑应采用太阳房，寒冷及严寒地区村庄的农民住宅宜采用被动式太阳房，以降低冬季采暖能耗。

被动式太阳房的设计应注重经济性和区域适应性。太阳房的投资额直接影响着太阳房的推广和发展前途。被动式太阳房应与自身所在区域环境相适应，宜和其他可再生能源相结合使用，才能够更好地发挥作用。发展被动式太阳房，应充分尊重当地村民的意愿，综合考当地村庄的经济条件、地理条件和气候条件等因素。

2.3.3 太阳能热水器

太阳能热水器是目前农村太阳能利用的较好方式，其技术成熟、造价低，环保节能，可改善农民生活质量。我国中小城市中早已广泛采用太阳能热水器，在村庄规划中，可配合电能或生物质能，推广太阳能热水器。

2.3.4 太阳能在农业中的应用

太阳能在村庄农业发展中也可应用，例如，使用太阳能杀虫灯来消除虫害，太阳能杀虫灯最大的好处是取代农药或少用农药，有利于发展生态农业，生产绿色农产品。还有新型太阳能生态农业大棚的应用，这种新型农业大棚结合了太阳能光伏发电技术、光热转换系统和新型纳米仿生态转光膜技术等高新技术，能够节约能源而又易于维护。成本比传统的温室大棚还要低，而且由于对于阳光的利用更加优化，还可以有效提高农产品的产量和品质。

2.4 煤改气、煤改电

国家正在大力推进生活和冬季取暖散煤替代工作，也就是煤改气和煤改电，要求农村地区根据地方实际条件加快发展天然气供暖或电供暖。

在“煤改电”中，可采用蓄热式电暖气和空气能热泵。蓄热式电暖气是将电能转化热能，耗电较高，地方政府宜采取用电补贴等方式，减轻农民负担。空气能热泵主要吸收空气中的热量来制热，消耗的电能较少，只为电采暖的三分之一左右，除了节能之外，空气能热泵的安全性也较高。天然气资源丰富、价格便宜的地区可发展“煤改气”，推广燃气壁挂炉。

但我国天然气总储量并不充足，并且煤改气、煤改电的运行成本较高。农村地区宜优先利用地热、生物质能、太阳能等清洁能源取暖，在风电、光伏资源丰富地区宜实施电供暖，促进风电和光伏发电等可再生能源电力消纳。城市郊区的村庄可利用城市热源和管网系统，发展集中供暖。