第四章 农村能源的开发与环境.doc

第四章 农村能源的开发与环境农村能源是指农村的社会经济活动和农村居民所消费的能源。 　　农村能源分类 　　1．按管理分类　　农村能源可分间接能源和直接能源两类。 　　（1）间接能源：一般指农用化学物资所包含的能，如化肥、农药、农用塑料制品等。 　　（2）直接能源：包含农业生产用能和农村人口生活用能。生产用能，通常指除人力、畜力以外的商品能，如煤、电、气，主要用于农牧渔业生产中的机械用能、农副产品加工用能、乡镇企业生产用能和农业运输用能等。 　　2．按形成条件的能源分类　　最常见的是按形成条件的分类名称，即一次能源和二次能源。 　　中国农村能源建设方针 　　1983年国务院正式确定农村地区能源建设的方针是：因地制宜，多能互补，综合利用，讲求效益，简称“十六字方针”，以及“开发与节约并举”的能源建设方针。 　　农村能源特点 　　需求量大而分散；经济发展，改变了传统能源结构；农村能源建设成绩显著。 　　改革开放以来，我国经过农村能源建设，取得了明显的成绩： 　　1．推广应用的农村省柴节煤、沼气、太阳能热利用技术，其规模位居世界前列。 　　2．创建了几种适应不同区域、以沼气为纽带的能源生态工程模式。 　　3．推广应用了清洁能源，如太阳能、水能、风能、地热能和海洋能等。 　　4．初创了一条具有中国特色的“县级农村能源综合建设”的多种模式。 　　(四)存在的问题 　　农村能源消费结构与结构性污染互为因果；能源利用效率低；资金不足。 　　生物质能源的燃烧利用 　　生物质能包含秸秆、薪材和各种有机废弃物。要解决农村能源，今后仍需重视对生物质能源的开发利用。开发的重点工作是：大力发展薪炭林、推广节柴灶、稳步发展沼气，特别是发展以沼气为纽带的农业生态经济；因地制宜地开展生物质气化、生物材料成型燃料、新型液体燃料等的研究和推广工作，以及大力推广太阳能、风能、地热那、微水能等新能源。 　　所谓生物质，是指在有机物中，除石化燃料外的所有动植物物质。 　　农村生物质能总量丰富，分布广泛，开发利用可就地取材，是极具潜力的农村能源。 　　薪炭林的五种类型　　短轮伐期平茬采薪经营型、材薪经营型、薪材经济经营型、薪草经营型、头木育薪经营型。 　　我国的生物质能利用技术分两大类，一类为直接燃烧；二类为生物质能转换技术。后者又分生物质能的气化、液化和固化技术。 　　直接燃烧法的热转换效率很低，一般低于20％，还有不到10％的灰分可作肥料，70％～80％的有机碳和植物养分成为挥发物，既污染空气，又浪费资源。 　　直接燃烧法的改良技术主要有两种，一是省柴灶，二是生物质成型技术。 　　省柴灶是热利用效率较高的直接燃烧灶或炉具，设计热能指标要求为：单体灶25％，炕连灶20％，实际平均可达30％，最好的可达50％以上。 　　生物质成型燃料，是把生物质原料切成一定粒度，在加压下制成棒状、粒状、块状等各种成型燃料。原料挤压成型后，密度可达1.1～1.4t/m3，能量密度与中等质量煤相当，燃烧性能明显改善，火力持久，黑烟少，炉膛温度高，且便于贮存和运输。 　　生物质热化学转换技术，是利用机械装置将固体生物质转换成可燃气体、焦油、木炭等品位较高的能源产品的技术。 　　沼气是有机物的厌氧发酵产物，是一种混合的可燃性气体。沼气发酵是个厌氧生物化学过程，包括水解发酵、产酸和产甲烷三个阶段。但各段实际上不可能截然分开。 　　沼气发酵的工艺条件 　　1．厌氧环境　产气阶段沼气池内氧化还原电位在-330mV以下。 　　2．温度　常温发酵温度不能低于8℃，最好保持在10℃以上。 　　3．营养平衡　碳氮比为C∶N=l5～30∶1，投少量微量营养元素，保持pH值接近中性，池内氨含量在0.01％～0.1％，如果氨浓度大于0.3％，会引起发酵菌中毒。 　　4．搅拌　常温沼气池必须随时搅拌 (中、高温池通热气时自动搅拌)，以使沼气池温度、有机物浓度均匀，并及时排除废气，以利产气。 　　5．干物质浓度　按发酵温度有不同要求。常温发酵的干物质浓度：冬季10～12％；夏季6％左右；中温发酵5～15％。 　　6．接种物　有机物质厌氧分解产生甲烷的过程，一般由五种微生物菌群参加：有机物分解菌、发酵菌、产氢菌、产乙酸菌、产甲烷菌等。 　　7．适当的酸碱度　pH值在6.5～7.5之间（可用pH试纸测定），过高过低都会影响沼气发酵的顺利进行。如偏酸，可加入适量的石灰或草木灰调节；如偏碱，则加入鲜草、树叶和水调节。 　　8．水料比　发酵液的含水量以90～94％较适宜，干有机物质占6～10％，夏天可以稀一些，冬天可以浓一些。 　　厌氧发酵工艺分析 　　目前流行的工艺系统，一般由以下五大部分组成：前处理装置；厌氧消化器；沼气的收集、贮存及输配系统；沼液后处理装置；沼渣处理系统。 　　沼气池(厌氧消化器)技术分析 　　按发酵机制