沼渣循环农业论文

2022-04-16

摘要集约化畜禽养殖场沼气工程是一项提供清洁能源、减轻环境污染、潜力巨大的生物质能源工程。以电能和石油液化气2种替代能源为参照，采用成本效益法对300m3沼气工程项目进行了效益评价。结果表明，该项目财务净现值>0，财务内部收益率>投资机会成本，投资回收期<9年，项目经济效益显著。同时对该产业发展面临的问题进行了分析，并据此提出了具体的对策建议。下面是小编精心推荐的《沼渣循环农业论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

沼渣循环农业论文篇1：

奶牛--沼--粮（饲）生态农业循环模式探索

【摘要】“河南荣华牧业有限公司”（以下简称荣华牧业）以沼气工程为纽带，在自然调控与人工调控相结合的条件下，利用种植业产生的废弃物—农作物秸秆饲养奶牛，奶牛养殖场产生的粪污通过沼气工程发酵产生再生能源沼气及优质有机肥沼渣、沼液，沼气作为热源用于发电，沼渣沼液作为优质有机肥还田。通过合理配置资源，形成以沼气为能源，以沼渣沼液为肥源的种植业--养殖业相结合，实现废物综合利用、生态效益，社会效益，经济效益三赢的新型生态循环农业模式。

【关键词】奶牛;沼气工程;农作物秸秆;生态循环农业

1、模式简介

荣华牧业奶牛--沼气--粮（饲）生态循环农业典型模式位于长葛市古桥镇魏庄村。利用奶牛养殖场生产过程中产生的粪污发酵产生沼气，以沼气工程为纽带，在自然调控与人工调控的相结合的条件下，利用农业种植后产生的废弃物—农作物秸秆饲养奶牛、沼气工程利用奶牛养殖场产生的废物—粪污，可再生出新能源（沼气）和优质农家肥沼渣、沼液还田，通过合理配置资源，形成以沼气为能源，以沼渣沼液为肥源的种植业、养殖业相结合，实现废物综合利用、保护生态环境，综合效益明显的新型生态循环农业模式。

2、模式成因及目标

2.1.治理环境污染

荣华牧业场区占地255亩，主要以养殖奶牛为主，奶牛存栏1600多头，日产鲜奶25吨左右。公司现有标准牛舍9栋25000平方米，秸秆青储池6个，容积18000立方米，办公、兽医室、化验室、职工宿舍等2600 平方米。荣华牧业奶牛养殖场日产粪污25吨左右。若养牛场牛粪和污水处理不好，不仅对周边环境造成污染，而且严重影响到周边村民的生产和生活。公司于2017年建设1500立方米CSTR厌氧大型沼气工程，用于处理荣华牧业奶牛养殖场每天所产生的粪便污水。

2.2.发展有机农业

随着人们生活质量的提高，人们对食品安全和生活环境有了更高的要求。因此，建设有机生态农业，满足居民对有机农产品的需要、满足市民对生活质量提高的需求。建设生态循环农业发展的模式，一方面可形成人与自然和谐相处的环境，在强化生态功能的基础上，提供优质的农产品，另一方面也保护了农村的生态环境，意义重大。

2.3.节能减排

荣华牧业沼气项目整体运行良好，所产生的沼气用于发电供厂区生产和生活用能。构建以沼气为“纽带”的“绿色种植--养殖-生物质能源高效利用”的生态循环农业产业摸式，真正达到实现废弃物利用资源化、资源利用高效化、项目节能低碳化、农业投入减量化的目地。

2.4.变废为宝

奶牛场的奶牛粪便污水虽然是严重的污染源，但却又是可开发的宝贵性资源。通过科学的加工和处理，便可转化为不可缺少的生产资料即治理了污染又获得了大量的有机肥料用于改良土壤。

2.5.改善环境

在大中型畜禽养殖场中建设沼气工程，可以从根本上解决了奶牛养殖场产生的粪污的污染问题。奶牛养殖场产生的粪污经过固液分离后，在沼气工程中经过厌氧消化处理，排出的液体可以达到我国农田灌溉一级排放标准（COD≦200毫克/升），从而使荣华牧业奶牛养殖场区域的污染得到有效治理，在根本上改善了养殖场周边的生态环境。荣华牧业奶牛养殖场1500立方米大型沼气工程项目的建成和投入使用，使养殖场每天产生的粪便污水能够得到及时的处理，即改善了养殖场的生态环境，又减少了养殖疫病的发生和传播，保障了养殖场奶牛的生命安全，保障优质奶源供应;同时又改善了奶牛养殖场工作人员的工作环境，保障工作人员身心健康;在很大程度上减少了奶牛養殖场周边的臭味，使奶牛养殖场周边的生态环境有了明显的改善和提高。

总之，荣华牧业奶牛养殖场的粪污对周边环境、生态平衡造成了极大的破坏，但通过沼气工程的建设和投入和使用，使种植业---沼气--养殖业----种植业实现了良性循环，即保护了环境又维持了生态平衡。

3.荣华牧业大型沼气工程项目建设地点、模式流程图和实物图

3.1.建设地点

荣华牧业的大型沼气工程项目，位于养殖场区北侧，即临近养殖场区，又交通便利，远离居民区。种植基地与沼气工程邻近，养殖场产生的粪便污水经沼气工程处理后的沼液、沼渣便于还田利用。

3.2.模式流程图

4.荣华牧业生态循环农业大型沼气工程项目的配套措施

4.1.荣华牧业大型沼气工程项目的工艺原理选择

我国大中型沼气工程工艺技术目前已日趋成熟，业已达到或接近国际先进水平。在沼气工程的配套技术方面，可根据牛粪、猪粪、鸡粪、农作物秸杆等原料特性的不同，对包括原料预处理系统、厌氧发酵系统、沼气工程输配系统，制肥、厌氧消化后的消化液后处理系统进行差异化的设计和开发。在发酵工艺方面，生物厌氧发酵机理研究、不同生物质原料高效能发酵工艺（CSTR、UASB、HCPF、USR工艺）的制定，沼气工程产气率，COD/BOD去除率已居国际领先水平。根据沼气工程的目的和养殖场周边环境条件的不一样，选择不同的沼气工程处理工艺。

根据荣华牧业生产过程所排放的粪污的成分，并结合河南荣华牧业奶牛养殖场的实际情况，确定选择“预处理+CSTR厌氧处理工艺”。其工艺流程图如下：

CSTR厌氧发酵工艺特点：

传统的完全混合厌氧消化器（CSTR）即普通厌氧消化池，借助于消化池内的厌氧活性污泥来净化有机污染物，适合于高浓度及含有大量悬浮固体原料的处理。它是在常规消化器内安装了搅拌装置，使发酵原料和厌氧微生物完全处于混合状态与常规消化器相比是活性区分布在整个消化器内，其效率远远大于常规消化器。其优点如下：

（1）CSTR厌氧消化工艺可以让高悬浮固体含量的原料直接进入厌氧消化器内消化。

（2）CSTR厌氧消化器内消化原料分布均匀，避免了分层状态，大大增加了消化底物和微生物接触的机会。

（3）CSTR厌氧消化器内温度分布均匀。

（4）进入CSTR厌氧消化器内的任何一种抑制物质，都能够分散保持在最低水平。

（5）避免了浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和沟流现象的发生。

4.2.荣华牧业大型USTR沼气工程工艺流程：

荣华牧业奶牛场污水和收集后的粪便首先进入集污池内，通过提升泵进入沉沙池，并在此调节水质和水量，沉砂池内设置搅拌机，使物料充分混合均匀，以防止粪污沉积，搅拌到一定程度的粪污，经过进料泵输送到CSTR厌氧反应器内进行厌氧消化。在USTR厌氧反应器中，通过中温发酵，利用厌氧微生物的新陈代谢作用，将大部分有机物质去除，并产生出大量的沼气、沼渣和沼液。利用发电机余热及热水锅炉来保证厌氧反应器罐体内物料的发酵温度。厌氧发酵产生的沼渣自流进入沼渣储存池存储，可作为有机肥出售给周边需要的农户，沼液经自流进入沼液储存池存储，用于农田灌溉和施肥，厌氧反应产生的沼气经脱硫脱水后暂时存于湿式储气柜中，主要用于发电机发电、余热用于锅炉和食品加工厂锅炉的热源进行燃烧利用。

4.3.关键技术

4.3.1.荣华牧业奶牛养殖场牛粪沼气能源化处理技术

针对奶牛养殖场牛粪的特点，荣华牧业生产过程中所排放的粪污可直接进入USTR厌氧反应器—沼气池进行厌氧发酵，根据荣华牧业奶牛场的规模和条件，建设1500立方米的发酵池，采用完全混合高浓度厌氧发酵工艺（CSTR），有效控制耐高氨氮菌种培养条件，将中温38℃的厌氧发酵氨氮耐受浓度从常规3，000 mg/L提升至5，000 mg/L以上，容积产气率达1.5 m³/m^3/d以上，实现高氨氮物料厌氧发酵系统的高效稳定运行。

4.3.2.沼气发电利用技术

通过沼气热能转换，通过沼气燃烧推动发电机运转，把热能转化成电能，便于输送和使用。本项目所产沼气每天800立方用于发电，每立方沼气发电量为1.5kwh，每天产电量为1200kwh，平均每天工作12个小时，需要配备的发电机组容量为1200除以12等于100，即发电机组容量需100kwh，本项目选择使用一台100kwh的发电机组。

4.3.3.沼液、沼渣资源化利用技术

沼液、沼渣是一种优质的有机肥料，其含有多种易被植物吸收的营养成分，既有速效性，又兼具缓效性，在增产提质、抗病防虫方面效果显著。在作物增产的同时，实现农作物品质提升、土壤有机肥含量的提升，在抗病防虫、提高农作物抗逆性上也呈现出突出功效，可有效减少化肥、农药使用量，符合我国“化肥农药减施增效”健康绿色的农业发展方向。通过厌氧发酵，养殖场粪便资源化利用率达90%以上;采用沼液、沼渣作肥料使农作物的化肥使用量减少20%以上，作物主要病虫害防治农药使用量减少达10%-15%，作物增产率可提高20%以上，并可显著提高农作物的品质。

奶牛养殖场废弃物沼气能源化处理的CSTR厌氧发酵技术的利用，促进了奶牛养殖场废弃物资源的合理循环利用，其中所产沼气用于发电供厂区生产、生活用能;沼液、沼渣做肥料还田。这样种植业（农作物秸秆小麦、玉米秸秆）—养殖业（奶牛养殖）--沼气--种植业（沼渣、沼液还田）的整个生态良性循环农业模式，无污染、零排放、并产生出清洁能源--沼气，用于生产和生活，为养殖场创造出更高的附加值，并带来一定的经济效益。

5.荣华牧业的运行机制

荣华牧业是严格按照《奶牛养殖场技术规范》规划、设计、施工建设的大型标准化奶牛养殖企业，集良种奶牛养殖、生鲜乳销售于一体，是许昌市规模最大的新型现代化农牧养殖企业之一，许昌市农业产业化重点龙头企业、农业产业化创新先进单位。被河南省畜牧局评定为标准化奶牛规模养殖场，被长葛市工商局授予“诚信企业”，是伊利集团河南伊利乳业有限公司、君乐宝乳业的优秀供应商之一。

公司现存栏奶牛1600头，其中能繁育母牛1200头，日产鲜奶25吨左右，年产鲜奶9000多吨。公司建设有1500立方米沼气工程一座，可日处理养殖场粪便25吨，产生的沼气发电用于养殖场生产、生活用能。沼液、沼渣用于流转土地施肥，生产出来的小麦用作商品粮，玉米青储用作奶牛养殖饲料，形成了一个良好的平原生态循环农业模式，即为企业节省了大量的投资，也改善了养殖场周边的环境。企业正常运行后，将积极主动地使用沼气工程。

6.荣华牧业生态循环农业效益分析

荣华牧业沼气工程项目正常运行情况下，沼气发电每年可为公司节省电费，通过养殖场粪便废水与秸秆的综合处理提高了粪便的资源化利用率，变废为宝，沼渣沼液作为优质农家肥销售，年最终收益110.53万元，2017年流转土地500亩，全部种植小麦玉米，小麦收获后作为商品粮出售，玉米全株青储做奶牛饲料，每年可为公司增收节支50多万元，同时也取得了良好的生态效益和社会效益。

6.1.经济效益。

6.1.1.沼气经济效益。本项目年产沼气36万方左右，其中29万方沼气用来发电，年发电43.5万kwh，每度电按0.46元计算，折合年收益20万元;剩余7万方沼气折算标煤为93.1t，以标煤的单价为820.00元/t，年收益7.63万元，年收益27.63万元。

6.1.2.沼渣经济效益。本项目年产沼渣约0.29万吨，用于附近农田施肥;全部以150.00元/t出售给周围村庄果园、菜园农户，年收益约为43.5万元。

6.1.3.沼液经济效益。年产沼液约1.97万吨，用于临近村庄农田施肥;全部以20.00元/t出售给周围的蔬菜种植基地和周围农户，年收益39.4万元左右。

6.2.社会效益。大型沼气工程的建成，规模化养殖场的粪便全部得到处理，农村部分农作物秸秆通过集中处理后变成了有机肥，不仅使公司养殖场区生产环境明显改善，同时，也改善了周边的农村生态环境，因养殖場污染问题所造成的不安定因素得到有效解决。

6.3.生态环境效益。沼渣沼液的合理使用，变废为宝。特别是沼液含有多种微量元素、氨基酸和活性物质等营养成份，功效独特，可以满足农作物、蔬菜、花卉等植物的不同养分需要，沼渣和沼液的使用既无污染，又肥效显著，可有效杀灭病菌、病毒和寄生虫卵，抑制农作物部分病虫害，减少人畜病害，改善附近居民生活和公司养殖场区关系，改善公司形象，同时起到保护生态和减少温室气体排放作用。同时可大大提高农产品的产量和品质，增强农产品市场竞争力，促进农业增效、农民增收和生态循环农业的发展。

参考文献：

[1]成磊、蔡智宇、夏建林《可再生能源沼气综合利用技术》;

[2]付俊杰、李远《我国畜禽养殖业污染防治对策》;

[3]朱凤连、马发华等《我国畜禽粪便污染和利用现状分析》;

[4]高立英、孙芳《农牧复合系统种养业交互效应分析-以北方农牧交错带为例》;

[5]费新东、冉奇严《厌氧发酵沼气工程的工艺及存在问题》。

作者简介：

晁建立：许昌市农学会常务理事。男，汉族，1965年12月出生于河南省扶沟县。1990年毕业于“河南农业大学”农学专业，本科学士学位，同年分配到许昌市农技站工作，1993年入党，1999年任农技站副站长，2001年获高级农艺师职称。2010年任许昌市农广校校长、党支部书记，2017年至今任“许昌市农村能源管理工作站”站长。曾获河南省政府科技进步二等奖两项，三等奖三项，许昌市科技进步奖五项，发表学术论文数篇。

（作者单位：许昌市农村能源管理工作站）

作者：晁建立

沼渣循环农业论文篇2：

规模畜禽场沼气工程经济效益评价与存在问题研究

摘要集约化畜禽养殖场沼气工程是一项提供清洁能源、减轻环境污染、潜力巨大的生物质能源工程。以电能和石油液化气2种替代能源为参照，采用成本效益法对300 m3沼气工程项目进行了效益评价。结果表明，该项目财务净现值>0，财务内部收益率>投资机会成本，投资回收期<9年，项目经济效益显著。同时对该产业发展面临的问题进行了分析，并据此提出了具体的对策建议。

关键词沼气工程；经济效益；评价

作者简介陈明波（1981-），男，河南平顶山人，硕士，从事农业生态环境保护与农村能源研究工作。

随着我国农村社会生产生活方式的转变，农村以家庭为主的分散式养殖方式正在向集中养殖小区和规模化养殖场发展。集约化的养殖提高了生产效率，对养殖业的发展起到了巨大推动作用，但产生的粪污过度集中，严重污染了周围环境。沼气产业以农业废弃物和生活垃圾为原料，生产沼气提供生产、生活用能，通过厌氧发酵产生的沼渣和沼液可用于农业生产，减少环境污染，实现种养业的良性循环[1]。国家一直以来高度重视沼气产业的发展，农业部于2000年推出了“生态家园富民计划”，并与之配套在各地开始建设生态家园富民工程[2]。各地根据自身的资源状况和农业生产特点，形成了各具特色的沼气综合利用模式。清洁发展机制（Clean Development Mechanism，CDM）是《京都议定书》规定的3种灵活机制之一，即发达国家与发展中国家通过项目合作应对气候变化。随着京都议定书的生效，CDM作为一种基于项目的发达国家与发展中国家“双赢”的合作机制[3]，为我国规模养殖场实施沼气工程带来了新的机遇。目前国内已有多篇基于CDM 的农村沼气工程经济效益评价的报道[3-6]。但由于动物粪便管理开发成为CDM 项目的难度较大，目前中国只有3 个与动物粪便管理有关的项目在CDM 执行理事会获得注册[4]。基于此，笔者从生产实际出发，在不考虑项目CDM效益的前提下，以扬州市300 m3中小型养殖场沼气工程为例，利用能源效益替代法以财务净现值（FNPV）、财务内部收益率（FIRR）、动态投资回收期（N）等项目效益核心评价指标为标准对规模畜禽场沼气工程经济效益进行了技术评价[7-10]，并分析讨论了目前沼气工程建设存在的问题，以期为农村沼气产业发展提供参考。

1规模畜禽场沼气工程项目投入产出分析

农村沼气工程项目的实施，不但可以实现农业废弃物的变废为宝，生产可再生的清洁能源，而且可作为实施循环农业的纽带，通过沼渣沼液的还田利用，构建“养殖业-沼气-种植业”的循环农业模式。现以 300 m3沼气工程为例对规模畜禽场沼气工程项目进行效益分析。

1.1工程投资运行费用

1.1.1 建设费用。包括主要建、构筑物（原料预处理池、厌氧发酵罐、储气柜、配套设施等）建设费用91万元；污水发酵系统主要仪器设备购置费用（污水提升泵、脱硫塔、管道阀门及配件、沼气锅炉及沼气余气利用装置等）30万元；项目建设其他费用（基本预备费、工程设计、监理费等）9万元。共计130万元。

1.1.2 原料费。发酵原料主要为养殖场畜禽粪便，由于畜禽粪便在沼气发酵过程中损失很少，沼气工程运行原料费用忽略不计。

1.1.3年管理维修费。主要包括沼气工程运行管理人员工资、正常维护保养、配件更换等费用，共计6万元。

1.2产出效益

1.2.1 能源效益。农村沼气的发展，能够有效地减少养殖场原煤、石油液化气、电力等商品能源以及薪柴、秸秆等非商品能源的消耗。300 m3 的沼气工程平均年产可实际利用沼气54 750 m3（取容积产气率0.5 m3/d），沼气热值为20 935 kJ/m3 ，取沼气利用设备热效率为60%[2，11]，计算得300 m3沼气工程年实际可获得热量687 714 750 kJ。目前扬州地区农村生活炊事用能多为电能和石油液化气，该研究选取电能和石油液化气产出等量热量的费用支出的平均值作为衡量沼气工程年能源效益的依据，结果见表 1。

1.2.2 种植业效益。沼渣和沼液统称为沼肥，经过沼气发酵处理的沼肥，一方面抑制和杀灭了大部分有害病菌和虫卵，同时又富集了养分。比如，沼渣的有机质含量为40%～60%，含全氮10%～20%，全磷0.4%～1.2%，全钾0.6%～2.0%[12]；此外沼液内还含有激素类物质，能刺激作物生长，同时具有抑制细菌、病虫害发生的作用，可以减少农药的使用量。年猪存栏3 000头养殖场实施300 m3沼气工程后平均日处理猪粪污17.7 t，沼渣、沼液年产量6 000 t 左右；沼渣、沼液作为养殖场业主农田肥料，年可节约肥料费用12万元。

1.3规模畜禽场沼气工程项目各项财务指标

1.3.1 财务净现值。财务净现值是考察项目在计算期内盈利能力的主要动态指标，其表达式为：

1.3.2 动态投资回收期。动态投资回收期是在考虑资金时间价值的前提下，投资项目回收投资所需的时间，通过计算从项目投资之日起，用项目各年的净收益的现值将全部投资的现值收回所需的期限的长短来判断投资项目风险大小。其计算公式为：动态投资回收期（N）=累计净现金流量开始出现正值的年份数- 1+（上年累计净现金流量的绝对值/当年净现金流量）=9-1+（5.16/9.92）=8.52（年）。

1.3.3 财务内部收益率。财务内部收益率（FIRR）指项目在整个计算期内各年现金流量现值累计等于零时的折现率，它反映项目所占用资金的盈利率，是考察项目盈利能力的主要动态评价指标。其表达式为：

式中，FNPV为财务净现值；CIt为第t年的成本；COt为第t年的收益；n为项目运行年限；FIRR为财务内部收益率。

财务内部收益率根据财务现金流量表在Excel中运用函数IRR求得为16.1%。

2规模畜禽场沼气工程效益分析结果

以扬州农村地区使用较多的电能和液化石油气作为参考燃料，取沼气工程正常使用年限为15年，基准收益率10%作为评价标准，规模畜禽场沼气工程项目各项财务指标的计算结果表明：工程的财务净现值为47.98万元，为正值收益；内部收益率为16.1%，高于10%的基准收益率；动态投资回收期为8.52年，回收期稍长。各项指标表明，该项目财务净现值、内部收益率指标良好，经济效益显著，但投资回收期稍长。

规模畜禽场沼气工程建设不仅为养殖场业主提供了清洁的可再生能源和优良的有机肥料，而且在生产沼气过程中处理了养殖场畜禽粪便及冲洗废水，有效地减少了养殖业废弃物通过自然堆沤方式产生的温室气体排放，改善了农村生态环境。该研究把沼气的能源替代效益和沼渣沼液作为有机肥施用节约的化肥、农药购置费用作为计算沼气工程收入的来源，但在具体的工程实践中，只有部分规模畜禽场沼气工程业主配套拥有相应的消纳沼肥的农田、果园、蔬菜基地等。许多沼气工程业主以养殖业为主，沼肥的农田使用主要依赖周边农户，实践中由于沼肥在运输和施用上的不便养殖场周边农户付费使用沼肥的意愿并不高。同时，沼肥每天连续产生与作物施肥季节性存在矛盾，因此实践中部分沼气工程业主免费把沼渣沼液提供给农民进行农田的施肥和灌溉。在投资回收期本已稍长的情况下，缺少了沼肥的经济收入，导致了部分沼气工程后期运行经济效益弱，甚至缺乏盈利能力。因此，在目前政策环境下，规模畜禽场沼气工程想要发挥良好的经济效益，工程业主必须配备足够消纳沼肥的自有农田，以沼肥代替化肥节约种植业生产成本，提高“三沼”经济附加值，实现种养业相互促进、协调发展。

3规模畜禽场沼气工程存在的问题

3.1“三沼”综合利用工作有待加强叶小梅等对江苏省21处大型沼气工程运行情况调查研究发现，大多数沼气工程由于上网发电困难，沼气用途单一，所产沼气均用于养殖场自身的生产生活用能，大量多余的沼气被白白浪费[13]。徐庆贤等对福建省养殖场沼气工程调查中发现，有近82%沼气工程所产沼气实际利用率低于30%，其余沼气均排空，增加了温室气体排放[14]。实践中部分沼气工程所产沼渣沼液没有充分利用，而是随意排放到了池塘沟渠中，造成了环境的二次污染。

3.2沼渣沼液安全施用工作有待加强沼气工程所产的沼液沼渣作为肥料大量用于农田，其安全性不容忽视。工程实践中，许多养殖场沼气工程排放的沼渣沼液中粪大肠菌群等致病菌数量还未达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB 18596-2001）等国家及行业标准规定的限定值，沼渣沼液施入农田后存在病原生物污染问题。另外，受饲料和兽药的影响，沼肥中除了营养组分外，还存在重金属、农药残留物等问题[1]。

4 结论与建议

规模畜禽场沼气工程项目在做好“三沼”综合利用的条件下，项目财务净现值、内部收益率等各项指标良好，具有良好的经济效益。但在具体工程实践中，只有部分规模畜禽场沼气工程业主配套拥有相应的消纳沼肥的农田、果园、蔬菜基地等。许多工程业主主要从事养殖业，沼肥免费提供给农民进行农田施肥和灌溉，缺少沼肥的经济收益，导致了沼气工程后期运行经济效益弱，甚至缺乏盈利能力。沼气工程除具有内在的经济效益外，还具有环境效益和社会效益等外部效益。而随着农民生活水平的提高及健康意识的增强，农民对优美良好生活环境的诉求越来越高，沼气产业处理农业废弃物、生产可再生清洁能源、改善生态环境的作用将越来越受重视。因此，探索新的发展思路，尝试新的工程补贴政策，成为农村沼气建设的当务之急。为此，应该着重做好以下几个方面的工作。

4.1转变发展思路，突出沼气工程建设的社会公益性从表面看，沼气工程是养殖场业主为了解决养殖场粪污的问题建设的粪污处理工程，具有纯个体物品的属性，但是在保证我国肉类粮食供给安全和农村优美生态环境的大背景下，沼气工程建设带有较强的公益性质。因此，应把推广和使用沼气技术作为农村环境整治、节能减排的公益性工作来抓，引入市场机制，借鉴德国等欧洲国家的财政补贴制度，建立基建补贴与沼气终端产品价格补贴相结合的补贴方式。通过立法等方式，建立用气价格补贴或者发电价格补贴标准[15]。通过政策引导，营造开发利用可再生清洁能源、保护农业生态环境的良好政策氛围。

4.2做好“三沼”综合利用工作，发挥沼气产业在循环农业中的纽带作用做好“三沼”综合利用是规模畜禽场沼气工程具有良好的经济效益的前提基础，沼气工程项目在调研立项时应同步考虑配备与养殖场规模相当的吸纳沼渣、沼液的农田。不断探索“猪—沼—果”、 “猪—沼—菜”、 “猪—沼—鱼”等适合各地实际的循环农业模式，延长沼气产业链条，在农业生产过程中减少资源、物质的投入量，减少废弃物的产生排放量，以实现农业经济和生态环境“双赢”。

4.3做好“三沼”安全使用，避免环境二次污染针对当前沼气工程运行中存在的沼气空排、发酵产物可能对环境造成二次污染等问题，在项目规划实施过程中认真做好二级发酵罐、沼气余气燃烧火炬等配套设施建设工作，大力推广多级氧化塘技术，避免“三沼”可能对环境造成的二次污染[16]。

参考文献

[1] 陈豫，胡伟，张培栋.沼气产业在循环农业中的作用和地位[J].安徽农业科学，2012，40（10）：6415-6417.

[2] 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.

[3] 马荣华，丁一凡，南国良.基于CDM 的规模猪场大型沼气工程经济评价[J].中国畜牧杂志，2008 ，44（17）：50-52.

[4] 李玉娥，董红敏，万运帆，等.规模化猪场沼气工程CDM 项目的减排及经济效益分析[J].农业环境科学学报，2009，28（12）：2580-2583.

[5] 魏东洋，于涛，刘芬，等.清洁发展机制（CDM）对中国农村沼气工程经济性影响[J].干旱区资源与环境，2011，25（1）：176-179.

[6] 张培栋，李新荣，杨艳丽，等.中国大中型沼气工程温室气体减排效益分析[J].农业工程学报，2008，24（9）：239-243.

[7] 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.

[8] 许应萍，陈静，陈明波.江苏省中部地区农村户用沼气经济效益评价研究[J].安徽农业科学，2013，41（1）：391-392，400.

[9] 张萍. 农村户用沼气经济评价和效益分析[J]. 新疆农业科技，2008（5）：77.

[10] 刘叶志. 农村户用沼气综合利用的经济效益评价[J].中国农学通报，2009，25（1）：264-267.

[11] 曾晶，张卫兵.我国农村生物质能源利用研究——沼气发酵与生物质直接燃烧的技术经济效果对比分析[J].贵州大学学报：社会科学版，2008，26（5）：24-27.

[12] 朱明.户用沼气高效使用技术一点通[M].北京：科学出版社，2008：91.

[13] 叶小梅，常志州，钱玉婷，等. 江苏省大中型沼气工程调查及沼液生物学特性研究[J].农业工程学报，2012，28（5）：222-227.

[14] 徐庆贤，林斌，郭祥冰，等. 福建省养殖场大中型沼气工程问题分析及建议[J]. 中国能源，2010，32（1）：40-43.

[15] 闵师界，黄叙，邱坤.养殖场沼气工程补贴政策的经济学解析[J].中国沼气，2013，31（1）：33-37.

作者：陈明波汪玉璋杨晓东陈静

沼渣循环农业论文篇3：

重庆市江津区大型沼气工程建设现状及发展对策

摘要大型沼气工程是一种成本低、效果好的使畜禽粪便资源化再利用的工程模式。分析重庆市江津区大型沼气工程建设现状和存在的问题，提出加快江津区大型沼气工程建设的建议：加强宣传大型沼气工程的重要作用；以市场化运作的方式进行沼气工程建设；加大科技投入，鼓励创新；加强沼气工程安全运行的培训和监督。

关键词大型沼气工程；建设；现状；发展对策；重庆市江津区

近年来，随着农村分散养殖的农户减少，集中养殖的农户增多，畜禽粪污等环境问题日益凸显。为解决畜禽粪污问题，改善生态环境，农村沼气工程应运而生。大型沼气工程是一项利用养殖场粪污为对象，获取能源和治理环境污染为目的，实现农业生态良性循环的农场能源工程，日产沼气量在500～5 000 m3，且厌氧消化装置单体容积在500～2 500 m3的沼气工程[1]，是近年来国家重点推广项目，不仅能处理工业、农业及养殖业等各种废弃物，产生沼气、沼渣和沼液[2]，为农业生产提供有机肥，还能解决部分环境污染问题，提高养殖场的经济效益。笔者从事农村能源工作多年，结合江津区大型沼气工程发展情况，分析存在的问题，提出加快江津区大型沼气工程建设的建议，为大型沼气工程建设发展提供参考。

1 江津区大型沼气工程建设现状

党的十九大对生态文明建设作出新的重大部署，明确了指导思想和原则，部署了重点任务和举措。在区委、区政府高度重视生态文明建设的领导下，江津区2013—2017年共建设大型沼气工程17个（因铁路建设拆除1个），实际存在16个，其中2013年建设2个，2015年6个，2016年5个，2017年4个。现江津区建有厌氧消化装置共14 703 m3，年处理畜禽粪污24.848万吨，其所产的沼渣、沼液能满足周边约490.1 hm2的农田灌溉。江津区是百万生猪养殖大区，据2017年江津统计年鉴结果，2013年以来每年的生猪出栏量几乎都在100万头以上，拥有丰富的畜禽粪污资源，为沼气工程的建设创造了良好的资源条件。2013年以来，17个大型沼气工程总投资6 333.78万元，其中政府投资2 549万元，企业自筹3 784.78万元，充足的资金也推动了沼气工程发展。纵观江津区沼气工程的分布，发现有8个沼气工程分布在江津区的现代农业园区内，占比47%，沼气工程的建设推动了园区的循环农业发展。

2 主要成效

2.1 促进生态农业发展，减轻农业面源污染

畜禽粪污经过沼气工程的厌氧发酵变为植物所需的有机肥料，解决了畜禽粪便乱排对生态环境的破坏，杜绝了水体富营养、环境恶臭、病菌滋生等现象发生，促进了畜牧产业的发展。大力发展以沼气为纽带的生态循环农业，现已发展以沼气为纽带的生态循环农业500多公顷以上，减少了化肥、农药的使用量，为实现化肥农药双减工作作出了积极贡献。

2.2 推进供给侧结构性改革，增加农民收入

沼气工程的建设将畜牧业与种植业紧紧联系在一起，通过沼渣、沼液的综合利用，减少了化肥、农药的使用量，不仅降低了农业投入品成本，还能保证农产品的产量和品质，生产出绿色安全的农产品，增加了种植业的经济效益，保障了农产品质量安全，有效推进了农业供给侧结构性改革。据笔者调查，江津区丑丰农业开发有限公司，在生猪价钱不景气的情况下，通过大型沼气工程厌氧发酵后的沼渣沼液种出的蔬菜在重庆主城区被一抢而空，供不应求，不仅填补了当年生猪造成的亏损，还实现了蔬菜生产利润30余万元。

2.3 减少化肥农药施用，促进耕地可持续发展

过去几十年，为了解决温饱问题、提高农产品产量，农民施用了大量农药、化肥，掠夺式地经营，导致了土壤中大量营养元素流失，未得到及时补充，造成了土壤板结、盐渍化的发生。沼气工程发酵后的沼渣、沼液能替代农药、化肥，且含有丰富的大量元素、微量元素和有机质，施用后可增加土壤有机质含量，改善土壤理化指标，逐渐修复土壤，使耕地能可持续良性发展。

2.4 锻炼了工作队伍，提高了行业影响力

随着环保理念的提升和大型沼气工程的建设，农村能源环保工作机制已逐渐完善，人才队伍不断充实，得到了较好的锻炼，对环境保护、农业产业发展的贡献越来越大，在社会上的影响力也越来越大。

2.5 综合效益显著

2.5.1 经济效益

江津区每年通过沼气工程发酵产生的初级有机肥有1.434 3万吨，按1吨500元计算，每年能产生经济效益717.15万元；每天通过沼气工程产出沼气6 922 m3，1年按正常运行300 d算，能产出沼气207.66万立方米，每立方米沼气按市场价1元计算，能产生经济效益207.66万元；产出的沼液能灌溉约533.3 hm2的农田，按每667 m2需消耗农药化肥1 800元计算[3]，共節约农药化肥支出1 440万元。综上，沼气工程的建设，每年为江津区产生2 364.81万元的经济价值，经济效益显著。

2.5.2 生态效益

养殖粪污通过沼气工程的资源化利用，避免了因粪污乱排对生态环境的破坏。通过输气到户、灌溉到田，缓和了养殖场因污染问题与周边老百姓之间的矛盾。老百姓用上了清洁的沼气能源，改善了传统烧柴火用于炊事烟熏火燎的环境，沼渣、沼液的灌溉，节约了肥料和人力投入，提高了农产品品质，生态效益显著。

大型沼气工程若要长久运行，积极发挥效益，其原料一定要保证充足。但实际情况下，养殖业主会根据市场行情，提前出售牲畜或者一段时间不养殖，导致沼气工程原料短缺，从而使沼气工程停止运转，不能发挥积极作用。

3 存在的问题

近五年来，江津区大型沼气工程的发展取得了一些成效，为乡村振兴和经济发展作出了一定的贡献，但是目前还存在以下问题亟待解决。

3.1 养殖规模与扶持政策之间的矛盾

目前，国家只对养殖生猪存栏当量在1 500头以上规模的养殖业主，予以资金支持，而江津区养殖场以中小型为主，缺乏相应的政策扶持，制约了中小型沼气工程的发展。

3.2 沼渣、沼液储存与利用之间的矛盾

在春季，产出的沼渣沼液能够很好地利用到种植业上，达到预期效果，然而随着季节变化，到秋冬时节需求量减少，甚至不需要，储存到次年的沼渣、沼液肥效将大打折扣，矛盾非常突出。

3.3 沼渣、沼液供与求之间的矛盾

很多养殖企业就单纯发展养殖业，建设沼气工程仅为了解决环保问题，而并未发展种植业，这就没能充分发挥沼气工程在种、养之间的桥梁作用，甚至由于没有消纳的土地导致乱排现象发生。

3.4 认识不到位

现已建成的大型沼气工程也因认识不到位，未得到充分利用，导致利用率偏低、经济效益低、运行稳定性差等局面。很多人对大型沼气工程在发展循环经济和改善农村人居环境、提高农民生活质量、发展绿色农业的作用思想认识不高，没有引起社会力量的关注和支持。

3.5 运行维护较差

3.5.1 服务体系不健全

江津区农委设有沼气工程的管理部门，但缺乏社会专业机构对其进行日常维护、监控，提供技术支撑，沼气工程的运行管理人员基本都是养殖业主或者养殖工人，文化素质不高，掌握技术存在一定的困难。

3.5.2 运行培训效果不好

虽然每年都有对沼气工程安全运行管理的培训，但参加培训的人员由于本身年龄大、知识水平低的缘故，导致培训效果不好，缺少能让沼气工程持续发展的人才队伍。

3.5.3 维护管理技术低

在质保期内的沼气工程，一旦有问题养殖业主会跟施工单位衔接进行维护，但是一旦过了质量保修期，养殖业主需自费请专业机构进行维护，成本高，往往会放任不管，导致有些沼气工程闲置。沼气工程运行管理的人员往往学历不高，面对沼气工程运行时出现的问题往往处置不当或不知如何处理，沼气工程运行的长久性堪忧。

3.6 安全监管有待提高

近年来，重庆市还未有大型沼气工程爆炸或泄露中毒事故发生，很多伤亡事故都是发生在中小型砖混结构的发酵池清池作业过程中的中毒事故。沼气在密闭空间泄露致人中毒事故是高风险点，因此沼气工程设备管理用房一定不要密闭，须通风良好，时常检修。大型沼气工程每天至少能产生500 m3的沼气，沼气中含有甲烷、二氧化碳、硫化氢、一氧化碳、氮等气体，而甲烷（沼气）是一种易燃、易爆、易扩散的甲类可燃性气体，遇热源、明火或雷电极易发生爆炸，产生严重的后果。沼气工程监控系统对沼气泄露的灵敏度有待提高，对脱硫塔、厌氧发酵罐等重点领域的监控还需加强。

4 加快江津区大型沼气工程建设的对策

全面发挥农村沼气工程在提供可再生清洁能源、防治农业面源污染和大气污染、改善农村人居环境、发展现代生态农业、提高农民生活水平等方面的重要作用，促进沼气事业健康持续发展[4]，以地定养走种养结合的生态农业之路。

4.1 加强宣传大型沼气工程的重要作用

多方式、多层面地宣传大型沼气工程在种养结合、走生态农业之路的重要作用，以具体事例引起社会各界对沼气工程的关注，促进循环经济的发展。积极探索其他沼气原料的收集与处理。江津区是中国花椒之乡，花椒种植面积达3.3万公顷，有丰富的花椒杆资源，当前大部分花椒杆要么焚烧，要么丢弃掩埋，不仅污染大气，还造成了资源的极大浪费。探索花椒杆、玉米秆等秸秆的收集、发酵利用，能丰富沼气工程原料来源，从而保证沼气工程原料充足，发挥持久效益。要想最大化发挥沼气工程的经济效益和生态效益，必须在养殖业的基础上，配备种植业，养殖场的畜禽粪污才能就地就近被利用，种植业得到足够的肥源，农药、化肥减量使用，促进耕地可持续发展。

4.2 以市场化运作的方式进行沼气工程建设

鼓励第三方企业参与的畜禽养殖污染治理与综合利用的市场化运行机制。在政府主导下，吸引农业循环经济链条上各相關主体，以市场化方式构建大型农业循环经济生态园，分工合作，实现资源共享及资源商品化[5]。

4.3 加大科技投入，鼓励创新

4.3.1 设计工艺

政府倡导鼓励社会机构和科研机构对沼气工程工艺设计上的研究，提出科学的沼气工程建设方案，根据问题导向重肥效还是重环保来设计沼气工程最佳的工艺。

4.3.2 沼渣、沼液储存

根据季节需求，开展沼渣、沼液储存时效的研究。

4.3.3 远程在线监控系统

创新研制出沼气工程正常运行远程监控系统。

4.3.4 安全管理系统

研制出沼气工程安全隐患报警系统，便于沼气工程安全管理。

4.4 加强沼气工程安全运行的培训和监督