西藏沼气的开放与利用

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1、西藏沼气的开发利用 西藏沼气的开发利用 在世界上， 从 18 世纪发现沼气到 1900 年印度第一座利用废物制取沼气池的建立， 经历 了 124 年， 第二次世界大战初期人们对沼气的兴趣达到了高峰。 我国沼气开发利用起步较 晚，1958 年在农村推广利用生物质能厌氧发酵制取沼气，作为生活能源或发动机燃料动力， 1975 年后在全国广泛推广利用。70 年代中期西藏自治区曾进行沼气试验，由于提高温度技 术未解决没有成功。 1985 年在西藏试验成功了红泥塑料袋式发酵制取沼气，引起了领导和各方面的关注。 原西藏自治区党委常委、 农牧厅党组书记、 厅长胡颂杰在考察了山南地区沼气之后， 于 1986 年

2、在 利用太阳能进行红泥塑料袋式沼气发酵器干发酵试验情况汇报 材料上作了重要批示： “最近我去看了这个试验，确实成功。利用太阳能生产沼气，解决农村燃料紧缺问题，对防 止继续破坏植被，增加农业肥源，美化环境卫生等方面具有重要意义，经济效益也很明显， 值得大力推广。”1986 年 7 月底西藏自治区农学会、作物学会在达孜县召开农村产业结构 调整学术研讨会期间组织与会专家、 学者到乃东县泽当居委会一村参观考察红泥塑料袋式发 酵制取沼气及炊事、照明利用情况，会议纪要中作了这样的评价：“红泥塑料袋式发酵 制取沼气的试验成功，将是农业登上一个新台阶的一项战略措施。”1986 年 10 月 2329 日自治区

3、科协、 科委在拉萨联合举办了全自治区节能技术交流展销会， 红泥塑料袋式发酵制 取沼气技术作为重要的节能技术展销，并在呈报给区党委、区人民政府关于全区节能技术 交流展销会情况的报告中对沼气也作了高度评价： “红泥塑料沼气试验已获得成功，可以 节省燃料，改善卫生条件，有较高的经济效益、社会效益、生态效益，为解决我区农村能源 问题闯出了一条新路。” 一、沼气开发的地位和意义 一、沼气开发的地位和意义 （一）沼气是解决“三料”矛盾的关键 在农村所指的“三料”是传统的饲料、燃料、肥料。“三料”的实质是以秸秆为基础 包括秸秆、牧草、畜粪等在内的生物质能源，饲料、燃料，肥料并不都是独立存在的，而是 以生物质

4、能的不同用途确定的。如生物质能中的农作物秸秆，饲喂牲畜就是饲料，作为炊事 用能燃烧就是燃料，直接或间接还田就是肥料，其实质是一种物质的不同用途。比较而言西 藏对生物质能的利用还是比较合理的， 农牧结合是西藏传统农业的精华， 作物秸秆一般不直 接作燃料而是作饲料， 在物质循环利用上多利用了一次， 由牲畜转化为畜粪再作燃料。 饲料、 燃料、肥料“三料”矛盾在不同地区矛盾侧重点不同，在不以畜粪为燃料的地区，构成饲料 与燃料、燃料与肥料两对矛盾。作物秸秆作了饲料，转化的畜粪不作燃料而作肥料，饲料与 肥料是统一的；作了燃料就不能作饲料，当然也就不能作肥料。西藏则不同，“三料”矛盾 实质是燃料与肥料的矛盾

5、，作物秸秆主要作饲.料，畜粪作燃料，畜粪作燃料就不能作肥料， 作肥料就不能作燃料。饲料与燃料间一般没有矛盾。在西藏半干旱河谷农区农民生活中，燃 料同肥料比较，燃料紧迫性远大于肥料，燃料与肥料问的矛盾尤为突出，成为长期困扰农业 生产发展的一个难题。但不管哪个地区，燃料都构成矛盾的主要方面，解决农业生产发展所 需要的有机肥，必须从解决燃料入手，燃料问题解决了，有机肥问题也就迎刃而解了。 燃料与肥料矛盾产生的根本原因并不在于能源短缺， 而在于对生物质能利用不合理。 生 物质能源是燃料与肥料的统一体， 燃料是利用生物质能源中的能量， 肥料是利用生物质能源 中的有机质、养分，而传统的生物质能源利用方式没

6、有也不可能把能量与养分统一起来，生 物质能源不经任何加工、转换而作为一次能源直接燃烧，必然产生燃料与肥料的对立、燃料 与饲料的对立，西藏主要表现为燃料与肥料的对立。畜粪、秸秆等生物质能源都有一个合理 利用的问题，畜粪、秸秆等生物质能源如果作燃料直接燃烧，只利用了其能量部分，而有机 质被烧掉了，养分也大部分挥发了，还田的只是灰分中的钾。如果作肥料直接还田，则只利 用了有机质及养分，而植物进行光合作用时所固定的能量又浪费掉了。畜粪、秸秆直接作燃 料或肥料利用都不合理。 如果把畜粪、秸秆等生物质能源经过发酵制取沼气，转换成气态的二次能源，沼气既是 优质的气体燃料，沼渣又是优质肥料，这样就把生物质能源

7、中的能量与养分分离开了，能量 与养分的利用就统一起来了。沼气解决了饲料、燃料、肥料间的矛盾。生物质能源转换成沼 气之后，饲料、燃料（气体）、肥料同传统的饲料、燃料（固体）、肥料虽然排列位置未变， 但有了本质的不同。沼气解开了“三料”矛盾的疙瘩，为实现农村能源良性循环，农业生产 良性循环，生态良性循环提供了技术条件。 （二）提高热效率，节约能源 生物质能制成沼气改变了古老的直接燃烧的方法， 比直接燃烧热效率提高一倍多， 等于 节约了一倍多的燃料，在燃料短缺的地方尤为重要。从数量上缓解或满足对燃料的需求，仅 将“一江两河”中部流域半干旱河谷农区畜粪制成沼气，就完全可以满足该地区群众生活用 能的需求

8、。 （三）提高能源质量，扩大用途 畜粪、秸秆等生物质能源直接利用质量比较差，使用时除热效率低外，卫生条件差，更 主耍的缺点是使用范围小，只能作炊事、取暖用，且取暖效果也不理想。以生物质能为原料 转换成沼气，改交了生物质能的形态，就成了优质的气体燃料，不但热效率提高，应用范围 也是传统能源无法比拟的。沼气不但可以满足炊事、照明等生活用能的需要，而且是内燃发 动机的动力燃料，可以直接作为动力燃料，也可以作为发电的能源，满足照明、家用电器用 能，满足农副产品加工等动力用能，其用途由生活用能扩展到生产用能。 能源质量是能源现代化的标志。在能源结构中气体、液体能源的比重越大，就标志着能 源现代化程度越高

9、。能源发达国家，固体与气体、液体能源比例为 41，我国不计生物质 能为 201， 西藏农村固体能源与液体能源比例只有 1201。 沼气技术将成为提高农村能源 质量，改变农村能源结构的关键技术。 （四）沼气与生态农业 农牧结合是西藏传统农业的精华。 种植业为养殖业提供了饲料， 养殖业为人们提供了畜 产品，为种植业提供了畜力，但由予燃料短缺及利用方式的不合理，牲畜所产畜粪作燃料烧 掉了，畜粪不能还田。种植业与养殖业闻的物质循环中断了，形成了长期的燃料与肥料的矛 盾，沼气成功地解决了这个矛盾，使燃料（畜粪）与肥料间中断了的物质循环链连接起来， 使传统的农牧结合有了新的生命力。 从农业生态学观点看，西

10、藏传统的农牧结合是重要的、不完善的生态农业。说它重要， 是因为传统的农牧结合具有生态农业的结构，且收到了良好的效果，说它不完善，是物质能 量循环不完善，烧掉了畜粪，使畜粪不能返还农田，随着人口增加消耗的燃料越来越多，已 危及到生态环境。 沼气这个农业生态工程是实现生态农业的根本途径， 这是由沼气所具有的 特点所决定的。沼气农业生态工程具有三个显著特点：实用性，同时生产出农民迫切需要 的燃料、肥料；可操作性，生产沼气工艺简单；广泛性，是以农户家庭为单位的家庭农 业生态工程，很容易在一个区域形成规模。通过沼气这个农业生态工程的具体实施，生态农 业就会逐步建立起来，农业良性循环就会实现。 农业良性循

11、环是大农业的良性循环， 远远超出了种植业与养殖业范围。 种植业为养殖业 提供了饲料，饲料转化为畜产品供人们利用，为农业生产提供畜力作动力，所产畜 粪生产沼气和肥料；沼气是优质的能源，既可提供生活能源，又为生产、农副产品加工提供 动力能源，沼气发电、电力用途就更广了。沼渣是优质肥料，据资料报道，经过发酵的沼渣 比用普通方法积造的有机肥养分含量提高，全氮含量可提高 14，氨态氮可提高 19.3， 沼渣所含养分较全面， 其中有机质 3050， 腐殖酸 1020， 全氮 O.81.5， 全磷 （P2O5） O.4O.6，全钾（K2O）0.61.2，是一种肥效缓速兼备又具有改良土壤功能的优质肥 料。经过

12、厌氧高温发酵，控制了通过肥料带入农田的病虫草害，因而可以减少化肥、农药用 量，降低农业成本。沼渣优质肥料施入农田，增加农产品及秸秆产量，又为养殖业提供更多 的饲料， 转化出更多的畜产品供人们利用， 生产出更多的畜粪以生产沼气和肥料， 满足生活、 生产、 乡镇企业燃料动力， 满足农业生产肥料。 真正形成了粮 （饲） 多畜产品多燃料 （沼 气）多肥料（沼渣）多粮（饲）多的农业良性循环。这种农业良性循环的特点是延伸了 范围，包括农（种植业），林、牧、副、乡镇企业、能源等在内的大农业良性循环，既充分 合理地开发利用了自然资源， 又保护了人们赖以生存的生态环境。 沼气被誉为现代农业的希 望是不无道理的。

13、 二、沼气开发的条件、区域及管理 二、沼气开发的条件、区域及管理 沼气是有机物质如人畜粪便、作物秸秆、落叶、杂草和有机垃圾等在厌氧条件下发酵所 产生的一种可燃气体。沼气的成分是以甲烷为主的混合气体，含甲烷 6070，二氧化碳 35左右，其他还含有少量的氮、硫化氢、一氧化碳和氢等。因它最先被发现于沼泽，故叫 沼气。 （一）沼气开发的条件 1温 度 1温 度 沼气是生物质能在厌氧条件下发酵产生的。 目前生产沼气的工艺有沼气池和装置式容器 两种。温度是制约沼气生产的主要条件，70 年代中期用沼气池发酵制取沼气，受地温影响 很大，一般池内温度在 30时为正常产气温度，5060温度产气量最大，在 lO以

14、下时 产气率很低，甚至不产气，提高沼气池的温度又有困难。西藏地温低是沼气池生产沼气的限 制因素。拉萨市区地下温度变化虽然比地面小，但低于地面温度，地面下 1.6 米年平均地温 只有 9.9，月平均地温高于 10的 511 月份分别为 10.1、12.1、13.6、14.3、 14.2、12.8、10.1，最热月平均地温也只有 14.3。就是温度较高的察隅，地面下 1.6 米年平均地温也只有 11.6， 月平均地温高于 10的 511 月份， 地温分别为 11.2、 13.8、16.O、17.3、17.3、16.3、13.2，远低于正常产气的 30，从西藏地 温看，采用地下沼气池达不到发酵温度，

15、这是 7O 年代中期堆龙德庆、林芝等县沼气池发酵 制取沼气试验失败的主要原因。 西藏太阳辐射强，自照时间长，采用地面装置式容器可提高发酵温度。19851986 年 山南地区王可富等采用红泥塑料袋式发酵生产沼气试验， 红泥塑料本身具有吸热性， 又用简 易太阳能塑料薄膜温室为增温措施，提高发酵温度，克服了气温低的不利因素。据 1986 年 5 月测定，中午气温 24时，温室内温度 50，红泥塑料袋表面温度达 75。在半干旱河 谷农区 311 月塑料温室保温措施可以满足白天高温发酵、 夜间中温发酵生产沼气所需要的 温度。进入 80 年代塑料薄膜温室已普及，温度已不再是沼气生产的限制因素。 2原 料

16、2原 料 生产沼气的原料丰富，人畜粪便、秸秆、落叶、杂草以及有机垃圾等生物质能都是生产 沼气的原料，这些生物质能源可以再生，生产容易，来源广，是取之不尽用之不竭的。西藏 农村每个家庭都养奶牛、耕牛、马、骡、驴、羊，并有收集畜粪作燃料的传统习惯，就是牲 畜较少的“一江两河”中部流域河谷农区，户均牲畜也在 30 头只以上。每个家庭有 23 头奶牛的粪便及褥草就够生产沼气的原料。 畜粪产气量比较高， 有关资料列出了几种干畜粪 等生物质能的产气量（立方米公斤）：牛粪 O.310.26；马粪 0.20O.30；羊粪 O.20 O.25；猪粪 O.22O.30；麦草 O.29O.35；树叶 O.21O.29；杂草 0.2l0.25。 3技 术 3技 术 沼气生产及利用都有成熟的技术， 生产沼气有沼气池和活动容器装置两种工艺， 沼气池 目前还不适合西藏。 红泥塑料袋式发酵是生产沼气的一种活动装置， 以太阳能为热源进行发 酵生产沼气，提高发酵温度