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鄱阳湖生态经济区沼气工程发展模式研究

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[摘 要]本文就鄱阳湖生态经济区沼气工程发展模式进行研究,从生态经济区发展沼气工程的必要性,分析目前生态区内所存在的能源利用过程中存在的问题,对照国内外的先进沼气工程应用模式,针对鄱阳湖生态经济区生态建设的特点,提出适合生态经济区的沼气工程发展模式的相关建议,以期促进鄱阳湖生态经济区的能源发展。

[关键词]鄱阳湖生态经济区;沼气工程;发展模式

[中图分类号]X382.1 [文献标识码]A [文章编号]1674-6848(2012)04-0068-06

[作者简介]李雪寒(1985—),女,广西南宁人,江西农业大学工学院硕士研究生,主要从事农业生物环境与能源工程研究;温春云(1988—),男,江西赣州人,江西农业大学国土院硕士研究生,主要从事污染防治与生态修复研究;张庐陵(1964—),男,江西南康人,江西农业大学工学院副教授,主要从事材料科学与工程、生物质及复合材料、材料热行为、非线性科学及数学形态学研究。(江西南昌 330045)

在全球要求发展低碳经济、推动节能减排的驱动下,生物质能源以其含量巨大、可再生、具有普遍性、易取性、燃烧过程对环境污染小、可储存和运输、碳活性高、易燃的优点,①在近20年来得到迅速发展,我国的生物质能源成为国家重要的战略资源。特别是在广大农村,探索新的农村生物质能源发展模式,不仅可以产生巨大的经济效益、社会效益、生态效益,还能为农民提供洁净能源,改善农村环境。鄱阳湖生态经济区已经上升为国家战略,要发展以生态为特色的经济区,大力开发该地区的生物质能源成为关键。但是,在鄱阳湖生态经济区内,生物质能源的利用率还很低。据调查,鄱阳湖生态经济区每年有7000万吨畜禽粪便及大量工业有机废弃物成为水体的污染源,这些任意排放的废弃物对生态经济区内的地面土壤 / 湖区、湿地及地下水体造成严重的污染。①同时,农村地区的秸秆50%被直接烧掉或抛弃,这种粗放式的使用,导致大量秸秆能源利用效率低,浪费严重,产生的大量颗粒物和烟雾污染空气,因此,现阶段急需运用一定的技术和管理手段,寻求适合生态经济区的能源发展模式,特别是沼气工程的应用生态发展模式,恰当地利用秸秆、畜禽粪便等生物质能来发展沼气,这是鄱阳湖生态经济区利用清洁的可再生能源改善农村生态环境,实施新农村建设最有效的方法。

一、鄱阳湖生态经济区发展沼气工程的必要性及能源利用中存在的问题

(一)鄱阳湖生态经济区发展沼气工程的必要性

国务院正式批复的《鄱阳湖生态经济区规划》已经明确了生态经济区的范围:包括南昌、景德镇、鹰潭3市,以及新余、九江、上饶、抚州、宜春、吉安的部分县(市、区),共38个县(市、区),国土面积为5.12平方公里。该区域占江西省国土面积的30%,承载了全省总人口的近50%。②生态经济区面积广,人口众多,资源少,人均资源少,能源总量和资源的短缺必将成为发展的瓶颈,要担负起科学发展、绿色崛起的神圣责任,发展适合该区的沼气工程模式变得非常有必要性。

1.是鄱阳湖生态经济区建设的要求

鄱阳湖生态经济区建设的本质内涵是:特色是生态,核心是发展,关键是转变发展方式,目标是实现科学发展,绿色崛起;③目标是:保护生态环境,争取创建全国一流的生态示范区;主要的措施是:通过以水污染治理为重点,推进污水达标排放工程,严禁非法采砂工程,治理农业面源污染工程,提出节能降耗减排工程,加强自然保护区、森林公园及湿地保护工作等建设,实现“绿色生态江西工程”。要使污水达标排放,治理农业面源污染防治工程,现阶段可行又有效的生态环保措施是进行厌氧消化处理技术,即通过发展沼气工程的厌氧处理降低水污染程度,特别是浓度高的畜禽养殖场的粪便都需要采用沼气工程处理,才能达到国家排放标准。

2.是缓解能源紧张、自然资源紧缺的需要

根据南昌市第一次农业污染源普查,种植业方面,仅南昌市耕地面积314万亩,农作物秸秆年产量242.65万吨,秸秆主要为家庭燃烧,直接还田和田间焚烧。养殖业方面,截至2008年底,全市生猪存栏213.43万头,生猪出栏343.09万头,家禽出笼4643.48万羽,家禽存笼3324.31万羽,全市共有畜禽场16027个,各类畜牧养殖小区191个,全市畜禽粪便年产量49.28万吨,尿液年产量81.79万吨。④如果这些污染源能够充分利用为厌氧发酵原料,将缓解当地农民及养殖户能源紧张的问题,同时能够防治农业面源污染。

3.是保护生态环境、减低碳排放量的需要

我国现阶段的能源严重紧缺、消费结构不合理,主要以煤炭、石油、天然气为主,而且绝大部分都依赖进口,这些能源的开发利用又是造成当今地球温室效应的主要元凶,给人类的生存环境带来严重的污染和危机。想要改善这个状况,需要向能源多元化和可再生能源时代过渡,其中最佳选择是开发生物质能。生物质能利用的碳循环零排放对解决温室气体排放问题有重要贡献;同时,采用先进的生物质能利用技术可以消除农村传统低效的利用技术以及秸秆就地焚烧引起的环境污染问题。

4.是改善农村能源结构生态环境、建设新农村的需要

沼气工程是处理畜禽粪便的一种有效方法,它通过厌氧消化技术对畜禽粪便进行处理,产生沼气、沼渣、沼液,实现畜禽粪便的无害化、减量化、资源化。沼气为高品质的清洁能源,可用于农村炊事、发电、为大棚种植提供暖气,如果充分利用起来,能改善我国的农村能源结构,解决因燃烧秸秆和薪柴等造成的森林覆盖率低,土壤肥力下降,水土流失等问题。沼渣和沼液是优质有机肥料,不仅可以减少化肥和农药的使用量,还可以改良土壤,提高作物产量品质和抗寒抗病能力。自沼气工程推广以来,极大地促进了我国种植业和养殖业的发展,提高了农民收入,改善了农村能源结构和生态环境,也有力促进了我国的社会主义新农村建设。①

(二)鄱阳湖生态经济区能源利用中存在的问题

鄱阳湖生态经济区是江西省重要的粮食产地和畜牧业基地,每年都会产生大量的农业废弃物。至2009年,江西省年出栏生猪3000头以上的养殖场已建368处,规划2010~2015年新增1499处,平均每年新增299处。②2000年以后,随着规模养殖和农业生产的迅猛发展,规模化畜禽养殖场产生的污染及农业生产过程中产生的废弃物对环境的影响不断加大,江西省按照污染防治、能源生产、生态农业发展的功能要求,实施了生态家园富民计划、农村小型公益设施、生态环境综合治理、农村沼气建设国债项目等沼气项目,迅速推进了江西省沼气工程的建设和发展,至2008年底,仅在江西省已建设沼气工程1951处。