略谈农村使用沼气遇到的问题及对策论文
一、农村沼气使用现状和存在的问题
抽查发现，沼气池发酵原料不足、农民使用沼气的积极性不高、安全使用观念淡薄，综合利用推广迟缓等现象普遍存在，农村户用沼气建设未达到建池前的预期效果。为防止问题扩大蔓延，只有从源头加以重视并积极寻找对策，才能解决和改变目前现状。通过实地调查和分析，我们认为造成以上问题的原因有以下几个方面：
1、当前农村年青人大多外出务工、经商，留在家的都是老弱病残，这些农户大部分对沼气池无能力管理，造成管护不到位，有的缺乏沼气使用管理知识，很难做到勤进料、勤出料、勤搅拌，大换料更是无能为力，只能有气就用，无气就不用，导致闲池、病池大量出现。
2、随着农村生产结构调整，养殖趋向于规模化、集约化，户用沼气池发酵原料短缺，不能按时进料和换料，以致于影响沼气的正常运转，成为目前制约沼气产业发展的瓶颈；
3、资金投入问题已成为阻碍沼气建设发展的障碍。随着建材价格、劳力工资的不断上涨，国家补助资金仅能建池通气，农乎资金不足，“三改”不能同步进行，庭院环境没有发生改观，对比建池前的规划和效果，挫伤了农民建池积极性的初衷；
4、沼气技术服务体系建设滞后，沼气池日常使用缺乏技术支撑。无法保证农户正常、持续、稳定地用上、用好沼气。对灶具等沼气配套设备的自查、保养、维修能力较弱；脱硫剂得不到及时更新，造成沼气灶灶具托架腐蚀烂掉，甚至脱硫器起热变形后弃用，直接将沼气管接到灶具；室内外沼气输送管道安装及日常检修不规范，存在较大安全隐患；
5、沼气项目建设带来的变化和效益没有凸显。沼液、沼渣综合利用推广停留在自发阶段，不少地方对沼气建设的认识还停留在解决农民生活用能的单一利用上，在推广沼气综合利用方面没有有示范、引导，有机肥得不到充分发挥利用。个别农户甚至将沼液、沼渣就地排放，造成二次污染，大大地违背了国家农村户用沼气建设的初衷；
6、农村生活用能的多元化格局形成，降低了了农民使用沼气的积极性。目前农村能源从主要以薪柴、煤炭为主的传统用能模式，逐步转变为煤炭、电、沼气、液化气互为补充的多元化用能格局。相对于用沼气而言，用电、液化气等用能方式更加方便，且无需后续服务，因此农民对建设沼气池的意愿也越来越低。
二、解决农村沼气日常使用中存在问题的基本思路
沼气项目建设任务重、牵涉面广，辐射千家万户，作为地方和农村能源管理部门要秉持好事办好、实事办实的原则，在实施项目建设时具有前瞻性，努力做好以下几点工作：
1、沼气池建设要因地制宜，合理规划，避免一刀切。要结合地域差别、生活方式、务工习好、种养殖习惯等先期调研和规划，确保沼气项目建设发挥最大效益，避免造成不必要的损失；
2、整合资源优势，拓宽投资渠道，加大资金投入力度，稳步推进沼气建设顺利实施；
3、坚持“大回访”制度常态化，深入一线，了解用户的意见要求，帮助其解决疑难问题。以沼气国债项目村为依托建立村级沼气服务网点，并具备“六个一”配套设施和辐射性服务功能；
4、以点带面，逐步推广沼气综合利用，确保沼气建设效益最大化。转变农村户用沼气单单解决生活用能的理念，向多元化综合利用发展，把建设和发展生态循环农业作为沼气综合利用的出发点和落脚点。让农户亲身体会沼气的.好处，从而推动农村能源工作向纵深方向发展；
5、加大农村能源技术人员队伍建设，确保沼气服务技术力量支撑。地方财政应加大对农村沼气后续服务的投入，切实改变和完善目前农村沼气服务网点的现状。特别是要把农村能源机构的工作经费和人员工资解决好，保证农村能源机构工作的正常运转，彻底解决沼气农户的后顾之忧。
三、解决农村沼气日常使用中存在问题的可行性建议
沼气产业的推广和利用，整合了农业产业链条，调整了产业结构，使生态农业持续发展成为可能。为更好地解决目前农村沼气建设中存在的问题，笔者有以下建议：
1、地方和农村能源部门要充分利用电视专题片、墙报、宣传页、大喇叭、培训会等多种媒体和载体，对沼气推广、应用的意义和作用，沼气池的日常使用、维修技术等进行广泛、深入的宣传，提高农户沼气维修技能；
2、引导受益群体充分整合资源优势和地域优势，开展多元化的互动模式，加大综合利用商品化运作。遵循市场规律，通过置换或者商品化模式，形成利益共同体。沼气用户将农作物秸秆提供给养殖户作为牲畜饲料，养殖户将牲畜粪便提供给沼气农户作为沼气池发酵原料；或者沼气农户将自产秸秆作为发酵原料不足时，购买养殖场粪便作为补充，将沼渣、沼液作为有机肥出售给周边农产品种植户或花圃、苗圃、果园等，建立以沼气为纽带的农业生产生态循环模式，确保沼气正常运行并能发挥最大效益；
3、保证对沼气用户的技术、技能培训的常态化，鼓励公司或者有能力的个人成立沼气服务合作社，开展沼气有偿服务，形成服务长久机制，提高沼气使用率和综合利用普及率；
4、加强和完善各级沼气服务体系的长久机制建设，设置沼气故障维修服务电话，随时对故障池进行维修和服务，同时做好维修和服务记录，以备及时回访。
能源开发利用会对环境产生不同程度的不利影响。下面我给大家分享一些能源与环境科技论文范文，大家快来跟我一起欣赏吧。
能源与环境科技论文范文篇一
能源问题\环境污染与“节能减排”
摘要:本文就能源危机和环境污染现状做了阐述,并就如何尽快的转变生产方式、生活和消费方式,如何让节能减排成为全社会的自觉行动作了总结。
Abstract: This paper energy crisis and environmental pollution are described in detail on how the changes as soon as possible modes of production, living and consumption patterns, how to make energy conservation a conscious action of society as a whole are summarized.
关键词:能源危机 环境污染 节能减排
Key words: energy crisis environmental pollution energy conservation
一、能源概述及能源问题
能源 凡是能够提供某种形式能量的物质或是物质的运动,统称为能源。人们在日常生产和生活中,需要各种形式的能量,例如,在高炉中熔化铁矿石需要热能,开动机器需要机械能,使用电器需要电能等等,总之,人类的生产和生活与能源息息相关。
世界能源问题 从长远和全球的观点来看,所谓“能源问题”,就是化石能源短缺或接近枯竭的问题,确切地说就是“石油问题”。 什么是“石油问题”? 若突然截断石油来源,很多国家的经济将处于瘫痪状态。没有人比日本人更能理解什么是“石油问题”和石油究竟意味着什么,因为其99%的石油消费都依赖进口,而几乎所有的工业产品甚至日用品都与石油密切相关。
能源危机对中国的冲击“中国能源问题,已经到了牵一发而动全身,不改革没有出路,很难委曲求全的时候了。”
20世纪90年代初期,我国的能源尚可自给自足,因为我国有自己的煤,自己的油田,丰富的水能资源以及生物能源(主要是沼气)。目前比较普遍的看法是,油价上涨也并不会影响中国经济的总体平稳增长。然而, 若无远虑,必有后患。 目前我国的单位GDP能耗高出世界平均水平70%, 单位建筑面积采暖能耗比发达国家高出2至3倍,石油对外依存度接近50%,石油进口量仅次于美国。根据国研中心的研究报告,到2020年,中国的石油需求量的下限为4.5亿吨,上限为6.1亿吨,而预计届时国内的产量只有1.8亿到2亿吨,这就意味着中国石油对海外资源的依存度至少将达到55%以上,与目前美国58%的对外依存度大体相当。显然中国的能源和部分矿产资源对外依存度很高,已经严重约束中国经济可持续发展。
二、环境污染
环境污染是指人类向环境中排放废弃物的数量超过了环境的自净能力而引发的环境问题。例如,工业“三废”不加处理排放到大气、江河、湖海和土壤中,造成大气污染、水污染、土壤污染;人们生产和生活产生的大量垃圾,造成固体废弃物污染;交通、工厂等造成的噪声污染;放射性泄露产生的放射性污染等等。
中国环境污染问题 城市是人类对环境影响最深刻、最集中的地方,也是环境污染最严重的地方。世界上10个污染最严重的城市中,中国占了5个。为此付出的代价是:据我国专家偏保守的估计,每年由于环境污染和生态破坏所造成的经济损失高达2000亿元。据流行病学调查,我国空气污染导致呼吸系统疾病发病率的归因百分比为30%以上。
噪声和固体废物污染有待解决。全国的城市道路交通噪声声级基本在70――76分贝之间;据40多个城市监测,92.8%的城市交通噪声平均声级超过70分贝的极限值;多数城市环境噪声污染状况也呈逐渐恶化趋势,全国2/3城市居民在噪声超标环境下工作和生活。我国工业固体废物的产生量和堆存量以平均每年2000万吨的速度增长。1992年工业固体废物产生量达到6.2亿吨,堆存量达到59.2亿吨,占地5.5万公顷。城市垃圾以每年10%的速度增加,1992年达到8262万吨,造成垃圾包围城市的严重局面。固体废物中含有各种有毒有害物质,扬尘污染大气,渗滤液污染地表水和地下水,堆存物污染农田,造成土壤质量下降,并成为重大的环境隐患。
三、中国应对能源问题和环境污染的措施――节能减排
与国际经济接轨,中国面临巨大压力。中国经济的高速发展取得了令世界瞩目的成就,但同时也令人担忧――发展中消耗了太多的能源和原材料。 比如,中国创造1万美元价值所需的原料,是日本的7倍,是美国的近6倍,或许更令人尴尬的结果是,比印度还多3倍。这种增长基本上是靠外延扩大再生产,靠拼资源、拼能源取得的。这种以高物耗、高能耗、粗放经营为特征的传统发展模式,如不彻底改变,既难以持久,也无法同他国竞争。面对越来越严峻的能源问题和环境污染,我们必须要有措施和对策。
第一、开源。我们的煤炭储量很丰富,但要提高其开发利用的技术,提高能源利用效(中国每吨标准煤的产出效率仅相当于美国的28.6%,日本的10.3%),这些资源更不能再廉价出卖,因为它是非可再生资源,储量也是有限的;大力发展水电和生物能等可再生的能源,我国水能资源蕴藏量达6.8亿千瓦,居世界第一,但绝大部分还未开发利用,生物能的利用率还很低,中国农村的麦杆等农业副产品基本上是放火烧掉了,这样既浪费能源又污染环境;大力开发利用太阳能,它是一种洁净的可再生能源,对太阳能的开发利用将可能是摆脱能源危机的最终出路。
第二、节能减排,实施清洁生产和提倡文明消费
我国作为一个发展中的国家,不能盲目地跟随西方工业化国家利用化石能源发展工业,不能盲目地加速地增加私家汽车……,否则,中国必将提前遭受能源危机的冲击!只有实施清洁生产和大力提倡文明消费,走可持续发展的道路才是我们必然的选择。
公众既是消费者,又是生产者,也是环境的管理者。实现可持续发展的目标,意味着一场深刻的变革,是人们世界观、价值观和道德观的变革,是人们行为方式的变革,公众是否愿意接受并积极参与,是实施这些变革的必要条件。如果13亿中国人每人少用一双一次性木筷,一张白纸,一张贺年卡,全国加起来将是多么巨大的数字,相当于保护多大的一片森林!如果全国照明灯具全部改换成节能灯,那么全国一年可节电约600亿度,而要生产这么多电,则需要300亿公斤煤炭。推进节能减排,仅有政府的积极推动和引导,广大企业的落实是不够的,还需要社会各界,特别是全体城乡居民的支持和参与!
让我们每一个公民行动起来,从我做起、从点滴着手、从现在做起、从身边做起,为实现国家的节能减排目标作出自己的贡献,共同创造更加节约、更加洁净、更加文明的可持续发展的美好生活。
能源与环境科技论文范文篇二
能源开发利用与环境污染问题的分析研究
[摘要]能源开发利用会对环境产生不同程度的不利影响。我国能源环境问题法律规制的现状与缺陷，我国能源环境问题已成为亟待解决的现实和战略问题。通过分析目前我国能源开发利用中的环境问题的法律规制的现状，指出其缺陷，并提出了一系列的完善措施。
[关键词]能源 环境问题 法律规制 环境污染
[中图分类号] X502 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-211-2
随着我国全面建设小康社会步伐的加快，对能源生产和能源消费会有更高的要求，能源需求的持续快速增长必将使我国的环境保护面临更加沉重的压力。由能源开发利用导致的能源环境问题既是我国当前面临的现实问题，也是影响我国长远发展的战略问题，是我国实现可持续发展的基础和重要保障之一。法律作为现代社会权威、有效的社会调整方式，在此问题的解决上理应发挥重要作用。
1能源开发利用对环境的不利影响
(1)石油和天然气勘探开采与利用对环境的不利影响。油田勘探开采过程中的井喷事故、采油废水、钻井废水、洗井废水、采出水回注的污水排放;气田开采过程中产生的地层水，含有硫、卤素以及锂、钾、溴、铯等元素，其主要危害是使土壤盐渍化;油气田开采过程中的硫化氢排放;炼油废水、废气(含二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、烃类、一氧化碳和颗粒物)、废渣(催化剂、吸附剂反应后产物)排放;海上采油影响海洋生态系统，石油因井喷、漏油、海上采油平台倾覆、油轮事故等原因泄入海洋，对海洋生态系统产生严重影响;在交通运输业，机动车尾气等造成大气污染，排放一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅等污染物等。
(2)煤炭的开发利用对环境的不利影响。煤炭在开采过程中会造成矿山生态环境的破坏，对生物栖息环境造成影响，此外还产生地表的破坏，引起岩层的移动、矿井酸性排水、煤矸石堆积、煤层甲烷排放等。煤炭燃烧过程中产生大量二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、烟尘和汞等污染物，是造成大气污染和酸雨的主要原因，煤炭燃烧同时也排放温室气体，造成全球性环境问题。
(3)水电开发对环境的不利影响。水电是一种相对清洁的能源，但其对生态环境和水环境仍有多方面的不利影响。主要表现在：截流造成污染物质扩散能力减弱，水体自净能力受影响;淹没土地、地面设施和古迹，影响自然景观;泥沙淤积会使上游河道截面缩小，河床抬高，下游河岸被冲刷，引起河道变化;改变地下水的流量和方向，使下游地下水位升高，造成土壤盐碱化，甚至形成沼泽，导致环境卫生条件恶化而引起疾病流行;建设过程采挖石料和填土，破坏自然环境。
(4)核能开发利用对环境的影响。核能对环境的影响主要来自两个阶段：核燃料生产和辐射后燃料的处理。由于人类无论何时何地都处于各种来源的天然放射性辐射之中，通常燃料生产过程的放射性污染较轻，一般不构成严重危害。
(5)可再生能源开发利用对环境影响的不利影响。可再生能源开发利用整体上较传统化石能源来说，更加清洁安全，但是开发利用可再生能源仍然会带来一些环境问题。
2我国能源环境问题法律规制的现状与缺陷
为了有效地控制能源活动对环境的不利影响，解决能源环境问题，我国制定了一系列的法律、法规来加强对能源活动的管理。
2.1能源开发利用中的环境问题的一般法律规制现状及其缺陷。
(1)法律规制的现状。环境立法。通过相关环境立法，我国已形成了一个比较完善的能源环境的基本法律制度体系。电力立法。电力是由一次能源转化来的优质二次能源，是当今世界上应用最广泛的一种能源。电力行业是环境污染的重要产生源泉，作为规范电力建设、生产、供应和使用活动的电力立法，其中也必然涉及环境保护的规定。
(2)法律规制的缺陷。一些实践中与能源行业密切相关的行之有效的管理手段如总量控制、排污权交易、生态补偿等还有待进一步法制化，为其施行提供更多的法律支撑。我国在能源立法的问题能源环境问题的法律规制上还做的远远不够，其根源在于我国能源立法的极度弱化。仅仅依靠环境立法中的一些普适性规定是远远不够的。
2.2石油天然气开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。目前我国没有专门的石油天然气法，也没有系统规范石油天然气开发利用的环境保护的专门法规，相关规定散见于其他相关法律法规中。
(2)法律规制的缺陷。其缺陷主要包括：立法不健全，空白较多;现行规定过时，亟待修改;多头管理，执法不力。
2.3煤炭开发利用中的环境问题的法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。我国《煤炭法》第十一条确立了“开发利用煤炭资源，应当遵守有关环境保护的法律、法规，防治污染和其他公害，保护生态环境”的基本原则。目前煤炭开发利用中的环境保护并没有专门的法律法规予以规范，有关立法散见于相关法律法规及规范性文件中。
(2)法律规制的缺陷。以上法律规定对减少煤炭勘探开采对生态环境的破坏、降低燃煤污染尤其是二氧化硫污染起到了重要作用，但在体系上与具体制度上还存在着很多缺陷。
2.4水电开发中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。水电开发对保证能源供应、改善能源结构、减少污染都起到了十分重要的作用。水电开发与环境保护的对立与协调成为非常具有争议性的问题。水电是利用水能进行发电，因而属于可再生能源。
(2)法律规制的缺陷。我国针对水电开发环境保护的立法还处于严重缺位的状态。就最为关键和重要的管理制度――环境影响评价制度而言，现行的立法技术性规范居多，缺乏明确的监管、程序、责任追究等规定，导致该制度的执行在实践中遇到很大的困难。
2.5核能开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。核能开发利用中的环境保护主要是放射性物质环境污染的防治问题。 (2)法律规制的缺陷。期主要问题是：立法空白;现行立法文件的问题。
2.6可再生能源开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。可再生能源相对传统化石能源来说属于清洁能源，但是其开发利用仍可能会带来一些环境问题。
(2)法律规制的缺陷。加强开发利用的管制仍然很有必要。根据前面对法律规制的现状分析，我国目前在这一领域的主要问题就是立法空白较多，生物能、海洋能、地热能等新能源开发都缺乏必要的专门规定，有可能导致开发的混乱和无序，污染和破坏环境。
3我国能源环境问题法律规制的完善
3.1完善相关环境及能源立法，加强能源环境问题的一般法律规制
(1)完善有关环境立法。我国有环境保护基本法《中华人民共和国环境保护法》在法规体系建设上，应制定国家环境保护的基本法―《国家环境政策法》，并通过制定生态保护法律法规及完善现有污染防治法律法规，构建比较完善的生态保护与污染防治并重的法律框架。
(2)完善有关能源立法。能源是环境问题中最难解决的问题，而环境则是能源问题中最难解决的问题，只有实现能源法与环境法更紧密的结合，才能有效解决能源环境问题。因此，未来我国应对其予以足够的重视，加强完善相关立法。
3.2完善石油天然气开发利用中环境问题的法律规制
加强石油天然气的开发利用对我国能源安全具有决定性的战略意义，相应地我们也应更加关注其开发利用中的环境保护问题，完善立法，提高执法水平。
3.3完善煤炭开发利用中环境问题的法律规制
煤炭在我国能源结构中占有主体地位，随着我国经济社会的快速发展，能源需求急速增长，煤炭高强度开发，煤炭开采过程中的环境破坏日益严重，燃煤排放的二氧化硫等污染物大幅增加，已经成为我国环境问题的重中之重。
3.4完善水电开发中环境问题的法律规制
从世界范围看，促进水电发展都是能源发展战略的重要一部分。在我国的现实国情下，水电建设仍是我国国民经济的重要基础事业，对社会经济发展起到重大支撑作用。在水电开发中切实保护生态环境，通过生态环境保护促进水电建设的健康发展，特别是以科学的发展观为指导，建立与生态环境友好的水电工程建设体系，是实现水电开发与生态环境保护协调发展的正确途径。
3.5完善核能开发利用中环境问题的法律规制
积极推进核能开发利用，是我国重要的能源战略，而“安全第一、质量第一”一直是我国核工业发展的指导方针。
3.6完善可再生能源开发利用中环境问题的法律规制
为了避免无序发展，破坏环境，立法应当具有一定超前性，未雨绸缪，对开发利用的环境保护问题予以一定规制。未来我国可以考虑从以下几个方面逐步予以完善：利用可再生能源发展基金推动开发利用可再生能源环境友好技术的发展;适当的时候由国务院出台或者国家发改委、国土资源部、水利部、农业部、海洋局、环保部等联合出台《可再生开发利用环境保护管理条例(办法)》，就该问题作系统规定;制定可再生能源开发利用环境影响评价的相关标准、导则，完善环评制度;地热能开发利用及潮汐电站建设运行对环境的不利影响较大，未来应重点加强这方面的研究，适时出台相关的环境保护管理规定;利用政策引导、资金、技术支持等手段推动农村新能源的发展，减少高污染、低效率的秸秆、薪柴等的直接燃烧利用。
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燃料的发展是人类赖以生存的基础和经济发展的动力.人类社会的巨大发展与进步,都与燃料消费的增长密切相关.燃料利用和消费的每一次重大突破,都伴随着科学技术的重大进步,促进社会生产力的大幅度提高,加速了经济的发展,使人类社会的面貌发生根本的变化.人类从远古的钻木取火之后,薪柴燃料作为主要燃料维持日常生活,并使用天然气、化学燃料等燃料促进生产方式的变化.
燃料先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代,现在正在向以天然气为主转变,同时,化石燃料、生物燃料、核能也正得到更广泛的利用.可持续发展、环境保护、燃料供应成本和可供应燃料的形态结构变化决定了全球能源多样化发展的格局.天然气消费量将稳步增加,在某些地区,燃气电站有取代燃煤电站的趋势.未来,在发展常规燃料的同时,新燃料将受到重视.
燃料的发展
柴是最早使用的燃料,透过燃烧成为加热的能源.烧柴在煮食和提供热力很重要,它可让人们在寒冷的环境下仍可生存.
煤是即柴以后的燃料,透过燃烧成为加热的能源.煮食和提供热力很重要.
石油是工业的主要燃料,提炼出来的煤气用于家庭和工业燃料.
天然气是现在大部分使用的燃料,在煮食和提供热力很重要.
煤、石油、天然气是重要的燃料
核能是核发电站的动力
燃烧按形态可以分成
固体燃料（如煤、炭、木材）；
液体燃料（如汽油、煤油、石油）；
气体燃料（如天然气、煤气、沼气）；
按类型可以分成
化石燃料（如石油、煤、油页岩、甲烷、油砂等）；
生物燃料（如乙醇【酒精】、生物柴油等）；
核燃料（如铀235、铀233、铀238、钚239、钍232等）
指能产生核能的物质,如铀、钚等.
一、固体燃料
柴是最早使用的燃料,透过燃烧成为加热的能源.烧柴在煮食和提供热力很重要,它可让人们在寒冷的环境下仍可生存.
二、液体燃料
石油提炼出来的煤气用于家庭和工业燃料
三、气体燃料
沼气是农村主要燃料
四、生物质能
生物质能是指能够当做燃料或者工业原料,活着或刚死去的有机物.生物质能最常见于种植植物所制造的生质燃料,或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物.许多的植物都被用来生产生物质能,包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和棕榈树等.
燃料的发展史直接影响人类的发展史.
燃料利用的重大突破出现在18世纪后半叶,1785年蒸气机的问世,把热能转换为机械能,推动了产业革命.机械化大工业生产的迅猛发展,促使能源由薪材燃料转向了化石燃料,首先是煤炭消耗量的迅速增加.19世纪中叶以后,内燃机的发明和火力发电厂的发展,以及钻探技术的提高,石油和天然气得到广泛应用.目前,人类社会生产和生活进入了气体燃料时代,对气体燃料的需求量日益增长.由于产生气体燃料的一次能源主要是煤和石油,都是非再生能源,长期强行开采势必使之日渐枯竭,燃料的开发利用必须走多样化的道路.本世纪50年代,继原子能技术在军事上应用后,实现了核裂变技术在工业中的应用.核电站的建立和核燃料的使用是能源利用发展史上一次重大的技术革命,为人类社会稳定发展打下坚实的物质基础.随着科学技术水平的提高,天然气、化石燃料、生物燃料等新燃料必将得到充分的合理开发和利用,尤其是受控核聚变若能实现的话,将为人类提供无穷无尽的能量.人类离不开燃料.燃料是人类生存、生活与发展的主要基础.燃料的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色.燃料的发展都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃.几千年来,在人类的燃料利用史上,大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用,先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光进；
未来对燃料发展的要求
有足够满足人类生存和发展所需要的储量,并且不会造成影响人类生存的环境污染问题.
未来对燃料的需求 未来的人类社会依然要依赖于燃料,依赖于燃料的可持续发展.因此,我们须现在就很清楚地了解地球上的燃料储量,发展必须开发的新燃料利用技术,才能使人类的生存得于永久维持.
世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代,现在正在向以天然气为主转变,同时,核能也正得到更广泛的利用.
随着世界燃料新技术的进步及环保标准的日益严格,未来世界燃料将进一步向清洁化的方向发展,不仅燃料的生产过程要实现清洁化,而且燃料工业要不断生产出更多、更好的清洁燃料,清洁燃料在燃料总消费中的比例也将逐步增大.
世界燃料加工和消费的效率差别较大,燃料利用效率提高的潜力巨大.随着世界燃料新技术的进步,未来世界燃料利用效率将日趋提高,燃料强度将逐步降低.
沼气是有机物在臭氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体。
人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。
为温室供能用沼气发酵方法及发酵系统
摘要：介绍了一种能够为温室供能用的沼气发酵方法及发酵系统的专利技术。发酵系统具体由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置等依次经管道和阀门连接组成。发酵方法具体步骤包括生物酸化积肥装置的启动和原料的生物酸化储存，高效沼气发生装置的启动、沼气生产供应、休停和再启动等。该技术与传统沼气技术相比，具有一定的优势能够根据温室生产实际，及时把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到产酸积肥池中，然后根据温室供能需求，随时通过发酵系统生产沼气。发酵残渣根据生产需要分批取出用于温室有机肥。该技术实现了可以根据温室需求对沼气发酵灵活调节的要求。
关键词：沼气；温室；供能；可调控性
1．引言
温室是现代农业工程中重要的技术主题，温室的发展使传统露天农业转化为保护条件下的可控制农业[1]。目前国际上，温室已经广泛应用于花卉、蔬菜栽培[2]。温室栽培的最大优势是通过温室环境的控制，满足作物的最佳生活条件，抵抗自然灾害等，从而获取最大的生产效益。在温室管理中，温室冬季加温、补光和二氧化碳施肥是重要的环境调控措施[3]。这些调控过程都需要能源的消耗，目前的能源消耗以一次化石能源煤和二次能源柴油、电力[4]为主。这些能源的大量消耗一方面加重了全社会的能源供给负担，另一方面也大幅度提高产品的生产成本。受能源价格影响，许多温室不得不放弃温室的冬季加温、补光和二氧化碳施肥，这样不仅不能充分发挥温室的应有功能，甚至会造成温室管理的失败。
在温室管理中，每年会产生大量的种植业有机废弃物。目前，这些被随意堆放的废弃物，造成了严重的农业面源污染[3，4]。然而，这些有机废弃物本身富含大量有机质，是非常好的沼气生产原料。如果能用温室生产管理过程中产生的有机废弃物来生产沼气，从而替代煤、石油、电力等不可再生能源用于温室供能，不仅可以降低温室供能成本，同时废弃物中的营养物质又可以循环利用，减少废弃物排放，改善农业环境。但是，迄今为止没有沼气在温室供能领域应用的成功案例。
2．传统沼气技术与温室供能需求的背离
沼气发酵技术可以分为两类，即传统沼气发酵技术和水溶性有机物高效沼气发酵技术[5, 6]。这两类技术应用于温室沼气供应都存在诸多技术难点。具体分析如下：
传统的沼气发酵技术，利用复杂性有机质发酵沼气，沼气产生具有非常大的周期性，往往开始投料时产气慢，中间产气旺盛，而且一旦沼气发酵系统启动，是否产沼气和产生多少沼气，要受原料特性和发酵规律的内在约束，很难调节。而温室用能表现在取暖、二氧化碳施肥等方面，这些能源需求往往受天气的控制，而天气又变化无常。因此，往往是要气时没有气，不要气时产气，如果满足需求将要建立庞大的储气装置，这在投资和占地上是不允许的。如果根据长期天气预报进行计划式投料，在理论上可行，但在实践上是难操作的。一方面，长期天气预报目前的准确性较差，另一方面，关于复杂有机质的产气规律不可能准确预测。同时，温室产生有机废弃物是分散在全年的各个时段，所产生的废弃物大多易腐烂，很难储存。因此传统的沼气技术基本不能适应温室供能需求。
水溶性有机物高效沼气发酵技术，利用可溶解的简单微生物进行沼气发酵，采用高效反应器可以实现较高的效率[7,8]。一是可溶性有机质非常容易反应，沼气的产生量在反应器负荷允许的范围内，基本决定于短期内的进料量，即进料多产气量大，进料少产气量小，停止进料短期即停止产气。二是成熟反应器中的沼气发酵厌氧微生物具有非常强的耐饥饿性，在长期不进料的情况下，反应器内的微生物能够长期耐受，而且再启动时可以迅速恢复正常高效产气。水溶性有机物高效沼气发酵技术的以上两点技术特征均符合温室需能波动性的要求。但是，如果单独为了温室供能需要而刻意外购水溶性有机物作为发酵原料生产沼气，不仅成本上与化石能源不具竞争优势，而且也达不到生物质废弃物资源就地利用、开展循环经济和环境建设的目的。因此，水溶性有机物高效沼气发酵技术也不适合温室供能需求。
3．技术内容
本文提供一种可以根据温室生产实际，把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到发酵系统中，然后根据温室供能需求，随时通过发酵系统生产沼气，能够为温室提供可用的沼气发酵系统及发酵方法。其中，发酵系统由生物酸化积肥装置、 缓冲调节池、 高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置依次经管道和阀门连接组成。其结构如图1所示。其中，生物酸化积肥装置和缓冲池设置主控制阀，缓冲池与高效沼气发生装置之间设置泵， 高效沼气发生装置、出水沉淀池出水暂存池之间通过水的重力自流完成连接， 出水暂存池同时与缓冲调节池和生物酸化积肥装置相连， 中间依次设泵和配水器，高效沼气发生装置联接沼气缓存装置。
为了保证沼气发酵能够满足温室供能需求，以上发酵系统按如下步骤管理
第一、进行生物酸化积肥装置的启动和原料生物酸化储存，具体方法如下
（1）按相当于温室平均每天产生量的2.5～3.5倍质量收集温室种植业有机废弃物或其他种植业有机废弃物作为启动原料，对启动原料进行粉碎预处理；
（2）向步骤(1)所得预处理原料中添加含N元素物质，混合，控制混合料碳氮比为(20：1)～(30：1)；
（3）将步骤(2)所得混合料投入到初次使用的生物酸化积肥装置中，加入接种物进行接种，混合，得到发酵原料，接种物的加入量为启动原料干重的3%～5%；
（4）向步骤(3)中生物酸化积肥装置中加水进行发酵，水的加入量为至少高于启动原料平面10cm，发酵温度控制在20～40℃；
（5）经过4～5天发酵后，发酵液pH值降到6以下，即完成酸化积肥装置的启动；
（6）按照步骤(1)～(2)的方法随时收集处理温室生产的有机废弃物，及时投入已经启动的生物酸化积肥装置中，不需接种，直接加水至原料平面以上10cm；
（7）重复步骤(6)直至一个生物酸化积肥装置投满，重新启用另一个生物酸化积肥装置，重复操作步骤(1)～(6) ；
第二、进行高效沼气发生装置启动，调控装置运行满足温室用能与沼气生产的协调，具体方法如下：
（1）高效沼气发生装置启动：投入接种物进入高效沼气发生装置，用水或水与生物酸化积肥装置中抽出的酸液混合物加满沼气发生装置，静止3～5d，接种物加入量为3～10kgVSS/m3；从生物酸化积肥装置抽出有机酸液泵入缓冲调节池中，用出水暂存池中的系统出水或外来水调节，控制有机酸液的化学耗氧量（COD）浓度为2000～5000mg/L，作为沼气发酵料；按0.5kg COD/( m3·d)～2kg COD/( m3·d)的速率阶段式调整水力负荷，连续进料直到实现水力负荷为5kg COD/( m3·d)～10kg COD/( m3·d)，即完成沼气发生装置的启动，整个启动大约需50～80d。启动期间，温度控制为25～35℃。负荷调整的原则为，每次水力负荷调整运行稳定后，才开始进行下一阶段负荷的增加；沼气发生装置的出水经沉淀池沉淀后，流入出水暂存池，部分作为生物酸化积肥装置液体补加，部分用于缓冲调节池酸液的发酵料调节使用
（2）沼气生产供应：根据温室生产实际预算沼气需求的时间和数量，按1kg COD产 0.4～0.5m3沼气折算有机酸液的需求数量和时间，并按时按量从生物酸化积肥装置中抽机酸液进入缓冲调节池，按步骤（1）中所述方法调节成沼气发酵料；按5kgCOD/( m3·d)～30kg COD/(m3·d)水力负荷的流量，采用间歇或连续方式向已经启动好的沼气发生装置中进料进行沼气生产，产生的沼气进入沼气缓存装置备用；进料的流速控制、间歇或连续方式取决于每次沼气的需求量和沼气缓存装置的体积。沼气需求大、沼气缓存装置体积小时，采用大流量连续进料，反之，使用小流量间歇进料；当一个生物酸化积肥装置中的抽出物小于800～1000mg/L时，即该生物酸化积肥装置停止产酸，停止从该装置继续抽取发酵液。
（3）沼气生产休停：对于启动好而温室不需要使用沼气，或者一个沼气使用周期结束，温室很久不使用沼气时，停止向高效沼气发生装置中继续进料，装置进入休停状态。休停期间，保持每10～30d补加一次发酵料，保证系统内微生物的营养需求。补加发酵料的调节方法同步骤（1）所述；补加发酵料的量为反应器体积1～3倍，补加速度为2～5kg COD/(m3·d)。
（4）沼气生产休停后的再启动：对于步骤(3)中已经处于休停状态的高效沼气装置，再进入新的用气周期前必须进行再启动；再启动的方法是在新用气周期开始前3～10d，按照步骤(1)中所述方法调节发酵料，按1.8kg COD/(m3·d)～2.2 kg COD/(m3·d)负荷向高效沼气装置进行适应性进料。
