沼气发展现状报告

沼气发展现状

能源是向自然界提供能量转化的物质，是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。当今世界，人类社会发展日益加速，无论是在工业，农业，还是第三产业服务业，高新技术产业，都是处于人类历史上空前发展最快的一个阶段。社会的发展提高了人类的生活水平，大大加强了社会生产力，同时对能源（如煤，石油）的需求和使用也大幅提高，从汽车内燃机到家用电器，无不需要能源去运作。

人类对能源的利用主要有三大转换：第一次是煤炭取代木材等成为主要能源；第二次是石油取代煤炭而居主导地位；而当今世界是在石油逐渐枯竭的状况下向多能源结构的过渡转换。世界能源利用现状主要表现为3个特点：1. 受经济发展和人口增长的影响，世界一次能源消费量不断增加； 2. 世界能源消费呈现不同的增长模式，发达国家增长速率明显低于发展中国家；3. 世界能源消费结构趋向优质化。纵观当今世界能源利用状况，我们仍然以化石燃料作为主要能源，对环境的破坏极大，并且面临着枯竭。从目前新能源发展状况来看，发展力度仍不够大，对多能源结构的转换仅处于过渡或者说是只是开始的阶段。所以加大力度发展新能源是人类目前一项重要并且紧迫的工作。正因如此，整个世界都十分关注新能源的开发。目前人们主要关注的新能源有以下几类：太阳能，风能，生物质能，核能，氢能，地热能，海洋能，小水电。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资

源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。

沼气，正是新能源之一——生物质能中的一份子。

一.沼气定义：

有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经各种微生物发酵及分解作用而产生的一种以甲烷为主要成分的混合可燃气体。

二.沼气发展简史：

沼气发酵是一种古老的有机物发酵方法，广泛存在于自然界。它是各种有机物在兼性厌氧菌和专性厌氧菌等微生物的联合作用下，进行生物降解并生成有机酸、醇、二氧化碳和氢气等物质，并经产甲烷细菌等微生物进一步厌氧消化转化为以甲烷为主要成分的生物气的过程。厌氧发酵主要原料是农林废弃物、工业有机废水、畜禽粪便和城市垃圾等“废弃”资源。厌氧发酵的两个基本功能——降解有机物和产生可燃气体，是生态农业发展的基本推动力。早在1630 年，Vam Helmeuy 就发现生物质厌氧发酵能产生可燃气体。1776 年，意大利无力学家Volta 发现沼泽中有可燃气体产生，他认为这种气体的产生与有机质分解有关。1806 年，Herry 确定这种气体是甲烷。1868 年Becbamp 首次提出甲烷形成过程是一种微生物学过程，1875 年，俄国学者Popoff 也得到了相同的结论。1901～1902 年，巴斯德研究所的Maze 获得了一种产甲烷的微球菌，并将其命名为马氏甲烷球菌（Methanococcus mazei）。1936 年，Barker 发现了能在合成培养基上发酵产乙醇、丙醇和丁醇的有机体，并指出发酵分为产酸和分解酸形成甲烷的两个阶段，同时获得了几个产甲烷细菌的纯培养物，分别命名为甲

烷八叠球菌（methanosarcina methanica）、索氏甲烷杆菌（Mb.soehngenii）等。1947 年，荷兰学者Sehnellen 又分离出了甲烷八叠球菌属和甲烷杆菌属的两个纯种，命名为methanosarcina barker 和methanobacterium formicicum。1950 年，美国学者R.E.Hungate 提出了厌氧培养技术，发明了Hungate 装臵，并在实际应用中逐步完善了这套技术，为厌氧微生物的研究创造了前所未有条件，促进了厌氧微生物的分离、培养、纯化、生理生化特征等厌氧微生物学研究的迅速发展。1967年，Bryant 应用改良的Hungate 技术，将奥氏甲烷芽胞杆菌分离纯化，指出奥氏甲烷杆菌实际上是产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的互营联合体，揭示了种间分子氢转移的理论，为认识厌氧环境中氢的产生、消耗和调节规律奠定了基础。经过近几十年的努力，科研工作者对产甲烷细菌、硫酸盐还原细菌、光合细菌、梭状芽胞杆菌和其他厌氧细菌沼气的研究获得了极为丰硕的成果。不仅分离、获得和定名了许多新种新属，而且在群体水平、细胞水平、生物化学水平和分离生物学水平等不同层次上对它们进行了深入而广泛的研究，揭示了这些厌氧微生物的生理生化、能量代谢、生物合成等特征及应用前景。沼气在我国的应用已经有一个多世纪的历史。100 多年沼气技术在我国的发展大体上可以分为四个时期，即20 世纪30 年代、50 年代、70 年代以及80 年代以后的时期。目前，沼气利用技术基本成熟，尤其是产用沼气。沼气利用经历了三个阶段，1973年～1983 年：仓促发展与回落；1984 年～1991 年：调整与重视科技；1992 年～1998年：回升与效益凸显；1999 年至今：全面提升与快速发展步入了新的发展局面。早期称沼气为瓦斯，沼气池为瓦斯库。在19 世纪80 年代末，广东潮梅一带民间就开始了制取瓦斯的试验，到19 世纪末出现了简陋的瓦斯库，并初步懂得了制取瓦斯的方法。由于当时沼气池过于

简陋，产气较少，没能得到推广应用。中国农户沼气池历年发展态势我国真正意义上开始开展沼气研究和推广是在20 世纪30 年代。当时的代表性人物主要有中国台湾省新竹县的罗国瑞，汉口的田立方。他们从发对帝国主义对中国进行经济侵略和为农村解决燃料问题出发，决心从事天然瓦斯的研究和试验工作，历经10 多年的辛勤工作，研制出了我国第一个较完备且具有实用价值的瓦斯库。他为了推广该项技术，于1929 年在广东汕头市开办了我国第一个推广沼气的机构——汕头市国瑞瓦斯汽灯公司。为能在更大范围内推广改技术，他于1931 年将该公司迁至上海，更名为“中华国瑞瓦斯总行”，之后又更名为“中华国瑞瓦斯全国总行”。总行又在全国各地设立了分行，据考证，当时共在全国设立了14 个省分行，21 个市分行，15 个县分行。“中华国瑞瓦斯全国总行”于1042 年被日军纵火焚毁而停办，其下的省、市、县也相继关门。期间，罗国瑞于1933 年开始了沼气技术人员的培训工作，并编写了培训教材《中华国瑞天然瓦斯库实习讲义》。田立方在1930 年左右设计了带搅拌装臵的圆柱形水压式和分离式两种天然瓦斯库。由于瓦斯库应用效果较好，所以他于1933 年左右开办了“汉口天然瓦斯总行”，在总行内设立了一个研究机构“汉口天然瓦斯灯技术研究所”和一个人员培训机构“汉口天然瓦斯传习所”。田立方于1937 年编写了《天然瓦斯（沼气）灯制造法全书》，此书共4 个分册，即《材料要论》、《造库技术》、《工程设计》和《装臵使用》。“汉口天然瓦斯总行”于1937 年日本侵占武汉时被迫关门。我国第二次推广沼气是在20 世纪50 年代。这次全国大办沼气的策源地在武昌，其发起人是30 年代在“汉口天然瓦斯传习所”接受过培训的原中南材料学研究所工程师姜子钢。武昌办沼气的经验经新闻媒体报道后在全国震动很大，全国各地纷纷派人到武昌学习。为了适应当时这种形势发展的需要，

农业部于1958 年上半年委托中国农业科学院和北京农业大学举办了全国沼气技术培训班。1958 年4 月11 日毛泽东主席视察武汉地方工业展览馆参观应用沼气的展览时，指示“这要好好的推广”，从而掀起了沼气在全国推广的高潮，当时全国大多数省（市）、县都办上了沼气。但由于操之过急，忽视建池质量以及沼气池缺乏正确的管理等原因，当时所建的数十万沼气池大多都废弃了。我国第三次大规模推广沼气是在20 世纪70 年代，70 年代末期由于农村生活燃料的严重缺乏，在河南、四川、江苏等农村又掀起了发展沼气的热潮。而且这股热潮很快传遍了全国，短短几年时间内全国累计修建户用沼气池700 万个。这种搞运动式的推广带来的弊端在短时间内便显现出来，修建的沼气池平均使用寿命只有3~5 年，到70 年代后期既有大量的沼气池报废。可以说20 世纪50 年代和20 世纪70 年代这两次推广沼气最后都以失败而告终。这两次推广的失败，特别是70 年代推广的失败为其后沼气在农村的推广和利用造成了严重的负面影响。直到现在在一些农村地区农民对沼气技术还持有怀疑态度。这也提醒人们在今后的沼气技术推广应用中一定要严格控制建池的质量和实行科学的管理，唯有如此，才能保证这项技术得到健康发展，真正造福于民。同时，在这三次规模化的沼气推广中，人们对沼气技术的知识还大都停留在利用其解决燃料短缺的层面上，建沼气池的出发点大都是为了获取燃料用于点灯做饭，也就是说人们看到的只是其作为能源的价值。人们对沼气技术更深层次的认识和更广范围的应用始于20 世纪80 年代。

20世纪80年代以后沼气技术在我国发展主要有以下几个特点:

1.有了可靠的技术保障。这方面农业部组织成立了专门的研究协会，一些高效如首都师范大学、浙江农业大学、河南农业大学等也开展了这方面的研究和人

才培养工作。经过广大科技工作者的努力，在沼气发酵微生物原理和沼气发酵工艺方面都取得了重要进展。

2.沼气池池形和沼气发酵原料有了大的发展和变化。首先在池形方面，在传统的圆筒形沼气池的基础上，涌现出了许多高效实用的池形，如曲流布料沼气池、强回流沼气池、分离覆罩沼气池、预制板沼气池等。沼气发酵原料方面实现了秸秆向禽畜粪便的转向，从而解决了利用秸秆作为原料存在的出料难，易结壳等难题。

3.沼气技术的利用途径实现了重大转变，由以前的单一制取能源向改善农村环境卫生、保护生态环境、发展生态农业等多元化利用转变，尤其在生态农业方面的独特作用，更是近年来这一技术得到重视和推广的重要原因。

由于沼气发酵的产物沼气、沼液和沼渣等能在农业生态工程的假设中发挥作用，所以近年来，以沼气为纽带的各种农业生态工程技术模式得到快速发展，并且产生了良好的效果。

三.沼气发酵：

沼气发酵是一个复杂的微生物学过程，参加发酵的微生物数量巨大，种类繁多，只有了解参加沼气发酵的多种微生物活动规律、生存条件及作用，并按照微生物的生存条件、活动规律要求，去设计沼气池，收集发酵原料，进行正常管理，使参加发酵的各种微生物得到最佳的生长条件，才能获得较多的产气量和沼肥，满足生产、生活需要。

(一)沼气发酵微生物：

在沼气发酵过程中，有发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌等五大类微生物参加沼气发酵。它们在发酵过程中的作用及对生存条件的

要求，有以下三个阶段：

第一个阶段落：液化

在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶，如纤维酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解，也就是把禽畜粪便、作物秸杆、豆制品加工后的废水等大分子有机物分解成能溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪等小分子化合物这个阶段叫液化阶段。

第二个阶段：产酸

这个阶段是三个细菌群体的联合作用，先由发酵性细菌将液化阶段产生的小分子化合物吸收进细胞内，并将其分解为乙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢乙酸菌把发酵性细菌产生的丙酸、丁酸转化为甲烷菌可利用的乙酸、氢和二氧化碳。另外，还有耗氧产乙酸菌群，这种细菌群体利用氧和二氧化碳生产乙酸，还能代谢糖类产生乙酸，它们能转变多种有机物为乙酸。

液化阶段和产酸阶段是一个连续过程，统称不产甲烷阶段。在这个过程中，不产甲烷的细菌种类繁多，数量巨大，它们主要的作用是为产甲烷菌提供营养和为产甲烷菌创造适宜的厌氧条件，消除部分毒物。

第三个阶段：产甲烷

在此阶段中，产甲烷细菌群可以分为食氢产甲烷菌和依乙酸产甲烷菌两面三刀大类群。已研究过的就有70多种产甲烷菌，它们利用以上不产甲烷的三中菌群所分解转化的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳小分子化合物等生成甲烷。

发酵微生物的特点：①生长非常缓慢，如甲烷八叠球菌在乙酸上生长时其培增时间为1—2天，甲烷菌丝倍增时间为4—9天；②严格厌氧，对氧气和氧化剂非常敏感，在有空气的条件下就不能生存或死亡；③只能利用少数简单的化合

物作为营养；④它们要求在中性偏碱和适宜温度环境条件；⑤代谢活动主要终产物是甲烷和二氧化碳为主要成分的沼气。

(二)沼气发酵的条件:

沼气发酵是由多种细菌参加完成的，它们在沼气池中进行新陈代谢和生长繁殖过程中，需要一定的生活动条件，只有用人工为其创造适宜生产条件，才能使大量的微生物迅速的繁殖，加快沼气池内的有机物分解。另一方面控制沼气池内发酵过程的正常运行，也需要一定的条件。因此，只有满足微生物的生长条件和沼气池正常运行条件，才能获得产气率大、有机沼肥提代多的效果。

综合起来，人工制取沼气的基本条件是：沼气细菌、发酵原理、发酵浓度、PH 值、严格厌氧环境和适宜的温度。这些条件有一项对沼气细菌不适应，也产生不了沼气。

（1）沼气细菌:

制取沼气必须有沼气细菌才行，这和发面需要有酵母菌一样，如果没有沼气细菌作用，沼气池内的有机物本身是不会转变的沼气的，所以沼气发酵启动时要有足够数量含优良沼气菌种的接种物，这是制取沼气的重要条件。

在农村含有优良沼气菌种的接种物，普遍存在于粪坑底污泥、下水污泥、沼气发酵的渣水、沼气污泥、豆制品作坊下水沟中的污泥，这些含有大量沼气发酵细菌的污泥称为接种物。沼气发酵加入接种物的操作过程称为接种，新建沼气池头一次装料，如果不加入足够数量含有沼气细菌的接种物，常常很难产气或产生率不高，甲烷含量低无法燃烧。另外，加入适量的接种物可以避免沼气池以酵初期产酸过多而导致发酵受阻。

（2）足够的发酵原料:

沼气发酵原料是产生沼气的物质基础，又是沼气以酵细菌赖以生存的养粒亚源，因为沼气细菌在沼气池内正常生长繁殖过程中，必须从发酵原料里吸取充足的营养物质，如水分、碳素、氮素、无机盐类和生长素等，用于生命活动，成倍繁殖细菌和产生沼气。

有机物中的碳水化合物如秸杆中的纤维素和淀粉是细菌的碳素营养，有机物中的有机氮如畜粪尿中的含氮物质慢是细菌的氮素营养，当有机物被细菌分解时，一部分有机物的碳素和氮素被同化成菌体细胞，以及组成其他新生物质，另一部全有机物则被产酸细菌分解为简单有机物，后经甲烷菌的作用产生甲烷。因此，沼气发酵时，原料不仅需要充足而且需要适当搭配。保持一定的碳、氮比例这样才不会因缺碳素或缺氮素营养而影响沼气的产生和细菌正常繁殖。

（3）发酵原料浓度:

沼气池中的料液在发酵过程中需要保持一定的浓度，才能正常产气运行，如果发酵料液中含水量过少，发酵原料过多，发酵液的浓度过大，产甲烷菌又食用不了那么多，就容易造成有机酸的大量积累，结果使发酵受到阻碍；如果水太多，发酵液的浓度过稀，有机物含量少，产气量就小。所以沼气池发酵液必须保持一定的浓度，根据多年实践农村沼气池一般采用6%—10%的发酵料液浓度较适宜，在这个范围内，沼气的初始启动浓度要低一些便于启动。夏季和初秋池温高，原料分解快，浓度可适当低一些；冬季、初春池温低、原料分解慢发酵料液浓度保持在10%为宜。

（4）适当的酸碱度:

酸碱度用PH来表示，把一张PH试纸，伸入经搅拌后的发酵液中，立即取出与PH试纸附带的标准比色卡对比，从颜色的变化就知道发酵液的酸碱度。

沼气发酵细菌最适宜的PH为6.8-7.5，6.4以下7.6以上都对产气有抑制作用。如果PH在5.5以下，就是料液酸化的标志，其产甲烷菌的活动完全受到抑制。如沼气初始启动时，投料浓度过高，接种物中的产甲烷菌数量又不足，或者在沼气池内一次加入大量的鸡粪、薯渣造成发酵料液浓度过高，都会因产酸与产甲烷的速度失调而引起挥发酸（乙酸、丙酸、丁酸）的积累导致PH下降。这是造成沼气池启动失败或运行失常的主要原因。

在沼气发酵过程中，PH变化规律一般是；在发酵初期，由于产酸细菌的迅速活动产生大量的有机酸，使PH下降；但随着发酵继续进行，一方面氨化细菌产生的氨中和了一部分有机酸；另一方面甲烷菌群利用有机酸转化成甲边远，这样使PH又恢复到正常值。这样的循环继续下去使沼气池内的PH值一直保持在7.0-7.5的范围内，使发酵正常运行。所以，沼气池内的料液发酵时，只能保持一定的浓度，接种物和适宜的温度，它就会正常发酵，不需要进行调整。（5）严格的厌氧环境:

沼气发酵中起主要作用的是厌氧分解菌和产甲烷菌。它们怕氧，在空气中暴露几秒钟就会死亡，就是说空气中的氧气对它们有毒害致死的作用。因此，严格的厌氧环境是沼气发酵的最主要条件之一，我们根据沼气细菌怕空气的特性，采用了树脂和GRC双封闭的池体，水气封闭性能完全可以达到沼气发酵运生要求；在使用过处程中，只要无硬性撞击和特殊性的意外，在较长的时间内不存在漏气问题。

（6）适宜的温度:

沼气池内发酵液的温度，对产生沼气的多少有很大影响，这是因为在最适宜的温度范围内温度越高，沼气细菌的生长、繁殖越快、产沼气就多。如果温度不适宜，

沼气细菌生长发育慢、产气就少或不产气。所以，温度是生产沼气的重要条件。究竟多高的温度才适宜呢？一般说沼气细菌在8—60℃范围内都能进行发酵。人们把沼气发酵划分为三个发酵区，即常温发酵区10—26℃，中温发酵区28—38℃，最适温度为35℃；高温发酵区46—60℃，农村的沼气发酵，因为条件的限制，一般都采用常温发酵，我们在沼气池中加装了太阳能增效装臵，如发酵温度低时，可打开太阳能热水器的池内加温阀，将热水引入池内的管状散热器中，为发酵料液补充温度，尤其在冬季，太阳能增效装臵对于沼料发酵和产气率将起到很大作用。

三.沼气原料来源：

（一）按原料来源分:

1．农村发酵原料:①富N原料: 通常是指人、畜和家禽粪便，也包括青草等碳氮比低的原料。其含氮量高，碳氮比多在25∶1以下，即在沼气发酵的适宜的碳氮比范围内或以下。这类原料中粪便经过了人和动物的胃肠系统的充分消化，一般颗粒细小，含有大量的低分子化合物——人和动物未吸收的中间产物，含水量较高。因此，在进行沼气发酵时不必预处理，就容易厌氧分解，产气速度快，发酵周期较短。②富C原料: 我国农村的另一大类发酵原料是秸秆和秕壳等农作物的残余物。这类原料富含纤维素、半纤维素、果胶以及难降解的木质素和植物蜡质，含碳量高，其碳氮比多在40∶1以上，比沼气发酵适宜的碳氮比高，称富碳原料。这些物质的厌氧分解，比富N的粪便原料慢得多，发酵周期较长。秸秆类富C原料一般干物质含量比富N原料高，且比重小，进沼气池后容易飘浮形成死区——浮壳层。为了提高原料的产气速率和利用率，这类原料在发酵前一般需要预处理。2．城镇有机废物废水:主要包括人粪尿、生活污水、有

机垃圾、有机工业废水、废渣和污泥等。3．水生植物:主要包括水葫芦、水花生、水浮莲和其它水草和藻类等。这些水生植物利用太阳能的能力很强，繁殖速度快、产量高。由于组织鲜嫩，容易厌氧分解，作沼气原料，产气快、周期短。但水葫芦、水花生、水浮莲等水生植物体内有气室，直接进沼气池，容易飘浮。因此，用作沼气发酵原料时，宜稍晾干或堆沤2天后入池，效果较好。（二）按原料的形态分:

1．固体原料: 秸秆类、城市有机垃圾等都是固形物，其干物质含量比较高。它们主要可用于干发酵、坑填发酵。我国农村还将秸秆用作水压式沼气池的主要启动原料。它可弥补粪料的不足，缓慢地分解产气，延续产气高峰期。但是，它也容易在池内结壳、沉渣，造成出料困难。2．浆液态原料: 主要指人、畜和家禽粪便，它们一般随清洗水排入粪坑，呈浆液态。鲜粪干物质含量多在20%左右，与水混合后的浆液多在10%上下。它们可与固态原料混合，进行干发酵，同时也作为我国农村水压式沼气池的主要原料。另外，污水污泥也属于这一类。3．有机废水: 如酒精蒸馏废液、酵母厂废水、抗菌素厂废水、豆制品厂废水、制酱厂废水和纸浆废水等，它们含不同量的蛋白质、脂肪和碳水化合物，是产沼气的好原料，比天然有机物易于分解。一般可用高效的厌氧消化器处理。四.沼气发展现状：

(一)沼气综合利用：

亦称“三沼利用”（沼气、沼液、沼渣利用）。将沼气、沼液、沼渣（简称“三沼”）运用到生产过程中，降低生产成本，提高经济效益的一项接口技术措施。经过多年实践，许多综合利用技术日趋成熟，取得了良好的经济效益和社会效益。全国开展沼气综合利用项目已达几十个，范围涉及到种植业、养殖业、加

工业、服务业、仓贮业等诸多方面。沼气综合利用把沼气与农业生产活动直接联系起来，成为发展庭院经济、生态农业，增加农户收入的重要手段，也开拓了沼气应用的新领域。通过沼气综合利用，可促进农村产业结构调整，改善生态环境，提高农产品的产品质量，增加农民收入，实现可持续发展。

（1）种植业中的沼气综合利用技术 ：

沼肥(包括沼液和沼渣)可作为优质有机肥提供作物营养，刺激和调节作物生长，对某些病害和虫害具有防治作用，并能增强作物抗病性，沼气燃烧后产生的CO2用以气体施肥，能够提高作物产量，所有这些作用是通过沼渣、沼液作为底肥、追肥、叶面肥、浸种等方式实现的。

(2)沼液浸种 ：

沼液内含有水溶性氮、磷、钾、微量元素、氨基酸、维生素等营养，浸种时，随水分进入种子内促进秧苗生长。沼液内含有激素类物质，刺激作物生长。

沼液具有抑制细菌的作用，抑制病虫害发生。沼液浸种方法简单，不需增加投入。

(3)沼液的叶面喷肥：

养分丰富且相对富集，是一种速效水肥。

收效快，利用率高，24小时内叶片可吸收附着喷量的80%左右。

促进作物的光合作用，有利于作物的生长发育。对作物病虫害有一定的防治作用，在48小时内害虫减退率达50%以上。

施肥技术：

(3)温室大棚蔬菜沼气CO

2

在一定浓度范围内，与蔬菜产量成正相关。沼气燃烧增加棚温，延长了作物CO

2

增强作物的光合作用，促进作物生长发育。

生长期。CO

2

(4)沼肥栽培蘑菇技术 ：

沼渣已经过厌氧发酵，培育蘑菇时杂菇少。

养分丰富而全面，沼肥含有丰富的氮、磷、钾和微量元素。

管理方便，节省劳力。

用沼渣代替秸秆等育菇原料，增加了原料来源，降低了费用，一般成本下降36%。沼渣种菇，产量可提高15%，一、二级菇比重大。

(5)沼肥种西瓜技术 :

该技术简单易行，成本低。利用沼肥种西瓜，西瓜味甜、个大，产量高，上市期提前。

(6)沼肥种油菜技术 :

沼肥与化肥混合施用，强化了肥力，提高了肥效。沼肥是具有迟速兼备的腐熟有机肥，后效较长，与化肥配合施用，取长补短，比单一施用化肥更能发挥肥力持续优势。油菜施用沼液增产高。综合效益好。油菜施用沼肥，既可减少50% 的化肥需要量，又可增加收入，提高经济效益，同时还可改良土壤结构，增强田地肥力水平，避免因多施化肥造成的土壤破坏，促进农业生产的持续发展。 (7)养殖业中的沼气综合利用技术 :

主要利用沼液和沼渣中营养物质及对动物有生长调节作用的成分。

(a)沼液喂猪 :

养分全面: 沼肥中富含葡萄糖、果糖、脂肪酸、氨基酸等营养物质及其衍生物，并且含有Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Mo、Ni、V、S等必需的微量元素。

无污染：厌氧发酵杀死了致病菌及寄生虫卵。

饲喂方法简单，取料方便，效果明显。

生长速度快，育肥期缩短，提高了出栏率，成本降低35%。

(b)沼液、沼渣鱼塘养鱼技术 ：

沼渣是优质的有机肥料，鱼类生长快，产量高。减少鱼病传染，沼气厌氧发酵杀灭了虫卵、病菌。节约精饲料，降低养鱼成。节省劳力，采用沼气池与鱼塘配套技术。

(c)沼肥稻田养鱼技术 :

沼肥稻田养鱼，既能提高水稻产量，又能获得较高产量的成鱼，同时还能防止水稻病虫害。

(d)沼气孵鸡技术 ：

技术可靠，操作方便。 孵化率高，受精蛋孵化率达到90%，毛蛋孵化率达80%。容量大，耗气少，便于推广。不污染环境，保证孵化质量。保温性能好，传热快。

(7)沼气储粮技术 :

成本低，操作方便，适用性广，无污染，缺氧环境能杀灭病虫害，防治效果好。塑料帐密封沼气气调储粮技术如下：

(8)沼气水果保鲜技术 :

成本低，操作简单方便，无污染。

(9)沼气发电技术：

沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物（例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等），经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电，并可充分将发电机组的余热用于沼气生产。沼气发电热电联产项目的热效率，视发电设备的不同而有较大的区别，如使用燃气内燃机，其热效率为70%~75%之间，而如使用燃气透平和余热锅炉，在补燃的情况下，热效率可以达到90%以上。沼气发电技术本身

提供的是清洁能源，不仅解决了沼气工程中的环境问题、消耗了大量废弃物、保护了环境、减少了温室气体的排放，而且变废为宝，产生了大量的热能和电能，符合能源再循环利用的环保理念，同时也带来巨大的经济效益。

(二)沼气发展中存在的问题：

经过多年来研究、探索和实践，我国沼气生产的发展取得了令人瞩目的成果，现已进入立法的有序发展阶段。但是我国地域辽阔，环境条件不同，地区差异大，加之从过去高度集中的计划经济转向现在的市场经济，沼气建设要走向市场，向产业化方向发展，仍存在一些亟待解决的问题。

（1）农村户用沼气在部分地方仍不能形成具有相当规模的需求稳定的市场。这是因为大多数沼气池的建设仅从炊事用能考虑，综合利用的不确定性因素多，难以从经济效益上吸引农户；另一方面，虽然国家强调要经严格培训，要持有沼气技术职业资格证书的沼气生产工才能从事沼气生产，但是沼气池建造仍然存在进入门槛低的现象。其结果是户用沼气池粗制滥造，偷工减料，“三结合”、“三改”效果很差，在一定程度上挫伤了农户的积极性，也影响到科技创新发展与新技术资金的投入。

（2）沼气工程特别是畜禽养殖业沼气工程的产业化发展受到多方因素的制约。畜禽养殖业利薄，搞大型沼气工程一次性投入较大。一个万头猪场的沼气工程建设，投资要上百万元，这是许多企业所无力承担的。沼气工程自身收益不确定性因素多，综合效益难以体现。多数沼气工程主产品仍是沼气，用来供给周边居民使用，其燃料效益取决于用户多少及供应管网的系统规模。如用于发电，尚无上网、并网的政策与价格等。一旦养殖场亏损倒闭，投入的资金将全部落空，其风险性较大，难以吸引其他方面的投资。沼气工程产生的沼肥，企业一般难以自身

消化；若进入市场，又缺乏竞争力，因为不少种植者根本不去考虑化肥容易造成土壤板结、地力下降等因素，致使沼肥无法与化学肥料进行公平的市场竞争。这些无疑直接影响到沼气工程的经济效益与资金回笼。

（3）沼气的研究开发资金投入少，缺乏统一的标准体系和服务保障体系。参与沼气发酵的关键微生物（如产甲烷细菌等）绝大多数属于厌氧微生物，其生长十分缓慢，繁殖周期较长，试验操作技术要求相对较高，研究周期较长，而研究投入较少，因此基础研究相对困难，研究团队难以壮大。一些关键技术（以沼气3类功能微生物水解发酵菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌的研究为例），虽然已有很大规模的应用，但产气效率低等问题仍无法得到更本性解决。此外，一些相对成熟的技术缺乏统一的标准体系和服务保证体系，影响了完备的沼气建设工业体系的建设。

（4）缺乏行之有效的投资融资机制，使沼气工程技术的推广应用受到很大限制。沼气建设技术，运行成本低，但初始投资高，如果缺乏足够的鼓励政策及连续性政策，势必会运行投资者的积极性，运行产业化的进程。

（5）城市垃圾分类堆放、资源化处理、综合利用亟待推行。目前无论大中城市还是小城镇建设，垃圾数量巨大，目前采取的主要处理方式是填埋，其中，大量的生物质不仅被白白浪费还污染了环境，如开展沼气化处理，进而燃气发电，这对沼气产业发展无疑会起到巨大的推动作用。

（五）我国沼气的发展方向及应用前景：（一）沼气传统利用和综合利用技术：

沼气作为能源利用已有很长的历史。我国的沼气最初主要为农村户用沼气池，20世纪70年代初，为解决的秸秆焚烧和燃料供应．不足的问题，我国政府在

农村推广沼气事业，沼气池产生的沼气用于农村家庭的炊事来逐渐发展到照明和取暖。目前，户用沼气在我国农村仍在广泛使用。我国的大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的建立拓宽了沼气的生产和使用范围。随着我国经济发人民生活水平的提高，工业、农业、养殖业的发展，大废弃物发酵沼气工程仍将是我国可再生能源利用和环护的切实有效的方法。自80年代以来建立起的沼气发酵综合利用技术沼气为纽带，物质多层次利用、能量合理流动的高效农产模式，巳逐渐成为我国农村地区利用沼气技术促进可持续发展的有效方法。通过沼气发酵综合利用技术沼气用于农户生活用能和农副产品生产、加工，沼液用料、饲料、生物农药、培养料液的生产，沼渣用于肥料、的生产，我国北方推广的塑料大棚、沼气池、禽畜舍和相结合的“四位一体”沼气生态农业模式、中部地区的以沼气为纽带的生态果园模式、南方建立的“猪一果”模式、以及其他地区因地制宜建立的“养殖一沼气植”、“猪一沼一鱼”和“草一牛一沼”等模式都是以业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式，沼气发酵综合利用生态农业模建立使农村沼气和农业生态紧密结合起来，是改善农村环境卫生的有效措施,是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，已成为农村经济新的增长点。

(二)沼气发电技术：

沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装臵，以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广。生物质能发电并网在西欧一些国家占能源总量的10%左右。我国沼气发电

有30多年的历史，在“十五”期间研制出20～600kW纯燃沼气发电机组系列产品，气耗率0．6～0．8m3／kw h(沼气热值>21MJ／m3)。但国内沼气发电研究和应用市场都还处于不完善阶段，特别是适用于我国广大农村地区小型沼气发电技术研究更少，我国农村偏远地区还有许多地方严重缺电，如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难，而这些地区却有着丰富的生物质原料。如能因地制宜地发展小沼电站，则可取长补短就地供电。

(三)沼气燃料电池技术：

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装臵。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池(AFC)等。燃料电池不受卡诺循环限制，能量转换效率高，洁净、无污染、噪声低，模块结构、积木性强、比功率高，既可以集中供电，也适合分散供电。燃料电池将是21世纪最有竞争力的高效、清洁的发电方式，它将在洁净煤燃料电站、电动汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面，有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场。沼气燃料电池是最新出现的一种清洁、高效、低噪音的电装臵，与沼气发电机发电相比，不仅出电效率和能量利用率高，而且振动和噪音小，排出的氮氧化物和硫化物浓度低，因此是很有发展前途的沼气利用工艺，将沼气用于燃料电池发电，是有效利用沼气资源的一条重要途径。我国的燃料电池研究始于1958年。但是，由于多年来在燃料电池研究方面投入资金数量很少，就燃料电池技术的总体水平来看，与发达国家尚有较大差距。燃料电池的出现与发展，将会给便携式电子设备带来一场深刻的革命，并且还会波及到汽车业、住宅以及社会各方面的集中供电系统。

(四)污染治理：

对于以农业为主的中国，沼气技术在农业领域正发挥着很大的作用，目前，国家制定法律法规中有许多发展农村沼气的有关政策规定，并在全国各地大力推动大中型沼气工程建设，并且进一步提高设计、工艺和自动控制技术水平。预计到2015年，处理工业有机废水的大中型沼气工程达2500座，形成年生产沼气能力40亿立方米，相当于343万吨标准煤，年处理工业有机废水37500万立方米。农业废弃物沼气工程到2015年累计建成近4100个，形成年生产沼气能力4.5亿立方米，相当于58万吨标准煤，年处理粪便量1.23亿吨，

从而解决全国集约化养殖场的污染治理问题，使粪便得到资源化利用。(五)我国沼气产业化的特点及应用前景：

世界科学技术的发展历史证明，产业化和商业化是加速科学技术发展的动力，也是科技研究成果转化为生产力的根本措施。经过100多年的研究与发展，尤其是近20年的大力推广，我国沼气生产相关技术已经日趋成熟，沼气开发项目的经济性逐步改善，技术市场初具规模，为我国沼气产业化发展奠定了良好的基础。沼气产业化（methane industrialization）指通过微生物以充足的原料为底物，利用厌氧发酵装臵进行生物发酵和相关工艺，规模化、大批量连续生产沼气产品，并形成稳定的沼气产业链的过程。沼气产业化的主要特征有以下几点。

1.沼气产品：

沼气不再是能源供应的配角，而变成了能源生产的主体，具备了天然气、煤气相同的商品属性。沼气产品一旦产业化，便会找到真正属于自己的市场领域，并且具有不可忽视的市场地位。

2.规模化：