當前,我國農業(yè)農村有機廢棄物缺乏有效處理,其帶來的環(huán)境污染問題較為突出。此外,農村地區(qū)能源結構不夠合理,缺乏清潔高效的能源供給。在美麗鄉(xiāng)村建設和碳達峰、碳中和雙重目標背景下,研究并推廣厭氧消化制沼氣技術對改善農村人居環(huán)境、優(yōu)化能源結構具有重要意義。
一、我國農業(yè)農村有機廢棄物亟需處理
農業(yè)農村有機廢棄物數(shù)量大、難處理,是我國環(huán)境污染關注的重點。農業(yè)農村有機廢棄物主要來自種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和村鎮(zhèn)生活垃圾。據(jù)統(tǒng)計和估算,全國農作物秸稈產量約為8.7億噸(2019年);全國畜禽糞污產量約為33億噸(2018年);全國農村地區(qū)生活垃圾理論產量為2.1億噸(2018年)。然而,農村地區(qū)難以建立針對農業(yè)農村有機廢棄物的大規(guī)模收集-轉運-處理系統(tǒng),大量有機廢棄物被隨地丟棄或就地焚燒,污染問題十分嚴峻。
為解決上述問題,農業(yè)農村有機廢棄物亟需尋求合理處理路徑。在眾多處理技術中,厭氧消化技術不僅可實現(xiàn)農業(yè)農村有機廢棄物的“就地消納”,也可使其轉化為清潔能源為農村供能。
二、厭氧消化技術的應用具有多重效益
厭氧消化技術是指農業(yè)農村有機廢棄物通過厭氧發(fā)酵產生沼氣、沼液和沼渣,在就地消納有機廢棄物的同時為農村地區(qū)提供清潔能源并帶來其他經濟效益。
厭氧消化技術可為農村提供清潔能源。有機廢棄物厭氧發(fā)酵產生的沼氣可作民用燃料,滿足農民日常的炊事、取暖需求;在進一步提純成生物天然氣(CH4)后,還能注入天然氣管網,作車用燃料和工業(yè)用氣。厭氧消化技術的使用和普及可減少農村散煤使用,減少農村大氣污染物排放,并助力農村地區(qū)實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標。
此外,有機廢棄物經厭氧消化后還會產生沼液、沼渣,經處理后可變?yōu)橛袡C肥料,發(fā)展生態(tài)農業(yè)。
三、厭氧消化技術具有廣泛應用意義——以阮家埠村與高臺縣為例
目前,厭氧消化集中供氣工程已在我國多地村鎮(zhèn)和縣域建成并投入使用,取得了良好效益。相關案例可被復制和推廣,加強有機廢棄物處理處置能力,優(yōu)化農村能源結構、改善農村生態(tài)環(huán)境,為建設美麗鄉(xiāng)村樹立典范。
厭氧消化集中供氣工程在小型村鎮(zhèn)的應用取得顯著效益。浙江省阮家埠村建設聯(lián)戶(200戶)沼氣工程,采用全混厭氧發(fā)酵工藝(CSTR),以畜禽糞便為原料,日均產氣200m³,沼氣經脫硫凈化后為阮家埠村200戶村民集中供氣,產生的沼液、沼渣供周邊農田、珍珠養(yǎng)殖塘作為優(yōu)質有機化肥使用。該工程每年可為農戶節(jié)省煤氣及化肥費用約18萬元。
厭氧消化技術也適用于大中型縣城關鎮(zhèn)。甘肅省高臺縣以縣內8萬人產生的餐廚垃圾、居民糞便、市政污泥、工業(yè)企業(yè)產生的藥渣、西紅柿渣和郊區(qū)產生的玉米秸和牛羊豬糞等物質為原料,采用濕式厭氧消化技術,發(fā)酵得到的沼氣提純成生物天然氣供應于加氣站,還可為村鎮(zhèn)民用和工業(yè)企業(yè)供氣;得到的沼渣、沼液等物質可加工成為液體或固體有機肥料。
厭氧消化技術就地消納了農業(yè)農村有機廢棄物,為農村地區(qū)提供清潔能源并助力生態(tài)農業(yè)建設。該技術適用于我國廣大農村地區(qū),需進一步應用、復制、推廣,助力建設美麗鄉(xiāng)村、實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標。
原標題:專家觀點 | 李秀金:基于沼氣的農村能源全方位供給模式——以村鎮(zhèn)和縣域為例
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