生态农业本身就是一种多元能源的农业发展道路，开发农村能源是建设生态农业的战略措施。以多级循环为主的生态农业，有各种各样不同模式和类型，其中以沼气为纽带的生态模式堪称是一枝独秀。沼气生产过程不仅可以最大限度地利用太阳能，并在沼渣沼液中保持原有的N、P、K等元素和有机质成为生态系统第二循环过程中的优质有机肥料和饲料，大大提高生态系中能流和物流的质量，这就是沼气生产在生态农业中的起的突出作用。
现在全国已有60%以上的沼气户（约300万农户）发展以沼气为纽带的庭院经济，农民增加收入9亿元以上。湖北省开展沼气、沼液、沼渣的综合利用的农户已超过20万户，年增收4000多万元。“九五”期间，随着农村产业结构的调整，为农村沼气发展提供良好机遇，湖北省将新增20-25万户农村家用沼气池用户，开展“三沼”综合利用农户将达到35万户以上，种植业、养殖业与沼气三结合或种植业、养殖业、加工业、沼气四结合利用类型的模式将进一步推广普及。为使这种模式在湖北省农村大量发展实施，应该注重选择各种养殖、种植业专业户大力举办沼气，以期获取最好的能源、生态经济效益，同时提高农民用能质量和水平，充实小康内涵。
2、实施能源--环保工程，推进城乡有机废水的厌氧消化处理，获得环保能源双效益。
大中型沼气工程，作为一项新兴能源--环保工程，具有与其他能源工程（如城市煤气）不同的优越性的特点；
a、在工程目标上，煤气工程单纯制气，而沼气工程除制气外，又治理污染，并可获取有机肥料，而且不同的工程有不同的侧重点。
b、在制气原料上，煤气工程使用煤炭，这些煤炭还需经长途转运，而沼气工程使用就地可取的可再生生物质如禽畜粪便、食品、酿造、制药等企业排放的有机废水，全部是污染环境的废弃物。
c、从规模讲，煤气工程一般规模较大，沼气工程则可因地制宜，大中小并举，国家计委、农业部曾组织城市生物资源调查，不少中小城市的日排放高浓度有机废水上万吨。如按每吨COD5万毫克/升浓度的废水计算可产沼气20立方计算，每天排放1500吨有机废水所产的沼气即可供近2万户居民使用。如将这些工厂和郊区畜牧场统一规划，联片供气，将对城镇煤气化不足起到补充作用。
d、从建设周期来说，新建一个煤气气源厂，至少3-5年，而沼气工程，从动工到产气不到一年。
e、从投资上看，“六五”期间，平均每户1500元，政府还要对用户每人补贴煤气费4元，现在每增加一个煤气用户至少投资2000元。如河北唐山市煤焦制气厂每增加一个用户需增加投资1250元，而河北华北制药厂的沼气工程，每户仅需投资563元，还可节约排污罚款每吨1.27元。上海浦东煤气厂平均每户基建投资1500元，每千卡煤气成本3.8×10-5元，而上海前进农场的沼气站平均每个沼气用户投资709元（为浦东煤气厂的47.3%），制气成本为每千卡3×10-5元（比浦东煤气厂低21%）。
目前湖北省的大中型沼气工程无论其规模，其范围，其投资额均是远远不够的。一方面大量的粪便，工业有机废水的排放污染了环境，另一方面，处处在呼吁能源短缺，广大城镇居民迫切要求使用优质气体炊事燃料。这两大矛盾的最优化解决的办法就是积极、慎重地兴建大中型沼气集中供气工程，实践已反复证明只有这种对生物质能集约化应用的方式可同时做到治理环境污染，回收优质能源的双重效益。
3、开展生物质固化和气化的研究与试验，为农村小康化提供商品性能源。
关于加快开展我省生物质能集约化应用的建议
综上所述，既然开发生物质能在湖北省具有重大的战略意义，是发展生态农业的根本有效措施，而湖北省又具有开发利用生物质能的良好自然资源条件，对生物质能的集约化应用也具有一定的基础，那么制定规划，采取措施，加速湖北省生物质能利用技术的发展则是当然之举。建议如下：
1、将生物质能的应用纳入湖北省国民经济和社会发展“九五”计划和2010年规划。
2、制订切实可行的优惠政策和支持措施。
3、抓好示范项目，推选产业建设。
由于生物质能集约化应用，目前主要是面向广大农村和中小城镇，因此应以点带面，抓好示范项目，然后推而广之，使之形成气候，推进产业建设，示范项目的选取须注意：技术先进而又成熟，工艺不甚复杂，成本不是很高，能源利用率较高，经济和社会效益明显等，近期可以考虑围绕省柴节煤灶、生物质炭化有条件的地方可将固化气体裂解等技术综合使用和沼气工程等示范项目推进产业建设。
1981年起，国家提倡农村使用省柴节煤灶，注重节约、实用、方便的统一，经过十年努力，便迅速控制了过量燃用生物质资源的严峻局面，新型高效炉灶成为农民欢迎的厨具，现在全国有1.2亿农户使用热效率超过20%的炉灶，较旧式炉灶节些30-50%，1994年我省普及省柴灶已达1000万户，目前是，省柴节煤灶正向多功能、商品化方向发展，是农村能源一宗主要产业。
近年来湖北、河北、江苏、山东、安徽等省将秸秆开发为“生物煤块”，直接替代煤炭，供乡镇企业锅炉使用，或者进一步炭化，供乡镇企业锅炉使用，或者进一步炭化，制成生物炭，出售给冶金行业或提供出口，这样每亩秸秆可增值40-50元，压块机和生物煤已成为新产业。
另外，大型的沼气工程集中供气站在抓沼渣沼液的综合利用中，也呆派生出饲料、肥料等加工企业，小型户用沼气工程也可带动发展预制模块，家庭沼气--养殖等产业。
4、加强技术科研工作并突出重点。
新能源技术是世界新技术革命的支柱技术之一，高效率的利用生物质属于高科技领域，正在迅速发展，有许多技术难关须要攻克，有许多新产品有待开发研制，有许多成功的新技术要很好地消化吸收和推广应用，因此，科研工作至关重要，应大力加强，增加投资。
由于小柴炉灶和沼气工程已基本定型，只是巩固推广应用的问题，湖北省在“九五”期间可将生物质的气化、固化技术列为近期重点科研攻关项目，随着农村小康目标实现，农民用能水平、质量和设备现代化将成为评价小康内涵的重要内容，可以预见，炊事和采暖用能及其设备最具市场活力，可再生能源产品从研制经中试到商业利润回收，不同阶段应形成自身的梯度构架，即①成熟技术向市场投入一批，商业利润回收一批；②向市场过渡中试示范投入一批；③重点科技攻关项目起动一批。
“九五”期间逐步开展以下工作；
①进一步研究完善生物质气化装置，并扩大功能，开拓市场，进入食品、中药材、养殖、种植业的烘干供热领域。
②对生物质固化成型技术，建议两个面向，即一是制炭，一是制“生物煤”，制炭市场效益高，但对压制成型技术要求高：比重1.35-1.45，机械弯曲强度38kg/cm2，抗压强度320kg/cm2，关键技术是磨损件的使用寿命和可靠性，低压成型产品“生物煤”压制强度低，比重0.5-0.6，做到易燃，可运储，取代煤和柴。
③生物质热解液化技术难度较高，但应安排少量科技人员跟踪国内外动向，做些技术储备，为下一世纪生物质高品位产品进入市场打下基础。
以下项目对湖北省农村的现实虽然是较长期的，投资是巨大的，但2010年可能是被接受的产品：
a、热值达到（9350-450）×4.1868J/m3的可管道输送的甲烷化煤气和热解水煤气；
b、生物质注氧/蒸汽气化甲烷化，生产液体燃料替代矿物燃料油；
c、生物质制氢技术。
④重视生物质能软课的研究，为制定正确研究开发方针，少走弯路，减少失误，做好工程技术项目的前期准备，提供依据的佐证。
关键词：生物燃气发酵技术反应器沼气
沼气发酵工艺是指从发酵原料到生产沼气的整个过程所采用的技术和方法。这个过程主要包括原料的收集和预处理，接种物的选择和富集，消化器的启动和日常操作管理及其他相应的技术措施。
1沼气发酵中的微生物
在沼气发酵过程中，各种微生物之间的关系非常复杂，甲烷的产生式各种发酵微生物相互协同、相互制约产生的。这种复杂的关系既体现在分解菌和产甲烷菌之间，同时也体现在分解菌之间和产甲烷菌之间的相互作用。其实分解菌与产甲烷菌之间的关系主要是，不产甲烷菌为产甲烷菌提供长生和产甲烷所需要的物质，产甲烷菌又为分解菌提供生化反应解除反馈抑制；分解菌为产甲烷菌提供适宜的氧化还原条件；分解菌为产甲烷菌清除有毒物质；分解菌与产甲烷菌共同维护生化环境中适宜的pH值。
产甲烷菌是在沼气发酵过程中将各种简单的有机物转化为甲烷的微生物。从1916年俄国微生物学家分离得到了世界上第一株甲烷菌开始，目前已知的甲烷菌有5个目200多个种，主要是嗜热自氧甲烷杆菌、嗜树木甲烷短杆菌、史氏甲烷短杆菌、马氏甲烷球菌、沃氏甲烷球菌、万尼氏甲烷球菌、黑海产甲烷菌、卡利亚库产甲烷菌、运动甲烷微菌等。
2沼气发酵工艺
沼气发酵工艺包括用户和大中型的发酵工艺工程两大类。用户类的沼气发酵工艺主要是家庭型的、较小的工艺过程，主要分布在亚洲国家，比如中国的水压式沼气池和印度的哥巴士沼气池发酵系统，这些发酵系统利用的是人和动物的粪便、污水等作为原料。我国的沼气发酵工艺从20世纪90年代开始就推广，并且不同地方的特点发展成了“三结合”、“四位一体”、“五配套”等各种各样的沼气发酵系统，带动了一大批以沼气技术作为基础的生态农业发展模式，给当地人带来了客观的经济和生态价值。中国的沼气发展工艺主要是将种植、养殖和沼气发酵等工艺有机的结合到一起，这几个过程相互促、相互协助，共同发挥3个过程的最大价值，实现有物质和能量的循环利用。如主要位于我国西北部的“五配套”生态能源模式就是主要由沼气池、厕所、太阳能、暖圈、水窖、果园灌溉等5个部分组合而成的一个相互联系相互发展的一个系统。
3沼气的利用
沼气的用途十分广泛，目前用的最多的就是将沼气转化为热能供工厂或者农场内部使用，还可以将沼气转化为电，体居民的生活提供持续的电力支持，此外还能将剩余的电用于厌氧环境的加温，有利用生成更多的沼气。此外，沼气还能作为汽车燃料，作为汽油的代替品，目前已有多个国家建立沼气燃料的加气站，为这种汽车提供加气服务。而燃料电池作为一种新型的清洁、环保、低噪音的电池正受到许多国家的青睐，已经在整个欧洲进行了试验和示范，具有很大的发展前景。
4发展的重点和方向
关于发酵工艺工程的发展重点和方向，从国内外看主要有以下几点。
（1）发酵微生物的培育速度加快，更多的适应不同原料和工艺的环境的发酵微生物正在广泛的研究，并且这些微生物的沼气转化率非常高，能够很好的利用发酵原料，为不断的扩大沼气原料和原料利用率提供了可能。
（2）干发酵技术成为了研究的重点，干发酵的配套工艺和设备也是目前发展的配套工艺，将会有很大的作为。
（3）在沼气的后处理方面，发展提取更纯的沼气和沼气压缩技术，为沼气的扩大利用提供可能。
参考文献
[1]刘晓风，廖银章，刘克鑫.城市有机垃圾干法厌氧发酵研究[J].太阳能学报，1995，16（2）.
[2]孙国朝，邵延杰，连莉文，等.干法厌氧发酵工艺条件的研究[J].太阳能学报，1985，6（3）.
农业生物质是指自然界的植物、粪便以及农产品加工业的有机废弃物等，是可循环和可再生利用的有机物质。伴随着石油价格持续暴涨和一次性化石燃料资源渐趋枯竭，各国都面临着制约经济发展的能源危机，如何尽快开发、利用新能源成为全球范围越来越紧迫的难题。在某种程度上，能源问题已成为当今世界的头号问题，资源与环境、发展与停止、战争与和平都在能源问题上聚焦。邯郸是农业大市，生物质资源十分丰富，种类繁多且分布广泛。因此，应发挥优势，大力发展，积极推进。
一发展生物质产业的现实意义
生物质产业既是新兴的朝阳产业。也是发展现代农业的新增长点。其发展意义主要表现在以下几个方面：
(1)发展生物质产业是落实科学发展观，实现可持续目标的客观要求
生物质产业是以可再生的生物质为原料生产能源、生物材料等产品的新兴产业。近代生物质产业萌生于20世纪30年代，当时美国对剩余农产品大豆、玉米进行开发，生产变性淀粉、大豆印刷油墨、大豆生物柴油等产品。到了70年代，由于石油危机的影响，人们开始尝试用生物燃料替代石油，美国和巴西用玉米、甘蔗生产燃料乙醇获得成功。近年来，随着能源紧张和保护环境的需要，发展生物质产业成为各国的重要发展战略。美国等西方先进国家已经从能源安全与社会可持续发展的战略角度，先后制定了生物质资源开发的中长期发展规划，并从科学研究、产业政策、社会管理等不同层面提出了确保规划目标得以实现的具体措施和对策。我国生物质资源生产潜力可达650亿吨／年，折含33亿吨标准煤，相当于每年化石资源消耗总量的3倍以上。随着我国现代化进程的推进，能源与资源短缺必将日益加剧。大力加强生物质产业的开发与培育，对于缓解能源短缺、改善环境、扩大乡镇产业规模、促进循环经济的发展具有重要意义。邯郸作为生物质资源大市，积极发展生物质产业，不仅可以提高农林畜等有机废弃物的综合利用：还能减少环境污染，发展循环经济，可谓一举多得。
(2)发展生物质产业是促进全市经济快速增长的新动力
(3)发展生物质产业是解决“三农”问题的重要途径途
大力发展生物质产业，构建符合邯郸市多元化生物质产业链及其综合发展模式，可以推动全市由传统的初级农产品生产向生物质制品加工产业领域的全面扩展，促进以传统农业为龙头，以食品加工、工业发酵、生物化工、生物质原材料、生物质能源等生物质产业为主体的新型乡村产业体系的发展，对于扩大农村产业规模、发展经济和解决“三农”问题具有重要意义。发展生物质产业还可以改善农村生活环境、增加农民收入和提高农民的生活水平。因此，要从战略和全局的高度，充分认识加快发展生物质产业的重大意义，增强发展生物质产业的责任感和紧迫感，认真谋划，扎实推进，促进全市生物质产业实现较快发展。
二发展基础和条件
(1)农作物秸秆
2007年，全市各类农作物播种面积108.02万hm2，其中可利用秸秆的作物播种面积分别是：小麦38.94万hm2，玉米32.69万hm2，棉花9.47万hm2，油料5.51万hm2，蔬菜13.71万hm2，稻谷、豆类、薯类、谷子等其它作物6.94万hm2，近年来，全市年农作物秸秆产量大约在800万吨以上，其中还田的约占15％，工业用料约占2.3％，饲料约占24％：其余的可为能源所用，但真正有效利用的却很少，也可以说，这巨大的有机资源长期以来没有达到很好的利用，大多被丢弃或焚烧，既浪费资源又污染环境，成为一大公害。对生物质产业而言，有效利用秸秆资源，是一笔宝贵的能量资源和物质财富，可以替代能源，保护耕地肥力和根治白色污染。
(2)人畜粪便
(3)能源作物
邯郸市能源作物种植量比较少，主要包括甘薯、甜高粱、蓖麻、大豆等能源作物。2007年，薯类种植11934hm2，大豆17905hm2、甜高粱400多hm2。甘薯主要集中在西部丘陵、山区及平原地区的沙薄旱地，甘薯干物率高，淀粉含量高，是加工淀粉和乙醇最廉价、最优质的原料：甜高粱适宜在盐碱地种植，其秸秆用来发酵提取乙醇：甜高粱作为高粱的变种，具有耐干旱、耐水涝、抗盐碱等多重抗逆性，具有广阔的适宜种植空间；蓖麻是重要的工业油料作物，蓖麻油广泛用于航空和精密仪器的油、刹车油和防护油，其衍生物可提取加工几百种精细化工产品。
(4)能源林
三目前全市生物质利用现状
近年来，邯郸市生物资源开发力度逐渐加大，使生物质产业得到较大发展，主要利用情况如下：
(1)在发展沼气方面
邯郸市发展沼气起步较早，自上世纪70年代至今已有30多年，但有组织地大规模发展却是近几年的事情。特别是自2000年国家实施“生态家园富民计划”以来，邯郸市立足本地实际情况，把推进实施生态家园富民工程作为促进农民增收、建设小康社会的一项重要工作来抓，连续6年被列入市委、市政府的“民心工程”。截止2006年，全市共建成户用沼气池33.34万个，占总农户数量的18％，建池总量为全省第一：建成沼气示范村600个，大中型沼气工程3600m3；建成沼气生态农业示范园16处，发展沼气生态农业示范基地120万亩。依托沼气生态农业建设，每年可为农户提供优质生活燃气1.6亿多m3,提供优质有机肥1000多万吨，年生猪饲养量平均增加50多万头，经核算每个示范户年均可实现增收节支2600元以上。在发展沼气工程过程中，共探索和总结出具有地方特色的3种沼气模式，即庭院生态模式、园区配套模式、温室组合模式：同时试制成功10KW、30KW、50KW等不同规格的沼气发电产品。目前，全市有临漳县、磁县、永年县、涉县、邯郸县、大名县、魏县、广平县等8个县被列为河北省生态家园富民工程示范县，其中临漳县是河北省唯一、全国10个“生态家园富民计划示范县”的其中之一。
在大中型沼气工程开发方面，全市大中型沼气工程建设主要集中在规模化畜禽养殖较发达的西部山区，目前已建成50m3以上的沼气工程16处，总计3600m3。这些工程主要分布在武安市、涉县、峰峰矿区、邯郸县，以处理畜禽粪便污染、改善环境、解决本地农村用能和为周边农民集中供气为主要目的。从发酵工艺和建设技术角度看，大中型沼气工程建设利用层次仍然很低，大都是地下建池、常温发酵，主要用来处理粪便污染。值得一提的是，配合大中型沼气工程建设技术，本市试制成功了10～50千瓦的沼气发电技术，并在邯郸县超藤葡萄园和明珠花卉示范园区得到了成功应用，计划下一步大力推广。
从沼气推广情况看，不仅仅在农村应用，一些大的公共场所也在推广应用。据河北日报2008年9月1日第6版显示，邯郸县投资92.8万元，在本县第三中学等5所试点学校实施兴建沼气池、改建厕所等工程。目前，绿色节能沼气厕所已在各试点学校建成投入使用，并在全县中小学校推广。改造后的厕所和沼气池成为一体，配置了沼液回流冲厕设施。学校食堂、宿舍、厕所等排放的生活污水和粪便所产生的沼气，经处理后通过管道引入食堂气灶，用于学校的供暖、供热水，产生的沼肥还可以作为无害化的有机肥，用于学校的花圃施肥。此举既改善了卫生状况，又满足了学校食堂做饭、烧水以及冬季供暖等需要。
(2)在发展秸秆气化方面
小麦、玉米秸秆占全市各类农作物秸秆总量的78.4％，是秸秆气化利用的主要对象。秸秆气化是生物质能开发利用的一种主要方式。该技术是将秸秆在缺氧的状态下燃烧、裂解生产低热值煤气，通过集中供气系统输送到各家各户使用，不仅可以提高农村地区能源的利用效率，改善农村生活环境，而且实现了炊事、采暖现代化，提高了农村城镇化建设水平。目前，全市共建有气化站16个，其中武安市12个、涉县2个，邯郸县1个、肥乡县1个，为12个村4000多户农民进行集中供气做饭、照明、采暖，全市每年用于秸秆气化的秸秆4300多吨。
(3)在发展生物质发电方面
近几年来，邯郸市生物质发电取得了突破性的进展。截止目前，成安县、大名县、曲周县、邱县、馆陶县、魏县等6个县秸秆热电项目已列入全省规划。成安县、大名县、馆陶县热电项目建设规模均为2×24MW机组，总投资5亿元：曲周县、邱县、魏县秸秆热电项目建设规模均为2×12MW机组，总投资2.6亿元。成安县秸秆热电项目由国能生物发电有限公司投资建设，一期工程已于今年初开工建设，年底正式并网发电运行：其它5个县秸秆热电项目处于前期准备阶段。
生物柴油一诞生，因它的清洁性和可再生性，就引起了世界发达国家，尤其是资源匮乏国家的高度重视。它以黄连木等油料林木果实为原料制成的液体燃料，是优质的石油、柴油代用品。近年来，西方国家加大生物柴油商业化开发力度，投资规模增大，美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚、印度等国家都在积极发展这项产业。
(4)在发展能源林方面
在发展能源林方面，邯郸市早在2004年就着手开始谋划此项工作。经过调查，已确定把乡土树种黄连木作为建设油料能源林的主要树种，选定条件好的县(市)制定了培育示范基地发展规划。目前，全市现有黄连木总面积7200h2，其中片林4900h2，零散黄连木折合面积2300h2，243万株。在现有树木中，新植幼树100h2，成林面积3100h2，年产量5909吨。从栽培结果看，在正常情况下，黄连木苗定植后，5～7年开始结果(大树改接2～3年可结果)，8～10年进入盛果期，盛果期可达百年以上，生长良好的大树单株可产籽50～100公斤，最高株产200公斤，种籽出油率40％。
目前，肥乡县正在发展生物柴油。2003年5月份，由邯郸市古衫生物质有限公司为业主，福建古衫生物能源有限公司提供技术，在肥乡县城建成年产3万吨生物柴油及植物油酸，总投资3300万元。
四当前存在问题和今后发展建议
{1)建立健全组织机构
(2)采取多元化投资方法
发挥财政资金对生物质产业发展的支持和引导作用，加大财政资金支持力度，建议市级财政每年安排一定数额的专项资金，逐步建立“邯郸市生物质产业专项基金”，以贷款贴息、补贴等方式，对新产品研发、技术引进、产业化示范等给予重点支持；生物质产业基地所在地政府，也要采取有效措施，加大投入，支持生物质产业发展；各级政府和有关部门要切实加大对生物质产业的扶持力度，鼓励、引导工商企业和社会资金参与生物质产业发展，支持和引导重点生物质企业加大投入。在实行多元化投资的基础上，各级政府和有关部门还要在争取资金、项目备案核准、融资担保、技术信息、人才培训、科技成果转化等方面提供最大程度的扶持和服务，形成全社会支持、共同关心生物质产业发展的良好氛围。
(3)培育壮大龙头企业
应把生物质产业发展纳入到市、县国民经济和社会中长期发展规划中，明确发展目标、重点领域和关键举措。按照突出优势、重点突破和规模化、产业化发展的原则，谋划、建设一批生物质产业重点项目和基地，在市政府确定的“大产业、大基地、大园区、大项目”四大建设中要占有一定比重。在项目建设上，要选择一批创新能力强、产品市场前景好、具有竞争优势的龙头企业。在科研攻关上，要把技术引进、品牌培育、内外合作与重组等方面作为重点项目给予支持。在发展龙头带动上，积极推动企业迅速扩大规模、增强实力，努力使之成为带动产业快速发展的龙头企业；同时，要争当全省和全国的表率和领头羊，至少要占有一席之地。
(4)不断优化投资环境
各级政府和有关部门都要为发展生物质项目创造良好的投资环境和氛围。特别是项目所在县(市、区)，要为项目业主创造良好的服务环境、建设环境；既要落实硬件，更要注重软环境，凡是政府承诺的事项要不折不扣地加以落实；要积极主动地协调解决问题，提高办事效率：要加强推进内外战略合作，依托龙头企业和优势产品，积极开展与国内外战略投资者在基地建设、产品研发，技术创新和人才培养等方面的合作，迅速壮大规模和实力，不断提高企业在更高水平上与国外竞争的能力；要鼓励企业加大对生物技术研发的投入，加强重点企业技术中心建设：支持有关高校和公益性研究机构基础设施建设，鼓励以产、学、研方式，吸引社会资金，共建具有国内领先水平的工程实验室、工程研究中心等工程化平台，提高技术集成和工程化研究能力。
(5)要及时捕捉信息
近年来，榆社县委县政府，强抓机遇，坚持巩固、提高和发展的基本原则，把农村沼气建设与节约能源、治理环境、生态建设、扶贫开发、调整农业产业结构、提高农民群众生活质量相结合。坚持因地制宜、多能互补的发展思路，科学规划，合理布局，建管并重，扎实推进。加强全县农村沼气推广技术力度和服务体系建设，推进以沼气为主的农村多种可再生能源建设事业全面发展，进一步开展与户用沼气配套的多能互补技术和项目开发，深入开展沼气、沼渣、沼液综合利用的研究和推广，不断提高我县农村可再生能源建设利用水平。
一、户用沼气建设项目
1、户用沼气建设情况
截止目前，全县共完成户用沼气建设7929户，（其中，2006年国债1500户、2007新农村4190户，2008年国债2000户，2009年退耕还林11户、2010年退耕还林228户）从使用情况看，现在正常使用的2775户，占建池总数的35%；间歇使用的2220户，占建池总数的28%；全县平均使用率为63%。
2、户用沼气的生态、环境和社会效益
榆社县农业局积极鼓励农民发展沼气建设产业，全力发展沼气生态链。把兴建沼气池与改厕、改圈、改厨、改院结合起来，实现畜禽养殖、厕所、沼气池“三位一体”。沼气池的普及建设和推广为榆社县“猪-沼-果”、“猪-沼-菜”、“猪-沼-粮”、“猪-沼-瓜”等一大批各具特色无公害农产品的种植提供了沼气能源生态模式。目前，我县的沼气建设户已达7929户，沼液喂猪规模为17980头，实施沼液浸种84788亩，沼肥种果1580亩，沼液种菜8068亩，沼液种瓜1800亩。通过综合利用调查表明：建一个8立方米的沼气池年可节约标煤2吨，节电100度，减少化肥用量150公斤，共折合人民币1000元，全县7929个沼气池，共增收节支792余万元，三沼综合利用技术的推广应用，为农业生产提供了大量优质有机肥料，大大减少了化肥和农药施用量，由于沼肥富含生物活性物质，可明显提高农产品质量，有效促进了无公害蔬菜和绿色食品的开发，为农民生活质量的改善搭建了平台。
二、村级服务网点建设项目
随着沼气建设在我县的蓬勃发展，建池数量的增加，搞好农村沼气的后续管理和服务，保证所建沼气池长期高效运行，已经成为解决沼气用户的后顾之忧、推进我县沼气又好又快发展的瓶颈。为此，我们紧紧围绕专业化服务、物业化管理、市场化运作的原则，建立健全全县服务网点。目前，全县9个乡镇都陆续建起了沼气物业服务站，从业人员达到50余人。
1、村级服务网点项目建设情况
我县的38个农村沼气服务网点已全部运行，正在逐步完善，项目已全部落实到乡、村，服务网点的检测设备、抽渣车、沼气配件、定制的38套沼气宣传版面、文件柜、柜台和印发的各种沼气宣传资料等已全部发放到服务网点。与市农业局签定了项目合同，沼气技工已全部服务上岗。在项目实施中我们按照文件要求全部达到“六个一”的标准：一处服务所、一套进出料设备、一套检测设备、一套维修工具、一批沼气配件，一处原料预处理场所等。
2、网点建设的目的
通过农村沼气村级服务网点的建设、运作、科学规划，沼气技术和沼气配套物资服务的完善，为我县农村沼气长久运行探索适宜服务模式，实现了沼气配套器材供应、更换到户，沼气技术服务指导直接到户。通过村村都有沼气技术员，逐步完善了沼气建设管理和服务体系，提高了服务质量，保证了全县所建沼气池安全正常运行，解决了沼气户的后顾之忧。
三、高效低排放生物质炉项目
1、项目建设的目的
通过试点使用高效低排放户用生物质炉，把我县农村的各种果树枝、秸杆、玉米芯等废弃生物质作为燃料，用于农户采暖和做饭使用。从而摸清和了解到生物质炉具在我县农村实际使用的效果及其产生的经济效益和社会效益，为生物质炉进一步推广使用提供可行性依据。
2、项目实施后取得的实际效益
四、省柴节煤吊炕项目
我县是典型的农业县，全县果园面积5.7万亩，玉米面积16.2万亩，有相当丰富的果树枝和玉米秸秆可作为省柴节煤连炕灶的优质原料。截止目前，我县已建设省柴节煤吊炕5000铺，该项目的实施，有效地解决了农村燃料紧缺的问题，改善了农村生活、生态环境，提升了优化环境指数，为开展新农村建设新局面搭建了平台。达到了农村农民节能、减排、增效的完美效果。发展省柴节煤连炕灶建设项目是造福农民的好事、实事，是改善生态环境的必然选择。
五、可再生能源事业健康发展
沼气用户在种植业和养殖业方面都得到了实惠，为全县推广可再生能源起到了示范样板作用。在样板作用的带动下，广大农民深刻认识到，发展可再生能源不仅可以保证和改善农业生态环境，合理利用自然资源，而且可以提高劳动生产率和资源利用率，促进农业可持续发展。因此，农村基层干部和群众迫切要求发展以沼气为主的农村可再生能源，全县已建设沼气用户7929户、服务网点38处，推广生物质炉示范户300户，省柴节煤吊炕5000铺，太阳能路灯90盏。
六、农村可再生能源发展思路
1、因地制宜，农民自愿
新建户用沼气每年要坚持农民自愿的原则，而且新建数量不能大，要逐年发展，保证建一户用一户。要因地制宜，着眼长远，从农村的实际出发，充分考虑农村畜牧养殖水平、农户宅院位置、农民生活习惯等各方面的因素，充分尊重农民意愿，尊重客观规律，因村制宜，因户制宜，真正从具备发展使用沼气条件或者说通过努力可以具备发展使用条件的农村和农户入手，扎扎实实把沼气建设使用作为一项长期性的工作抓下去。
2、牧沼结合，互利互补
3、加大资金扶持，促进沼气正常运行
4、提高质量，完善标准
对现已建成并投入使用的沼气用户，采取逐一排查摸底的方式，征得用户的理解和支持，多方筹措资金，对沼气建设进行高标准的改造，提高质量标准，完善配套设施，使我县的沼气项目实现真正“一池三改”的标准，使用户用得开心、政府放心、群众舒心。
5、完善体系，强化服务
继续加强农村沼气的物业化管理，实行服务体系完善，服务收费规范化，使服务被用户接受，服务体系不断壮大。加强沼气的管理服务是沼气能否正常使用的重要环节，应引起各级政府部门的高度重视。希望有关部门在现在服务体系、网点的基础上，进一步完善县、乡、村三级服务网络体系建设，培养专业技术队伍，加强技术装备，提高技术指导和服务水平，按照市场化的运作模式研究制定运作机制，使技术人员愿意服务，能够解决故障和问题，使用户点得着、用得上，出了故障有人管，管得了，只有这样，沼气建设使用才能真正惠及千万群众。
6、加强宣传，珍惜成果
还需加强宣传力度，不失时机宣传以沼气为主的可再生能源，给社会一个对可再生能源的再认识。强化沼气用户“三分建设、七分管理”的意识，珍惜国家巨额投资建设的成果，破除怕麻烦、不愿管的传统落后思想和习俗，真正使沼气能够建一座、用一处，烧得旺，达到方便、快捷、安全、卫生的要求。
1300万千瓦
2011年11月，有媒体披露《可再生能
源“十二五”发展规划》中有关生物质能
源部分规划内容已初步定稿。到2015年
底，生物质发电装机将达1300万千瓦，
到2020年将达3000万千瓦，在2010年底
550万千瓦的基础上分别增长1.36倍和
4.45倍。
点评：发展目标的确定将对涉足生
物质发电、垃圾焚烧发电以及生物燃料
业投资该领域的信心。
2世界最大非粮燃料乙醇企业被迫
停产
2011年3月21日，世界规模最大的木
薯乙醇生产企业广西中粮生物质能源有
限公司被迫全面停产。据媒体报道，问
题主要集中在车用乙醇汽油推广过渡期
过长，导致乙醇汽油市场覆盖率下降；
普通汽油与车用乙醇汽油长期混用导致
部分消费者车辆油耗增加、动力下降，
造成消费者对乙醇汽油的误解；燃料乙
醇生产企业发展面临困难等方面。
点评：社会加油站普通汽油的价格
优势加上消费者对乙醇汽油不科学的认
识和误解，使得乙醇汽油在广西的推广
使用难度不断加大，直接导致燃料乙醇
生产陷入困局。
3国航生物燃料首次验证飞行成功
2011年10月28日，国航使用现役波音
747-400型客机加载由中石油与霍尼韦尔
旗下UOP公司合作生产的航空生物燃
料，在首都国际机场执行了验证飞行，
并取得成功。此次试飞使用的生物燃料
不用对飞机或发动机作出任何改变，仅
仅是对石油燃料进行了替换。
点评：本次试飞，将有助于削减运
营成本并降低飞机温室气体排放量，在
中国航空发展史上具有重要里程碑意
义。
4用地沟油制生物柴油免征消费税
2011年6月30日，财政部、国家税务
总局联合通知，划定了废弃动植物
油生产纯生物柴油免征消费税的适用范
围，详细列出四种免征消费税的生物柴
油原料。此前，国家曾过生物柴油
免征消费税的政策，但并没有明确免征
范围。
点评：出台这个措施是为了防止地
沟油、潲水油流入食品行业，鼓励企业
将这些废弃动植物油转化为工业用油。
生物柴油作为一种绿色能源，对柴油是
一个补充。
5中国设专项资金收集城市餐厨废弃
物
2011年5月26日，国家发展改革委、
财政部联合《循环经济发展专项资
金支持餐厨废弃物资源化利用和无害化
处理试点城市建设实施方案》，将设专
项资金重点支持试点城市餐厨废弃物的
收集、运输、利用和处理体系的建设和
改造升级，以及法规、标准、管理体系
等能力建设。回收的废弃油脂将用于炼
化生物柴油和化工产品，以及一些低碳
环保的装修材料。
点评：餐厨废弃物问题处理利用好
了则可以变废为宝、化害为利，从源头
上解决用“地沟油”加工食用油的非法行
为，避免将餐厨废弃物直接喂猪，有效
解决餐厨废弃物作为生活垃圾填埋或焚
烧造成的资源浪费和环境污染问题，实
现社会效益、经济效益和环境效益的统。
6河南30家生物柴油企业全部停产
截至2011年10月，河南省境内的近
30家生物柴油企业目前全部处于停产状
态，最早通过环评的洛阳新天源已停产
两年。地沟油收购价过高是致使生物柴
油企业停产的主要原因。生物燃料产业
要实现真正规模化发展，还需国家政策
扶持和引导。目前最迫切的做法是要对
餐厨垃圾的处置立法，餐厨垃圾的回收
处理不能市场化。
点评：目前国内所有生物柴油企业
都还在夹缝中生存，被上游地沟油供应
商挤压，受下游生物柴油用户逼迫，利
润偏低。
7全国沼气标准化技术委员会在北京
成立
2011年12月15日，全国沼气标准化技
术委员会暨国际标准化组织沼气技术委
员会秘书处在北京成立，挂靠于农业部
科技发展中心。
点评：成立全国沼气标准化技术委
员会有利于加强沼气行业标准化工作，
提高沼气技术水平。有利于规范沼气行
业发展，提高沼气工程建设质量。有利
于沼气产业健康发展，创沼气产业名
牌。
8西部规模最大的垃圾发电项目投入
试运行
2011年9月30日，由重钢三峰环境产
业集团公司联合美国卡万塔控股集团共
同建设的成都九江环保发电厂正式投入
试运行。该项目占地约90亩，共配置了
3台垃圾焚化炉，是目前西部规模最大、
工艺最先进的垃圾焚烧发电厂。
点评：该发电厂每天处理城市生活
垃圾约2000余吨，平均每日发电74.7万千
瓦时。
除电厂自用外，剩余的电全部送至
九江变电站，可供8万户居民使用。
9世界最大生物质发电厂在广东运营
2011年10月18日，由广东省粤电集团
投资的目前世界上单机容量及总装机容
量最大的生物质发电厂正式投入商业运
营。广东粤电湛江生物质发电项目为2台
5万千瓦机组，其中1号机组已于2011年
8月底投运；2号机组现已顺利通过96小时
满负荷试运行，试运期间，机组平均负
荷率达100.6%，各项技术参数指标优
良。该生物质发电项目每年可替代约10万
吨标煤，减少二氧化碳排放约30万吨，减
少二氧化硫排放近2000吨。
点评：该项目在纯生物质燃料前提
下，采用具有自主知识产权的循环流化
床技术，进一步提升发电机组的效率，
成本和污染物排放更低、燃料适应性
强，燃烧温度低有效抑制结渣、腐蚀令
灰渣综合利用价值提高，更为节能环
保。
10国内首个生物质炉VER自愿减排项
目在河北启动
2011年12月10日，由河北光磊炉业有
限公司实施的“30万台生物质炉具
VER自愿减排项目”在河北省故城县启
动。项目第一期将于2011年底前在故城
县推广5000台生物质炉具，配套建设30个
秸秆成型燃料厂，年产秸秆成型燃料
1.5万吨，替代标准煤7500吨，年减排二
氧化碳近2万吨。这是国内首个在生物质
炉具行业实施的VER自愿减排项目。
点评：生物质炉具是一种新型高效
低排放炉具，燃料以生物质为主，采用
2中国已有的大中型沼气工程的现状和问题
2．1大中型沼气工程的现状
2．2主要技术问题
我国大、中型沼气工程从其诞生之日起，目标一直是要把养殖场的粪污废水治理到符合环保部门规定的排放标准。其中最重要的指标是生化需氧量(BOD、COD)、氨氮含量和总磷含量。为了实现治污和废水达标排放，除了首先通过厌氧沼气发酵大幅度降解生化需氧量外，还须想方设法继续降低生化需氧量和在脱氮、脱磷上下大功夫。为此，在畜禽养殖场沼气工程的厌氧段之后，不得不附加一系列的设施，例如，序批式好氧沟(SBR)、曝气池、人工湿地等，先天性地造成造价和运行成本双过高。其次，大多数工程的厌氧发酵池(罐)从结构上说，基本上只是产气率很低的户用水压式沼气池的放大。而且大多数规模化猪场采用水冲粪工艺，导致进入厌氧发酵罐的料液TS浓度过低，不仅影响升温和热效率，而且沼气的产出量也不可能多;更成问题的是致使沼液量过大，不得不进行旨在“达标排放”的后段处理，而且对沼渣/液的利用也形成了先天的巨大障
碍。
国家发展和改革委员会能源局2009年公布了“工业化规模化沼气开发”项目执行情况［2］。该项目是联合国开发计划署(UNDP)和全球环境基金(GEF)1997年以来在华支持的。虽然通过项目引进了不少国外主要是欧洲的先进技术，但总体看，各个具体的工程沼气发生效率仍不高。平均容积产气率只有0．4m3/(m3·d)，距离较理想的2～4m3/(m3·d)或更高的水平相差很远。报告指出，“工业规模的沼气(年)产量中，只有12亿m3作为能源被利用”;因此“目前大部分沼气工程还是以处理废物为主，没有进行能源生产”。
在只有高投入，没有或很少收入的前提下，养殖场不可能有应用大、中型沼气工程的积极性。因此，必须从根本上颠覆长期以来大、中型沼气工程单纯为处理污水/厩粪服务的“环保型”沼气的格局;还要改变沼气“土法上马，因陋就简”的传统粗放模式和在人们心目中“小打小闹，成不了大气候”的形象。使之成为具有现代化内涵的一种新型的能源－环保产业。
3欧盟国家的沼气早已越过“环保主导”阶段，进入产业化
欧盟国家的沼气发酵工程在经历了短暂的主要为处理畜禽粪便服务的过程后，很快发展到产业化。这是因为早在20世纪70年代，瑞典等国的学者就已发现，对城市生活污水的好氧处理会产生大量污泥。如不做进一步处理，将成为二次污染源。而通过对污泥的厌氧发酵，则可在大幅消化污泥的同时获得数量可观的沼气。经过净化和提纯，能作为天然气的替代品。
3．1欧盟国家的生物天然气———净化提纯沼气20世纪90年代中期以后，沼气在欧盟国家的利用开始登上一个全新的台阶———实现商品化［3］。
在欧盟国家，沼气净化和提纯已经是成熟的技术。在主要的技术中，高压水洗法是使用率最高的一种，市场占有额达56%;其次为变压吸附法(PSA)，占27%，再其次为化学吸附法，占8．7%。
3．2欧盟国家发展生物天然气的动力和政策性支持
出现以上态势的背景，首先是欧盟的《生物燃料指令》，规定到2010年底，生物燃油在交通运输燃油总消费量中的比例必须不少于5．75%，以及出台对替代燃油的补贴政策。各国对沼气平均补贴水平不一。以沼气发电每千瓦时计，德国最高，达0．18欧元，最低的法国亦有0．06欧元。其次是相应国家的政府希望扩大清洁能源，包括由可再生能源生产的所谓“绿色电能”的使用，从而大幅度地减少温室气体的排放量;再次是为了减少对从俄罗斯进口天然气的过分依赖，提高能源的自给水平。
以瑞典为例，政府支持产业沼气的政策措施包括:
1)对建设沼气工程的企业/农场给予工程投资30%的补贴;
2)对沼气纯化后替代燃料免征石化燃油使用税;
3)减征沼气企业的增值税;
4)免征车辆拥堵税。
此外，由于沼气纯化后无论是供车用还是直接进入天然气管网，主要用户是城市居民。因此瑞典特别注重城市管理当局对发展产业沼气的引导和支持作用。
联合国工业发展组织的《生物能源战略》［5］指出，近年来，沼气早已摆脱了仅仅是对废弃物，包括粪便、厩粪和生活有机垃圾作厌氧发酵处理的形象，而成为一个新能源产业。至少在欧洲已是如此。它已经可以从现代能源作物如(整株)玉米、小麦，以至加入到能源作物轮作体系中的古老作物种(如牧草)中直接提取出来，而且其净能产出效率完全可与堪称最佳的能源作物甘蔗和油棕媲美。同第二代生物燃油相比，沼气提供的是近于闭合的植物营养物质循环，能循环利用植物内部几乎所有的营养物质，因而化肥需要量大幅减少。
在欧盟制定的到2020年可再生能源必须占总能源消费量20%的强制性目标中，至少25%的份额将依靠沼气［6］。
3．3沼气的综合效益
与其他形态的生物能源比，沼气的单位土地面积能量产出率最高。以在瑞典南部每公顷土地生产的生物量转化为燃料可驱动轿车行驶的里程计，沼气为67600km;而生物乙醇和生物柴油分别只有22400km和23300km［7］。后者能量转换率低的关键在于，用木质纤维类生物质制生物乙醇时，物料的预处理需要消耗大量能源;其次是稀乙醇液的多次蒸馏也要消耗大量能源。而沼气是由生物质经厌氧转化得到，在所有生物能源的能量转化方式中，厌氧发酵的生物化学转化效率最高。相比之下，乙醇转化过程中，有相当一部分生物质(主要是五碳糖)不能被利用。
在减排温室气体方面，产业沼气与常规石化燃料，包括其他生物能源相比，都有极显著的优越性。以生命周期(LCA)分析法计算，每产生1MJ的作功能量所排放的CO2，汽/柴油为80g，沼气为－60g。
国际可再生能源中心的N．Bassam在其生物能源专著中指出，在所有的生物燃料中，生物天然气具有最高的全生命周期能效率，最低的CO2足迹，单位土地面积生物能量产出最多，使用的原料范围最宽［8］。甲烷的温室气体当量是CO2的25倍。畜禽粪便和有机废液如果随意露天贮积，其自然厌氧发酵产生的大量沼气就会直接进入大气，造成比CO2严重得多的温室气体效应。如果将当前我国畜禽养殖场、工业有机废水和城市污水所含的生物能都开发利用起来，则理论上可相应减少全国CO2年排放总量约8%。
生物天然气生产也具有很好的经济可行性。在欧盟国家，与常规石化燃油比，生物天然气免征CO2税(每千米排放CO2超出120g上限，每多1g征收2欧元)和免征能源税(汽油和柴油则每升分别征收0．65欧元及0．47欧元)。在我国，虽然尚未出台对生物天然气的补贴政策，但由于原料来自废弃物和下脚料，即便加上净化和提纯的费用，总成本也不高。根据几个示范项目的初步实践，比起若干城市的车用燃气价和华南地区的液化气价，生物天然气有每立方米约2元的净利润空间。
需要强调的是，任何时候都不要忘记，在中国发展生物能源包括产业沼气，最首要的出发点是振兴农村经济，增加农民就业和收入。以农作物秸秆为例，如果秸秆能通过用先进技术和工艺制成沼气利用，种粮农民每亩(注:1亩≈667m2)可多收入300元左右，相当于甚至超过种粮的亩纯收入;而用边际土地和退耕还林、草的土地种植沼气专用能源作物，每亩至少可额外收入500～800元。
4中国沼气技术路线变革和技术的升级换代
4．1技术路线变革和技术升级的必要性
对照欧盟国家开发生物天然气产业的成功经验，我国大、中型畜禽场沼气工程的工艺和技术存在很大差距。突出表现为容积产气率不理想和运行不稳定。因而不能稳定地和大量地产出沼气，也就谈不上发展沼气产业。
造成原料、工艺和技术上差距的主要原因是:
1)单一粪污原料的C/N值过低(15～20)，干物浓度(TS)也过低(一般只有6%左右)。虽有利于微生物的繁殖和活动，但很不利于大量地产出沼气。
2)物料的水解、酸化、产H2和产CH4等对环境条件要求不同的过程混在一个反应罐内，互相牵制。
3)在反应罐内不能形成质量好、能比较稳固保持的厌氧颗粒污泥。
4)反应罐内物料的搅拌不足甚至没有。
5)反应罐内运行温度无保证。一般低于中温发酵(37℃)的要求;更达不到高效的高温发酵所需的温度(50℃)。
6)缺乏标准化的过程控制，操作完全凭经验，不能及时发现运行问题，也不能适应物料物理、化学性质多变的特点。
4．2技术路线变革和技术升级的内容
多年的正、反面经验教训已经证明，大量产沼气并取得显著经济效益须成为大、中型沼气工程的首要目标;必须在高效提取有机废水/废弃物中的生物能源过程中，自然而然地同时完成有机残留物(体现为生化需氧量指标COD/BOD)的降解。至于沼渣、液，则应在减量技术的支持下，加工成优质的有机复合肥料，而彻底取消了传统的脱氮、磷环节，避免沼渣、液无法实际利用的尴尬。此外，采取沼气随产、随加工(净化，提纯)随输出(并入天然气管网或用CNG车拉至天然气用户处)，以取消造价昂贵的大型储气罐，从而从多方面大幅度降低建造和运行成本。为达到能源与环保的“双赢”，还必须针对上述技术差距，对大、中型沼气工程厌氧发酵技术和工艺作彻底的改革，使其实现升级换代。
实现这一转折的关键，在于技术路线的根本性变革。即改变原料组成，设法加大物料浓度;通过特殊设计，使相当一部分发酵液回流，不但可用于对原料的接种，同时可大幅减少沼液的产生;将剩余的沼渣和少量沼液直接加工成为颗粒状有机－无机复合肥，作优质商品肥出售。加上使用保(中)温甚至高温发酵和连续搅拌工艺，确保大量产出沼气。
5我国技术人员对产业沼气的探索
5．1近年来沼气产业化的一些成功案例
近年来，国内在利用城市污水处理产生的好氧污泥、填埋垃圾规模化产沼气方面，已有零星的案例。如青岛市引进法国技术处理生活污水并利用所产沼气发电的项目。又如大连市夏家河污泥处理厂采用德国厌氧发酵工业制气技术，将全市数家污水处理厂产生的污泥集中沼气发酵，产出沼气净化、提纯到城市煤气的质量标准，进入城市煤气管网(日处理污泥600t，日产沼气煤气1．1万m3)。它们基本上是使用从欧盟国家引进的技术。但沼气产业化主要还是集中在利用养殖场的粪污规模化地生产沼气。
国内首家肉种鸡养殖企业上市公司“山东民和牧业”，有150万只种鸡和年370万只肉鸡的生产量。沼气工程利用沼气发酵系统日处理300t鸡粪及500t废水。日产沼气2．8万m3，发电厂装机容量3MW，日发电7万kW·h，年收入2000万元。通过交易认证减排量(CERs)获得了碳交易资金支持，成为国内首家获准CDM的农业企业。核准的年CO2减排量6．9万t，年收入700万元。鉴于生物天然气更好的经济效益，该企业正在筹备沼气的净化提纯。
北京德青源蛋鸡场以鸡粪为原料建起沼气发电厂。厌氧反应罐容积4×3000m3，日处理鸡粪212t，日产沼气1．9万m3，日发电3．84万kW·h，这些工程或多或少地都引进了欧盟国家沼气技术和设备。
最新的进展之一，是利用高浓度有机废液和利用纯秸秆生产沼气，具有中国自己的特色。如河北省耿忠生物质能公司自行研发的完全使用青(黄)贮玉米秸秆的沼气工程。容积产气率达到1m3/(m3·d)。
5．2沼气对天然气的直接替代
由于受粗沼气不能液化或压缩的局限，以往国内规模产沼气的企业几乎均采取沼气就地利用方式，或直接通入燃煤锅炉混燃替代一部分煤，或使用专用发电机发电。但这些方式的能效都很不理想，且需要配套昂贵的专用设备，经济效益也差。目前，通过对沼气净化和纯化，使其达到车用或管道天然气的质量，已成为国内生物燃气研发新的热点。
5．3中国产业沼气的“富矿”———高浓度有机废液在沼气原料上，中国有发达国家所没有的农产品加工规模和有机废弃物/废液的资源量。高浓度有机废液的产沼气潜力最高。虽然技术难度很大，但已取得突破。反过来，一些重要的原则也有利于指导大、中型沼气工程技术的升级换代。
在目前国内占绝大多数的用厩粪为单一原料的沼气工程中，干物浓度(TS)过低一直是容积产出率［一般只有0．5～1．0m3/(m3·d)］的致命性制约因子。例如，猪、牛粪的干物含量均低于10%，而用水冲法清粪的猪场，其注入沼气发酵装置的干物浓度更只有1%～3%，沼气产出量远远达不到规模化的要求。另外，干物含量高的原料，如青贮能源作物或秸秆，虽然发酵物料的干物浓度可高达12%以上，有助于提高容积产出率，但由于流动性差，大多只能采取物料发酵罐内滞留期长达数十天的干式发酵工艺，影响工程的效率。高浓度有机废液则兼具两者的优点。一方面，由于是液态，能够适用于高效的水流式厌氧发酵工艺，物料在发酵罐内滞留期只有1～2天;另一方面，由于其很高的化学需氧量(COD)浓度意味着非常高的有机干物浓度，从而为实现很高的容积产出率提供了基础条件。因此，理论上说，无论从资源量上还是可发酵产气性上，它将与专用能源作物一起，成为我国产业沼气两大极为重要的原料。
5．4糖蜜/木薯制乙醇高浓度有机废液沼气利用的关键
总体上说，高浓度有机废液的处理难度很大，必须有专门的技术和设施。20世纪70年代，荷兰瓦赫宁根农业大学的G．Lettinga发明了上流式厌氧污泥床(UASB)技术，嗣后在全球得到广泛应用。
90年代该技术被引入我国。也有不少试图用以处理糖蜜/木薯制乙醇产生的高浓度有机废液的案例。但实践表明，该工艺无法适应高酸度、难降解有机物多、硫化物含量高和COD浓度过高(20000～100000mg/L)的有机废液的特点。高浓度有机废液特别是糖蜜乙醇废液和木薯乙醇废液的有效处理，一直被国内外业界公认是个难题。UASB的设计，是针对低浓度有机废液的，不能适用是很自然的事。
UASB－TLP技术是日本爱博公司开发的一种针对高浓度有机废液的高效处理技术。其主要优点是发酵罐内分别形成层流、涡流和脉动流三个区，能使厌氧污泥颗粒与高浓度有机废水高效率地接触反应，从而大大提高了厌氧装置的有机负荷和反应效率［9］。在其基础上，我们针对糖蜜乙醇废液和木薯乙醇废液的特点，进行了菌群筛选与优化、颗粒污泥最佳培养条件的选择和控制，并改进了厌氧罐体内部结构，获得了成功。在中试(800m3厌氧罐)规模下，COD负荷达到25kg/(m3·d)。这项成果使高浓度有机废液的处理效率，比国内普遍使用的UASB技术提高近10倍，而造价只有约三分之一。近年先后在广东农垦三和酒精厂及广西武鸣县安宁淀粉厂等5家企业得到应用。其中，两家企业的沼气日产量均达到30000m3。当前正在建设产业沼气商品化利用示范项目。
6我国产业沼气的资源量估算
6．1传统原料产沼气的资源量
我国发展产业沼气的潜力非常大。仅畜禽养殖场废水、工业有机废水和城市污水三项合计的COD年排放量超过1亿t。到2020年将增至年排放约2亿t。如果将其所含的生物能都开发利用起来，则每年至少可产生830亿m3沼气;加上垃圾填埋气，年产沼气量共计为1500亿m3沼气，折合860亿m3甲烷。可替代近900亿m3的天然气，比2008年我国天然气的实际消费量还多出近100亿m3。这里还未计入两大类新兴沼气资源:每年几亿吨的农作物秸秆和大有希望的可在边际土地上大量种植的沼气专用能源作物。
6．2新兴的沼气原料
欧盟国家近年来研发沼气专用能源作物作沼气原料，是因为传统的沼气原料不够用。而能源作物的土地－能量生产率比用于生产燃料乙醇和生物柴油高好几倍。例如，在地处寒温带的瑞典，采用整株玉米和整株能源甜菜青贮后制沼气，单位土地年产出的能量几乎与巴西的甘蔗(制乙醇)相仿(每公顷农地年产的乙醇或沼气可驱动汽车行驶4万～4．5万km)。整株玉米、甜菜和若干牧草(如虉草、冬黑麦和芒)均是理想的对象。能源作物制沼气潜力很大，将成为产业沼气的一类主要原料。德国沼气产出总量中已有20%来自沼气专用能源作物。欧盟国家沼气专用能源作物的使用方式是全株青贮后再作发酵原料。这一点对我们有很大的启发。尽管因地少人多的国情，中国不可能大量种植整株青贮利用的沼气专用能源作物，然而目前粮食作物特别是玉米秸秆的利用方式和效率却是可以彻底改变和大幅度提高的。
对玉米收获前后的秸秆成分的分析发现，对于秸秆厌氧发酵性能至关重要的4项指标，在秸秆变干后都发生了非常不利于沼气发酵和其他生物能转化方式的变化。例如，木质素含量几乎提高了1倍，使木质素大量与纤维素和半纤维素结晶，严重阻碍了后两者在生化转化过程中的降解。因此，培育果穗成熟时茎秆仍然青绿的专用玉米品种，并采取在收果穗时同时收获/青贮茎秆的技术路线，将可以大大拓宽沼气的原料来路，与粮食安全没有任何矛盾。
沼气发酵技术可以利用几乎任何形态的生物质。我国虽然人多地少，但“地少”主要是耕地少，而草地面积和林地面积却分别是耕地的3倍和2倍。其上生长的各种生物质都是广义的“能源作物”，特别是在亚热带分布广，温度高且雨量大，生物产量之巨难以想象。包括降水量只有400mm的半干旱地区。我国上亿公顷的退耕还林/草地及退化草原，如果实施“营养体农业”(即着眼于收获最大可能的生物量而非谷物籽粒)，则可充分利用充足的光照、雨热同期及多年生草、灌木耐旱力极强的特性，生产出大量可作为沼气原料的生物质［10］。