摘 要
现在我们所居住的环境在逐步的恶化，面临的环境问题很多，本文主要对用植物秸秆和动物粪便的综合利用来制甲烷进行了研究和分析，并且对产能、如今的使用情况以及未来的前景进行了分析和探讨。沼气已成为我国发展生态农业的重要环节，有着广阔的发展前景，对改善民生条件有重要的战略意义。也是目前最有希望成为替代煤和石油新兴能源。
关键字：沼气、新能源、植物秸秆。
前 言
沼气作为一种能源目前在一些地区得到了应用，而且市场调研发现沼气的使用还是比较经济的。效益还是可观的，但还是存在很多问题，如：脱硫技术、提纯技术、储存技术以及衍生出的一系列技术都需要发展。尤其是工业化大规模生产出纯度很高（也就是甲烷含量很高）的沼气来用作出租车燃气还是一片空白，如果沼气可以在这方面取得成就，我们人类面临的能源问题就会大大得到解决，应为能源问题产生的战争以及各国的不和谐都可以得到解决。那时的社会才叫真正地和平时代。
我国有丰富的秸秆资源，年产量可达7亿多吨，居世界之首，预计2010年增加到8亿吨。其中玉米秸秆占36．7％，稻草秸秆占27．5％[1]，小麦秸秆占15．2％，可作为能源加以利用的秸秆总量为3．761亿吨。实际上，秸秆资源的高值化利用，对于解决我国秸秆焚烧、“三农”问题和作为促进农业可持续发展的重要工业原料具有现实意义，并对我国未来能源、材料（纺织）、造纸、发酵、乃至整个化工行业的发展具有战略性的影响[1]。
1、当前沼气应用现状 沼气全身都是宝。三沼的综合利用是指将沼气、沼液、
沼渣运用到生产生活中，降低生产成本，提高经济效益的一项技术措施。通过综合利用，形成作物秸秆生产食用菌，下脚料养鸡，鸡粪喂猪，猪粪、牛粪进池; 沼气做饭，照明;沼渣肥田，沼液喂猪、养鱼，给粮油作物、果树叶面喷肥，走生态农业新路子。
一、技术问题
如今，沼气的简单发酵技术相对来说已经很成熟了，只需要建立起密闭的发酵装置就行，但是发酵出的沼气往往含有硫元素，如果一个简单的发酵装置发酵出的沼气不经过脱硫，它燃烧后会产生二氧化硫等有害气体进入大气。 建一个沼气池要有经过国家农业部门专门培训的建沼气池的技工人员来施工。国家规定，国家沼气能源项目村的建池工作，要由经过考核而获得了农业部颁发的高级技工证书的高级技工才有资格进行施工。但我们目前存在的问题是这方面的专业人才还很少，集成化技术不高，建池的技术含量中等。但一定要懂得产沼气的原理，才能够建好池，使沼气池真正能够产气。尤其对密封技术要求较严。因为沼气中的主要成分是甲烷，分子比空气还小，很容易泄漏。
二、资金问题
建一个一般的沼气池（8个立方的）需要资金约二千元左右。家里四口人，建议建造一个8立方的沼气池，即够一家人做饭、炒菜、烧开水和热水用。还有沼肥可作优质肥料。
这仅仅适合一个家庭用，如果要进行工业化生产还要有很大的投资，这方面的研究很少，具体的沼气池的大小、所需的资金都没见报道。还有待研究。
三、国家政策
目前沼气的使用情况还不是很好，只有少数地区的养殖大户才有国家和地区的补助，才能建起沼气的生态化循环利用，当然直接发酵出的沼气也含有各种有毒气体，要把这些有毒气体除掉这还需要其他的装置，这个代价是比较大的。：国家补助标准：中央投资补助标准为：西北、东北地区每户补助1200元，西南地区每户补助1000元，其它地区每户补助800元。补助对象为项目区建池农户。
虽然国家有着这么多的补助，但沼气这一能源在实际的生活中并没有得到切实的应用，如在西部地区好多养殖户把动物的粪便进行露天发酵，他们只对发酵后的粪便进行利用，而把沼气这种能源浪费掉了，这不仅是能源的一种浪费，甲烷是温室效应的第二大危害源，因此，对这些能源应该进行规范管理和科学应用。
2、使用的装置
一、简易装置
沼气发酵的装置最简单的就是一个密闭容器，有一个进料口和出料口，再用一个出气管就行了。右图为简单装置的两个平面图。
二、集成化装置
集成化装置为养殖场、水冲厕所、
植物秸秆的产地都比较集中。把产出的
沼气进行脱硫，用于燃料、照明、发电
等很多用途都集中规划利用，这样的优
点在于对环境友好，污染小而且占用体
积相对于分散化的沼气装置小。
面对煤和石油的一天天减少，世界能源危机眼看就要到来，各国的科学家都将目光聚集到了太阳能和一些其他的新能源上。而且还取得了很大的研究进展。我在这里主要介绍一下沼气。
集成化沼气装置示意图
3、沼气作为能源开发利用的现状
机理探究
因为发酵罐中的投入物料为有机物，所含有的元素为碳、氢、氧、氮、磷、硫等。如果直接发酵燃烧将会对大气造成污染，因此在使用时一定要先进行脱硫处理。
一个简单的反应方程如下：
CnHmOaSbPc+H2
nCH4+bSOx+cPOy 如果这些沼气不经过处理直接燃烧排放到大气中反而会增加酸雨的生成。
一、原料使用情况
目前我国对农作物的秸秆使用还很不合理，在很多地方都是直接燃烧来做饭取暖，没有形成规模化综合利用，另外在大中城市中粪便都是直接排除，没有作为有机肥料或者加工后贮存起来进行利用，这样不利于环境的保护，更造成了一部分能源的浪费。如果可以把这些原料在沼气池中进行发酵，发酵后的沼气属于清洁燃料，而且燃烧热值很高，沼渣可以回收加工成为有机肥料。
这样发酵后利用沼气可以减少城市粪便排放的问题，同时也可以解决城市周边农村植物秸秆的乱扔乱放问题。也避免了植物秸秆的直接燃烧产生粉尘污染和含硫物质在大气中的排放。
二、产气量
经过上海市宝山区蔬菜科学技术推广站研究和实验，总结出了沼气的产气量和投放物料的关系。从而说明了沼气的规模化生产利用有很大的发展前景。并且做出了温度对产气量的影响。
注:平均发酵温度为31.8(30- 33)发酵池450m3/只,共2个进料量:粪:水=1:3
三、沼气使用经济效益
沼气在我国各个地区的使用情况存在很大的差距，经济发达的地区沼气的使用情况普遍一点，偏远地区对沼气的利用则比较落后。沼气池的使用最大的缺陷是产气量随温度的变化很明显，在夏天的时候往往是气的剩余量较大，而在冬季的时候会没有气的产生，
另一方面，由于物价上涨、修建沼气成本提高，户养畜禽减少、沼气原料不足，用电用气（液化气）方便省事等原因，群众修沼气的积极性普遍不如从前，单靠利用能源、强调生态效益很难保持沼气的持续健康发展，只有综合利用农村沼气，充分发挥其经济效益，才能赋予沼气新的生命与活力。
但是从长远发展来看，沼气还是有很大的发展前景的，尤其是大型综合型沼气发酵装置。从下面的表格中可以看出一元钱的成本每种能源产生的热值和使用成本。
四、废渣的循环利用
沼气发酵的地方应该在大型养殖场附近或者是粪便和植物秸秆比较集中的地方，这样可以保证产气的原料来源比较方便，以便节约成本。另外在这些沼气规模化生产的基地附近也要建立起配套的化肥生产企业来生产有机肥料，有机肥料是生产纯天然绿色食品必不可少的东西。这样在某一个地区就形成了一个简单的循环系统。当然在现在这种循环技术还不成熟，还有很长的路要走。我们在这方面还要下很大的力气才能真正实现绿色生产，绿色消耗，绿色生活。
4、未来前景
《2011-2015年中国沼气发展前景及投资战略规划分析报告》研究表明，当前国家极力推进新农村建设，发展生物质能源，可以为农村开辟新兴产业，有效延长农业产业链，提高农业附加值，增加农村就业机会，增加农民收入。同时，
发展生物质能源，可以将原来用于直接燃烧的农业秸秆、有机废物等转化为高效、清洁的生物质能源，促进农村循环经济的发展。发展生物质能源让社会更节约。因为生物质能源源于太阳、储于生物，现在广泛使用的沼气、秸秆气化、燃料酒精和生物柴油等，都是取之不尽、可再生的清洁能源。中国生物质能源已经显示出良好的发展趋势。 从第三部分的图表我们可以清楚的看到沼气是最实用且廉价并且是可再生资源，假如将来石油和煤等化石燃料已经枯竭，如果氢不能方便利用的话，那么在遥远的将来估计沼气会成为人类最重要的可再生性资源。
但是，国家没有重视将城市中的粪便利用，只是排出到城市外边，仅仅是一次转移，并没有进行能源的利用。说白了，一个大型城市就是一个最大的养殖场，其中产生的粪便与周边农村的植物秸秆进行综合利用。这样会解决城市中的燃气不足，再进一步加工提纯可以用于出租车的燃气问题。
沼气的使用前景是很好的，就是在工业化过程中需要解决的技术问题、资金问题以及合理配套建设配套设施的问题都是急需要解决的问题。当这些问题全都解决了我们在新能源方面的进展将会走在世界的前列。
参考文献：
1.刘冰.稻秸秆化学成份分析及研究[J].河北纺织.2010(4):22-25
2.彭亚民.当前关于农村沼气的开发与应用问题的研究[J].企业导报.2012(18):283-284
3.冯恭衍,陈玉良,蔡建国,等.沼气能源综合利用研究(一)[J]..栽培技术.2002(1):26-27
4.赵庆阳.西峡县“三沼”综合利用模式介绍[J]..农家参谋·种业大观:2012(8)
5.刘建敏.从村家用沼气发酵工艺参数的优选研究[D].西南大学.2006
6.蒋楠.沼气发酵处理城市生活垃圾试验[J].四川职业技术学院学报.2003(8):61-63
7.陈文优.农村户用沼气发酵工艺的优选及其残余物评价[D].2009
8.刘宗钱,张德祥.生态沼气建设关键技术简析[J].南方农业.2012(9):68-70
摘 要
现在我们所居住的环境在逐步的恶化，面临的环境问题很多，本文主要对用植物秸秆和动物粪便的综合利用来制甲烷进行了研究和分析，并且对产能、如今的使用情况以及未来的前景进行了分析和探讨。沼气已成为我国发展生态农业的重要环节，有着广阔的发展前景，对改善民生条件有重要的战略意义。也是目前最有希望成为替代煤和石油新兴能源。
关键字：沼气、新能源、植物秸秆。
前 言
沼气作为一种能源目前在一些地区得到了应用，而且市场调研发现沼气的使用还是比较经济的。效益还是可观的，但还是存在很多问题，如：脱硫技术、提纯技术、储存技术以及衍生出的一系列技术都需要发展。尤其是工业化大规模生产出纯度很高（也就是甲烷含量很高）的沼气来用作出租车燃气还是一片空白，如果沼气可以在这方面取得成就，我们人类面临的能源问题就会大大得到解决，应为能源问题产生的战争以及各国的不和谐都可以得到解决。那时的社会才叫真正地和平时代。
我国有丰富的秸秆资源，年产量可达7亿多吨，居世界之首，预计2010年增加到8亿吨。其中玉米秸秆占36．7％，稻草秸秆占27．5％[1]，小麦秸秆占15．2％，可作为能源加以利用的秸秆总量为3．761亿吨。实际上，秸秆资源的高值化利用，对于解决我国秸秆焚烧、“三农”问题和作为促进农业可持续发展的重要工业原料具有现实意义，并对我国未来能源、材料（纺织）、造纸、发酵、乃至整个化工行业的发展具有战略性的影响[1]。
1、当前沼气应用现状 沼气全身都是宝。三沼的综合利用是指将沼气、沼液、
沼渣运用到生产生活中，降低生产成本，提高经济效益的一项技术措施。通过综合利用，形成作物秸秆生产食用菌，下脚料养鸡，鸡粪喂猪，猪粪、牛粪进池; 沼气做饭，照明;沼渣肥田，沼液喂猪、养鱼，给粮油作物、果树叶面喷肥，走生态农业新路子。
一、技术问题
如今，沼气的简单发酵技术相对来说已经很成熟了，只需要建立起密闭的发酵装置就行，但是发酵出的沼气往往含有硫元素，如果一个简单的发酵装置发酵出的沼气不经过脱硫，它燃烧后会产生二氧化硫等有害气体进入大气。 建一个沼气池要有经过国家农业部门专门培训的建沼气池的技工人员来施工。国家规定，国家沼气能源项目村的建池工作，要由经过考核而获得了农业部颁发的高级技工证书的高级技工才有资格进行施工。但我们目前存在的问题是这方面的专业人才还很少，集成化技术不高，建池的技术含量中等。但一定要懂得产沼气的原理，才能够建好池，使沼气池真正能够产气。尤其对密封技术要求较严。因为沼气中的主要成分是甲烷，分子比空气还小，很容易泄漏。
二、资金问题
建一个一般的沼气池（8个立方的）需要资金约二千元左右。家里四口人，建议建造一个8立方的沼气池，即够一家人做饭、炒菜、烧开水和热水用。还有沼肥可作优质肥料。
这仅仅适合一个家庭用，如果要进行工业化生产还要有很大的投资，这方面的研究很少，具体的沼气池的大小、所需的资金都没见报道。还有待研究。
三、国家政策
目前沼气的使用情况还不是很好，只有少数地区的养殖大户才有国家和地区的补助，才能建起沼气的生态化循环利用，当然直接发酵出的沼气也含有各种有毒气体，要把这些有毒气体除掉这还需要其他的装置，这个代价是比较大的。：国家补助标准：中央投资补助标准为：西北、东北地区每户补助1200元，西南地区每户补助1000元，其它地区每户补助800元。补助对象为项目区建池农户。
虽然国家有着这么多的补助，但沼气这一能源在实际的生活中并没有得到切实的应用，如在西部地区好多养殖户把动物的粪便进行露天发酵，他们只对发酵后的粪便进行利用，而把沼气这种能源浪费掉了，这不仅是能源的一种浪费，甲烷是温室效应的第二大危害源，因此，对这些能源应该进行规范管理和科学应用。
2、使用的装置
一、简易装置
沼气发酵的装置最简单的就是一个密闭容器，有一个进料口和出料口，再用一个出气管就行了。右图为简单装置的两个平面图。
二、集成化装置
集成化装置为养殖场、水冲厕所、
植物秸秆的产地都比较集中。把产出的
沼气进行脱硫，用于燃料、照明、发电
等很多用途都集中规划利用，这样的优
点在于对环境友好，污染小而且占用体
积相对于分散化的沼气装置小。
面对煤和石油的一天天减少，世界能源危机眼看就要到来，各国的科学家都将目光聚集到了太阳能和一些其他的新能源上。而且还取得了很大的研究进展。我在这里主要介绍一下沼气。
集成化沼气装置示意图
3、沼气作为能源开发利用的现状
机理探究
因为发酵罐中的投入物料为有机物，所含有的元素为碳、氢、氧、氮、磷、硫等。如果直接发酵燃烧将会对大气造成污染，因此在使用时一定要先进行脱硫处理。
一个简单的反应方程如下：
CnHmOaSbPc+H2
nCH4+bSOx+cPOy 如果这些沼气不经过处理直接燃烧排放到大气中反而会增加酸雨的生成。
一、原料使用情况
目前我国对农作物的秸秆使用还很不合理，在很多地方都是直接燃烧来做饭取暖，没有形成规模化综合利用，另外在大中城市中粪便都是直接排除，没有作为有机肥料或者加工后贮存起来进行利用，这样不利于环境的保护，更造成了一部分能源的浪费。如果可以把这些原料在沼气池中进行发酵，发酵后的沼气属于清洁燃料，而且燃烧热值很高，沼渣可以回收加工成为有机肥料。
这样发酵后利用沼气可以减少城市粪便排放的问题，同时也可以解决城市周边农村植物秸秆的乱扔乱放问题。也避免了植物秸秆的直接燃烧产生粉尘污染和含硫物质在大气中的排放。
二、产气量
经过上海市宝山区蔬菜科学技术推广站研究和实验，总结出了沼气的产气量和投放物料的关系。从而说明了沼气的规模化生产利用有很大的发展前景。并且做出了温度对产气量的影响。
注:平均发酵温度为31.8(30- 33)发酵池450m3/只,共2个进料量:粪:水=1:3
三、沼气使用经济效益
沼气在我国各个地区的使用情况存在很大的差距，经济发达的地区沼气的使用情况普遍一点，偏远地区对沼气的利用则比较落后。沼气池的使用最大的缺陷是产气量随温度的变化很明显，在夏天的时候往往是气的剩余量较大，而在冬季的时候会没有气的产生，
另一方面，由于物价上涨、修建沼气成本提高，户养畜禽减少、沼气原料不足，用电用气（液化气）方便省事等原因，群众修沼气的积极性普遍不如从前，单靠利用能源、强调生态效益很难保持沼气的持续健康发展，只有综合利用农村沼气，充分发挥其经济效益，才能赋予沼气新的生命与活力。
但是从长远发展来看，沼气还是有很大的发展前景的，尤其是大型综合型沼气发酵装置。从下面的表格中可以看出一元钱的成本每种能源产生的热值和使用成本。
四、废渣的循环利用
沼气发酵的地方应该在大型养殖场附近或者是粪便和植物秸秆比较集中的地方，这样可以保证产气的原料来源比较方便，以便节约成本。另外在这些沼气规模化生产的基地附近也要建立起配套的化肥生产企业来生产有机肥料，有机肥料是生产纯天然绿色食品必不可少的东西。这样在某一个地区就形成了一个简单的循环系统。当然在现在这种循环技术还不成熟，还有很长的路要走。我们在这方面还要下很大的力气才能真正实现绿色生产，绿色消耗，绿色生活。
4、未来前景
《2011-2015年中国沼气发展前景及投资战略规划分析报告》研究表明，当前国家极力推进新农村建设，发展生物质能源，可以为农村开辟新兴产业，有效延长农业产业链，提高农业附加值，增加农村就业机会，增加农民收入。同时，
发展生物质能源，可以将原来用于直接燃烧的农业秸秆、有机废物等转化为高效、清洁的生物质能源，促进农村循环经济的发展。发展生物质能源让社会更节约。因为生物质能源源于太阳、储于生物，现在广泛使用的沼气、秸秆气化、燃料酒精和生物柴油等，都是取之不尽、可再生的清洁能源。中国生物质能源已经显示出良好的发展趋势。 从第三部分的图表我们可以清楚的看到沼气是最实用且廉价并且是可再生资源，假如将来石油和煤等化石燃料已经枯竭，如果氢不能方便利用的话，那么在遥远的将来估计沼气会成为人类最重要的可再生性资源。
但是，国家没有重视将城市中的粪便利用，只是排出到城市外边，仅仅是一次转移，并没有进行能源的利用。说白了，一个大型城市就是一个最大的养殖场，其中产生的粪便与周边农村的植物秸秆进行综合利用。这样会解决城市中的燃气不足，再进一步加工提纯可以用于出租车的燃气问题。
沼气的使用前景是很好的，就是在工业化过程中需要解决的技术问题、资金问题以及合理配套建设配套设施的问题都是急需要解决的问题。当这些问题全都解决了我们在新能源方面的进展将会走在世界的前列。
参考文献：
1.刘冰.稻秸秆化学成份分析及研究[J].河北纺织.2010(4):22-25
2.彭亚民.当前关于农村沼气的开发与应用问题的研究[J].企业导报.2012(18):283-284
3.冯恭衍,陈玉良,蔡建国,等.沼气能源综合利用研究(一)[J]..栽培技术.2002(1):26-27
4.赵庆阳.西峡县“三沼”综合利用模式介绍[J]..农家参谋·种业大观:2012(8)
5.刘建敏.从村家用沼气发酵工艺参数的优选研究[D].西南大学.2006
6.蒋楠.沼气发酵处理城市生活垃圾试验[J].四川职业技术学院学报.2003(8):61-63
7.陈文优.农村户用沼气发酵工艺的优选及其残余物评价[D].2009
8.刘宗钱,张德祥.生态沼气建设关键技术简析[J].南方农业.2012(9):68-70