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户用沼气池综合效益评价方法

户用沼气池综合效益评价方法
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:3172    更新时间:2014/5/21

发展农村沼气,已经得到党和国家的高度重视,受到农民的热烈欢迎,体现出了显著的能源、经济、生态和社会效益,成为建设社会主义新农村的重要组成部分。党的十六届五中全会指出,要大力普及沼气。那么农村沼气的效益到底体现在什么地方?需要对其能源、经济和生态影响做出客观评价,规范评价指标和计算方法。下面以一个农村户用沼气池为例,从评价条件、评价指标和计算方法; 个方面进行综合分析。

评价条件

农村户用沼气池是一个综合系统,它是通过人畜粪便等有机物在沼气池中厌氧发酵,产生富含甲烷的可燃气体,同时产生沼液和沼渣作为农用有机肥料。为了评价的需要,我们假设以下前提条件:池型是8m3水压式沼气池,按照“三结合”的原则进行布局,即沼气池与圈舍和厕所相连通,使人畜粪便直接入池,常年存栏3头猪,常温发酵,全年正常运行,北方采用暖圈保温,使用寿命达到20年以上。户用沼气池的产气量与发酵温度有密切的关系,在南方年产气量可达500m3 以上,而在北方只能达到每年300m3左右,全国平均年产气量约为385m3

评价指标

采用静态评价方法,不考虑管理费,从初始直接投入和直接产出入手对其能源、经济和生态影响进行综合评价。

2.1 初始投入

目前,户用沼气池主要采用砖混结构和混凝土结构两种建池方法。初始投入主要是测算建池投资。分别从材料费、器材费和施工费3个方面测算初始投入。

2.2 产出与效益

从直接能源产出、直接经济效益、生态环境效益等3个方面进行评价。

(1)直接能源产出

户用沼气池的直接能源产出是沼气,沼气主要用于农户的炊事用能,没有市场价格。但是农户使用沼气后,可以替代传统生物质能或商品能源,按照等量有效热替代的方法,计算所产沼气分别替代秸秆、薪柴、煤炭和液化气燃料的量。

(2)直接经济效益

户用沼气池的直接经济效益主要体现在能源效益和沼肥效益两个方面。能源经济效益分别为它所替代的秸秆、薪柴、煤炭和液化气燃料的经济价值。沼肥效益为由于沼气池的使用所带来的沼肥净增经济效益,沼肥与同等数量的粪尿类肥料相比,肥效提高,全氮、全磷、全钾的含量都有不同程度的提高,根据其提高的百分数折算成沼肥干物质中全氮、全磷、全钾增加的数量,用氮肥、磷肥和钾肥的市场价格计算出肥效提高的经济价值。

(3)生态环境效益

沼气池的生态环境效益主要从卫生效果和生态效益两个方面进行评价。

①卫生效果

沼气池卫生效果采用与人畜疾病、疫病发病率有关的卫生指标进行评价,即:沼气发酵料液中寄生虫卵阳性率、猪链球菌病、蛔虫病、钩虫病、肠道传染病、庭院蚊蝇孳生环境等指标。

②生态效益

沼气池的生态效益主要采用保护林地指标、二氧化碳减排量、二氧化硫减排量3个指标进行评价。

计算方法

3.1 初始投入

(1)砖混结构沼气池

户用沼气池的总投资为1715元。其中,材料费843元,占49.2%;器材费236元,占13.8%;施工费636元,占37%。施工费中包含了技工费、土方费和小工费,一般土方和小工由农户自己或亲戚朋友承担,没有直接支出,这样一个砖混结构沼气池的直接初始投入为1379元,则材料费843元,占61.13%;器材费236元,占17.12%;施工费300元,占21.75%,详见表1。

 

 

(2)混凝土结构沼气池

总投资为1680元。其中,材料费808元,占41.8%;器材费286元,占17%;施工费286元,占34.9%。同样施工费中包含了技工费、土方费和小工费,一般土方和小工由农户自己或亲戚朋友承担,没有直接支出,这样一个混凝土结构沼气池的直接初始投入为1340元,则材料费808元,占60.12%;器材费286元,占21.28%;施工费250元,占18.6%,详见表2。

 

 

3.2 产出与效益

(1)直接能源产出

沼气是一种清洁燃气,主要成分为甲烷和二氧化碳。1m3沼气的低位发热值折0.714 kg标煤,按一个户用沼气池年均产气量385m3计算,则年开发能源折合275 kg标煤。按照沼气、秸秆、薪柴、煤炭、液化气燃烧时的热效率分别为55%,20%,22%,25%,55%计算,取每千克秸秆、薪柴、煤炭、液化气低位发热值折标煤分别为0.464,0.571,0.714和1.714kg,则385m3沼气按照等量有效热计算,可分别替代秸秆1630kg、薪柴1204kg、煤炭847kg、液化气160kg。

(2)直接经济效益

户用沼气池的直接经济效益主要体现在能源经济效益和沼肥经济效益两方面。据测算,其年直接经济效益可达478.54元以上,其中:能源经济效益可达326元,沼肥净增经济效益可达152.54元。

    ①能源效益

按照等量有效热替代的方法计算所产沼气与其它能源形成的替代量,其经济济效益可达326元以上。在不同的地区,沼气所替代的能源品种不同,其经济效益是有差别的。如果分别替代秸秆、薪柴、煤炭、液化气,则分别节支326,361,381和885元。

②沼肥效益

沼肥是人畜粪便通过厌氧发酵制取沼气后的残留物,包括沼液和沼渣,含有丰富的有机质、腐殖酸、氨基酸、氮、磷、钾、微量元素及生长素等活性物质。养分全,缓速兼备,矿质化和腐殖化程度高,可做基肥、追肥、叶面喷施、浸种剂、食用菌培养基等,能有效改善土壤理化性状,提高肥力,增强抗逆性,防治病虫害,促进作物增产。据测算,沼肥净增经济效益可达152.54元以上。

一个8m3的沼气池,年产沼渣4745kg,沼液31313kg。沼渣的干物质含量为18%,沼液的干物质含量为1%,则沼肥的干物质量为1067kg。沼肥中全氮、全磷、全钾平均值分别为6.35%,1.09%,4.64%;而一般粪尿类肥料全氮、全磷、全钾平均值为4.7%,0.79%,3.03%,可见沼肥与同数量的粪尿类肥料相比,全氮、全磷、全钾分别提高了1.65%,0.3%,1.61%,相当于分别增加了全氮17.6kg,全磷3.2kg,全钾17.2kg。按照2005年12月,国内市场含氮46%的尿素价格为1900元/t,含磷46%的五氧化二磷价格为2000元/t,含钾60%的氯化钾价格为2300元/t计算,那么增加的全氮、全磷、全钾的价值分别为72.70,13.91和65.93元,共计152.54元,即沼肥净增效益为152.54元。

如果按照沼肥中全氮、全磷、全钾的含量分别为6.35%,1.09%,4.64%计算,相当于全氮67.75kg,全磷11.63kg、全钾49.51kg,折合全氮、全磷、全钾价值分别为279.84,50.57和189.79元,共计520.2元,既沼肥总量效益为520.2元。

(3)生态环境效益

①卫生效果

沼气池阻断了疫病传播渠道,对防控人畜疾病、疫病有显著效果。例如,2005年4月发生在四川省资阳县的猪链球菌病,已建沼气户中,猪和人无一例感染。2005年5~11月,中国疾病预防控制中心健康教育所在河北、江西、陕西、贵州四省对农村沼气卫生效果进行了入户调查,共抽取样本量为1619户,其中,建沼气户1209户,未建沼气户410户。结果显示,运行:3个月以上的沼气池发酵液中的寄生虫卵阳性率为零,达到了粪便无害化的国家标准。未建沼气户蛔虫病、钩虫病、肠道传染病患病率分别是已建沼气户的2.9倍,3.92倍和9.86倍;已建沼气户中未发现蛲虫病患者。未建沼气户庭院蚊蝇孳生环境发生率是已建沼气户的2.03倍。

②生态效益

每个沼气池年节约薪柴1204kg,约相当于保护0.22hm2林地;一个沼气池年节约煤炭847kg,折605kg标煤,按每千克标煤减排二氧化碳2.664kg计算,则每个沼气池年可减排二氧化碳1612kg。按每千克标煤减排二氧化硫0.0224kg,计算,则每个沼气池年可减排二氧化硫13.6kg。

结束语

客观评价户用沼气池的综合效益,对农村沼气池发展和生态家园富民工程建设有着重要意义。根据我国户用沼气池发展现状,首次提出并且界定了采用沼气池初始投入、直接能源产出、直接经济效益和生态环境效益等指标进行户用沼气池的综合效益评价方法,避免了过去对效益评价的不可比性和因考虑到间接效益而引起的评价困难,使其评价结果更为客观和科学。该方法适合在全国不同地区的沼气池效益评价中采用。(作者:  来源:


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