关键词农村新民居建设;新能源技术;推广建议
新能源技术主要包括太阳能、风能、地热能、核能、海洋能及由植物茎叶、人畜粪污和工业有机污水等构成的生物质能的新能源综合利用技术[1-2]。为促进农村低碳经济和节能减排工作发展,为解决农村新民居建设中出现的炊事用能、冬季取暖用能等能源短缺和居民小区生活污水处理等问题,根据新能源及其综合利用技术的特点及农村新民居建设的具体情况,特提出关于在农村新民居建设中推广应用新能源技术的建议。
1关于解决农村新民居炊事用能的建议
1.1使用生物质能源——沼气
以平房小院和独家小楼建设的新民居,可考虑在院内地下建设沼气池解决炊事用能问题。也可以以养殖大户为主,建设一个小型沼气工程,采用联户供沼气的方式。户用沼气池一般建设容积为10～20 m3,并配套建设沼气卫生厕所,总投资1万元左右。小型沼气工程一般容积50～200 m3,工程造价1.5万～6.0万元,可供气5～30户。据初步测算,其地下部分的工程造价为350元/m3左右。
建设3层以上居民楼形式的农村新民居,可考虑建设大型沼气工程并实行沼气管道进户的方案。该方案投资较大,可解决1 000户居民用气,需建设500 m3以上的大型沼气工程。加上送气管道、加压设备、炉具等,工程投资一般在500万元左右。
使用沼气解决农村用能问题,是一个较理想的方案[3]。只要严格按照技术要求去做,即可解决一年四季一日三餐的炊事用能问题,还可以改善环境卫生,解决生活污水处理问题,一举多得。但是,除户用沼气池外,小型及大中型沼气工程还要考虑沼气工程的原料——畜禽粪污的供应是否充足的问题。同时,还应充分考虑沼气工程的防火防爆等安全管理问题。
1.2使用生物质能源——秸秆压块燃料
秸秆能源化是比较成熟的技术,目前主要有3种。一是将玉米秸秆或其他植物茎叶粉碎后,用压块机压制成密度大于水的适用于家庭专用炉具燃烧的秸秆压块燃料。该燃料块的燃烧值相当于中等优质煤,市场价为450元/t左右,将是家庭用煤的主要替代品。二是将粉碎的秸秆送进专用的大型秸秆气化炉进行不完全燃烧,产生大量由挥发性气体和一氧化碳组成的可燃性气体,用管道输送到家庭厨房,使用专用炉具进行炊事燃烧。三是用压块机压制成中空的长条燃料棒,经过炭化炉炭化后,制成木炭棒。主要用于饭店烧烤、火锅等的燃料,也可用于家庭炊事。但因造价较高,家庭使用较少。
在采用秸秆能源化技术解决农村新民居炊事用能方面,推广以下2种用能模式比较适宜。一是使用秸秆燃料块并配套使用专用炉具的模式。专用炉具的全称为直燃式秸秆半气化炉。这种新型炉具具有燃烧火旺、封火时间长、可柴煤两用,并且比普通节煤炉具还节煤50%。同时,这种炉具燃烧时烟尘很少,安装恰当时排烟可小于林格曼1级。这种炉具还配备有水暖装置,可带暖气设备给居室供暖,热效率比较高,供暖效果很好。因此,在一定居住条件下,采用秸秆压块燃料并配套新型炉具,将适合解决所有农村新民居的炊事用能问题。该模式安全性较高,不存在防爆问题。直燃式秸秆半气化炉具造价为每台1 500元左右;每个村需配套生产500～800 kg/h压块的小型秸秆压块机1台,减去国家农机补贴后,每台售价为4万元左右。大型秸秆压块机每台售价根据加工能力的大小,一般在10万～50万元。秸秆压块机工作时耗电较大;小型机最低在22 kw左右,大型机在50 kw以上。二是建设大型秸秆气化站管道供气入户的模式。对于建设有楼房的农村新民居小区,可建设大型秸秆气化站实行管道供气入户。该模式投资较大,解决1 000户居民的供气问题,包括气化站建设、供气管道及料场建设和配套专用炉具等,需工程投资500万元左右。
推广秸秆能源化技术解决农村新民居炊事用能问题,也是一个较好的方案。但还需要考虑秸秆原料是否充足,农村电力供应是否满足,村级变压器容量是否足够大,能否满足秸秆压块机工作条件等问题。建设大型秸秆气化站除一次性投资较大外,还需年年对设备和供气管道进行检修和更换,防止秸秆气化产生的焦油堵塞管道,维修成本和运行成本较高,适合于经济条件较好的村庄。同时,还要做好产供气及防火防爆的安全管理工作。
2关于解决农村新民居冬季取暖用能问题的建议
2.1太阳能多能互补供暖
一是平房和独立小楼的取暖问题。采用太阳能多能互补供暖技术,可充分发挥多项技术集成的优势,达到多能互补的作用和冬季取暖不烧煤的节能减排效果。重点推广农村新民居太阳能多能互补采暖房的建设。该技术主要适用于农村新民居的平房和2层小楼的供暖。按取暖面积计算,工程投资为300元/m2左右。建设的主要内容包括太阳能热水供暖系统(由太阳能真空玻璃管、蓄热水箱、地盘管和自动化温度控制器组成)、被动式太阳能集热墙热风供暖系统、秸秆半气化炊事、水暖多功能炉具供暖补偿系统、节能保暖墙体等四部分。二是楼房的供暖问题。太阳能多能互补技术的最大特点是将几项技术集合在一起。但将其分解成单项技术也可发挥较好的作用。为了解决楼房的取暖问题,可考虑采用将被动式太阳能集热墙热风供暖系统、秸秆半气化多功能水暖炉供暖、墙体保温及地盘管供热结合在一起,解决5层左右楼房的取暖问题,工程造价每户1万元左右[4-5]。
2.2秸秆半气化多功能水暖炉具供暖
一是独立供热模式。如没有特殊的要求,可采用直燃式秸秆半气化多功能水暖炉采暖、墙体保温与地盘管独立供热模式。这种模式适用于各种建筑,不涉及外墙美观和房顶面积的考虑,而且工程投资每户5 000元左右。二是集中供热模式。有条件的地方,可采用建设锅炉房,使用秸秆压块专用供暖锅炉集中供热模式。该模式与常规供暖方式一样,工程投资基本相同。不同的是,该锅炉燃烧的是秸秆压块,需配套秸秆压块机或采购秸秆压块燃料。
2.3地热温泉供暖
地热温泉是取之不尽的热源,有条件的地方在建设农村新民居时,应充分考虑利用地热温泉的热水作为新民居供暖的热源。据地质部门的探查,有针对性地进行开采,充分利用地热能资源。
2.4水源热泵供暖供冷
水源热泵是利用地下水或者地表水(海水、河水、湖水)的温度作为能量来源,向建筑提供制冷或者制热的技术。由于其节能效果好、没有污染,因而近年来受到广泛地重视和发展。水源热泵供暖供冷技术,适用于有一定经济条件且电力充足的农村新民居建筑。适用于需集中供暖供冷的各类平房、楼房。工程投资按供暖面积算,约300元/m2。该技术一次性投资较大,后期管理可实行全自动无人值守,设备用电比空调省电60%,供暖供冷可达到各家按需供应,是比较好的节能减排技术,也是比较理想的解决方案。
3解决农村新民居生活污水处理的有效措施
农村新民居建设中,生活污水的处理是一个难题。推广采用沼气净化池处理生活污水的技术,是解决这个问题的有效措施。生活污水沼气净化池,是将水压式沼气池、厌氧滤器、生物过滤沉淀、好氧处理等多级处理技术于一体的小型生活污水处理系统。粪便污水、生活污水首先经过厌氧消化前处理,污水中的有机物质在各种微生物的作用下,经过液化→酸化→气化降解反应,使有机物质转化成甲烷和二氧化碳,在厌氧环境中杀灭病菌虫卵等好氧生物。再经过过滤沉淀[6]、好氧分解等后处理,使生活污水中干物质含量、cod浓度、bod浓度降低到排放规定值以下,一般要求达到国家ⅱ类水标准,最后排放。生活污水经处理后,可直接用于农田灌溉或排入江河水域中,减轻水体富营养化,有利于保护水资源,具有良好的环保效果。生活污水沼气净化池的运行,实行不需要外加动力的自流,管理方便。而且厌氧消化池2～3年出渣清理1次,平常每半年用污泥出料,在生物过滤沉淀池抽1次沉渣。用沼气净化池处理生活污水,具有投资少、资金分散、施工简单、见效快、管理方便、处理效果好等优点。同时,改善了居住条件,保护了生态环境,美化了城镇。适用于无力集中修建污水处理厂的城镇或城镇管网外的单位、办公楼、住宅小区、宾馆、学校和公共厕所等。采取分散处理的办法,实现整体排放达标无害化的效果。
4参考文献
[1] 孙振锋,贾海燕.农村新能源技术推广体系建设的思考[j].农业科技管理,2009,28(1):68-70.
[2] 法忠勇.推进我国农村新能源推广应采取的措施[j].甘肃农业,2007(9):49-51.
[3] 刘代琪.大力发展沼气开发农村新能源[j].山西能源,1993(4):22.
[4] 李伟.关于新农村新能源建设的思考[j].农村经济,2007(9):107-108.
[5] 张道玉,张丽萍.试论21世纪农村新能源建设与发展趋势[j].生物质能动态,2000(1):42.
[6] 席劲瑛,胡洪营.生物过滤法处理挥发性有机物气体研究进展[j].环境科学与技术,2006,29(10):106-109.
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