京郊农村大中型沼气工程发展现状分析与对策研究

能源危机和可再生能源开发给中国农村大中型沼气工程的发展带来了宝贵机遇.大中型沼气工程作为农村生物质能源的一种,对解决农村用能和养殖业污染问题有重要意义.该文在对京郊农村大中型沼气工程发展现状进行实地调查的基础上,分析了北京市大中型沼气工程的分布、规模、发展特点、成功经验及存在问题.同时结合环境经济学中的外部性效益分析方法,提出了进一步促进北京大中型沼气工程发展的对策和建议,旨在为京郊养殖废弃物资源化利用提供理论参考.     

节能减排背景下看我国循环经济农业废弃物资源化问题

农业面源污染日趋加剧,农村环境形势严峻,农业废弃物没有合理利用是造成面源污染的主要原因。农业废弃物资源化产业发展是农村环境保护的经济选择。中国特色的循环经济在农业废弃物资源化产业中技术上不缺乏手段。农业废弃物资源化形成产业体系,能充分体现出经济价值、环境价值及社会效益,将对我国"三农"形成全方位的影响,对节能减排工作提供一种新思路,而且是我国未来能源产业新的增长点。     

能源生态环保型沼气工程的实践与思考

通过分析国内外沼气工程及畜禽污染物处理技术,结合经济发达地区土地资源制约现状,提出能源生态与环保结合型沼气工程模式的定位思路;在实践中形成发酵贮液沉淀一体化混合式主体工程、节能型发酵设备运行系统、分流式污染物处理工艺、沼液沼渣多级处理利用系统、农业废弃物循环利用产业和环境友好型奶牛生态养殖模式;建议沼气工程应定位于农业基础性产业,由政府公共财政资金投资建设为主体,并实行企业化管理。     

安阳市以沼气建设为纽带的农业循环经济模式的探索与实践

概括了安阳市农村沼气建设取得的显著成效,并根据大量的探索实践,总结分析了安阳市以沼气为纽带的农业循环经济模式的特点、类型及应用效果。实践表明,以沼气建设为纽带的农业循环经济模式是实现农业有机废弃物多层次综合利用的有效途径,在解决现代农业发展进程中所面临的环境污染、生态保护、资源消耗及农村能源短缺等问题方面,具有重要而深远的现实意义。     

自然村生产生活废弃物循环利用模式及其评价研究

农业农村生产生活废弃物循环利用是实现农村人居环境治理、提高资源利用效率的重要途径,对美丽乡村建设具有重要意义。该文以自然村为研究对象,采用层次分析法和模糊评价法相结合的方法,统筹考虑生产生活废弃物循环利用,构建了自然村生产生活循环技术模式评价指标体系,确定各项指标的权重,建立评价方法。以河北邢台市山区某村为例,针对其生产生活废弃物产生特点,构建生产生活废弃物循环利用体系,该村农业废弃物以果木剪枝、生活垃圾、生活污水、人畜粪尿等为主,通过构建以果木剪枝热解+炭基有机肥还田为纽带的循环利用模式,辅以污水处理利用技术,实现了废弃物能源化和就地肥料化利用。通过对该自然村循环利用模式进行实地评价验证,结果表明该自然村生产生活循环技术模式评分结果为优。该文为中国村镇废弃物循环利用技术模式选择、农村人居环境改善和农业绿色发展提供参考和借鉴。     

基于生态足迹的黑龙江省农村能源利用动态研究

为了解黑龙江省农村能源消耗及效益, 将生态足迹指标应用于农村能源消耗评价中,研究1998~2007 年间黑龙江省农村能源利用动态。结果表明: 10 年间各类能源利用都明显增加, 其中电力和沼气增加最为明显,其人均消费量分别由1998 年的183.51 kWh 和0.001 m³ 增加到2007 年的279.03 kWh 和2.445 m³; 对应的能源人均生态足迹也均呈增加趋势, 从1998 年的0.278 9 hm² 增加到2007 年的0.549 8 hm²,其中电力和沼气生态足迹增加明显高于其他能源类型, 这种趋势与我国农电政策的变化和对农村生物质能源扶持政策有关。能源生态效益不断增加, 从1998 年的2 472.34 元·hm^-2 增加到2007 年的5 192.58 元·hm^-2, 表明资源利用效率明显增加,但仍有增加的空间。农村能源消耗不断增加, 政府应从政策、资金等方面调节农村能源消耗, 扶持各类可再生能源利用技术, 加强农村生物质能源利用管理, 并通过新技术进一步提高能源生态效益。     

中国发展能源农业的环境效益的定量评价和地理分布格局分析

在总结现有估算方法的基础上,从减少大气污染物排放、减少农村面源污染和生态效益3个方面建立环境效益的评价模型,利用已有统计资料和数据,定量评价了我国发展能源农业的潜在环境效益,并分析了其地理分布格局。研究表明：（1）中国农村生物质能蕴藏丰富,2007年我国农村生物质能源总蕴藏量和理论可利用量分别达30.88×108tce（折标煤,t）和5.98×108tce。生物质能源的利用理论可以减少排放SO21674.33万t,NOX246.57万t,CO215.50亿t,CH47524.35万t,总N626.01万t,总P467.96万t,通过使用沼气从而减少砍伐森林2123.99万hm2。（2）中国发展能源农业的环境效益总体上分布不均,省际差异较大。西南、东北地区及河南、河北、山东等省是环境效益较大的地区,效益最少的地区主要分布在上海、北京、天津、青海、宁夏和海南。     

山地牧草种植利用和节能效果探析

我国能源现状不容乐观,因此需要将节能的思想及举措贯彻落实到生活及生产过程中。例如:在山地可以对牧草进行的引种和种植利用,通常情况下,可以利用山羊分区轮牧、饲养草食性鱼类、禽畜以及秸秆沼气制造等措施节约能源。实验发现,太阳能的利用率达到了1.32%,通过农业废弃物的回收利用等方法,牧草转化率也有所上升。     

废弃生物质材料的高附加值再利用途径综述

现代工业的发展在促进人类社会物质文明繁荣的同时,导致了大量生物质资源的浪费。随着环境、能源等问题日益突出,废弃生物质资源的再利用研究越来越受到关注。该文在介绍废弃生物质材料丰富来源与传统处理方法的基础上,根据近几年的研究现状及发展趋势,就其循环利用途径进行了详细综述。废弃生物质材料主要来源于农业生产废弃物、农副产品与食品加工废弃物、林业与城市绿化废弃物及生活垃圾。废弃生物质材料的处理已经从传统方法(包括燃烧法、饲料化、肥料化与基质化处理),逐步走向能源化、生态化、材料改性,以及制备基于生物炼制技术的新型生物基功能与智能材料产品。总之,以废弃生物质材料为主要原料,开发新型基质与功能材料是发展趋势。     

沼气发酵系统在生态农业中的地位和作用

沼气发酵系统是生态农业系统能量和物质转化运行中起着一定枢纽作用的环节，它能够有效地回收农业废弃物的能量和物质。开展沼气综合利用，能够促进农村生态环境的良性循环，改善农村环境卫生条件。     

废弃物到能源的闭环供应链：循环供能、协同运作与可持续性

现代经济生活方式每年产生大量的废弃物,通过耦合收集、加工、运输、发电、供热等独立运行环节,形成整体关联的闭环供应链,实现废弃物到能源的循环利用和可持续发展。该文立足于循环供能与可持续发展两大维度,围绕废弃物回收、资源化处理、多能互补供应、多网络耦合的完整链条,系统分析废弃物到能源闭环供应链的废弃物管理、多能源供应、环境治理协同效应。基于联合国可持续发展目标框架,以全球能源、经济、环境和社会协调发展的重大需求为牵引,整合废弃物到能源闭环供应链的交叉兼容指标,构建涵盖复合维度的可持续性评价指标体系,并从内生风险与外源风险视角,识别刻画不可持续风险。     

制冷炊事兼用生物质成型燃料炉具的设计

为了解决当前农村能源紧缺的问题,依据当前农村普遍生活、炊事习惯和严格的热工计算,设计出农户制冷、炊事所需要的生物质成型燃料炉具。测试结果为：热效率40.6%,上火时间15 min,旺火时间62 min,炉具达到了国家的相关标准,符合生物质的燃烧特性,污染物排放量少,燃烧比较稳定,可为制冷系统稳定运行提供能量。     

农林废弃物高效循环利用模式与效益分析

中低慢速热解技术将生物质在绝氧或低氧环境中加热分解,生产生物炭、热解油和不可冷凝气体产物,是农林废弃物高效利用的重要途径。该文基于生物质热解炭气联产技术,构建了农林废弃物能源化资源化高效循环利用应用模式,秸秆炭用于还田,木质炭成型后用于供暖,热解气用于居民炊事和热水,热解油回用燃烧为系统加热,木醋液稀释后用作杀虫剂。前南峪热解联产示范工程年运行5 500～6 000 h的条件下,可处理各类农林废弃物2 500 t,生产生物炭700 t(其中秸秆炭约150 t、木质炭550 t),生产热解气20余万m~3,木质型炭和热解气可满足全村386户居民冬季取暖和全年炊事热水用能需求,秸秆炭与人畜粪便复混,全部用于还田。原料收购采用生物炭兑换方式,本村居民5 t农林废弃物原料兑换1t炭基肥或木质型炭,热解气以0.9元/m~3的价格出售给本村农民,工程运行可持续、可复制,具有良好的社会环境效益。项目可实现农林废弃物的高值利用,改善农村用能结构,促进农业可持续发展。     

废气自循环利用生物质炭化装备设计与性能研究

为有效解决现阶段生物质炭化设备存在的炭产率低、炭品质差、余气不能循环利用而污染环境、副产物不能有效分离等问题,设计并研制了一套废气自循环生物质炭化装备,对其炭化炉主体、加热系统、焦油回收装置、余气循环装置、温度压力监控系统分别进行了详细设计和参数确定,并以炭化炉主体和焦油回收装置为加热和冷却对象,采用有限元方法对其进行传热性能研究,最后对其进行了炭化试验研究。结果表明:生物质炭化装备能够满足制炭、副产物回收、废气循环利用、工艺参数精确控制等要求;炉体门框上部温度分布不均,其余炉体内部温度分布均匀,温度梯度平缓,可对生物质进行均匀加热;焦油回收装置在三级冷却水进口流速分别为0.045、0.03、0.015 m/s时,冷却温降分别为:271、111、61℃,烟气温度从500℃降温到50℃,冷却效果显著,并可对挥发分中的焦油和木醋液进行分离;影响炭产率、热值、能源得率的因素顺序为:炭化终温保温时间升温速率。炭产率与能源得率呈正相关,而两者又与热值成负相关。炭化条件在升温速率3℃/min、炭化终温450℃、保温时间3 h工况下较好,在此条件下的炭得率为54.2%,热值为25 767 k J/kg,能源得率为84.8%。     

北方典型农村生活垃圾分类模式初探——以曲周县王庄村为例

以华北平原上的曲周县王庄村为研究对象,在对村民进行环境意识调查的基础上详细分析了生活垃圾组成及农业活动旺季垃圾的变化趋势,并对生活垃圾分类进行了典型示范。结果表明,村民对垃圾污染问题较为关注,并希望能回收利用,但主动改善性不强;王庄村生活垃圾成分较为简单,主要可分为有机垃圾、无机垃圾、塑料垃圾及有害垃圾4大类,产生量为有机垃圾〉无机垃圾〉有害垃圾〉塑料垃圾,其中有机垃圾占主要部分,达到56.76%;农户种植生产活动对有机垃圾和有害垃圾的产生有显著影响,无机垃圾产生量则主要与农户的燃料结构变化有关。通过对垃圾分类试验的效果进行分析得出,北方以种植业为主的农村地区适宜采取以村为单位的垃圾分类收集方法,并实施村委会-保洁员-农户三方的监督机制和适当奖惩措施,垃圾处理方式开始宜采取卫生填埋兼以废品回收的无害化模式,并逐渐过渡到分类利用的资源化模式。     

中国生物质产业及发展取向

该文界定了生物质、生物质产品、生物质资源和生物质产业的概念和范围，分析了中国生物质资源的潜力。针对中国当前“三农”问题和未来10～20年能源安全等重大需求，综述了国内外生物质产业发展的4个取向：生物质发电、生物质液体燃料、生物质有机高分子材料和能源农林业。简述了现代农林工生物质能一体化系统的生物质产业发展模式。发展生物质产业对于解决农民增收问题、加快农业工业化进程和促进农村小康社会建设等具有重要意义。     

秸秆厌氧消化产甲烷的研究进展

近年来,随着国际能源紧缺与环境污染的日趋严重,秸秆厌氧消化产甲烷技术再次成为国内外学者研究生物质固废处理的热点之一。农作物秸秆厌氧消化产甲烷为大量廉价易得的生物资源转化为可再生能源提供了一个新机会。通过厌氧消化,不仅改善农村生态环境质量,还产生了清洁能源沼气,真正实现变废为宝,对解决农村用能和种植业污染问题有重要意义,也是目前中国最有希望实现产业化的生物质能源之一。然而,由于秸秆的特殊物理化学结构,使得微生物与酶很难对其吸附、降解,并因此限制了秸秆厌氧消化的推广、应用。尽管在当前中国的鼓励政策下,许多秸秆沼气示范工程建成并投入生产,但实际运行中依旧有些问题亟待解决。该文根据国内外关于秸秆厌氧消化产甲烷技术的最新研究成果,基于厌氧消化原理和原料特性分析的基础上,分析了影响秸秆产甲烷的因素及不足,总结了产气优化的方法,展望了秸秆厌氧消化产甲烷的发展方向。该项研究结果对推广秸秆厌氧消化产甲烷、加快生物质固废的资源化成果转化具有积极的推动意义。     

Some perspectives on the paper industry's use of waste paper

The paper industry has traditionally sought fibrous resources from trees, wood residues and waste paper. Emphasis is shifting back to waste paper after 30 yr of relative decline in recycling. Management of fiber resources by major timber holding companies is being expanded to include waste paper. In the next decade the structure of the paper industry will reflect a residuals based process technology relating to both city and forest. Recovery of waste paper can be feasible with source separation or dry separation technology. The outlook for recycling more old newspapers, old corrugated containers and mixed papers from office buildings is very good. Waste paper use in the U.S.A. will double between 1972 and 1985 from 13 million tons to 26 million tons. In addition, a world fiber supply shortage will stimulate further recovery and export of waste fibers. The energy content of paper is about 7500 Btu lb^?1, not much below that of Wyoming coal. Recovery of the energy content of paper is an integral part of current efforts to convert mixed wastes to fuel or steam. By 1990 about 50 % of the waste paper generated will be usefully recovered - about 30 % will be recycled, or exported and 20 % will be burned for its energy content.     

生物质好氧发酵热生产与回收利用研究进展

好氧发酵是目前有机固体废弃物处理的一种有效手段。人们对于好氧发酵的研究主要集中在高效有机肥的获取上,但发酵过程产生的热能不容忽视。发酵热作为一种“零碳”能源,可代替传统化石能源应用于加温供暖、生物干化等领域,助力实现“碳达峰、碳中和”。为将生物质能高效转化为热能利用,人们对发酵热回收利用进行了研究,但是没有将热生产、热回收和热利用三个阶段进行系统联系,导致热回收工艺效率不高。该文主要阐述了好氧发酵产热原理,并从菌剂、原料理化性质和发酵工艺三个方面对发酵热生产的影响进行了探讨,总结了现有热回收利用系统,最后对生物质好氧发酵热生产与回收利用系统的发展方向进行展望,以期为生物质发酵热能利用提供支持。