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      農(nóng)村戶用沼氣的節(jié)能減排效益分析

      2014-08-12 09:25:06宋海軍
      江蘇農(nóng)業(yè)科學 2014年6期
      關(guān)鍵詞:能源消耗效益

      摘要:評估農(nóng)業(yè)戶用沼氣池的節(jié)能減排效益,可為農(nóng)村可再生能源發(fā)展提供定量化依據(jù)。以河南省4個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))的4個行政村為例,選擇具有代表性的農(nóng)戶,連續(xù)2年入戶調(diào)查沼氣使用前后農(nóng)戶各類能源消耗的情況,定量對比分析沼氣使用前后在能源消耗量及消耗成本、CO2減排量及減排收益等情況。結(jié)果顯示,沼氣使用后,平均每戶每年總能源的消耗量減少了882 kg,與沼氣使用前相比減少了52%,人均每年節(jié)約能源開支92元。同時平均每年每戶CO2凈減排總量為1 589.80 kg,減排收益為48.65元。由此可見,農(nóng)村沼氣使用后的節(jié)能減排效益顯著。

      關(guān)鍵詞:農(nóng)村戶用沼氣;能源消耗;減排量;效益

      中圖分類號: S216.4文獻標志碼: A文章編號:1002-1302(2014)06-0392-03

      收稿日期:2013-09-30

      基金項目:河南省科技攻關(guān)(編號:122102110121);河南省教育廳科學技術(shù)重點研究項目(編號:14B610009)。

      作者簡介:宋海軍(1978—),男,河南周口人,碩士,講師,主要從事廢物處理與資源化研究。E-mail:navy312@163.com。能源是經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)和動力。21世紀以來,隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,能源短缺已成為一個亟待解決的難題,而氣候變暖的威脅也使得政府開始重視節(jié)能減排工作。沼氣作為可再生資源已越來越受到人們的重視,沼氣具有較高的熱值,并能替代煤炭、石油、天然氣等化石能源及薪材、秸稈等生物質(zhì)能源,可減少溫室氣體排放[1-2]。同時,戶用沼氣池因具有投資成本低、收益大、技術(shù)簡單、使用期長、原材料易取等優(yōu)點而廣受農(nóng)民喜愛[3-4]。發(fā)展沼氣建設(shè),對節(jié)約能源、改善中國農(nóng)村生態(tài)環(huán)境和促進農(nóng)民增收均會產(chǎn)生明顯的效果,對沼氣利用后產(chǎn)生效果進行分析,結(jié)果勢必將帶動更多的農(nóng)戶參與沼氣建設(shè)項目中來[5-6]。目前,關(guān)于農(nóng)村沼氣建設(shè)的節(jié)能減排情況在國內(nèi)已有一些學者進行了相關(guān)研究,如蘇明山等研究了大中型沼氣工程的CO2減排量和減排成本的估算方法[7];劉尚余等對農(nóng)村沼氣工程溫室氣體減排情況進行了分析[8];殷志明等對沼氣技術(shù)在在新農(nóng)村節(jié)能減排中的效用和發(fā)展進行了研究[9]。但真正涉及到農(nóng)村沼氣使用后所帶來收益研究的專家學者卻很少,為了促進在更大范圍內(nèi)發(fā)展戶用沼氣池建設(shè),本研究通過理論分析和實證分析相結(jié)合的方法,對沼氣農(nóng)戶使用沼氣前后的能源消耗情況進行均值比較,定量對比分析了沼氣使用前后農(nóng)戶的能源消耗量和消耗成本以及CO2的減排量和減排收益情況,為進一步推廣沼氣建設(shè)提供定量化支持。

      1研究方法

      1.1研究內(nèi)容

      為進一步掌握河南省農(nóng)村沼氣使用后節(jié)能減排效果,通過實地調(diào)查發(fā)現(xiàn),河南省夏邑縣太平鎮(zhèn)卜莊村、柘城縣牛城鄉(xiāng)草帽王村、輝縣市高莊鄉(xiāng)金章村、新鄭市和莊鎮(zhèn)老莊劉村中戶用沼氣使用普遍,沼氣建設(shè)中推廣較早,因此在上述4個鄉(xiāng)村中分別選擇有代表性的農(nóng)戶5戶作為研究對象,每戶均為4口人,通過入戶訪談形式完成農(nóng)戶問卷調(diào)查,調(diào)查問卷主要針對農(nóng)戶各類能源消耗情況,內(nèi)容包括農(nóng)村沼氣建設(shè)前后農(nóng)戶使用煤炭、薪柴、秸稈、液化氣、電力、沼氣等各種能源的消耗量。調(diào)查從2011年7月開始至2013年6月結(jié)束。對調(diào)查結(jié)果進行統(tǒng)計,通過對比同一農(nóng)戶在使用沼氣前后生活能源消耗量的變化情況,分析沼氣建設(shè)前后在節(jié)能減排方面的差異。

      1.2估算方法

      1.2.1各類能源消耗計算各類能源換算成標準煤的折算系。

      各類能源換算成標準煤的折算系數(shù)[10-11]

      能源折算系數(shù)原煤(kg/kg)0.714液化氣(kg/kg)1.714薪柴(kg/kg)0.571秸稈(kg/kg)0.429電力[kg/(kW·h)]0.122 9沼氣(kg/m3)0.714

      1.2.2家庭生活用能中溫室氣體排放因子農(nóng)村家庭生活用能中各溫室氣體排放因子。

      農(nóng)村家庭生活用能的溫室氣體排放因子[12]

      2結(jié)果與分析

      2.1節(jié)能效益分析

      2.1.1能源消耗對比情況沼氣作為一種清潔能源,其節(jié)能效果主要建立在對傳統(tǒng)能源(煤炭、薪柴和秸稈等)的替代之上。從農(nóng)戶調(diào)查結(jié)果來看,無論是沼氣使用前后,電力都是農(nóng)村生活的基本能源,在家庭生活能源消耗中占有一定的比例,隨著農(nóng)民生活水平提高,液化氣逐漸成為眾多農(nóng)戶家庭能源的消耗選擇,煤炭、薪柴和秸稈等傳統(tǒng)能源逐漸退出了農(nóng)村能源消耗結(jié)構(gòu),而農(nóng)村戶用沼氣池建設(shè)則逐漸成為廣大農(nóng)戶的新選擇。通過對調(diào)查戶連續(xù)2年各種能源的消耗量進行統(tǒng)計換算,得出了沼氣使用前后農(nóng)戶每年能源消耗量(以標準煤計),對比情況見圖1。可以看出,沼氣使用前,被調(diào)查農(nóng)戶平均每年每戶消耗煤炭669 kg、薪柴486 kg、秸稈164 kg、液化氣34 kg、電力360 kg。而沼氣使用后,農(nóng)戶有了新的能源選擇,尤其是夏秋兩季,由于氣溫高,產(chǎn)氣充足,沼氣完全可以滿足農(nóng)戶做飯、洗浴等對能源的需求,平均每年每戶消耗煤炭131 kg、薪柴106 kg、秸稈76 kg、液化氣18 kg、電力282 kg、沼氣218 kg,與沼氣使用前相比,農(nóng)戶的各種能源(沼氣除外)平均消耗都有不同程度的減少,其中煤炭減少了80%,薪柴減少了78%,秸稈減少了54%,液化氣減少了47%,電力減少22%,總能源消耗減少了52%。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,農(nóng)戶在沼氣使用前后對于煤炭和薪柴的平均消耗變化最大,其次是秸稈和液化氣,而電力的平均消耗變化最小??偟膩碚f,沼氣的使用減少了傳統(tǒng)能源的消耗,使得每年每戶總能源消耗量大幅減少,隨著沼氣在農(nóng)村生活用能比重的逐步增加,沼氣對傳統(tǒng)能源的替代作用也越發(fā)明顯,這也有利于農(nóng)村生活用能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和完善。

      2.1.2節(jié)能收益能源消耗成本主要指農(nóng)戶消耗能源實際支出的費用,主要包括電能、煤炭和液化氣在使用過程中所發(fā)生的費用,費用的多少以各種能源消耗量大小進行統(tǒng)計計算,價格以當?shù)叵嚓P(guān)部門規(guī)定的繳費標準為依據(jù)。沼氣、薪材和秸桿這3種能源的消耗是由農(nóng)戶自己供給,因此在計算能源消耗成本中沒有給予考慮。由圖2可以看出,沼氣使用前,被調(diào)查農(nóng)戶平均每年每戶煤炭的消耗成本為335元,液化氣為109元,電力為202元。而清潔能源沼氣替代傳統(tǒng)能源使用后,在能源消耗總量大幅減少的情況下,平均每戶每年煤炭的消耗成本為55元,液化氣為58元,電力為156元,與沼氣使用前相比,農(nóng)戶的能源消耗成本均有不同程度的降低,其中環(huán)境污染嚴重的煤炭消耗費用降低達到了84%,年均總能源消耗成本降低了58%,同時人均每年減少能源消耗成本92元。說明沼氣使用不但大大減少了農(nóng)戶對煤炭、薪柴和秸稈等傳統(tǒng)能源的需求,而且節(jié)約了農(nóng)民的生產(chǎn)生活支出,提高了人們的生活質(zhì)量,這對增加農(nóng)民收入、促進地方經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

      2.2減排效益分析

      2.2.1減排量分析節(jié)能是減排的基礎(chǔ),減排是節(jié)能的延伸效應(yīng)。戶用沼氣減排主要體現(xiàn)2個方面:一是管理性減排,是指在沼氣使用過程中,人們通常會采用“一池三改”模式,既把廚房、廁所、豬圈的改造與沼氣池建設(shè)結(jié)合在一起,使畜禽糞便及污水在密閉的空間里厭氧反應(yīng)產(chǎn)生沼氣,避免了因糞便露天堆放而向大氣中排放大量甲烷氣體;二是替代性減排,作為生活能源,沼氣與傳統(tǒng)能源煤炭、薪柴和秸稈相比,在產(chǎn)生相同熱量的情況下,沼氣排放的溫室氣體相對較少。具體到減排量來說,前者的減排量相對較小,這是因為管理性減排主要依賴于沼氣池來實現(xiàn),它是隨著沼氣池的數(shù)量變化而變化的,而后者減排量較大,是戶用沼氣減排效應(yīng)發(fā)揮的主要方式,通過替代其他能源達到減排的效果。另外,沼氣在使用過程中仍然會排放溫室氣體,主要是CO2和少量的CH4,要計算沼氣的實際減排效果,就需扣除這部分的排放量。

      2.2.1.1管理性減排量被調(diào)查的20戶沼氣農(nóng)戶均采用的是“一池三改”建池模式,且被調(diào)查農(nóng)戶均采用豬的糞便作為沼氣池發(fā)酵原料,在此不考慮其他家畜,平均每戶養(yǎng)豬3.5頭。管理性減排量為:

      管理性減排量=EFik×養(yǎng)豬頭數(shù)×甲烷增溫潛勢[13]

      其中:EFik為豬的甲烷排放系數(shù),約為2.41 kg/(頭·年);根據(jù)京都議定書規(guī)定,甲烷增溫潛勢全球統(tǒng)一默認值為21,此時的甲烷排量換算為二氧化碳當量,管理性減排量=2.41×3.5×21=177.14(kg/年)。

      2.2.1.2替代性減排量替代性減排主要根據(jù)農(nóng)戶使用沼氣的節(jié)能量來計算,將使用沼氣后的節(jié)能量乘以各自的溫室氣體排放因子,就得到了平均每年每戶替代各種能源的減排量。通過計算可知,沼氣替代煤炭平均每年每戶獲得的減排量為CO2 1 226.64 kg、CH4 1.57 kg(相當于CO2 32.85 kg當量),則沼氣替代煤炭消耗所獲得的總減排量為1 259.49 kg;沼氣替代秸稈平均每年每戶所獲得的減排量為CO2 99.44 kg、CH4 0.41 kg(相當于CO2 8.54 kg當量),則沼氣替代秸稈消耗所獲得的總排放量為107.98 kg;沼氣替代薪柴每年每戶所獲得的減排量為CO2 550.86 kg、CH4 1.03 kg(相當于CO2 21.37 kg 當量),則沼氣替代薪柴消耗所獲得的總排放量為572.23 kg;沼氣替代液化氣每年每戶所獲得的總減排量為49.20 kg CO2,(CH4排量較少,在此忽略);沼氣替代電力每年每戶所獲得的總減排量為0.083 kg CO2;則沼氣替代各種能源的減排總量為1 988.98 kg CO2當量。平均每年每戶沼氣替代各類能源的減排量見圖3。

      2.2.1.3沼氣利用過程中的減排量首先計算出每年每戶的沼氣產(chǎn)量,所選沼氣農(nóng)戶每戶均建立有一個8 m3的沼氣池,平均年產(chǎn)氣量為385 m3沼氣(全國平均值)[14],沼氣的密度為1.22 kg/m3,則總產(chǎn)氣量為469.70 kg。其次用沼氣的質(zhì)量乘以沼氣的溫室氣體排放因子,就得到了沼氣的排放量,計算結(jié)果為351.34 kg CO2和10.82 kg CH4(相當于 224.98 kg CO2當量),則沼氣燃燒過程中的溫室氣體排放總量為576.32 kg CO2當量。

      結(jié)合以上分析結(jié)果,沼氣替代煤炭、薪材、秸稈等常規(guī)能源后平均每年每戶凈減排總量=管理性減排量+替代性減排量-沼氣利用過程中的排放量=177.14+1 988.98-576.32=1 589.80 kg/年。

      2.2.2減排收益目前,國際市場上溫室氣體減排權(quán)交易價格約為5美元/t,折合人民幣為30.60元/t,則平均每年每戶沼氣池出售溫室氣體減排權(quán)所獲得的額外收益為48.65元。

      3結(jié)論

      節(jié)能效益分析結(jié)果表明,沼氣使用后降低了傳統(tǒng)能源的消耗量和消耗成本,與沼氣使用前相比,平均每戶每年煤炭消耗量減少538 kg,薪材消耗量減少380 kg,秸桿消耗量減少 88 kg,液化氣消耗量減少16 kg,電力消耗量減少78 kg,總能源消耗減少了52%,人均每年減少能源消耗成本92元。

      減排效益分析結(jié)果表明,采用清潔能源沼氣替代煤炭、秸稈、薪柴等常規(guī)能源后,平均每戶凈減排總量為 1 589.80 kg/年,減排收益為48.65元/年。

      由此可見,清潔能源沼氣的使用改變了農(nóng)村能源消耗結(jié)構(gòu),增加了農(nóng)民收入,改善了農(nóng)戶居住環(huán)境,這對于實現(xiàn)節(jié)能減排、減輕農(nóng)村面源污染、發(fā)展低碳經(jīng)濟、促進新農(nóng)村建設(shè)均具有重要意義,應(yīng)在河南省乃至全國大力推廣農(nóng)戶沼氣建設(shè)項目。

      參考文獻:

      [1]Zhang P D,Jia G M,Wang G. Contribution to emission reduction of CO2 and SO2 by household biogas construction in rural China[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews,2007,11(8):1903-1912.

      [2]Bhattacharya S C,Thomas J M,Salam P A. Greenhouse gas emissions and the mitigation potential of using animal wastes in Asia[J]. Energy,1997,22(11):1079-1085.

      [3]陸慧. 農(nóng)村戶用沼氣對環(huán)境影響的指標體系與評價[J]. 太陽能學報,2007,28(3):340-344.

      [4]王明新,夏訓峰,柴育紅,等. 農(nóng)村戶用沼氣工程生命周期節(jié)能減排效益[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2010,26(11):245-250.

      [5]沈連峰,王謙,軒輾,等. 戶用沼氣池建設(shè)的節(jié)能減排和農(nóng)民增收效果[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2009,25(10):220-225.

      [6]張書榮,劉圣勇. 農(nóng)村沼氣國債項目管理措施[J]. 中國沼氣,2008,26(3):38-40.

      [7]蘇明山,何建坤,顧樹華. 大中型沼氣工程的CO2減排量和減排成本的估計方法[J]. 中國沼氣,2002,20(1):26-28.

      [8]劉尚余,駱志剛,趙黛青. 農(nóng)村沼氣工程溫室氣體減排分析[J]. 太陽能學報,2006,27(7):652-655.

      [9]殷志明,劉漣淮,曹安輝,等. 沼氣技術(shù)在新農(nóng)村節(jié)能減排中的效用和發(fā)展對策[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2007(6):74-76.

      [10]白尚顯,唐文俊. 燃料手冊[M]. 北京:冶金工業(yè)出版社,1994.

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      [12]劉宇,匡耀求,黃寧生. 農(nóng)村沼氣開發(fā)與溫室氣體減排[J]. 中國人口·資源與環(huán)境,2008,18(3):48-53.

      [13]董紅敏,李玉娥,朱志平,等. 農(nóng)村戶用沼氣CDM項目溫室氣體減排潛力[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2009,25(11):293-296.

      [14]黃鳳蓮,鄭小紅,高云超,等. 我國戶用型沼氣發(fā)展模式及其在新農(nóng)村建設(shè)中的作用[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學,2007(8):114-116.

      2.2減排效益分析

      2.2.1減排量分析節(jié)能是減排的基礎(chǔ),減排是節(jié)能的延伸效應(yīng)。戶用沼氣減排主要體現(xiàn)2個方面:一是管理性減排,是指在沼氣使用過程中,人們通常會采用“一池三改”模式,既把廚房、廁所、豬圈的改造與沼氣池建設(shè)結(jié)合在一起,使畜禽糞便及污水在密閉的空間里厭氧反應(yīng)產(chǎn)生沼氣,避免了因糞便露天堆放而向大氣中排放大量甲烷氣體;二是替代性減排,作為生活能源,沼氣與傳統(tǒng)能源煤炭、薪柴和秸稈相比,在產(chǎn)生相同熱量的情況下,沼氣排放的溫室氣體相對較少。具體到減排量來說,前者的減排量相對較小,這是因為管理性減排主要依賴于沼氣池來實現(xiàn),它是隨著沼氣池的數(shù)量變化而變化的,而后者減排量較大,是戶用沼氣減排效應(yīng)發(fā)揮的主要方式,通過替代其他能源達到減排的效果。另外,沼氣在使用過程中仍然會排放溫室氣體,主要是CO2和少量的CH4,要計算沼氣的實際減排效果,就需扣除這部分的排放量。

      2.2.1.1管理性減排量被調(diào)查的20戶沼氣農(nóng)戶均采用的是“一池三改”建池模式,且被調(diào)查農(nóng)戶均采用豬的糞便作為沼氣池發(fā)酵原料,在此不考慮其他家畜,平均每戶養(yǎng)豬3.5頭。管理性減排量為:

      管理性減排量=EFik×養(yǎng)豬頭數(shù)×甲烷增溫潛勢[13]

      其中:EFik為豬的甲烷排放系數(shù),約為2.41 kg/(頭·年);根據(jù)京都議定書規(guī)定,甲烷增溫潛勢全球統(tǒng)一默認值為21,此時的甲烷排量換算為二氧化碳當量,管理性減排量=2.41×3.5×21=177.14(kg/年)。

      2.2.1.2替代性減排量替代性減排主要根據(jù)農(nóng)戶使用沼氣的節(jié)能量來計算,將使用沼氣后的節(jié)能量乘以各自的溫室氣體排放因子,就得到了平均每年每戶替代各種能源的減排量。通過計算可知,沼氣替代煤炭平均每年每戶獲得的減排量為CO2 1 226.64 kg、CH4 1.57 kg(相當于CO2 32.85 kg當量),則沼氣替代煤炭消耗所獲得的總減排量為1 259.49 kg;沼氣替代秸稈平均每年每戶所獲得的減排量為CO2 99.44 kg、CH4 0.41 kg(相當于CO2 8.54 kg當量),則沼氣替代秸稈消耗所獲得的總排放量為107.98 kg;沼氣替代薪柴每年每戶所獲得的減排量為CO2 550.86 kg、CH4 1.03 kg(相當于CO2 21.37 kg 當量),則沼氣替代薪柴消耗所獲得的總排放量為572.23 kg;沼氣替代液化氣每年每戶所獲得的總減排量為49.20 kg CO2,(CH4排量較少,在此忽略);沼氣替代電力每年每戶所獲得的總減排量為0.083 kg CO2;則沼氣替代各種能源的減排總量為1 988.98 kg CO2當量。平均每年每戶沼氣替代各類能源的減排量見圖3。

      2.2.1.3沼氣利用過程中的減排量首先計算出每年每戶的沼氣產(chǎn)量,所選沼氣農(nóng)戶每戶均建立有一個8 m3的沼氣池,平均年產(chǎn)氣量為385 m3沼氣(全國平均值)[14],沼氣的密度為1.22 kg/m3,則總產(chǎn)氣量為469.70 kg。其次用沼氣的質(zhì)量乘以沼氣的溫室氣體排放因子,就得到了沼氣的排放量,計算結(jié)果為351.34 kg CO2和10.82 kg CH4(相當于 224.98 kg CO2當量),則沼氣燃燒過程中的溫室氣體排放總量為576.32 kg CO2當量。

      結(jié)合以上分析結(jié)果,沼氣替代煤炭、薪材、秸稈等常規(guī)能源后平均每年每戶凈減排總量=管理性減排量+替代性減排量-沼氣利用過程中的排放量=177.14+1 988.98-576.32=1 589.80 kg/年。

      2.2.2減排收益目前,國際市場上溫室氣體減排權(quán)交易價格約為5美元/t,折合人民幣為30.60元/t,則平均每年每戶沼氣池出售溫室氣體減排權(quán)所獲得的額外收益為48.65元。

      3結(jié)論

      節(jié)能效益分析結(jié)果表明,沼氣使用后降低了傳統(tǒng)能源的消耗量和消耗成本,與沼氣使用前相比,平均每戶每年煤炭消耗量減少538 kg,薪材消耗量減少380 kg,秸桿消耗量減少 88 kg,液化氣消耗量減少16 kg,電力消耗量減少78 kg,總能源消耗減少了52%,人均每年減少能源消耗成本92元。

      減排效益分析結(jié)果表明,采用清潔能源沼氣替代煤炭、秸稈、薪柴等常規(guī)能源后,平均每戶凈減排總量為 1 589.80 kg/年,減排收益為48.65元/年。

      由此可見,清潔能源沼氣的使用改變了農(nóng)村能源消耗結(jié)構(gòu),增加了農(nóng)民收入,改善了農(nóng)戶居住環(huán)境,這對于實現(xiàn)節(jié)能減排、減輕農(nóng)村面源污染、發(fā)展低碳經(jīng)濟、促進新農(nóng)村建設(shè)均具有重要意義,應(yīng)在河南省乃至全國大力推廣農(nóng)戶沼氣建設(shè)項目。

      參考文獻:

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      2.2減排效益分析

      2.2.1減排量分析節(jié)能是減排的基礎(chǔ),減排是節(jié)能的延伸效應(yīng)。戶用沼氣減排主要體現(xiàn)2個方面:一是管理性減排,是指在沼氣使用過程中,人們通常會采用“一池三改”模式,既把廚房、廁所、豬圈的改造與沼氣池建設(shè)結(jié)合在一起,使畜禽糞便及污水在密閉的空間里厭氧反應(yīng)產(chǎn)生沼氣,避免了因糞便露天堆放而向大氣中排放大量甲烷氣體;二是替代性減排,作為生活能源,沼氣與傳統(tǒng)能源煤炭、薪柴和秸稈相比,在產(chǎn)生相同熱量的情況下,沼氣排放的溫室氣體相對較少。具體到減排量來說,前者的減排量相對較小,這是因為管理性減排主要依賴于沼氣池來實現(xiàn),它是隨著沼氣池的數(shù)量變化而變化的,而后者減排量較大,是戶用沼氣減排效應(yīng)發(fā)揮的主要方式,通過替代其他能源達到減排的效果。另外,沼氣在使用過程中仍然會排放溫室氣體,主要是CO2和少量的CH4,要計算沼氣的實際減排效果,就需扣除這部分的排放量。

      2.2.1.1管理性減排量被調(diào)查的20戶沼氣農(nóng)戶均采用的是“一池三改”建池模式,且被調(diào)查農(nóng)戶均采用豬的糞便作為沼氣池發(fā)酵原料,在此不考慮其他家畜,平均每戶養(yǎng)豬3.5頭。管理性減排量為:

      管理性減排量=EFik×養(yǎng)豬頭數(shù)×甲烷增溫潛勢[13]

      其中:EFik為豬的甲烷排放系數(shù),約為2.41 kg/(頭·年);根據(jù)京都議定書規(guī)定,甲烷增溫潛勢全球統(tǒng)一默認值為21,此時的甲烷排量換算為二氧化碳當量,管理性減排量=2.41×3.5×21=177.14(kg/年)。

      2.2.1.2替代性減排量替代性減排主要根據(jù)農(nóng)戶使用沼氣的節(jié)能量來計算,將使用沼氣后的節(jié)能量乘以各自的溫室氣體排放因子,就得到了平均每年每戶替代各種能源的減排量。通過計算可知,沼氣替代煤炭平均每年每戶獲得的減排量為CO2 1 226.64 kg、CH4 1.57 kg(相當于CO2 32.85 kg當量),則沼氣替代煤炭消耗所獲得的總減排量為1 259.49 kg;沼氣替代秸稈平均每年每戶所獲得的減排量為CO2 99.44 kg、CH4 0.41 kg(相當于CO2 8.54 kg當量),則沼氣替代秸稈消耗所獲得的總排放量為107.98 kg;沼氣替代薪柴每年每戶所獲得的減排量為CO2 550.86 kg、CH4 1.03 kg(相當于CO2 21.37 kg 當量),則沼氣替代薪柴消耗所獲得的總排放量為572.23 kg;沼氣替代液化氣每年每戶所獲得的總減排量為49.20 kg CO2,(CH4排量較少,在此忽略);沼氣替代電力每年每戶所獲得的總減排量為0.083 kg CO2;則沼氣替代各種能源的減排總量為1 988.98 kg CO2當量。平均每年每戶沼氣替代各類能源的減排量見圖3。

      2.2.1.3沼氣利用過程中的減排量首先計算出每年每戶的沼氣產(chǎn)量,所選沼氣農(nóng)戶每戶均建立有一個8 m3的沼氣池,平均年產(chǎn)氣量為385 m3沼氣(全國平均值)[14],沼氣的密度為1.22 kg/m3,則總產(chǎn)氣量為469.70 kg。其次用沼氣的質(zhì)量乘以沼氣的溫室氣體排放因子,就得到了沼氣的排放量,計算結(jié)果為351.34 kg CO2和10.82 kg CH4(相當于 224.98 kg CO2當量),則沼氣燃燒過程中的溫室氣體排放總量為576.32 kg CO2當量。

      結(jié)合以上分析結(jié)果,沼氣替代煤炭、薪材、秸稈等常規(guī)能源后平均每年每戶凈減排總量=管理性減排量+替代性減排量-沼氣利用過程中的排放量=177.14+1 988.98-576.32=1 589.80 kg/年。

      2.2.2減排收益目前,國際市場上溫室氣體減排權(quán)交易價格約為5美元/t,折合人民幣為30.60元/t,則平均每年每戶沼氣池出售溫室氣體減排權(quán)所獲得的額外收益為48.65元。

      3結(jié)論

      節(jié)能效益分析結(jié)果表明,沼氣使用后降低了傳統(tǒng)能源的消耗量和消耗成本,與沼氣使用前相比,平均每戶每年煤炭消耗量減少538 kg,薪材消耗量減少380 kg,秸桿消耗量減少 88 kg,液化氣消耗量減少16 kg,電力消耗量減少78 kg,總能源消耗減少了52%,人均每年減少能源消耗成本92元。

      減排效益分析結(jié)果表明,采用清潔能源沼氣替代煤炭、秸稈、薪柴等常規(guī)能源后,平均每戶凈減排總量為 1 589.80 kg/年,減排收益為48.65元/年。

      由此可見,清潔能源沼氣的使用改變了農(nóng)村能源消耗結(jié)構(gòu),增加了農(nóng)民收入,改善了農(nóng)戶居住環(huán)境,這對于實現(xiàn)節(jié)能減排、減輕農(nóng)村面源污染、發(fā)展低碳經(jīng)濟、促進新農(nóng)村建設(shè)均具有重要意義,應(yīng)在河南省乃至全國大力推廣農(nóng)戶沼氣建設(shè)項目。

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