老撾戶用沼氣池發(fā)展及相關(guān)技術(shù)研究簡(jiǎn)述

欣 娜，徐 銳，曾 錦

(1.云南師范大學(xué) 能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650500；2中老新能源利用及合作發(fā)展實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650500)

1 引言

近年來(lái)，世界上許多國(guó)家都在大力支持新能源的發(fā)展，老撾政府也將新能源的發(fā)展視為提高農(nóng)村生活水平的重要手段，并在農(nóng)村地區(qū)大力推廣沼氣的使用。沼氣技術(shù)最早引進(jìn)老撾是在上世紀(jì)八十年代由老撾農(nóng)林部引入。1993年至1999年，老撾、加拿大和泰國(guó)三方開展了環(huán)境發(fā)展項(xiàng)目，在老撾萬(wàn)象市Xaysttha區(qū)的Don Xiengda村安裝了8至16m3不同型號(hào)的沼氣池。2005年，中國(guó)-老撾合作項(xiàng)目在老撾萬(wàn)象省推廣沼氣池建設(shè)(沼氣池的大小主要為6～8 m3)，這些沼氣池由中國(guó)專家設(shè)計(jì)，建造材料主要為混凝土。老撾政府一直致力于推進(jìn)沼氣項(xiàng)目在全國(guó)的推廣實(shí)施，2006年至2012年，荷蘭發(fā)展組織(SNV)聯(lián)合老撾農(nóng)林部開展了國(guó)家層面的沼氣試點(diǎn)項(xiàng)目(BPP)。經(jīng)過(guò)了五年的周期，沼氣試點(diǎn)項(xiàng)目已經(jīng)在5個(gè)省份安裝了2680 口沼氣池，覆蓋了41個(gè)區(qū)和792個(gè)村莊，而這些前期安裝的沼氣池將在未來(lái)進(jìn)行升級(jí)換代，從而推進(jìn)老撾能源戰(zhàn)略的實(shí)施。在老撾的新能源發(fā)展計(jì)劃下，至2025年老撾國(guó)內(nèi)將建成50000口沼氣池，從而取代液化石油氣在農(nóng)村地區(qū)的使用。2013年，老撾科學(xué)與技術(shù)部在烏多姆賽省開展了沼氣實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。2014年至今，中國(guó)-老撾合作的新能源項(xiàng)目已經(jīng)安裝了近50口玻璃纖維材質(zhì)的沼氣池。因此，現(xiàn)階段對(duì)老撾國(guó)內(nèi)已有的戶用沼氣建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行有針對(duì)性地調(diào)研和總結(jié)，可以為未來(lái)在老撾更好地推廣戶用沼氣項(xiàng)目奠定基礎(chǔ).

2 研究方法

調(diào)研團(tuán)隊(duì)于2018 年6月至8 月在老撾國(guó)內(nèi)12個(gè)省份開展了不同方式的調(diào)研工作。對(duì)于老撾首都萬(wàn)象市以及萬(wàn)象省附近的戶用沼氣項(xiàng)目，主要采取實(shí)地調(diào)查，通過(guò)采用座談以及問(wèn)卷調(diào)查的形式，了解沼氣池建造和使用情況；對(duì)于占巴塞、沙灣拿吉和阿速坡等較遠(yuǎn)的省份，采取與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)政府部門進(jìn)行線上交流來(lái)完成調(diào)查。

3 調(diào)查結(jié)論

3.1 采用德國(guó)與中國(guó)技術(shù)的固定圓頂沼氣池

1996年至1999年，老撾技術(shù)開發(fā)部門下屬的科學(xué)、技術(shù)與環(huán)境處聯(lián)合加拿大、泰國(guó)組成三方環(huán)境發(fā)展組織開展了早期的沼氣試點(diǎn)項(xiàng)目，采用德國(guó)與中國(guó)的技術(shù)在老撾國(guó)內(nèi)的不同省份建造安裝了10口不同大小型號(hào)的沼氣池，其中1口8m3、2口12m3和7口16m3。此類型的沼氣池有一個(gè)球形圓頂和一個(gè)較平坦的底座，一根內(nèi)置的管子連接沼氣消化器與廢料投放箱。沼氣池主洞口位于圓頂?shù)捻敳?，由黏土和水進(jìn)行密封。8m3型號(hào)的沼氣池的正常運(yùn)轉(zhuǎn)每天至少需要30千克的原料投放，并且保持60天的水力滯留時(shí)間，建議農(nóng)戶至少養(yǎng)殖6只黃?；蛩！０凑掌骄壳Э送斗诺脑峡梢援a(chǎn)生40升沼氣的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，8m3型號(hào)的沼氣池平均每天可以產(chǎn)生1200升沼氣，這足以供給一個(gè)普通家庭日常的能源需求。16m3型號(hào)的沼氣池的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要每天至少60千克的原料投放，以及80天的水力滯留時(shí)間，按照之前的產(chǎn)氣標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，16m3型號(hào)的沼氣池平均每天可以產(chǎn)生2400升沼氣。

老撾國(guó)內(nèi)的大多數(shù)中小農(nóng)戶難以負(fù)擔(dān)該項(xiàng)目的建造安裝成本，8m3型號(hào)的沼氣池建造成本大約為800美元，16m3型號(hào)的沼氣池建造成本大約為1200美元。由于降低建造安裝成本的可能性較低以及該類型的沼氣池并不能完全適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀粭l件，該項(xiàng)目的沼氣池安裝對(duì)于當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶來(lái)說(shuō)沒(méi)有太多的吸引力，已經(jīng)建造安裝完成的該類型沼氣池現(xiàn)都已停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 采用中國(guó)技術(shù)的玻璃纖維沼氣池

1998年至1999年，中國(guó)老撾雙方合作在川壙省和萬(wàn)象市建造安裝了5口8m3型號(hào)的玻璃纖維沼氣池。2004年，中國(guó)老撾合作項(xiàng)目開始推行適合普通農(nóng)戶家庭的尺寸(6～8m3)的沼氣池，在該項(xiàng)目的框架指導(dǎo)下，由中國(guó)專家監(jiān)督，以萬(wàn)象省的Pak Ngum District，NongPhouViang village兩地為試點(diǎn)，建造安裝了30口該類型的沼氣池，該項(xiàng)目建造安裝的單個(gè)沼氣池成本為350～450美元。為了滿足日常家用能源需求，普通農(nóng)戶需要養(yǎng)殖3～6頭豬。2009年，波里坎塞省建造安裝了20口8m3的玻璃纖維沼氣池。

中國(guó)-老撾合作項(xiàng)目所建造安裝的該類型沼氣池使用現(xiàn)有的模具和混凝土，因而建造安裝過(guò)程不需要擁有較高技術(shù)的泥瓦匠，所以建造安裝成本較其他項(xiàng)目而言更為低廉。在安裝沼氣池之后，每家農(nóng)戶每月可節(jié)省30～40公斤木炭。除此之外，農(nóng)戶還可將生產(chǎn)沼氣后產(chǎn)生的沼液沼渣用于田間施肥或者售賣給商人以獲取利潤(rùn)。2014年至2018年，為進(jìn)一步擴(kuò)大玻璃纖維沼氣池在老撾的應(yīng)用，中國(guó)-老撾雙方在萬(wàn)象市、沙耶武里省、波里坎塞省以及萬(wàn)象省建造安裝了50口玻璃纖維沼氣池。

3.3 氣缸柱形磚混沼氣池

2018年10月至12月，老撾計(jì)劃與投資部聯(lián)合中國(guó)技術(shù)專家在萬(wàn)象市開展最新的沼氣試點(diǎn)項(xiàng)目，在萬(wàn)象市的郊區(qū)建造安裝了15口10m3型號(hào)的氣缸柱形磚混沼氣池。

3.4 Sunlabob沼氣池

2005年，荷蘭發(fā)展組織(SNV)聯(lián)合老撾Sunlabob公司在萬(wàn)象市的Sangthong district和Ban Sorg village兩地，對(duì)6m3的沼氣池進(jìn)行試點(diǎn)建造與安裝，目的在于對(duì)影響沼氣池正常運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)境因素進(jìn)行分析。該項(xiàng)目所建造安裝的沼氣池的平均成本約為500美元。

經(jīng)研究，該項(xiàng)目所建造安裝的沼氣池在注水量大于投放容器容量的50%時(shí)，其生產(chǎn)沼氣的效率達(dá)到最高。沼氣池內(nèi)部的產(chǎn)氣微生物為嗜溫型，最佳生存溫度為35～37℃。在最佳環(huán)境條件下，該類型沼氣池一年可產(chǎn)生900 m3的沼氣。但由于缺乏日常維護(hù)知識(shí)及排除故障的能力，該項(xiàng)目大部分沼氣池現(xiàn)已停止工作，并且試點(diǎn)地區(qū)的農(nóng)戶在周邊能獲得成本更低的能源，這些都使得試點(diǎn)地區(qū)的農(nóng)戶對(duì)沼氣池的建造安裝失去了興趣。

3.5 采用GGC模型的Lao-Neth沼氣池

2009年至2010年由位于印度尼西亞首都雅加達(dá)的UNESCO組織提供技術(shù)、老撾當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)提供50%的資金補(bǔ)助的沼氣項(xiàng)目在烏多姆賽省的Houn District開展，一共建造安裝了5口6m3型號(hào)的沼氣池，建造安裝的沼氣池按照印度尼西亞的UNESCO組織提供的GGC模型進(jìn)行前期設(shè)計(jì)[1]。2011年，為解決養(yǎng)豬場(chǎng)的污水處理和能源生產(chǎn)問(wèn)題，該項(xiàng)目在萬(wàn)象省建造安裝16m3該類型沼氣池以解決當(dāng)?shù)仞B(yǎng)豬場(chǎng)關(guān)于能源、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境三方面的問(wèn)題。

該類型的沼氣池主要由以下幾個(gè)部分組成：用于投放動(dòng)物排泄物的進(jìn)料口、沼氣發(fā)酵池、沼氣儲(chǔ)存室、廢料出料口、沼氣輸送裝置及和沼液沼渣儲(chǔ)存池。水和動(dòng)物排泄物的混合物在進(jìn)料口出進(jìn)入沼氣發(fā)酵池，混合物產(chǎn)生的沼氣會(huì)被輸送至沼氣儲(chǔ)存室，沼液沼渣由出料口溢出至外置的沼液沼渣儲(chǔ)存池，最后沼氣將通過(guò)氣體輸送管道被輸送至廚房。

3.6 不同類型沼氣池分布情況

老撾國(guó)內(nèi)20世紀(jì)80年代正式引入沼氣技術(shù)，在此之后的近30年時(shí)間里，老撾國(guó)內(nèi)相關(guān)部門與其他國(guó)家及國(guó)際組織進(jìn)行了一系列沼氣池建設(shè)項(xiàng)目。為保證沼氣技術(shù)能夠在老撾農(nóng)村被廣泛而安全有效地使用，此前所開展的一系列項(xiàng)目均為試點(diǎn)項(xiàng)目，由不同組織采用不同技術(shù)來(lái)進(jìn)行具體實(shí)施，以此來(lái)檢驗(yàn)出最適合老撾國(guó)內(nèi)農(nóng)戶及其周邊環(huán)境的沼氣池類型。由于沼氣試點(diǎn)項(xiàng)目至今仍在開展，尚未得出最終結(jié)論。因此，本文僅就目前老撾國(guó)內(nèi)已開展的試點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)回顧。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1986年至2018年老撾國(guó)內(nèi)已建成的沼氣池分布情況如表1所示。

表1 老撾國(guó)內(nèi)建成沼氣池分布情況 Tab.1 Spread situation of biogas digesters in Laos

由表1可知，老撾國(guó)內(nèi)的沼氣試點(diǎn)項(xiàng)目已經(jīng)在12個(gè)省級(jí)行政區(qū)域內(nèi)開展，主要集中在萬(wàn)象市、沙灣拿吉省、川壙省和萬(wàn)象省四個(gè)區(qū)域，而沼氣池的類型又主要以4m3和6m3的沼氣池安裝使用最多。其中，4m3的沼氣池已經(jīng)在5個(gè)不同省份建造安裝了82口，占建成沼氣池?cái)?shù)量的40.00%；6m3的沼氣池建造在7個(gè)不同省份建造安裝了102個(gè)，占建成沼氣池?cái)?shù)量的49.76%；8m3、10m3及12m3的沼氣池都只在2個(gè)省份建造安裝，分別占建成沼氣池?cái)?shù)量的2.44%、2.44%和0.97%；而16m3的沼氣池在7個(gè)不同省份完成建造安裝，占建成沼氣池?cái)?shù)量的4.39%。

4 存在問(wèn)題

盡管老撾國(guó)內(nèi)近三十年來(lái)聯(lián)合國(guó)際組織開展了一些沼氣試點(diǎn)項(xiàng)目，但項(xiàng)目過(guò)程中建造安裝的沼氣池現(xiàn)今大都被農(nóng)戶遺棄。原因大致總結(jié)如下：(1)沼氣池建造安裝后，當(dāng)?shù)厝狈ψ銐虻募夹g(shù)人員進(jìn)行后期維護(hù)工作，而農(nóng)戶本身缺乏相關(guān)維護(hù)知識(shí)，導(dǎo)致大量沼氣池功能逐步減退直至被遺棄；(2)相當(dāng)一部分沼氣試點(diǎn)項(xiàng)目涉及到的農(nóng)戶為農(nóng)村中低收入人群，而這類人群對(duì)當(dāng)?shù)亻_展的沼氣項(xiàng)目缺乏了解，并且其負(fù)擔(dān)的沼氣池建造費(fèi)用相較家庭收入占比很高，進(jìn)而對(duì)沼氣技術(shù)逐漸失去興趣，沼氣池建造不久后便被廢棄；(3)老撾國(guó)內(nèi)農(nóng)戶的生產(chǎn)生活習(xí)慣與沼氣技術(shù)的使用相沖突，老撾國(guó)內(nèi)的農(nóng)戶對(duì)牲畜大多采取放養(yǎng)的養(yǎng)殖方式，只有少數(shù)時(shí)期會(huì)在晚上將牲畜進(jìn)行圈養(yǎng)，這會(huì)導(dǎo)致部分農(nóng)戶的牲畜排泄物收集不足，致使沼氣生產(chǎn)效率較低，難以滿足家庭日常生活需要，除此之外，老撾仍有部分農(nóng)戶處于刀耕火種的生活狀態(tài)，家庭住處遷移頻率較高，對(duì)于沼氣池這種相對(duì)固定的生活及生產(chǎn)設(shè)備而言，其并不適合流動(dòng)性較高的農(nóng)戶家庭。以上幾點(diǎn)原因分析基本覆蓋了當(dāng)前老撾國(guó)內(nèi)已經(jīng)開展的戶用沼氣試點(diǎn)項(xiàng)目所面臨的問(wèn)題。

5 解決對(duì)策

針對(duì)以上提出的老撾國(guó)內(nèi)戶用沼氣項(xiàng)目存在的問(wèn)題，現(xiàn)提出如下解決對(duì)策：(1)對(duì)于開展沼氣項(xiàng)目的地區(qū)，應(yīng)派遣技術(shù)人員長(zhǎng)期留守以應(yīng)對(duì)各種意外情況，在沼氣池建成后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)沼氣用戶進(jìn)行簡(jiǎn)單有效的技能培訓(xùn)，可印發(fā)使用手冊(cè)以保證沼氣用戶對(duì)沼氣設(shè)備的熟練使用；(2)在開展沼氣項(xiàng)目之前，先要在目標(biāo)地區(qū)進(jìn)行項(xiàng)目可行性調(diào)查，包括當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶平均收入水平、沼氣項(xiàng)目在當(dāng)?shù)氐闹獣远群彤?dāng)?shù)剞r(nóng)戶對(duì)沼氣技術(shù)使用的興趣，同時(shí)采取多種手段加強(qiáng)對(duì)農(nóng)村地區(qū)沼氣技術(shù)的宣傳，使得沼氣使用的益處深入人心；(3)對(duì)老撾農(nóng)戶的生產(chǎn)生活習(xí)慣進(jìn)行深入調(diào)查之后，在沼氣使用潛力較大的地區(qū)改進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的生產(chǎn)生活習(xí)慣，例如將牲畜圈養(yǎng)以方便收集排泄物或者農(nóng)戶固定生活住所以方便沼氣池長(zhǎng)期使用。