爱华网【内容提要】天然气、核能、煤炭、石油、水、电、太阳能等能源在国民经济中占有极为重要的地位。目前，能源的主体为天然资源煤和石油，用一点就少一点。天然资源总有枯竭耗尽之时，许多地方的煤矿已采空，油田产油率下降；天然气长途输送、核能开发等，既需要巨额投资，还存在安全隐患等问题。可再生生态能源沼气和液化沼气甲烷的发展前景非常广阔， 是广大农民致富的可靠途径。
生态能源是循环经济的新途径
随着我国经济持续高速增长，我国人民生活不断向小康迈进，并且我国国际地位不断提高。经济高速发展造成对能源的巨大需求，能源危机问题逐渐成为遏制我国长期发展的战略瓶颈。相比美俄，我国目前能源战略优势明显不足，发展循环经济是我国摆脱百年来科技和战略落后的最佳切入点。
一、未来的能源主流是什么？
天然气、核能、煤炭、石油、水、电、太阳能等能源在国民经济中占有极为重要的地位。目前，能源的主体为天然资源煤和石油，用一点就少一点。天然资源总有枯竭耗尽之时，许多地方的煤矿已采空，油田产油率下降；天然气长途输送、核能开发等，既需要巨额投资，还存在安全隐患等问题。
国家发改委、国土资源部、振兴东北办等部门联合下发《关于印发首批资源枯竭城市名单的通知》，共有12个煤炭、石油、有色和黑色冶金城市入选首批资源枯竭城市名单公布。其中，中部地区典型资源枯竭城市有3个，分别是煤炭城市焦作、萍乡和黑色冶金城市大冶；资源型城市经济转型试点城市5个，分别是煤炭城市阜新、伊春、辽源、森工城市白山、石油城市盘锦；西部地区典型资源枯竭城市有3个，分别是煤炭城市石嘴山、石油城市白银、有色冶金城市个旧；典型资源枯竭地区为大兴安岭。
下个世纪还有多少天然能源可供利用？未来的能源主流是什么？中国具有丰富的新能源和可再生能源，陆地表面每年接收的太阳辐射能都相当可观，生物质能源也非常可观。中国各地被荒废、浪费的农作物秸秆每年就超过６亿吨，其能量约合３亿吨标准煤；还有大量森林代谢物、加工废弃物也能产生相当于２亿吨标准煤的热能。但是，至今中国各种新能源的开发利用量，包括太阳能、风能潮汐能等，只相当于近５千万吨标准煤，在总能源结构中所占比例不足１％。尤其是生物质能的利用，更是微乎其微。
中国的生物质能资源主要有：农作物秸秆中可用于燃料部分；森林树木合理采伐可用作薪材部分；人畜粪便、有机废物、水生植物、生活垃圾、生活污水化粪池的沉积物等。绿色植物可利用日光能将它吸收的二氧化碳和水合成为有机物—碳水化合物，将光能转化为化学能并贮存下来。绿色植物是光能转换器和能源之源，碳水化合物是光能储藏库，生物质是光能循环转化的载体，连煤炭、石油和天然气也是地质时代的绿色植物在地质作用影响下转化而成的。
将来替代石油、煤气的就是生物质能，西方国家已经把生物质能当作是能源开发的重点。德国将在２０年内关闭所有核电站，由生物质能去代替；英国目前的生物质能的利用已占总能源消耗的１０％左右；美国的一项最新规划表明，计划到２０２０年生物质能源达到总能源的２５％，这样农民每年就会增收２００亿美元，２０５０年生物质能源达到总能源的５０％。
所以说，中国必须把可再生能源特别是生物质能提到我们发展及利用的日程上来。中国拥有９６０万平方公里的土地，那么煤与照射在地面上的太阳能相比简直是微乎其微。中国的低质土地大致有１５亿亩，按照有效利用其中的２０％来计算，每年可以生产１２亿吨生物资源，这些资源作为燃料使用，相当于５亿吨标煤。
生态能源，系利用人畜粪便、生活垃圾、农作物秸杆、杂草、各类植物废料、各种种植、养殖、食品加工生产过程的废渣、污水、下脚废料等为原料，用强化催化生物分解方法，使之转化为可燃化气体（CH4、甲烷、沼气），作为清洁能源。
新能源和可再生能源的发展前景非常广阔，生态能源沼汽是循环经济的一种先进的经济模式在此领域我们要加强技术研究，抓紧开发。党中央、国务院对沼气建设给予了高度重视。近两年中央农村工作会议把农村沼气建设作为全面建设农村小康社会、改善农村生产生活条件的六小工程之一，要求加快建设。 2003年胡锦涛总书记和吴邦国委员长分别在江西视察了“猪沼果”生态农业建设，给予了充分肯定。温家宝总理批示指出：发展农村沼气，确实是一项很有意义、很有希望的公益设施建设，要积极稳妥地推进这项工作。 2002年中央2号文件明确提出，加大农业基本建设投资力度，重点支持农村沼气等项目；国务院10号文件把积极开展农村能源建设，大力发展沼气工作，为巩固生态环境成果的配套措施之一，并提出了明确要求。
沼气是有机物质在厌氧环境下，经过微生物的发酵而产生的一种可燃性气体。形成过程大致可分为两个阶段，首先将各种复杂的有机物转化为低级脂肪酸，把不溶解的有机化合物和聚合物，通过酶法转化为可溶解的有机物。再转化成碳水化合物、蛋白质、脂肪类、醇等发酵为有机酸，例如丁酸、丙酸、乙酸；再由有机酸发酵转化为甲烷和二氧化碳等。在沼气的组成中，60-80％是甲烷，20一30％是二氧化碳，另外还有少量的一氧化碳和硫化氢，它燃后放出大量的热能，生成物是水和二氧化碳。1M 3的生活有机物粪便和有机物垃圾可产出40-50 M3的沼气。甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即对燃烧。每立方米纯甲烷的发热最为 34000焦耳，每立方米沼气的发热量约为20800－23600焦耳。即1立方米沼气完全燃烧后，能够放出6000千卡的热量，相当于0.7千克无烟煤提供的热量。将甲烷在-160℃温度下进行液化，就可以解决其容积存放问题。 液化天然气指在常压或略高于常压下低温（-162℃）液化了的天然气，简称LNG（Liquefied Natural Gas）。LNG的体积约为其气态体积的1/625，所以液化了的天然气更有利于远距离运输、储存，尤其在无法使用管道天然气的地区，应用前景很广。
甲烷的储存温度是-130℃，这种液化天然气是经过分离其中水分和二氧化碳成份后的液化甲烷。液化甲烷中还有其他的烃类气体，液化甲烷气体热值为8500～9000 kcal/Nm3，密度为0.68 Kg/m3，爆炸极限为5～15%，燃点650℃，辛烷值130。在液化过程中，甲烷中的水、酸性气体、C5+等烃类通常要被脱去，因而液化甲烷的组分比管道天然气的组分更稳定，品质更好。液化甲烷是非常安全的燃料，这主要表现在以下几个方面：燃点为650℃，安全性较好；爆炸极限为5～15%，蒸汽比空气轻，因而稍有泄漏立即挥发飞散，较难形成遇火燃烧爆炸的浓度，不会在一个不封闭的环境下爆炸，有很高的安全性。
液化甲烷用途广泛：1、工业气体燃料，用于发电、陶瓷、玻壳、工艺玻璃等。2、作为清洁燃料，汽化后供城市居民使用，具有安全、方便、快捷、污染小的特点。3、作代用汽车燃料使用。作为汽车发动机燃料，发动机仅需作适当改装，运行又安全可靠，而且噪声低污染小，特别是在排放法规日益严格的今天，排气明显改善。4、作为城市管道天然气的调峰，对民用燃气系统的用气量进行调节。5、作为冷源用于生产速冻食品，以及塑料、橡胶的低温粉碎等，也可用于海水淡化和电缆冷却等。使用80%的甲烷与20%的柴油混合作燃料，发动机的功率和扭矩比单用柴油作燃料时大为提高，而其价格只是柴油的一半。因此说，沼气甲烷是一种人工可制取、使用方便、清洁高效的生态能源。
生态能源与一般的沼气生产原理一样，但工艺不同。生态能源是一项综合工程，系利用多种技术方法，使之按工业化条件生产，产品为生态可燃气体和液化气供应市场。这种能源不受资源环境条件的制约，具有原料易得、取之不尽、用之不竭、成本低廉、无污染、生产安全、市场需求大等优势。生态能源沼汽是循环经济的一种先进的经济模式，循环经济是落实科学发展观，实施可持续发展战略，走新型工业化道路的重要途径。中国经济发展深层次的矛盾概括起来就是：高投入、高消耗、高排放、不协调、难循环、低效率，而搞循环经济就是解决这些问题的重要途径。就是要转变经济增长方式，调整经济结构，发展循环经济。
二、发展生态能源要靠开阔思路和技术创新
生态能源的主要产品即沼气。但传统沼气是在常温常压自然环境条件下产生，由于受温度、压力、物料配比等条件限制，虽然有气体可用，但与工业产气要求相差甚远。沼气细菌生活代谢的PH值，在6.8－7.5间最为适合，超越范围，则影响沼气的产生。沼气池内发酵原料浓度要适宜，这里的浓度就是水分与发酵原料间的浓度，含水比例太大会影响沼气菌的代谢；太浓，沼气池内积累有机酸，产气则少；一般要求比例为6％－12％，即夏季浓度不低于6％，冬季不低于12％。沼气的发酵分为高、中、常三个温度阶段，总的趋势是：随着温度的变化而变化，在适宜发酵的范围内越高的温度，微生物越活跃，气则多，相反则少。
一般沼气池无法常年满足这些一条件，例如目前广大农村所建的沼气池，仅够自家做饭、点灯，冬季寒冷时产气量少甚至不产气。沼气发酵废液、废渣利用受季节和农作物需肥时期制约。
生态能源新技术在结构、性能、材质、技术特征等方面比老技术有显著改进、提高或有独创。创新之处是采用调温控制、负压回收、科学配料、强化催化生物分解，使产气条件最优化，达到工业化生产。废液、废渣随时利用消化；其主要创新之处有下列几项：
1、创新技术是生态能源新技术的重要核心技术特征，并拥有专利技术。
在传统的沼气生产过程中，无法实现沼气发酵的最佳调控。生态能源新技术按发酵需求，保证沼气发酵的最优化条件，又不必耗费其它能源，增加成本，使之能连续化生产，成为真正的生态能源。
2、由于沼气的聚集，使发酵液上部贮气空间产生一定的压力，影响产气。又因为发酵不彻底，大量生料上浮结壳，不利于甲烷的进一步产生。生态能源新技术采用新技术，得到的是洁净的可燃气体，简化了工艺。3、废液、废渣用来种植物或牧草。生态能源设计将发酵废液、废渣用来种植经济作物、速生植物或牧草。为了不受季节、气候和农作物需肥时期制约影响，种植区安装沼气辅助加热的保温系统，上边加塑料大棚，保持种植的植物或牧草能在最佳条件下一年四季快速生长，并大量耗用沼气废液、废渣。沼气废液、废渣作为营养丰富的绿色有机肥源，对提高农产品的产量、质量和品质有重要作用。
产出的是生态能源气、高质量农产品和肉、蛋产品，达到生态平衡循环、原料保障、成本下降。生态能源新技术采用独创的最优化条件、回收工艺；可以使甲烷产气量提高产量70%以上，该项独创性技术将保证生态能源的工业化得以实现。
三、生态能源工业化，天天有收入
目前，沼气利用还处于小型化阶段，国内有利用酒糟生产沼气，与本生态能源所采用的原料结构不同，其生产模式无法在广大农村推广。在丹麦阿伯格，有利用牛粪便和食品工业的垃圾生产沼气并发电供热的2MW小型热电联产工厂。该厂设有两个900M 3的沼气罐，52℃中温发醇。每天处理牛粪120M 3/天；鱼业加工中的废料45M 3/天和生活垃圾1M 3/天。日产沼气6000M 3。沼渣排入9000M 3的渣池(渣池50M，深5M)用校胶布封顶，沼渣池每天还可以生产4000M3的沼气。所产沼气除站内安装的550KW小型发电装置发电和余热供沼汽池保温外，余下的沼气通过管道送到3KM以外的小镇，那里有一个2MW的小型热电联产装置，为小镇供热。
该地每天的牛粪便和食品工业的垃圾总量为167 M3，产出的沼气总数为10000M3，大约每1M 3的牛粪便和食品工业的垃圾可产出59 M3的沼气。一个年出产肉牛2万头养殖场，每头牛每天平均有20公斤粪便，每天约为400吨，全年计有湿牛粪（含水份约50﹪）量为14.6万吨，污水、废水处理剩余的污泥约为0.4万吨，每年有可利用生产沼气的有机原料15万吨﹝15万 M3﹞。
按每1M 3的牛粪便可产出40 M3的沼气，每年可生产沼气600万 M3﹙热值与城市管网天然气或煤气相当或略高﹚，按目前市场价每1M 3天然气1.9元计，价值1140万元。而牛粪便中的营养成分全部留在沼气废液、废渣中。沼气废液、废渣作为营养丰富的绿色有机肥源，用沼气废液、废渣种出的牧草，又是饲养肉牛的优质饲料。沼气发电、供热。废液、废渣种牧草养肉，实现综合利用。产出的是牛肉，没有任何废物，构成循环经济的最佳模式。
国内正在推广的还有利用秸杆物料燃烧气化炉，即控氧燃烧产生可燃气一氧化碳（CO）。但控氧气化要点火燃烧，使秸杆中的营养元素和有机物在燃烧中破坏，特别是硫化物要变成二氧化硫成为污染性气体。控氧燃烧气化还存在甲醇、醛类、有机酸的析出污染问题。而生态能源没有这些问题，没有废物和污染物，管理操作方便安全，规模可大可小，并能与农业结构调整相结合，可以实行公司加农户、产气与种植养殖相结合。生态能源的主导产品是生态可燃气，热值与城市管网天然气或煤气相当或略高。目前市场上没有商品化产品。
根据测算，生产一立方米生态可燃气，成本低于现行城市(京、沪)民用天然气每立方米售价为1.9元，推广价值大，社会经济效益显著。生态可燃气比天然气便宜。生态气可就地取材，就地生产，就地供应，没有长途输送的高成本和安全隐患。将之用于发电燃料是最佳能源。这种生态能源取材于大自然，取之不尽，用之不竭，质量上比天然气毫不逊色，并且不受地下资源和开采、输送等条件的约束，在市场上有极强大的竞争力。
按国家有关政策，利用废弃残渣、下脚料生产，可享受免税收优惠政策。发展生态能源在节能降耗、改善环境保护等方面均有非常重大的经济效益和社会效益。随着地下能源资源的不断减少，生态能源将会是未来能源的主力军。
从古到今，农民在土地上辛勤劳作，靠天吃饭，收入有限而且不稳定。这主要是受季节、气候的制约。同时农产品的价格不可能太高，销路也有限。农民想致富而缺乏可靠有效的方式途径。应抓好生态能源工业示范工程，提供正常运行的各项技术指标和操作工艺标准，为此类工程的推广、建造提供技术和工程样板，成为技术和操作培训基地。
生态能源工程的技术成果可以向国内外转让，该项目不是普通的节能降耗技术措施，而是创造新能源，能把农作物秸杆等废弃物、污染物以及河湖水面那些生长迅速、处理起来令人头疼的水生植物变成产气原料，变废为宝，增加农民收入。
目前我们的教育模式，基本上是应试教育，文凭教育。出来的专科毕业生，很难适应企业的需要，大部分在到岗后，必须重新学习本职工作所需要的专业技能。实际上，能有机会和有条件到大学深造的人数，仅仅是高中毕业生总数中的少数人，其余大部分都必须自谋职业。 这些高考落榜的高中毕业生，尽管品学兼优，豪情万丈，理想宏大高远，但往往是由于没有大学高等教育文凭而被用人单位拒之门外。
国家应开办专门的生态能源新技术学院，其中设有最新的生态能源新技术示范装置。学员在这里可以学到生态能源的基础知识，生产技术，民用品和工业产品（甲烷的衍生产品，甲烷液化产品等）加工方法等。招收重点是初、高中毕业生和高考落榜生，培养有志于开发生态能源的学员，使他们学习掌握生态能源新技术的基本技能，成为这方面的专业人才或管理人才。毕业后凭学到的本领可以自办生态能源工厂、公司和企业，专门生产生态能源产品。这些生态能源工厂、公司和企业将广大农民组织起来，联合起来，把广袤的田野和城市的生活垃圾都纳入生态能源的生产范围。也将使大批有理想、有报负的青年，有了施展自己才华的领域。他们可以靠发展生态能源帮助农民致富，也会使自己发大财。
生态能源工程在广大农村推广后。将彻底改变几千年来农民以生产粮食为主的单一模式，而把生态能源作为致富手段。他们可以利用土地、水面、荒山等作为种植速生植物的工厂，把植物的茎、叶等作为新鲜饲料或直接用作生产生态可燃气的原料，而粮食实际上成了副产品，实现农业工业化。
城市的有机生活垃圾、生活污水沉积物等，也将不再是令人心烦的废物，而会被生态能源工厂、公司和企业收走作源料，转化为用途广泛的生态可燃气。生产的可燃气可以由专门的公司收购、输送给发电厂作燃料。或将净化的可燃气甲烷，压缩成液化气产品，既可作民用，又可以作为汽车、火车的清洁能源。
这种生态能源产品与其它工业产品或生物产品最大的不同之处，是国内外都需要，有多少要多少，不愁销路。不像粮食、蔬菜，生产多了卖不掉。生态能源新技术开发，实现生态能源工业化，将使农耕模式彻底改变。土地不再是单一生产粮食，而转变为综合利用。地下是生态能源发酵装置，源源不断产生的生态能源气体，通过地下管道汇集送往发电厂。
每家每户和每一套产气装置，都有自动计量仪表，记录所输出的气量，由专业公司负责结算。这种只要建好基本沼气设施和管网，就能时时刻刻都在自动产生的生态能源气，产品需求量大、不愁销路、不会贬值，将会使农民变成不再担心干旱雨涝的弱者，而成为天天具有稳定收入的富翁。
生态能源既可大规模集约生产，也可由农户家庭或几户或全村、全乡、全县、全区联合生产，不拘形式，没有三废，形成产业，是真正的绿色生态环保技术项目。生态能源还能使农产品废物变成宝贵的工业原料，对增加农民收入有实际价值和重要意义。同时生态能源可以在许多领域取代煤、石油、天然气，可以发电和民用，是未来有发展前景的能源产品，不仅在国民经济中有重要价值，而且在改变能源结构、科技创新、劳动就业、促进农民致富、促进经济可持续发展等方面有着非常重大的政治、经济和战略意义。
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国家发改委、国土资源部、振兴东北办等部门联合下发《关于印发首批资源枯竭城市名单的通知》，共有12个煤炭、石油、有色和黑色冶金城市入选首批资源枯竭城市名单公布。其中，中部地区典型资源枯竭城市有3个，分别是煤炭城市焦作、萍乡和黑色冶金城市大冶；资源型城市经济转型试点城市5个，分别是煤炭城市阜新、伊春、辽源、森工城市白山、石油城市盘锦；西部地区典型资源枯竭城市有3个，分别是煤炭城市石嘴山、石油城市白银、有色冶金城市个旧；典型资源枯竭地区为大兴安岭。
对确定为首批的资源枯竭城市，将充分享受去年12月24日出台的《国务院关于促进资源型城市可持续发展的若干意见》所制定的各项优惠政策和资金的支持，其中包括：连续四年得到国家用于完善社会保障、教育卫生、环境保护、公共基础设施建设和专项贷款贴息等方面一定数额的财力性转移支付资金；通过建立长效的资源开发补偿机制和衰退产业授助机制，解决资源开发后的矿区治理、矿工安置及经济转型等突出问题；可以获得国家培育新兴接替产业的引导资金和专项贷款支持；在就业解困等历史遗留问题的解决上国家也将给予一定的支持；国家还将安排专项资金对环境整治和生态保护给予支持；国家将对资源枯竭城市下放资源勘查权和矿业权，延长资源对经济发展的支撑时间。国家将加大对资源枯竭城市的财力性转移支付，在社会保障、教育卫生、环境保护、公共基础设施建设和专项贷款贴息等方面享受国家政策和资金支持。
去年底，国务院发布了《关于促进资源型城市可持续发展的若干意见》，提出了促进资源型城市可持续发展的工作目标，即，2010年前，资源枯竭城市存在的突出矛盾和问题得到基本解决，大多数资源型城市基本建立资源开发补偿机制和衰退产业授助机制，经济社会可持续发展能力显著增强。2015年前，在全国范围内普遍建立健全资源开发补偿机制和衰退产业援助机制，使资源型城市经济社会步入可持续发展轨道。
