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)
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(kāi)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(kāi)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(kāi)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).
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(kāi)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(mén)進(jìn)行線上交流來(lái)完成調(diào)查。
1996年至1999年,老撾技術(shù)開(kāi)發(fā)部門(mén)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(kāi)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(lèi)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?。按照平均每千克投放的原料可以產(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(lèi)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(lèi)型沼氣池現(xiàn)都已停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
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(kāi)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(lèi)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(lèi)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(mài)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。
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(kāi)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。
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(lèi)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。
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(kāi)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(lèi)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(lèi)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。
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(mén)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(kāi)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(lèi)型。由于沼氣試點(diǎn)項(xiàng)目至今仍在開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(lèi)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%。
盡管老撾國(guó)內(nèi)近三十年來(lái)聯(lián)合國(guó)際組織開(kāi)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(lèi)人群對(duì)當(dāng)?shù)亻_(kāi)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(kāi)展的戶用沼氣試點(diǎn)項(xiàng)目所面臨的問(wèn)題。
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(kāi)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(kāi)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。