摘要 介绍了农村户用沼气发电的意义、沼气发电技术的现状以及农村沼气发电技术的应用。
关键词 农村；沼气发电；技术应用
中图分类号S216.4 文献标识码A 文章编号1004—8421(2009104—140-01
沼气是一种新型的可再生能源，其燃烧产物中的污染物少，而且沼气厌氧发酵技术对工厂废水、城市生活垃圾、农业废弃物等有非常好的处理效果。沼气作为照明和炊火能源已广泛应用于许多发展中国家的偏远地区，并取得了巨大成效。近年来，由于环境和能源的严峻挑战，我国在农村地区大力发展沼气技术，有效地解决了当地居民的炊火能源问题，保护了当地的森林资源。沼气发电技术可以将这种清洁的可再生能源转化为电能，为我国农村偏远地区提供了一个用电的途径，可有效地解决部分地区生活及生产中小功率用电的困难，并有利于缓解我国用电紧张的局面。
1 发展农村沼气发电的意义
沼气是有机废物在一定温度、酸碱度和密闭等条件下，经细菌嫌气发酵而产生的一种以甲烷为主的可燃气体，是一种良好的燃料气体，可以完全代替汽油或柴油进行开机发电。农村沼气发电意义重大，好处多，能有效解决农村缺电的困难；可以扩大肥源，提高肥效，促进农业生产和养猪事业的发展；改善环境卫生，减少疾病传播，提高人民健康水平；促进乡镇企业的发展，增加集体收入；减轻大电网负担，支援工业；有了电还可以丰富社员群众的文化生活。如果把沼气发电和家庭沼气结合起来，则效益更加显著，对发展农业和养猪事业，建设社会主义新农村，提高社员群众的生活、文化水平，保护森林，保持水土，改良气候，加速农业现代化等都将起到积极的作用。
2 农村户用沼气发电技术发展现状
中国在沼气发电技术方面的研发已有30多年的历史，但主要集中在大中型沼气发电项目上，而且多是引进国外技术。由于大中型沼气发电装置庞大，投资过高，需要投入原材料较多，所以其推广应用有一定的难度。特别是在我国的广大农村市场，大中型沼气发电技术及装置的应用根本不切实际。由此，许多中小型沼气发电机应运而生，其沼气发电机组也先后获得鉴定和投产，主要产品包括全部使用沼气的纯沼气发动机及部分使用沼气的双燃料发动机。在我国农村地区，主要发展容量为3～10 kw的沼气发动机和沼气发电机组。农村沼气发电是一种集环保和能源生产于一体的能源综合利用新技术，符合国家产业结构调整的要求，能够创造较好的经济效益。户用沼气发电机燃烧完全、噪声低、无害烟、尾气排放基本无污染，有比较广阔的产业化应用前景。
3 农村户用沼气发电技术的应用
沼气发电的形式按所用燃料分为单燃机(即电火花点火式)和双燃机(即液体燃料引燃式)两种。单燃机是用沼气作燃料，有1个点火系统，不需高压喷油系统。单燃机采用煤气机或汽油机改装即可，在空气进口处加上1个“沼气-空气混合器”，完全用沼气代替煤气或汽油作燃料便能正常运行；若用柴油机改装则不用高压喷油系统，加上1个点火系统和1个“沼气-空气混合器”即可，其效率比前两者高。双燃机是用沼气和柴油作燃料，以沼气为主，少量柴油用来引燃。双燃机-般用柴油机改装，只在空气进口处加上1个“沼气-空气混合器”即可。
单燃机和双燃机各有其优缺点，双燃机改装简单，使用方便，但需要一定柴油用量；沼气不足时，可以单烧柴油，据测定，农村使用双燃机比其纯烧柴油，节油率达80％左右。双燃机用手扶拖拉机头改装很方便，还可以发挥一机多能的作用，白天照常耕田或运输，晚上用来发电。由于双燃机的柴油用量可随沼气的多少而进行调节，故在生产应用中不受沼气充足与否的影响。单燃机的改装虽然要外加点火系统(由分电器、点火线圈、火花塞和蓄电池组成)，但可省去价格较贵的喷油系统，它不用柴油，只烧沼气，在沼气充足的条件下，固定使用该机是合适的。如果保留高压喷油系统，在油泵齿轮轴外端接出分电器和点火线圈，火花塞和喷油嘴可以互换，用火花塞可单烧沼气，换回喷油嘴又可单烧柴油。另外，也可以在气缸盖上喷油嘴附近，钻1个孔用来装火花塞，再按上述改装方法进行，保留高压喷油系统，同时加装点火系统，这样既可以进行单烧，也可以进行双燃。
沼气池从发酵池的结构形式分为水压式沼气池和气袋式沼气池两种。水压式沼气池的沼气作普通燃料直接引向沼气炉燃烧，很方便而且效果好。但是，作为内燃机燃料则不理想。在非进气过程因为沼气有压力，继续关气至混合器，使得气缸吸入的混合气浓度不稳定，以至发生爆炸，同时会有少量沼气从进气口逸出污染空气。气袋式沼气池没有水压箱，沼气贮存于塑料薄膜制的气袋内，产气贮气系统都不变地处于低压(一般控制在2-5 cm水柱压力)，因而不会出现混合气浓度不稳定和逸出沼气造成了污染、浪费等现象。综上分析可见，沼气发电用气袋式沼气池比较好，且具有建池费用低、池有效容积利用率高、经济、卫生和占地面积小等优点。