基于生命周期的户用沼气系统可用能核算--以广西恭城瑶族自治县为例

发展沼气生态农业可以实现资源的综合利用,带来经济效益与生态效益,同时解决我国农村地区能源短缺和环境污染问题。明确沼气系统内部的物质能量转化利用情况,可为沼气农业系统优化和效益提升提供科学依据。提出基于生命周期的户用沼气系统可用能核算方法,并以全国生态农业示范县——广西恭城瑶族自治县为例,核算了该县典型户用沼气系统建设、运行和利用单元投入产出的可用能流,分析了整个系统的可用能转化与利用效率。结果表明:系统的可用能投入为(1.06×108)kJ/a,可用能产出为(5.00×107)kJ/a,主要产出形式为沼渣;可用能转化率为48.82%,利用率为21.60%,其中沼气利用效率最高;系统产生的环境排放为(3.42×105)kJ/a,主要形式为系统利用单元沼气燃烧产生的CO2。由此可见,沼气生态农业可通过增加转化环节实现农业废弃物的再利用,系统可用能效率具备极大的提升空间,系统可持续性有待加强。可以考虑从改进工艺技术和改善发酵环境两方面提高户用沼气系统能量转化的能力,通过沼渣沼液综合利用技术方面的创新提高户用沼气系统的可用能利用效率。生命周期可用能核算方法可以更全面的反映系统的能量利用效率,便于诊断薄弱环节,为系统优化提供依据。

户用沼气系统运行效果的技术评价指标体系

用层次分析法构建了户用沼气系统的技术评价指标体系,通过德尔菲法构建了评价指标的判定方法学,从而为评价户用沼气系统的运行效果提供理论依据和技术支撑。将户用沼气系统分为5个子系统:构筑物系统、产气系统、沼气输送系统、沼气利用系统、沼液沼渣处理系统。将此评价体系用于评估某国户用沼气系统的运行效果,结果表明,如果仅以正常产气衡量,则正常运行的概率为76%;如果综合考虑沼气系统各个方面,则运行良好的概率仅为1%。

户用沼气系统建设现状评析

农户沼气系统是以农村庭院经济为依托,处理农业废弃物的生态型能源系统。对户用沼气系统应用类型、应用模式、应用中存在的问题进行调查、分析、研究,并提出相应的对策,为建设生态家园,增加农民收入,促进农业的可持续发展奠定基础。

太阳能加热的地上式户用沼气生产系统热性能分析

为对太阳能加热的地上式户用沼气生产系统的推广应用和优化设计提供指导,试验研究了该型系统的热性能,对系统中真空管太阳能热水器日平均集热效率、沼气池散热量和热水-料液传热系数与相关因素的关系进行了分析。试验表明,当日平均环境温度在-2.1^-8.6℃变化时,沼气池内料液温度可维持在(27±2)℃的范围内。得到了太阳能热水器日平均集热效率、沼气池散热量和热水-料液传热系数的计算公式;研究发现沼气池内料液温度对热水-料液传热系数的影响很大,随着料液温度的提高,传热系数显著增加。