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由溫室氣體排放造成的全球氣候變化已經成為全球關注的焦點。如何減少溫室氣體的排放也成為了各國學者研究的熱點。據相關資料表明，農業是溫室氣體的主要排放源，因此，減少農業源溫室氣體排放對控制全球氣候變化有重要作用，發展以低能耗、低污染、低排放為基礎的低碳農業技術已經成為共識。
充分利用畜禽糞便、農作物秸稈等農村有機廢棄物發展農村沼氣，可以有效解決農村能源短缺問題，有效改善農村用能結構，節約大量柴薪及煤炭能源，減少溫室氣體排放，保護生態環境。因此，筆者對畜禽糞便、農作物秸稈等重慶農村有機廢棄物產沼氣潛力進行定量估算，并分析了溫室氣體減排效益，以期為重慶市發展低碳農業提供參考。
1重慶農村沼氣利用現狀
重慶農村沼氣發展建設已經突破農村能源建設的范疇，成為改善農村民生、建設社會主義新農村、發展循環農業、低碳農業的重要內容，得到了較快發展。截止2009年底重慶農村戶用沼氣已發展到108萬戶，沼氣入戶率達到15%，直接受益農戶達到356萬人；畜禽養殖場大中型沼氣工程已發展到1185處。推廣畜禽糞便、秸稈等農村有機廢棄物的沼氣利用技術，大力開發生物質能源，已經成為重慶農村普及面最廣、最受農民歡迎的以低碳為特征的能源消費模式。
2重慶農村有機廢棄物資源量估算
2.1農作物秸稈資源估算
重慶農作物種類繁多，糧食作物主要以稻谷、玉米、薯類、豆類、小麥為主，其中又以稻谷、玉米、薯類分布最廣、產量最多。經濟作物中主要以油料作物為主。因此，文中統計的農作物秸稈主要包括稻谷、小麥、玉米、其他谷物、豆類、薯類和油料作物。由于秸稈產量未列入國家有關部門的統計范圍，其產量通常依據農作物的產量計算而得。
2.1.1概算方法。
（1）草谷比系數。秸稈資源概算的關鍵是農作物草谷比系數的確定，它是可以通過田間試驗和觀測得到的經驗常數，不同地區、不同品種的農作物大致相同，可能略有差異。
（2）秸稈理論資源量。理論資源量是指某一區域秸稈的年總產量，表明理論上該地區每年最大可能生產的秸稈資源量。一般根據農作物產量和草谷比來大致估算，即秸稈理論資源量＝作物產量×草谷比。
（3）秸稈可收集資源量?？墒占Y源量是指某一區域通過現有收集方式可供實際利用的最大秸稈數量，可通過理論資源量乘以收集系數來確定。考慮到收集過程中的損耗，可收集資源量與理論資源量并不相同，受收獲機械化水平、收集方式、氣候等因素的影響。
（4）秸稈可能源化利用資源量。秸稈作為農作物的副產品，是工、農業的重要生產資源，可用作肥料、飼料、燃料以及造紙、建材、編織、種植食用菌等工副業的生產原料。因此，評價可利用資源量時，除了扣除為保證土壤肥力的秸稈還田（或過腹還田）量外，還需要考慮當地秸稈資源現有的競爭性用途，實際可利用資源量低于可收集資源量，可通過可收集資源量乘以可能源化利用系數來確定。
2.1.2資源概算。根據重慶地區的農業生產情況，初步確定各種農作物的草谷比系數（表1）。依據草谷比系數和農作物產量估算出秸稈理論資源量。2009年重慶耕種收綜合機械化水平達到21.08%，水稻生產機械化加快推進，油菜、玉米等其他農作物生產機械化開始示范，取得了新進展。綜合考慮重慶地區農作物收獲方式、秸稈收集方式、氣候、地形等因素，估算重慶地區農作物秸稈的收集系數為0.8。
據調查顯示，2009年，全市秸稈利用率僅為28.4%，其余的71.6%均為未利用或不合理方式處理。適當數量的秸稈還田可以增加土壤有機質含量，改善土壤結構。但是，由于重慶人均占有耕地少，復種指數高，倒茬間隔時間短，加之秸稈碳氮比高，不易腐爛，妨礙耕作，甚至造成減產。通過秸稈還田、秸稈作飼料用途和食用菌基料、工業原料加工用途的分析，估算重慶秸稈可能源化利用系數為0.6。
表1農作物秸稈估算t
經綜合分析和估算，2009年重慶各種農作物秸稈可能源化資源量為716.87萬t，秸稈干物質含量按85%計，則秸稈可能源化干物質量為609.34萬t。可見，重慶秸稈資源豐富，為農村沼氣的開發利用提供了優越的資源條件。
2.2畜禽糞便估算
養殖業是重慶農業的支柱產業、優勢產業，重慶是農業部確定的生豬、山羊、肉牛優勢產區。2009年全市存欄生豬1604.07萬頭，出欄生豬2003.11萬頭；牛存欄119.39萬頭，出欄46.94萬頭；羊存欄142.29萬只，出欄166.55萬只；家禽存欄12458.65萬只，出欄17918.26萬只，全市畜牧業總產值319.42億元，占農林牧漁業總產值的35.0%。
2.2.1估算方法。
畜禽糞便年產生量＝年排泄參數×存欄動物數量
年排泄參數指每頭動物每年的排泄量，排泄參數與動物種類、品種、性別、生長期等因素有關，統計包括豬、牛、羊、家禽、兔（表2）。
表2每頭牲畜年平均排糞量（干重）
2.2.2排放量估算。經估算，2009年全市畜禽糞便資源干物質總量為734.32萬t，其中豬糞368.94萬t，牛220.87萬t，羊19.92萬t，家禽124.59萬t（表3）。
表3 2009年重慶畜禽糞便產生量估算（干重）
3沼氣潛力估算
3.1估算方法
據資料顯示，在35℃條件下，糞便經60d發酵，秸稈經90d發酵，各種廢棄物產氣量參見表4。重慶屬中亞熱帶濕潤季風氣候區，年平均氣溫在18℃以上，農村戶用沼氣池多數是地埋式結構，其發酵溫度按20℃計。20℃的值是依據35℃時原料產氣量的60%折算。
年產沼氣潛力＝可能源化資源量（干重）×產氣參數，產氣參數為每噸干物質有機廢棄物資源的沼氣產生量。各種秸稈的沼氣產氣量平均以0.25m3/kgTS計。
3.2沼氣潛力估算
經估算，全市畜禽糞便和農作物秸稈年可產沼氣達到32.46億3m（表5）。按2009年全市731萬農戶來計算，則戶均擁有沼氣資源為444m3，基本可以解決農村生活用能問題。
表4農村各種有機廢棄物產氣特性參數m3/kgTS
4農村有機廢棄物沼氣利用的溫室氣體減排效益分析
沼氣是有機物經過厭氧發酵產生的混合氣體，主要成分CH4約占沼氣總量的55%～70％，熱值較高，熱效率穩定。
按1m3沼氣折合標準煤的系數0.714計算，重慶人畜禽糞便、農作物秸稈等農村有機廢棄物產生的沼氣32.46億m3相當于23.18億kg標準煤。
表5 2009年重慶農村有機廢棄物資源沼氣潛力估算
畜禽糞便、農作物秸稈等有機廢棄物的沼氣利用，可以減少糞便產生的甲烷排放量及秸稈直接燃燒利用產生的大量的濃煙和CO2排放；同時利用收集的沼氣有替代煤炭和保護林木的作用，即具有減排CO2和增加碳匯吸收的效益。重慶農村有機廢棄物的沼氣利用年可替代煤炭231.8萬t，則可減排CO2 351.49萬t/a；增加碳匯吸收3699.85萬t/a，減排效益顯著。同時，沼氣利用產生大量的沼渣沼液可以替代常規化肥，減少化肥中的溫室效力相當于CO2約300倍的N2O的排放。沼渣沼液作為一種高效有機肥，不但能提高農作物產量，而且能有效殺滅害蟲和病菌。通過使用沼氣，節省農民對能源和肥料等的支出，實踐顯示，一戶農民全年使用沼氣可直接節省各種費用1000～1500元，且能夠有效減少煙霧和糞便污染，有利于農村生態環境保護，具有良好的經濟和生態效益。
5結語
農村有機廢棄物的沼氣利用可有效促進生物質能源的開發利用，改善農村用能結構，有效減少CO2、CH4等溫室氣體的排放，是減緩氣候變化的一個重要途徑；同時，通過有效利用畜禽糞便、農作物秸稈等農村生活和生產中的廢棄物，改善了農村環境質量，是建立低碳農業、循環農業的重要模式，實現了環境、經濟、社會效益的統一。
參考文獻略
