沼气工程
——实现低碳畜牧生产的重要途径 序言：2009 年12 月18 日，温家宝总理在哥本哈根会议上做出了节能减排的承诺，到2020年实现我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%，这是庄严的承诺，同时也是十分沉重的责任。时至今日，低碳经济逐步成为全球意识形态和国际主流价值观，以其独特的优势和巨大的市场已经成为世界经济发展的热点。一场以低碳经济为核心的产业革命初露端倪„„
随着CO2和CH4等温室气体的排放量越来越大，全球灾难性气候变化屡屡出现，已经严重危害到人类的生存环境和健康安全。所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。2010年8月，国家发改委确定在5省8市开展低碳产业建设试点工作。低碳经济的提出是发生在全世界人口爆炸的年代，发达国家已经进入节能减排的管理，而发展中国家正处于面临强盛国民经济和强盛民族的当务之急，且又必须面临环球气候恶化必须改善环境的当务之急。在中国尤为突出，中国面临人口多土地少的压力，必须急起直追，建立起具有中国特色的低碳经济模式。低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP 的问题，核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。低碳经济几乎涵盖了所有的产业的领域。低碳经济的发展模式，为节能减排、发展循环经济、构建和谐社会提供了操作性诠释，符合科学发展观的要求，是一场涉及生产方式、生活方式和价值观念的全球性革命。低碳经济在畜牧业的体现主要表现在低投入、低排放、低能耗和高效益。贯彻落实科学发展观，大力发展低碳畜牧经济，有利于促进畜牧业规模化和标准化发展， 也有利于畜牧业的健康可持续发展。
畜牧业是指用放牧、圈养或者二者结合的方式，饲养畜禽以取得动物产品或役畜的生产部门，包括牲畜饲牧、家禽饲养、经济兽类驯养等，是农业的主要组成部分之一。畜牧业的快速发展， 为世界经济的发展和人民生活水平的提高以及农民收入的增加作出了重要贡献。然而，随着畜牧业的产业化进程， 在给市场提供大量质优价廉的畜牧产品的同时，也对环境造成了巨大影响。联合国粮食及农业组织2006 年的一份报告《牲畜的巨大阴影：环境问题与选择》指出，全球畜牧部门发展速度，其产值占全球农业生产额的40%左右。与运输业相比，畜牧业产出的温室气体更多，以CO2当量计算，占总量的18%。在与人类活动有
关的各种排放气体中， 畜牧部门占CO2排放量的9%，占N2O（是CO2暖化潜能的296 倍）排放量的65%，占甲烷（是CO2暖化潜能的23 倍）总量的37%，占氨总量（主要导致酸雨）的64%。所以畜牧业必须实现可持续发展，做到低碳生产，才能保护我们赖以生存的环境。
前面论述了发展低碳经济的重要性和畜牧生产与低碳经济间的重要关系，下面将着重介绍实现低碳畜牧生产的重要途径之一：沼气工程。
实现低碳化畜牧生产有很多途径，比如说沼气工程，发展规模化养殖，开发新饲料资源及相应技术，利用酶制剂提高饲料的转化率，发展绿色畜产品等。但我认为最重要的还是沼气工程，这是一种循环养殖模式，未来最有可能实现零排放的生产模式。以东营开元良种奶牛繁育场为例，现存栏荷斯坦良种奶牛1052 头，日产牛粪30 余吨，污水300 余吨，经过日产1500m3 的沼气站处理后，不仅能满足80 千瓦沼气发电机组发电，而且年利用沼渣可生产5000t 优质有机肥或10000t 有机无机复混肥，生产沼液30000t，年获纯利200 余万元。不仅节约了成本，增加养殖效益，又彻底解决了畜禽粪便、污水对养殖场及周围环境的污染。实现了“粮食种植-饲料加工-畜禽饲养-废弃物处理” 的循环链条。畜牧生产中碳排放量最高的一个环节就是动物粪便处理这一个环节，据2008年统计家畜主要污染物排泄量显示，牛（250kg BW）每天排泄CH4 200L/d，奶牛（500 kg BW）排泄污染物（CO2）26.2kg/头·当量，万头猪（个）排泄的氮、磷量分别为100t/年、20t/年，一只羊（25kg）每年排泄CO2 53.66kg，CH4 4.38kg，其中肉食生产形成的CH4排放量占全球排放总量的51％，动物养殖业产生的320亿t CO2当量，高于工业与能源行业综合影响。土地使用方面，将目前用于畜牧养殖业的土地归还给天然植被和森林，将可消除大气中26000亿kg CO2当量的温室气体，相当于温室气体总量的4.2％。粪便经有机分解后可产生大量的温室气体，如果将畜禽粪便通过回收再处理，将能有效地减少畜禽粪便对大气的污染，同时可以实现资源的良性利用与循环。而沼气工程的核心就是对畜禽粪便的无害化处理，能使畜禽粪便还田，是粪便处理利用的主要方向。畜禽粪便通过沼气工程的生物好氧发酵与干燥处理，制成无公害高效活性有机肥。日本之所以在短短几年内解决了畜禽粪便的污染问题，就是因为政府推动畜禽粪便还田运动，协调畜禽养殖业与种植业之间的关系。畜禽粪便不仅含有很多水分，而且还含有各种细菌，只有进行去臭、除菌、脱水，才能达到提高利用价值、便于贮藏的目的。甲烷的燃烧值非常高，是沼气中主要的可燃气体。用畜禽粪便生产沼气是利用受控制的厌氧细菌分解作用，将粪便中的有机物（碳水化合物、蛋白质和脂肪）转化成简单的有机酸，然后再将简单的有机酸转化为甲烷和二氧化碳。对畜禽粪便中的有机营养物质的综合处理，使资源和能源循环
利用，实现无废物、无污染生产。畜禽粪便在沼气工程的处理过程中是全封闭的。
沼气工程的建设核心是沼气池的建设，这是一种全封闭的处理池，几乎全部建于地下。
沼气池的建设地点一定要选择在畜舍旁边，不能太远，
30米以内为适宜，没有高大树木、电杆等便于施工的地
方。以建设一个80立方米的沼气池为例需以下建材：325
号或425号水泥10吨、碎石22立方米、中沙15立方米、
砖8000块和少量的钢筋。混凝土浇筑时塌落度应控制在
2-4cm内；拌合好的混凝土应保证色泽均匀一致，不得有可见原状石子和砂；对模板及其支架、钢筋和预埋件应进行检查并做好记录，符合设计要求后方能浇筑混凝土；对模板内的杂物和钢筋上的油污等应清理干净，对模板的缝隙和孔洞应予堵严，模板按缝严密不得漏浆；浇筑池底混凝土时应消除淤泥和杂物，并应有排水和防水措施；在降雨雪或气温低于0℃时不宜浇筑混凝土；沼气池混凝土浇筑采用螺旋式上升程序一次浇筑成型，要求振捣密实，无蜂窝、麻面、裂缝等缺陷，密封层应灰浆饱满、抹压密实，无翻砂、无裂纹、无空鼓、无脱落和气孔，表面光滑。沼气池的建设一定要保证不漏气。
为了尽快实现低碳化的畜牧生产，我们必须加快推进沼气工程建设，向先进的国家学习。比如德国，在沼气工程方面的研究就很先进的，他们已经有了20 多年的实践经验；第二，德国工业装备和技术水平较高，质量好。德国每一个沼气工程都在发电。中国的农业沼气工程主要是处理畜禽粪便及其冲洗污水，也有极少部分是处理农作物秸秆与畜禽粪便的混合原料。但在中国沼气工程最重要的方面还是在环保方面，在减排方面，因为中国人地矛盾十分尖锐，畜牧业的发展不能与人争食是我国不能变更的原则。沼气工程的出路必须是走工业化发展和城乡统筹的道路。未来，我国大中型沼气要上规模、扩空间、升技术、提质量。处理工业废弃物和城镇污水、垃圾的大中型沼气工程要快速发展；生活污水、净化沼气池要逐步实现新突破；未来3～5 年，沼气产业化关键技术要有一定突破。我国不能仅仅是户用沼气大国，还要逐步成为沼气工程大国、沼气技术和装备大国，迈向沼气产业化大国。这是实现低碳化畜牧生产的需要，是建立低碳经济结构的需要，是实现可持续发展战略的需要。
低碳经济、节能减排，畜牧业承担着推卸不掉的的责任；而大力推行沼气工程是实现低碳畜牧生产的最有效途径之一。
参考文献
1. 朱启红.畜禽粪便的综合利用[J].农机化研究,2007,(08).
2. 李江.规模畜禽养殖场粪便的利用[J].今日畜牧兽医,2007,(06).
3.崔中庆.推广“低碳”畜牧业是实现可持续发展的必要途径[J].畜牧与饲料科学，2010 ，31 （3 ）:111.
4. 陈幼春. 畜牧业的强势低碳经济特征——论几项可用的低碳经济畜牧技术[J]. 专家论坛, 2010 年第16 期.
5. 张福军,王健诚. 低碳循环经济模式生产绿色动物产品—记承德市某猪场成功实施猪一沼一菜循环养殖模式[J].“畜牧业与低碳经济”科技论文集，58-59.
沼气工程
——实现低碳畜牧生产的重要途径 序言：2009 年12 月18 日，温家宝总理在哥本哈根会议上做出了节能减排的承诺，到2020年实现我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%，这是庄严的承诺，同时也是十分沉重的责任。时至今日，低碳经济逐步成为全球意识形态和国际主流价值观，以其独特的优势和巨大的市场已经成为世界经济发展的热点。一场以低碳经济为核心的产业革命初露端倪„„
随着CO2和CH4等温室气体的排放量越来越大，全球灾难性气候变化屡屡出现，已经严重危害到人类的生存环境和健康安全。所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。2010年8月，国家发改委确定在5省8市开展低碳产业建设试点工作。低碳经济的提出是发生在全世界人口爆炸的年代，发达国家已经进入节能减排的管理，而发展中国家正处于面临强盛国民经济和强盛民族的当务之急，且又必须面临环球气候恶化必须改善环境的当务之急。在中国尤为突出，中国面临人口多土地少的压力，必须急起直追，建立起具有中国特色的低碳经济模式。低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP 的问题，核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。低碳经济几乎涵盖了所有的产业的领域。低碳经济的发展模式，为节能减排、发展循环经济、构建和谐社会提供了操作性诠释，符合科学发展观的要求，是一场涉及生产方式、生活方式和价值观念的全球性革命。低碳经济在畜牧业的体现主要表现在低投入、低排放、低能耗和高效益。贯彻落实科学发展观，大力发展低碳畜牧经济，有利于促进畜牧业规模化和标准化发展， 也有利于畜牧业的健康可持续发展。
畜牧业是指用放牧、圈养或者二者结合的方式，饲养畜禽以取得动物产品或役畜的生产部门，包括牲畜饲牧、家禽饲养、经济兽类驯养等，是农业的主要组成部分之一。畜牧业的快速发展， 为世界经济的发展和人民生活水平的提高以及农民收入的增加作出了重要贡献。然而，随着畜牧业的产业化进程， 在给市场提供大量质优价廉的畜牧产品的同时，也对环境造成了巨大影响。联合国粮食及农业组织2006 年的一份报告《牲畜的巨大阴影：环境问题与选择》指出，全球畜牧部门发展速度，其产值占全球农业生产额的40%左右。与运输业相比，畜牧业产出的温室气体更多，以CO2当量计算，占总量的18%。在与人类活动有
关的各种排放气体中， 畜牧部门占CO2排放量的9%，占N2O（是CO2暖化潜能的296 倍）排放量的65%，占甲烷（是CO2暖化潜能的23 倍）总量的37%，占氨总量（主要导致酸雨）的64%。所以畜牧业必须实现可持续发展，做到低碳生产，才能保护我们赖以生存的环境。
前面论述了发展低碳经济的重要性和畜牧生产与低碳经济间的重要关系，下面将着重介绍实现低碳畜牧生产的重要途径之一：沼气工程。
实现低碳化畜牧生产有很多途径，比如说沼气工程，发展规模化养殖，开发新饲料资源及相应技术，利用酶制剂提高饲料的转化率，发展绿色畜产品等。但我认为最重要的还是沼气工程，这是一种循环养殖模式，未来最有可能实现零排放的生产模式。以东营开元良种奶牛繁育场为例，现存栏荷斯坦良种奶牛1052 头，日产牛粪30 余吨，污水300 余吨，经过日产1500m3 的沼气站处理后，不仅能满足80 千瓦沼气发电机组发电，而且年利用沼渣可生产5000t 优质有机肥或10000t 有机无机复混肥，生产沼液30000t，年获纯利200 余万元。不仅节约了成本，增加养殖效益，又彻底解决了畜禽粪便、污水对养殖场及周围环境的污染。实现了“粮食种植-饲料加工-畜禽饲养-废弃物处理” 的循环链条。畜牧生产中碳排放量最高的一个环节就是动物粪便处理这一个环节，据2008年统计家畜主要污染物排泄量显示，牛（250kg BW）每天排泄CH4 200L/d，奶牛（500 kg BW）排泄污染物（CO2）26.2kg/头·当量，万头猪（个）排泄的氮、磷量分别为100t/年、20t/年，一只羊（25kg）每年排泄CO2 53.66kg，CH4 4.38kg，其中肉食生产形成的CH4排放量占全球排放总量的51％，动物养殖业产生的320亿t CO2当量，高于工业与能源行业综合影响。土地使用方面，将目前用于畜牧养殖业的土地归还给天然植被和森林，将可消除大气中26000亿kg CO2当量的温室气体，相当于温室气体总量的4.2％。粪便经有机分解后可产生大量的温室气体，如果将畜禽粪便通过回收再处理，将能有效地减少畜禽粪便对大气的污染，同时可以实现资源的良性利用与循环。而沼气工程的核心就是对畜禽粪便的无害化处理，能使畜禽粪便还田，是粪便处理利用的主要方向。畜禽粪便通过沼气工程的生物好氧发酵与干燥处理，制成无公害高效活性有机肥。日本之所以在短短几年内解决了畜禽粪便的污染问题，就是因为政府推动畜禽粪便还田运动，协调畜禽养殖业与种植业之间的关系。畜禽粪便不仅含有很多水分，而且还含有各种细菌，只有进行去臭、除菌、脱水，才能达到提高利用价值、便于贮藏的目的。甲烷的燃烧值非常高，是沼气中主要的可燃气体。用畜禽粪便生产沼气是利用受控制的厌氧细菌分解作用，将粪便中的有机物（碳水化合物、蛋白质和脂肪）转化成简单的有机酸，然后再将简单的有机酸转化为甲烷和二氧化碳。对畜禽粪便中的有机营养物质的综合处理，使资源和能源循环
利用，实现无废物、无污染生产。畜禽粪便在沼气工程的处理过程中是全封闭的。
沼气工程的建设核心是沼气池的建设，这是一种全封闭的处理池，几乎全部建于地下。
沼气池的建设地点一定要选择在畜舍旁边，不能太远，
30米以内为适宜，没有高大树木、电杆等便于施工的地
方。以建设一个80立方米的沼气池为例需以下建材：325
号或425号水泥10吨、碎石22立方米、中沙15立方米、
砖8000块和少量的钢筋。混凝土浇筑时塌落度应控制在
2-4cm内；拌合好的混凝土应保证色泽均匀一致，不得有可见原状石子和砂；对模板及其支架、钢筋和预埋件应进行检查并做好记录，符合设计要求后方能浇筑混凝土；对模板内的杂物和钢筋上的油污等应清理干净，对模板的缝隙和孔洞应予堵严，模板按缝严密不得漏浆；浇筑池底混凝土时应消除淤泥和杂物，并应有排水和防水措施；在降雨雪或气温低于0℃时不宜浇筑混凝土；沼气池混凝土浇筑采用螺旋式上升程序一次浇筑成型，要求振捣密实，无蜂窝、麻面、裂缝等缺陷，密封层应灰浆饱满、抹压密实，无翻砂、无裂纹、无空鼓、无脱落和气孔，表面光滑。沼气池的建设一定要保证不漏气。
为了尽快实现低碳化的畜牧生产，我们必须加快推进沼气工程建设，向先进的国家学习。比如德国，在沼气工程方面的研究就很先进的，他们已经有了20 多年的实践经验；第二，德国工业装备和技术水平较高，质量好。德国每一个沼气工程都在发电。中国的农业沼气工程主要是处理畜禽粪便及其冲洗污水，也有极少部分是处理农作物秸秆与畜禽粪便的混合原料。但在中国沼气工程最重要的方面还是在环保方面，在减排方面，因为中国人地矛盾十分尖锐，畜牧业的发展不能与人争食是我国不能变更的原则。沼气工程的出路必须是走工业化发展和城乡统筹的道路。未来，我国大中型沼气要上规模、扩空间、升技术、提质量。处理工业废弃物和城镇污水、垃圾的大中型沼气工程要快速发展；生活污水、净化沼气池要逐步实现新突破；未来3～5 年，沼气产业化关键技术要有一定突破。我国不能仅仅是户用沼气大国，还要逐步成为沼气工程大国、沼气技术和装备大国，迈向沼气产业化大国。这是实现低碳化畜牧生产的需要，是建立低碳经济结构的需要，是实现可持续发展战略的需要。
低碳经济、节能减排，畜牧业承担着推卸不掉的的责任；而大力推行沼气工程是实现低碳畜牧生产的最有效途径之一。
参考文献
1. 朱启红.畜禽粪便的综合利用[J].农机化研究,2007,(08).
2. 李江.规模畜禽养殖场粪便的利用[J].今日畜牧兽医,2007,(06).
3.崔中庆.推广“低碳”畜牧业是实现可持续发展的必要途径[J].畜牧与饲料科学，2010 ，31 （3 ）:111.
4. 陈幼春. 畜牧业的强势低碳经济特征——论几项可用的低碳经济畜牧技术[J]. 专家论坛, 2010 年第16 期.
5. 张福军,王健诚. 低碳循环经济模式生产绿色动物产品—记承德市某猪场成功实施猪一沼一菜循环养殖模式[J].“畜牧业与低碳经济”科技论文集，58-59.