我国是研究、开发人工制取沼气技术较早的国家。新中国成立后，沼气事业发展迅速。由于在可再生能源开发、农业废弃物资源循环利用、温室气体减排和新农村建设中的独特作用，沼气技术一直受到我国政府的重视。70年代末80年代初，针对我国农村地区能源消费水平低、短缺严重，利用效率低、浪费严重的现象以及农业生态环境进一步恶化的状况，中央政府明确提出“农村兴办沼气是合理利用农业自然资源的有效途径，关系到我国农村能源建设、有机肥料建设、环境保护和卫生建设，是实现农业现代化的一个重要内容”，相继成立了专职管理机构：全国沼气建设领导小组和专业科研单位：农业部沼气科学研究所。自1983年，我国“六五计划”采纳了农村能源建设“因地制宜、多能互补、综合利用、讲求实效”的方针，第一次将农村能源建设列入国民经济计划。30多年来，中国的农村能源建设取得了巨大成绩：农村地区能源消费水平和利用效率显著提高，生态环境得到改善，有效提高了农民的生活质量，特别是以沼气为纽带的各种生态农业生产模式的推广应用，不仅初步实现了能流、物流的良性循环，还给农民带来了可观的经济效益。2000年始，我国政府把发展农村沼气作为解决农村能源问题和治理环境的重要措施来抓，推进了以实施“生态富民工程”和以户用沼气为主的战略，使我国沼气建设步入了快速发展时期。2018年，《乡村振兴战略规划》出台，中央政府明确提出“乡村振兴，生态宜居是关键”，要“加快推行乡村绿色发展方式，加强农村人居环境整治”，建立农村有机废弃物收集、转化、利用网络体系，推进农林产品加工剩余物资源化利用，深入实施秸秆禁烧制度和综合利用，开展整县推进畜禽粪污资源化利用试点。我国沼气建设进入了全新发展的历史时期，力争实现农村经济、能源和生态等多方面的共赢。本书编辑出版得到了农业农村部农业生态与资源保护总站、四川省农村能源办公室、云南省农村能源办公室、湖北省农村能源办公室、广西农村能源办公室、陕西省农业环境保护监测站、黑龙江省能源环境研究院、河北省新能源办公室、湖南省农委农村可再生能源处等单位的大力支持，在此一并表示感谢。同时也参考、引用了国内外专家学者、工程技术和管理人员卓著的成果。本书的完成得益于作者所在单位以及国内外沼气领域科技工作者和工程技术人员长期科研和工作积累的总结，谨向前辈们和相关著作者的贡献表示敬意与感谢。由于编著者水平有限，难免存在一些疏漏、不妥甚至错误之处，希望本书读者给与谅解并提出宝贵意见。
第一部分发展历程
第一章发展历史及主要成就
沼气是有机废弃物经过厌氧发酵产生的以含甲烷为主的可燃气体，是一种新型、清洁、可再生的生物质能源。发展沼气，特别是农村发展沼气，是我国农村的一项重要能源建设、有机肥料建设和环境卫生建设，对于解决农村农民的生活燃料、积造优质有机肥料、改善农村环境卫生、保护森林和草本植被、维护生态环境具有重要作用，是可持续发展的一个重大举措。在党和政府的提倡、重视和支持下，经过数十年的建设，我国沼气建设取得了举世瞩目的成就，其发展速度、数量、规模、地域覆盖面、应用范围和取得的综合效益均居国际领先水平。
第一节发展历史
一、1920—1942年
我国台湾省新竹县罗国瑞经过10余年的潜心研究，在1920年前后建成了我国第一口人工制取沼气的沼气池，后续又修建了10多口，取名“中华国瑞天然瓦斯库（沼气当时被称为瓦斯）”。1929年夏，在广东省汕头市开办了国瑞瓦斯汽灯公司。1931年，公司迁到上海，更名为“中华国瑞瓦斯总行”，并在全国14个省、21个市和15个县建立了分行。这些机构先后培训了沼气技术人员1 000多名，修建了大批沼气池，最大容积为102m3。因抵制日货，1942年秋“中华国瑞瓦斯总行”遭日本人烧毁被迫停业，各分行也相继关门，长达20余年的我国第一次推广沼气活动就此中断。
二、20世纪50年代
1957年1月，中南材料科学研究所工程师姜子钢（20世纪30年代曾在“汉口天然瓦斯传习所”学习沼气技术）响应国家“采用多种途径寻找新能源”的号召，提出用有机废弃物生产沼气的建议，得到湖北省委的支持，当年3月成功地建成示范沼气池。不久，湖北省在武昌召开了全省推广沼气现场会，《人民日报》《长江日报》均在头版头条做了报道。全国各地纷纷派出人员前往参观学习。为了培训技术人员，1958年上半年，农业部委托中国农业科学院、北京农业大学举办了全国沼气技术培训班，全国许多地方都兴办起沼气。1958年4月11日，毛主席在武汉地方工业展览会上参观沼气，指示“沼气又能点灯，又能做饭，又能作肥料，要大力发展，要好好推广”（摘自人民网>>新农村>>三农热点专题，2010年1月10日，http://finance.people.com.cn/nc/GB/61937/211989/13735528.html）”（图1-1）。
图1-1毛主席在武汉参观沼气
第二次全国大规模推广沼气，由于操之过急，忽视技术和科学管理，加之其他客观因素的制约，建成的数十万口沼气池相继废弃，此后多年推广沼气工作处于停滞状态。
第二节发展阶段
20世纪70年代起，在党和政府的高度重视和大力支持下，我国沼气建设重新启动，进入了新的发展阶段。
一、启动、试点和示范阶段
20世纪60年代，四川省中江县龙台公社社员陈锡祜（曾任中学化学老师、小学校长）在家建成一条石结构水压式沼气池，供家里煮饭、点灯。
1967年，四川省绵竹县血吸虫病防治研究所赖耀富在绵竹县开展了沼气实验。他们的实验证明，农村发展沼气对解决农民的炊事燃料、防治血吸虫病有很好的作用。
为了推广中江、绵竹试办沼气的经验，当时的四川省革委会在四川省中江县召开了全省沼气现场经验交流会。
1972年11月，为推广四川办沼气的经验，农林部、中国科学院在四川省中江县召开了“全国推广沼气经验交流会”，1978年6月，国家计委、国家经委和农林部又在四川省绵阳县召开了第二次“全国推广沼气经验交流会”。
1979年，在北京召开了“全国沼气工作会议”，国务院批转了农业部等部委《关于当前农村沼气建设中几个问题的报告》（国发1979（222）号文）。人民日报、新华通讯社、中央人民广播电台等中央主流媒体和一些省级主流媒体对发展沼气情况作了宣传报道。从此，在党和政府的重视和支持下，我国农村发展沼气又重新启动，各地纷纷开展试点和示范工作，推进了推广沼气的发展。
四川省是当时沼气发展最快的地区，许多地方纷纷派人到四川学习办沼气的经验和技术。1974年，在陕西省延川县梁家河村任大队支部书记的习近平同志看到1974年1月8日《人民日报》介绍四川省推广沼气的报道后，引起关注和兴趣，产生了到四川学习办沼气、解决当地缺煤缺柴问题的想法。他把这个想法告诉了时任延川县委常委、县革委会副主任张之森同志，没有想到张之森也有这个考虑，两人不谋而合。张之森把此事向延川县委作了汇报，县委很重视，决定抽调3个公社的6个同志，加上张之森，组成延川县学习沼气的代表团，到四川去学习经验。
1974年4月，习近平同志就先与北京驻延川干部柏根柱等3人一起专程到四川省遂宁县等地学办沼气，当年四川办沼气，也刚起步不久，还有不少问题没有完全解决。陕北气温低、土质疏松，植被稀少，秸秆缺乏，在陕北办沼气比在四川办沼气还难，所需的技术还高。短暂的参观学习后，习近平只是带回去一个石匠就开始建池，建池过程中遇到的技术问题都靠他解决。习近平在学习实践的基础上，又根据陕北的气温、土质情况进行了创新，用“石板环砌套制”建成了陕西省第一口沼气池（图1-2），建成后产出沼气。习近平建成陕西第一口沼气池，被贫下中农誉为“大办沼气的闯将”，被评为延川县“上山下乡知识青年积极分子”，为随后在延川县掀起一场轰轰烈烈的“沼气革命”奠定了基础。延川县委在1974年第8期《延川情况》上，通报表彰了习近平和他所领导的梁家河大队党支部。
图1-2陕西省第一口沼气池
1974年12月，那时延安还没通火车，习近平同志等7人代表团坐了两天汽车到西安，然后又坐火车才辗转来到四川省成都市，然后又辗转多地，颠簸劳顿，学习沼气技术。在四川省委安排下，四川省沼气办公室的同志全程陪同。为让代表团“能看得到的都给他们看到，能教的都给他们教会，能学到的都让他们学会”，代表团走了5个地、市17个县，历时40多天，考察了四川省各地沼气池建设情况，系统学习了如何用石头、黏土、砖、石板修建沼气池，重点学习了如何保证沼气池不漏水，入料口、出料口以及密封口怎么修建。正如习近平说“我在陕北插队的时候，来到四川学办沼气。池子怎么挖？挖的时候有多大弧度？口留多大？出料口和进料口的角度怎么设计？口怎么封？池壁刷几道水泥浆？这里面有很多细节，我都是一一弄懂了才去实践的”。同时，习近平和黑荫贵同志还专程去四川德阳县农机二厂学习柴油机改装沼气发电机技术。习近平他们每见一个沼气池必下去，到每一个地方必问得非常清楚，代表团如此认真的学习精神，让陪同的人非常感动。
回延川后，县里成立了延川县沼气办公室，设立梁家河村、关庄村和城关村为沼气试点村，试点修建沼气池。试点成功后，县里提出大办沼气100天，要求这3个村要实现沼气化，80%的农户都能用上沼气。当年，全县建了3 000个沼气池，1975年8月，在陕西省延川县梁家河村召开了全省推广沼气现场会。推广时，梁家河村和关庄村还建了两个大的沼气池，用习近平和黑荫贵同志带回的图纸，成功改装柴油机为沼气发电机，利用沼气进行发电。“典型引路，遍地开花”（《延川情况》1974年第8期），陕西省掀起的大办沼气热潮，使延安人民世世代代，祖祖辈辈缺柴做饭，缺少照明的日子终于结束了。从此，蓝色火焰成为陕北人民的幸福之光，沼气之灯照亮革命圣地。（延川县学习办沼气部分整理自《习近平的七年知青岁月》和德阳市委党校——“取火取图”故事的当代启示）。
数十年后，习近平总书记几次在不同会议和场合，深情地回忆他在四川省学习沼气的经历。如2006年夏季，习近平（时任浙江省委书记）到南充参加援建嘉陵枝江小学开幕式，习近平说：“这是我第二次来南充。第一次是20世纪70年代，我在延安插队当知青，当了大队支部书记。那时，四川南充办沼气，在全国影响很大。我们大队想搞沼气池，便要我到四川学习。我父亲（习仲勋）与杨超（四川省委书记）是老朋友。杨超给我写了一张条子，到南充县学习办沼气。拿到杨超的条子，我们找到地委书记（刘纯夫），安排我们参观学习。生产大队没有什么礼品，只扛了一麻袋陕北大红枣，1人捧一捧。”（摘自《杨超与沼气》）。
二、调整、巩固阶段
推广沼气启动后的短短几年，全国就兴建了数百万口沼气池，在解决农民炊事燃料、改善农村环境卫生等方面显示了重要作用，受到了广大农民的欢迎，吸引了他们办沼气的积极性。1980年（图1-3）和1982年（图1-4）邓小平同志到四川省考察，两次深入到成都市郊区农民家庭，参观考察沼气池和沼气使用情况。在考察中，邓小平同志对沼气工作作出重要指示，要求沼气发展要有规划，要抓科研，沼气池的建设要搞“三化”，即标准化、系列化、通用化（引自《农村沼气建设管理实践与研究》，中国农业出版社）。他指出“发展沼气很好，是个方向，可以因地制宜解决农村能源问题”；“搞沼气还能改善环境卫生，提高肥效，可以解决农村大问题”。（摘自人民网>>新农村>>三农热点专题，2010年1月10日，http://finance.people.com.cn/nc/GB/61937/211989/13735528.html）
图1-31980年邓小平同志到四川省考察沼气
图1-41982年邓小平同志第二次到四川省考察沼气
在此期间，时任国家副主席的王震同志，时任国务院副总理李鹏同志、姚依林同志、余秋里同志和时任全国人大常委会副委员长的谭震林同志等中央领导，均对推广沼气工作作出了批示。
在全国广大农村推广沼气是一项开创性、群众性、技术性的工作，涉及千家万户，量大面广，无现成经验可借鉴，靠在实践中不断地探索前进。全国推广沼气工作在发展过程中也出现了偏差和不少问题，主要表现是：急于求成，片面追求建池速度，重建池、轻管理；由于水泥、砖等主要建池材料短缺，使用不合格材料建池，致使建池质量差；一批沼气池距离农户家较远，容积偏大，池体偏深（简称“远、大、深”），管理使用很不方便；因缺乏有关的科学知识，发生了一些沼气中毒事件等。由于以上诸多原因，在全国有相当数量的沼气池报废，一大批沼气池不能正常使用，在一定程度上挫伤了建池农民的积极性。
面对推广沼气工作出现的问题和困难，国家有关部门和各级领导高度重视，深入农村调查研究，认真分析现状，找准问题，总结经验，采取了以下重大措施。
1开展全国普查工作
1979年起全国开展沼气普查工作，对虚报和不能使用的沼气池坚决从统计数中除掉。普查结果显示，各地上报统计的700万余口沼气池中，约有392万口质量较好，能正常使用，其余的数百万口沼气池相当一部分不能使用而报废，一部分经过维修可继续使用。通过全国性的普查工作，摸清了现状，找准了问题，为调整、巩固工作奠定了基础。
2调整工作部署，以管促建、建管结合
一是狠抓沼气池的科学管理，完善配套设施，提高产气率和使用效率；二是举办各种类型的培训班，在沼气池管理好的地方，召开现场经验交流会，层层培训各级沼气管理机构人员和农民技术员，组建专业的建池和管理的农民技术人员队伍；三是实行标准化、规范化建池，大力推行“三结合”沼气池（厕所、猪圈、沼气池），保证建池质量；四是针对农村实行家庭联产承包生产责任制后的新情况，探索和改进推广沼气的方法；五是大力开展科学知识普及工作，先后出版发行了“沼气管理使用手册”“农村办沼气问答”“科学办沼气”“沼气科普挂图”等数十种科普性读物，制作了安全使用沼气幻灯片，宣传办沼气的电视剧“送不走的客人”“沼气综合利用”“沼花怒放”等录像片，为宣传沼气、普及科学办沼气起到了很大作用。
3加强科学研究工作，为发展沼气提供技术支撑
1978年经国务院批准，组建了四川省沼气科学研究所，1979年国务院批准将四川省沼气科学研究所改为农业部沼气科学研究所，同年成立了中国农业工程研究设计院（现农业农村部规划设计研究院）设立了能源室，1980年成立了中国沼气学会，出版了学术性和技术性的刊物——《中国沼气》。
在农业部的组织和协调下，成立了全国沼气科研协作组，下达了多项沼气科研课题，组织数十家大专院校、科研机构和设计单位，针对我国沼气建设中急需解决的技术和设备问题，分为沼气池设计与建池技术、沼气发酵工艺、沼气发酵残余物在农业生产中应用、沼气燃烧器及输配气管道、沼气与卫生、沼气发电及沼气池出料机具等6个学组开展协作研究，取得一批重大的、适应性和实用性强的科研成果，制订了“农村家用沼气池设计图集、操作规程、质量检验国家标准成套技术”（获1989年国家科技进步二等奖）、“农村户用沼气池发酵工艺规程”等一系列国家标准和行业标准，研制出热效率高、安全、方便的沼气灶具，开发出方便实用的出料机具等。为了保证沼气产品和设备质量，建立了农业部沼气产品及设备质量监督检验测试中心。研究成果、技术和产品（设备）的推广应用，为我国沼气技术提供技术支撑和保障，推进沼气建设走上科学发展的道路，逐步实现了标准化、规范化和系列化，显著地提高了沼气技术水平和综合效益，发展沼气的影响和吸引力日益增强。
4建立和健全推广沼气管理机构
1979年国务院发文［国发1979（222）号］要求成立全国沼气领导小组和办公室，加强对沼气工作的领导和管理。全国各地按照国务院要求，均成立了沼气领导小组和办公室。此后，为适应沼气工作的需要，各省（市）、地区和县基本上都正式设立了沼气办公室或农村能源办公室，负责本地沼气和农村能源建设的推广、管理工作，制定本地沼气和农村能源发展规划，组织实施国家沼气和农村能源建设项目，开展农村沼气技术员的技能培训和鉴定工作，推广沼气新技术，及时发现和解决推广工作中存在的问题和困难。
经过几年的调整、巩固工作，我国沼气建设步入了稳步、健康的轨道。“八五”期间，年均新增加建池户36万户，“九五”期间，年均增加建池户75万户。到2000年底，全国已有农村户用沼气池980万户。同时，将农村沼气技术与农村生产技术结合，形成了南方的“猪-沼-果”和北方“四位一体”（大棚、猪圈、沼气池、蔬菜）等多种户用沼气发展模式，建设了一批禽畜养殖场大、中型沼气示范工程，处理工业有机废弃物的大型沼气工程开始起步。1991年3月15日，江泽民同志在湖南岳阳县视察工作时指出:“农村发展沼气很重要，一可以方便农民生活，二可以保护生态环境”（图1-5），同年7月8日，江泽民同志在浙江视察水灾时对嘉兴市委书记说“农村能源开发大有可为，可以多搞点沼气。”（引自《农村沼气建设管理实践与研究》，中国农业出版社）
图1-5江泽民同志在湖南岳阳县视察沼气
第一部分发展历程
第一章发展历史及主要成就（）
第一节发展历史（)
第二节发展阶段（)
第三节发展沼气成为中国对外交流和合作的重要内容（)
第二章国外历史与发展历程（）
第一节萌芽阶段（)
第二节起步阶段（)
第三节发展阶段（)
参考文献（)
第二部分发展现状
第三章国内发展现状（）
第一节中国沼气发展总体情况（)
第二节中国沼气发展特点（)
第三节中国沼气的组织机构（)
第四节部分地区发展现状（)
参考文献（）
第四章国外发展现状（）
第一节户用沼气（)
第二节沼气工程（)
参考文献（)
第三部分未来发展
第五章农业生物质能资源潜力（）
第一节生物质能的概述（)
第二节中国农业生物质能的资源分类（)
第三节中国农业生物质能资源的资源总量（)
第四节中国农业生物质能资源的沼气化利用潜力分析（)
第五节中国农业生物质能资源的沼气化利用前景及展望（)
参考文献（)
第六章发展趋势（）
第一节技术前沿（)
第二节产业方向（)
第三节在“一带一路”中的作用（)
第四节应用领域的拓展（)
中国沼气大事记（)
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