什么是沼气？为什么这几年经常听说？为什么以前没听说过？这是一个新事物。

沼气是隔绝于空气(如沼气池)中的一些有机物(如秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等废弃物)在一定的温度、湿度和酸度条件下，经微生物作用(发酵)产生的可燃气体。沼气是一种气体混合物，其中含有60 ~ 70%的甲烷，此外还有二氧化碳、硫化氢、氮气和一氧化碳。含有少量硫化氢，所以有轻微的气味。发酵是一个复杂的生化变化，涉及许多微生物。反应大致可分为两个阶段:(1)微生物将复杂有机物中的糖、脂肪、蛋白质降解为简单物质，如低级脂肪酸、醇类、醛类、二氧化碳、氨、氢气、硫化氢等。(2)一些简单物质在甲烷菌的作用下转化为甲烷。

要正常生产沼气，就要为微生物的生存和繁殖创造良好的条件。沼气池必须满足各种条件。首先，沼气池要封闭。有机物发酵成沼气是各种厌氧菌活动的结果，需要为厌氧菌创造缺氧环境。建造沼气池时，要注意隔绝空气，做到密闭不透气。其次，沼气池内要保持20 ~ 40℃，因为这个温度下产气率通常最高。第三，沼气池要有充足的养分。为了生存和繁殖，微生物必须从发酵物质中吸收营养。沼气池的发酵原料中，人畜粪便可以提供氮，农作物秸秆等纤维素可以提供碳。第四，发酵原料要含有适量的水分，沼气池发酵原料中一般要求在80%左右。过多或过少都不利于产气。第五，沼气池的pH值一般控制在7 ~ 8.5。

沼气是一种混合气体，其主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)。甲烷占60%-70%，二氧化碳占30%-40%，还有氢气、一氧化碳、硫化氢、氧气、氮气等少数气体。沼气可以用作燃料，因为它含有可燃气体甲烷。沼气是细菌在厌氧条件下分解有机物的产物。城市有机垃圾、污水处理厂污泥、农村人畜粪便、农作物秸秆等。都可以作为生产沼气的原料。细菌分解有机物的过程大致可分为两个阶段:第一阶段，复杂的高分子有机物转化为低分子有机物，如乙酸、丙酸、丁酸等；在第二阶段，第一阶段的产物转化为甲烷和二氧化碳。

在上述过程中，发酵分解是各种细菌相互作用的结果。为了使沼气发酵继续进行，需要提供和维持沼气发酵中各种微生物所需的生存条件。产甲烷细菌是厌氧的，少量的氧气会严重影响其生长繁殖。这需要一个可以隔绝氧气的密闭消化器。温度是厌氧消化过程中的一个重要因素。甲烷杆菌能在0-80℃的温度范围内生存。能适应低温(20℃)、中温(30℃)和高温(50℃)的细菌种类繁多，最适繁殖温度分别为65438±05℃、35℃和53℃左右。产甲烷菌生长和繁殖的最适pH值约为7.0-7.5。超过这个范围，厌氧消化的效率就会降低。在厌氧消化中负责废物发酵的细菌也需要氮、磷和其他营养物。按碳氮比，投入沼气池的原料比例应等于20: 1-25: 1。此外，还应控制影响沼气发酵的有害物质浓度。

沼气能源的诱人前景

在多样的生物世界中，有一种我们肉眼看不见摸不着的微生物，可以为人类提供能量。提起微生物，往往会让人想到它会让食物腐烂变质，也会让人感染各种疾病。所以，我对他们又怕又恨。但是在微生物的家族中，由于种类不同，它们的功能也不尽相同，有的会给人类带来灾难，有的会给人类带来幸福。在微生物中，甲烷菌和酵母菌可以为人类提供能量。他们可以生产沼气和酒精，为人类做出贡献。

说到沼气，顾名思义，就是沼泽里的气体。人们经常看到沼泽、污水沟或粪池里冒出气泡。如果我们划一根火柴，我们就能点燃它。这是天然沼气。沼气是各种有机物在隔绝空气(还原条件)和适宜的温度、湿度下发酵产生的一种可燃气体。沼气的主要成分是甲烷，约占产生的各类气体的60%-80%。甲烷是一种理想的气体燃料，无色无味，与适量空气混合会燃烧。每立方米纯甲烷的热量最多为34000焦耳，每立方米沼气的热量约为20800-23600焦耳。即1 m3沼气完全燃烧后，可产生相当于0.7 kg无烟煤的热量。

沼气生产的基本原理仍在探索中。生物气的形成过程大致可分为两个阶段:一是各种复杂的有机物转化为低级脂肪酸，如丁酸、丙酸、乙酸等；然后，上述产物不断转化为甲烷和二氧化碳。

目前，世界各国已经开始使用沼气作为燃料和照明。用沼气代替汽油和柴油启动机器效果很好。作为农村能源，它有许多优势。比如建一个平均每人L-1.5平米的发酵罐，基本可以解决一年四季烧柴照明的问题；发酵后的人畜粪便、各种农作物秸秆、杂草等。，不仅产生沼气，还可以用作肥料。而且由于分解程度高，肥效更高。发酵后杀死大部分寄生虫卵，可以改善农村卫生条件，减少疾病传播。目前，沼气的应用正在各国广大农村地区推广，沼气能源的开发利用也取得了良好的成绩。

世界上一些发达国家也在进行大规模的农场废弃物厌氧消化和微生物产甲烷的实验。英国已经建立了一个自动化的甲烷工厂。厌氧消化池中有三个基本过程:

水解的第一阶段通过酶法将不溶性有机化合物和聚合物转化为可溶性有机化合物。

在第二阶段，上一步转化的产物，如碳水化合物、蛋白质、脂肪和酒精，发酵成有机酸。

在第三阶段，通过有机酸发酵产生甲烷。

据估计，在英国，人类和动物的各种有机废物厌氧消化产生的甲烷可以替代全英国25%的用气量。苏格兰设计了一种小型甲烷发动机，可供村庄、农场或家庭使用。

美国一个牧场建了一个工厂，工厂主体是由一个宽30米，长213米的密封罐组成的中烷烃发酵结构。它的任务是将牧草肥料和其他有机废物从微生物转化为甲烷、二氧化碳和干肥料。这个工厂每天可以处理1650吨粪便，每天可以为牧场提供113000立方米甲烷，足够100000户使用。目前，美国有24个利用微生物发酵的能源转换项目。从世界范围来看，利用各种微生物的协同作用生产甲烷的研究和应用正处于方兴未艾的阶段。

近年来，我国沼气产业取得了快速发展，沼气池总数达到10多万个。在四川、浙江、江苏、广东、上海等省市的农村，有的地方除了用沼气做饭、照明外，还建起了小型沼气发电站，以沼气能为动力，进行脱粒、加工粮食、饲料、泡茶等。，从而闯出了一条用“土”的办法解决农村电力问题的新路。

专家认为，沼气因其无可比拟的特点，尤其是在中国广大农村地区，可以成为21世纪农村的主要能源之一。

首先，沼气能源在我国农村分布广泛，潜力巨大。有生物的地方就有可能获得生产沼气的原料，所以沼气是取之不尽的可再生能源。其次，我们可以就地取材，节省开支。沼气发电站建在农村，发酵原料一般不需要从外面找。建立一个小型沼气发电站和发电站，设备和技术简单，管理和维护方便，在大多数农村地区都可以做到。据调查比较，小型沼气电站每千瓦投资仅400元左右，仅为小型水电站的1/2-1/3，远低于风力发电、潮汐发电和太阳能发电。小型沼气发电站建设周期短，短短几个月就能投入使用，基本不受自然条件变化的影响。沼气与柴油混合燃烧还可节约柴油17%。

中国幅员辽阔，人口众多，生物能源资源丰富。研究表明，21世纪，无论农村还是城镇，都可以根据当地实际情况，利用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料产生的沼气就地发电。