发展中国家的可再生能源_沼气的机遇和挑战

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1、58中国沼气ChinaBiogas2015，33(1)发展中国家的可再生能源:沼气的机遇和挑战KCSurendra，DevinTakara，AndrewGHashimoto，SamirKumarKhanal(UniversityofHawaiDepartmentofMolecularBiosciencesandBioengineering，96822，USA)摘要:能源对于现代社会至关重要，是社会经济发展最重要的指标之一。尽管科技不断发展，但仍然有约30亿人(主要集中在发展中国家的农村地区)，继续通过在传统的炉灶中燃烧生物质资源(如柴薪、秸秆、动物粪便)的方式来满足烹饪的能源需求。这种

2、方式对环境、社会、经济、公众健康都带来极大负面影响。这些地区要实现可持续性发展，开发干净清洁、价格低廉的可再生能源就势在必行。把现有的生物质资源(动物粪便、秸秆、餐厨垃圾、绿色废弃物)提炼成更加清洁高效的能源载体(例如厌氧发酵产生的沼气)，不仅具有提供清洁、可靠能源的独特潜力，同时又能保护当地和全球的环境。尽管沼气对发展中国家来说意义重大，但其面临着成本高、设备安装和维护专业知识缺乏等问题，因而在地理位置分散的社区难以广泛推广应用。因此，政府和非政府层面的通力协作就显得至关重要，从而促进沼气技术的更新改造和传播，开发尚未被开发的潜力。文章旨在通过分析沼气技术的现状、挑战和潜力，明确它在

3、发展中国家未来的研究方向和发展传播路径。关键词:厌氧消化;沼气;生物能源;发展中国家;温室气体;粪便;废弃物中图分类号:S216．4文献标志码:A文章编号:1000－1166(2015)01－0058－07吨油当量;远低于发达国家人均1．83吨油当量。1背景由于上述国家的发展和城市化进程的推进，垃能源是我们日常生活不和或缺的一部分，但人圾管理将会成为地方和国家层面的一个重大问题。们享受着现代生活舒适的同时却忽略了能源的重要在发展中国家特别是欠发达国家，由于缺乏高效的性。尽管全球范围能源需求持续扩张，但数百万家固体废物和污水处理系统，环境和公众健康都面临庭和社区仍然缺乏最基本的能源服务，

4、例如电、液体着严重威胁。仅在亚洲，每天的垃圾总量就达到燃料、和天然气等。在发展中国家，这一现象尤为严表1欠发达国家和撒哈拉以南非洲地区重。例如，大约15亿人(超过世界总人口的20%)使用固体和现代燃料煮饭的人数(百万)不能用电;大约30亿人(世界总人口的45%)依靠使用固体燃料的人数使用现代地区固体燃料(如木柴、秸秆、牛粪和煤)来满足做饭的传统的生物质煤总量燃料的人数能源需求(见表1和表2)。另外，在撒哈拉以南非发展中国家256443629992294洲地区，随着人口的增长速度超过了供电能力，越来欠发达国家7031271574越多的家庭不得不依靠传统固体燃料。与2005年撒哈拉以南非洲

5、地区6156621132相比，如果到2030年依然没有新的政策支持现代能源服务，发展中国家将会新增5千万到2．2亿人使表2使用固体燃料煮饭和发展用传统固体燃料和炉灶。全球能源总需求中，生物中地区未接入电网的人群分布(%)质占10%～14%，而在许多发展中国家生物质占家使用固体燃料庭能源消耗的90%。尽管这些国家的政府每年投地区未接入电网的比例煮饭的比例入400到600亿美元用于能源基础建设，但这些地撒哈拉以南非洲地区2139区的绝大多数人们仍让用不上电。此外，发展中国拉丁美洲和加勒比海地区32家的人均能耗(常常作为发展程度的指标)也相当南亚地区(除印度)2728低。对于大多数发展中国家

6、和撒哈拉以南非洲国家东亚和太平洋地区(除中国)1114(如尼泊尔、印度、肯尼亚、加纳等国)而言，人均能阿拉伯国家1113源供应总量能分别为每年0．34，0．54，0．47和0．14中国251收稿日期:2014-10-20中国沼气ChinaBiogas2015，33(1)59100万吨，其中70%的城市固体垃圾由有机物质组复杂的有机物成。尽管发展中国家投入巨资发展基础设施建设，（糖类、蛋白质和脂肪）但他们面临着不可逆转的环境损害挑战。缺乏对城水解市固体废弃物中有机物的可持续管理，导致了各种单体和低聚物生态问题，例如土壤、地表水、地下水污染和不加节（单糖、氨基酸、长链挥发酸和多肽）制的甲烷

7、排放。发酵最近，世界能源委员会和联合国可持续发展委中间产物发酵厌氧氧化员会重申发展清洁、负担得起的可再生能源对于可（丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等）持续发展的重要性。联合国把2012年作为“可再互养乙酸化过程生能源国际年”，旨在2030年前让全世界的人民能够获得现代能源。利用传统生物质资源(例如厨房乙酸CH4，CO2垃圾、牛粪、秸秆、绿色垃圾、工业和城市垃圾的有机同型乙酸化过程食乙酸产甲烷菌食氢产甲烷菌部分)，通过厌氧发酵生产清洁的可再生能源，能够C