一、沼气产业简介
生物质能是资源最丰富的可再生能源，具有独特的优势和巨大的开发利用潜力，目前已经引起了国家的高度重视。2000年起国家就开展了以沼气建设为纽带的“生态家园富民计划”。到2004年又将这一计划升级为全国的“生态家园富工程”。2008年温家宝总理在《政府工作报告》中提出：“今年要“增加500万农村沼气用户，支持建设一批大中型沼气项目”。 2008年11月13日农业部为扩大内需，促进经济增长，又公布了增加51.5亿元的农业建设投资计划，其中30亿元用于户用沼气、沼气乡村服务网点、养殖小区及联户沼气工程。
充分利用生物质能有利于保持人与自然的和谐相处及能源与环境的协调发展。沼气作为一种清洁的可再生能源，不仅可供做饭、照明、取暖，而且粪便经过发酵和脱硫后，由于病菌较少，还可以作为一种很好的有机肥，有利于防止土地板结。我国沼气产业的发展与风电产业20年来的坎坷经历有着惊人的相似，作为另一种可再生能源，我国沼气建设起步于20世纪七十年代，几起几落经历了三个阶段，现在步入了新的发展时期。过去，由于国家经济状况的制约，从80年代开始到现在，一直沿用价格较为低廉的混凝土材料建造沼气池，建池时间长，容易裂纹，经常需要维修，池子有不可克服的缺陷，有发酵盲区，产气量较低，特别是在北方地区混凝土沼气池冬季寒冷不能产气，每年停用两三个月。如果保护不好，沼气池冬季被冻，开春融化时就会裂纹，需要清池维修，很不方便。如今国家富强了，政府非常重视新能源的开发利用，专门制定了《中华人民共和国可再生能源法》，开展了以沼气建设为纽带的“生态家园富民工程”和“农林生物质工程”，并把沼气纳为社会主义新农村建设的主要内容。为了适应国家的沼气建设，各地研制开发了不少新材料的沼气池产品，如：玻璃钢、塑料、磷镁材料、甚至不锈钢沼气池等，但不是质量次，就是造价高，冬天还不能产气，总是难近人意。直到2004年河北省张家口市金实玻璃钢有限责任公司研制出“玻璃钢椭球形保温沼气池”，才从根本上解决了沼气池冬季产气和玻璃钢沼气池成本居高不下的难题，才使沼气池产品上了一个新台阶。
二、沼气产品介绍
玻璃钢椭球形保温沼气池是一种新型的户用沼气发生器，是替代混凝土沼气池的工业化沼气池产品。过去我国农村一直建造使用混凝土沼气池，建池时间长，容易裂缝漏气，用一两年就得大修一次，寿命较短。近一两年各地开发出了不同类型的玻璃钢沼气池，但均是采用传统玻璃钢工艺制作，池壁薄，刚度小，成本高，个别厂家为追求高利润低售价，还用一些劣质材料制作，降低了制品的质量，也影响了玻璃钢沼气池行业的声誉。玻璃钢椭球形保温沼气池改变了传统工艺，提高了产品品质，各方面均优于混凝土沼气池。玻璃钢椭球形保温沼气池的开发成功，填补了河北省沼气池工业化生产的空白；解决了全国同行业玻璃钢沼气池成本居高不下的难题；也为国家沼气池工业化生产起到了带头作用。特别是利用工业废弃物作玻璃钢复合材料的新工艺，得到了我国著名玻璃钢专家翁祖祺先生和陈博先生的肯定。
“玻璃钢椭球形保温沼气池”产品，是目前国内沼气池系列产品中唯一获得发明专利的沼气池产品。经过在国内不同省份、不同气候、不同地质、不同用户当中5年多的试用，效果非常显著，无论是产气量，还是产品性能，或是产品质量，都优于混凝土沼气池和普通玻璃钢沼气池。金实公司创出的沼气循环系统与“三沼”综合利用方案，也已成为一种成熟的生态模式，他们的沼气池产品和沼气系统模式，很适合新农村建设配套使用。
2.1玻璃钢椭球形保温沼气池项目成熟程度：
2.1.1、开发时间较早 该项目于2003年开始研制，经反复实验，不断改进，于2004年5月定型，并编制了《玻璃钢椭球形保温沼气池企业标准》。当年通过了张家口市质量技术监督局的检测，颁发了《准产证》，河北省质量技术监督局颁发了《河北省工业产品执行标准证书》。是国内最早开发出的工业化玻璃钢沼气池之一。
2.1.2、自主知识产权 该产品2004年8月申请国家发明专利（专利号:200410075059.3），2005年8月知识产权局《发明专利公告》予以公布，成为国内玻璃钢沼气池行业唯一国家发明专利 (其他厂家的均属实用新型专利) ，被国家知识产权局选定参加了“2006年中国国际专利技术与产品交易会”。
2.1.3、制作技术先进 在普通玻璃钢工艺的基础上，发明利用工业废料加工成蜂窝状玻璃钢复合材料，提高了产品的保温性，增加了产品的刚度，降低了产品的成本。这一发明被专家称为“开辟了玻璃钢行业新的技术领域”。废物利用也有利于创建节约型社会。
2.1.4、产品配套齐全 玻璃钢椭球形保温沼气池除了配套现有的灶具、灯具、饭煲、淋浴器使用以外，还请沼气锅炉公司针对我公司的10立方米沼气池，研制出了配套使用的沼气热风炉和沼气锅炉。沼气热风炉能供500平方米大棚蔬菜增温，沼气锅炉能够带三组暖气片，供三间标准房冬季取暖。
2.1.5、售后服务周到 公司制定了“上门安装，定期回访，指导使用，协助管理” 的服务规范。将用户资料及其池况编成档案，纳入微机管理。编辑了12万多字的《农村庭园沼气制取及应用技术》宣传手册，并因地制宜为用户编制沼气、沼渣、沼液《三沼综合利用方案》。开通了“沼气客服”QQ专线，设置了0313-6083858电话咨询热线。使沼气池建设向“工业化生产，产业化发展，物业化管理，社会化服务”的目标迈进了一大步。
2.1.6、产品普及面广 该专利技术实施许可加盟、联营厂家已达16家，产品深受各地用户青睐。2007年乌干达全国抵抗运动总书记兼国家安全部长阿玛玛.姆巴巴齐率领环境水利部长、财政部长来我国引进“玻璃钢椭球形保温沼气池”项目，达成了在非洲建设加盟厂的意向。
2.1.7、品牌知名度高 “金实”牌保温型玻璃钢沼气池，已在国内外初具影响。《经济日报》《中国新能源》《河北科技报》等新闻媒体对该产品均作过报道。该项目还被中国专利技术推广中心、中国科技成果转化推广中心列入 “全国重点专利招商引资项目辅助计划”。德国国际应用技术科学研究院将该专利项目列为《2005国际科技成果重点转化实施工程》，授予“国际发明技术科学博览会金奖”。英国国际发明博览会组织委员会将该项科技成果收入英国国际科学中心全球互动网络中心数据库，并授予“英国国际发明博览会金皇冠奖”，作为欧洲的重点推广项目。
2.1.8 具有区域优势 张家口市是连接京、晋、冀、蒙四省市的交会地区，交通便利，具有得天独厚的区位优势。该产品对解决本市坝上地区及内蒙古高寒牧区少数农村无电、无气、无煤、无柴的“四无”现象起到了很好的作用。
2.1.9具有政策环境 河北省省委书记对推广玻璃钢沼气池有过重要批示。张家口市政府对发展民用沼气和推广玻璃钢沼气池产品高度重视，市长郑雪碧对玻璃钢椭球形保温沼气池项目作过重要批示，责成市各有关部门认真抓好此项目。农业部沼气科学研究所要走该产品的企业标准，作为起草玻璃钢沼气池国家标准的脚本。良好的政策环境，有利于把该项目做大、做强。
2.2 玻璃钢椭球形保温沼气池的主要特点：
2.2.1、保温性好，适合北方使用。混凝土的导热系数是5.44kj/m.h.℃，普通玻璃钢的导热系数是1.42kj/m.h.℃，玻璃钢椭球形保温沼气池的池壁，根据保温瓶的真空保温原理制作成了蜂窝保温层，导热系数是0.59kj/m.h.℃，仅为混凝土导热系数的1/9。三年多的使用效果证明，在环境温度降至零下30℃时，依然能产气使用。
2.2.2、延展性好，池体不怕冷冻。地面冻结能导致混凝土沼气池的损坏，而玻璃钢椭球形保温沼气池，各部件均用纯玻璃钢材料制作，并用纯玻璃钢腻子粘接（整池不用一颗螺丝），池体材料膨胀系数一致，池壁延展性好，不会冻坏。
2.2.3、刚度很强，池体结实耐用。普通玻璃钢制品韧性较好，刚性不足，而璃钢椭球形保温沼气池发明使用的蜂窝状玻璃钢复合材料，增强了刚性，提高了承重能力。
2.2.4、密封性好，池体永不漏气。玻璃钢椭球形保温沼气池，由于采用玻璃钢改性工艺制作，池壁耐压、耐磨、耐老化性均优于普通玻璃钢制品、永久不会裂纹，使用期间不用维修。加之埋入地下厌氧使用，寿命可长达30年左右。
2.2.5、耐酸耐碱，适应不同地域。玻璃钢椭球形保温沼气池经过在唐山乐亭沿海地区、盐碱地域和低水位地区试用，特别是经过了冬季的考验，显示出了很好的耐寒、抗酸、抗碱能力。
2.2.6、池体轻巧，方便运输安装。玻璃钢椭球形保温沼气池，池体分为五件制作，总重量只有二百公斤左右，运输便利，安装只需半天时间，安装完毕次日就能填料使用。一般情况下，封池第三天就能产气点火。
2.2.7、设计合理，产气多供气足。璃钢椭球形保温沼气池是依照GB/T 4750-2002 “ 椭球形沼气池国家标准”，借鉴西北农林大教授，著名沼气专家邱凌先生的沼气发酵经验设计的。池体埋置深度浅，发酵底面大，便于粪料循环，没有发酵盲区。池体还设计了大储气间、大水压间，产气量比同体积混凝土沼气池高出一倍左右。并能将沼气池的安全气压提高到18千帕（混凝土池安全气压是12千帕）。
2.2.8、技术先进，物料发酵充分。玻璃钢椭球形保温沼气池采用水压式自旋流液搅拌新技术，利用沼气产气动力和动态连续发酵工艺，实现了自动循环、自动搅拌、自动排渣等高效运行状态。池内不用加设任何搅拌、抽渣装置。
2.2.9、成本较低，产品经济耐用。玻璃钢椭球形保温沼气池，由于使用工业废弃物做复合材料，在同体积、同厚度的情况下，比普通玻璃钢工艺降低成本30%左右，产品价格适中，适合广大农户消费。
2.2.10、配套齐全，产品用途广泛。玻璃钢椭球形保温沼气池除了配套现有的灶具、灯具、饭煲、淋浴器使用以外，还请沼气锅炉公司针对我公司的10立方米沼气池，研制出了配套使用的沼气热风炉和沼气锅炉。沼气热风炉能供500平方米大棚蔬菜增温，沼气锅炉能够带三组暖气片，供三间标准房冬季取暖。
玻璃钢椭球形保温沼气池自2004年投放市场以来，已经辐射了河北、吉林、辽宁、内蒙、宁夏、甘肃、新疆、山西、山东、河南、福建、广东等省市自治区。特别是在内蒙古已经成为金“实牌”玻璃钢沼气池的主要市场。
2.3 沼气池的管理
金实公司在完善产品质量的同时，时刻心系用户，关心用户的使用情况。他们针对农户不懂沼气发酵技术，缺乏沼气池管理经验的实际情况，建立起了“上门安装，定期回访，指导使用，协助管理” 的服务规范。在用户比较集中的地区还选定了“沼气池管理联络员”，使沼气池建设向“工业化生产，产业化发展，物业化管理，社会化服务”的目标迈进了一大步。
金实公司售后服务的具体做法：一是，把购池用户的相关资料和所用的池况资料编成档案，纳入微机管理。二是，在市政府的支持下，建起了《中国沼气产业网》，和《金实公司网》，并开通了421335186“沼气客服”QQ专线，还设置了0313-6083858服务热线，昼夜解答客户咨询。三是，编辑了12万多字的《农村庭园沼气制取及应用技术》宣传手册，图文并茂，全面系统、深入浅出地介绍了农村庭园沼气的制取技术和沼气池高效运行管理办法，及沼气、沼渣、沼液的综合利用知识。四是，因地制宜为用户编制沼气、沼渣、沼液《三沼综合利用方案》，并提供有关配方。特别是总结出了利用沼渣、沼液加工“牲畜生物营养液”和“蔬菜生物有机肥”技术，为沼气用户提供了利用沼气池创造经济效益条件。五是，随时了解用户使用情况，指派技术人员深入农户传授专业管理技术，解决实际问题。还为迁居的用户迁移沼气池。
三、 推广沼气池新产品的意义及作用
沼气是一个巨大的能源，也是取之不尽，用之不竭的能源。它以生物质菌繁殖的形式不断地产生可燃能量，凡是有粪便、有垃圾的地方均可进行沼气的生产，可以说沼气能源无处不在。
近20年，特别是近几年，全球范围的传统能源危机及传统能源带来的环境危机促使人类必须转而开发利用清洁的可再生能源，沼气能的利用技术已经趋于成熟，而沼气发生器的制作却落后于沼气技术的发展，现在迫切需要转向沼气池规模化、工业化生产。工业化沼气池产品，是一个市场前景广阔的朝阳产业。玻璃钢椭球形保温沼气池专利产品的出现，为沼气池工业化生产开辟了新的技术领域。
发展农村沼气，建设生态家园，既能为农民提供高品位的清洁能源，又能通过生态链的延长增加农民的收入，还能保护和恢复森林植被，减少农药、化肥的污染，改善农村的环境卫生，促进农业增产、农民增收和农村经济的持续发展。同时合理开发利用新能源，还能改善和优化能源结构，为节能减排做出贡献！其经济效应、生态效应、环卫效应、社会效应都是不可低估的。它将对农民致富、农村走向生态农业之路有着重要的现实意义和深远的历史意义。
四、 沼气系统建设及综合利用
张家口市金实玻璃钢有限责任公司和内蒙古香岛生态农业开发有限公司联合打造的生态农庄模式，为新农村建设塑造了一个新的典范（见《生态农庄平面图》）。农庄采取养殖、种植、生活三配套。即：建一个集中养殖区发展养牛事业，建一个农户加蔬菜大棚的生活区。住房均采用新型保温墙体，建造别墅式单户二层小楼，楼房连接着80多米长的蔬菜大棚，蔬菜大棚安装两口玻璃钢椭球形保温沼气池。牛粪供沼气池发酵生产沼气、沼渣、沼液，沼气供农户炊事、照明、淋浴器、取暖锅炉使用，还可以带热风炉供蔬菜大棚取暖，带沼气灯为蔬菜大棚增加二氧化碳施肥。沼渣、沼液集中回收，加工成饲料添加剂和生物有机肥，用于喂牛、种菜，也可以包装出售，效益非常可观（见《沼气沼液沼渣综合利用技术及实施方法》）。
每个农庄都建立一个沼气服务网点，对农庄进行现代化管理，对沼气池实行“物业化管理，职业化服务”。并通过这个服务体系促进沼气、沼液、沼渣的综合利用，推进沼气生物质能源的合理开发，使沼气系统为农牧民创出丰厚的经济效益。
4.1. 沼气池工作原理
沼气是利用粪便、秸杆，垃圾等作为原料，放入沼气池中，加水隔绝空气，使其厌氧分解，发酵而产生的。玻璃钢椭球形保温沼气池在使用当中，池内分为三层，下层为粪料层，中层为沼液层（水层）、上层为储气层，粪料在10-60℃之间厌氧发酵。粪料中的有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用而生成一种可燃性气体，穿过水层，直接储存到上层的储气间。沼气池每隔四五天加一二百公斤粪料，也可连接厕所、猪圈，使粪料每天直接流入池中。由于新粪比重较大，加新料时自然流入池底，将发酵过后比重小的沼渣顶起，加上不断增加的沼气的挤压，排出池体。玻璃钢椭球形保温沼气池就是采用这种水压式自旋流液搅拌技术，利用沼气产气动力和动态连续发酵工艺，实现了自动循环、自动搅拌、自动排渣等高效运行状态。
玻璃钢椭球形保温沼气池设计成椭球形状，池体埋置深度浅，发酵底面大，便于粪料循环，没有发酵盲区。池体还设计了大储气间、大水压间，产气量比同体积混凝土沼气池高出一倍左右。是国内目前比较先进的沼气池型。
4.2. 沼气的带动作用
常说的可再生能源，包括水能、风能、海洋能、地热能、太阳能、生物质能等。目前公认的比较成规模的可再生能源主要有水能、风能、太阳能和生物质能四种。生物质能主要是沼气能。人类最初认识沼气，注重的是它的能源功能，随着科学技术的发展和人类认识能力的提高，沼气的生态功能和环卫功能越来越被人类所认识，沼气已经成为联结养殖和种植、生活用能和生产用肥的纽带，成为实现燃料、肥料和饲料转化的最佳途径，起着回收农业废弃物能量和物质的特殊作用。发展农村沼气，建设生态家园，既可为农民提供高品位清洁能源，又可以通过生态链的延长增加农民收入，同时，能够保护和恢复森林植被，减少农药化肥和大气污染，改善农村环境卫生，促进农业增产、农民增收和农村经济持续发展。
4.3. 沼气能资源的优势
如今养殖已经成为农民致富的主要项目，农村基本上家家都有养殖，有的是专业养殖户。特别是内蒙古自治区的牧民靠养殖为生，这些都为生产沼气提供了大量的原料，有利于沼气的推广使用。所以说沼气是可再生能源，它资源丰富，既可免费使用，又能处理粪便，有利于净化环境，减少污染。
沼气能是各种可再生能源中最重要的基本能源，沼气：能够点火做饭，点灯照明，还能保鲜蔬菜，烘干粮食，孵化雏鸡，增加大棚蔬菜的光照，进行二氧化碳施肥；沼液：能够喂牛、喂猪、喂鸡，防治花卉、蔬菜、果树病虫害，做植物的叶面肥；沼渣：能够配置营养土，栽培食用菌，养殖蚯蚓、泥鳅、土鳖虫。所以，现在国家非常重视沼气建设，沼气用户也以每年300万口以上的速度增加。
20多年来，沼气能的利用技术，在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足进展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。
传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。这之中沼气能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的沼气能源，无污染、无成本、是人类能够自由利用的能源。
当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始开发沼气能资源，寻求经济发展的新动力。德国用沼气带动汽车，瑞士用沼气驱动火车，沼气的用途已经不仅仅是烧水做饭了，它的使用范围仍能继续开发。
作为21世纪最有潜力的能源，沼气能产业的发展潜力巨大。沼气行业是新兴的朝阳产业，再加上良好的政策环境、行业本身的特性，使得沼气池项目具有较高的投资价值和发展潜力。
因此，沼气建设受到了世界各国政策性的鼓励和支持，因为，沼气能资源最丰富，很可能是人类未来解决燃气能源的根本出路。只有通过不断的实践探索，才能不断地取得进展，最终让沼气担负起人类能源供应的重任。
五、沼气池产品技术路线及技术水平
5.1 技术方案
玻璃钢椭球形保温沼气池项目，是采取理论设计与实际试验相结合的方法进行研制的。首先，研制出了一种导热系数较小的蜂窝保温材料；其次，设计出了一种结构合理、发酵充分、产气量高的沼气池池形。然后，根据设计寻找能够达到保温、刚性、降本等预计效果的复合材料，从而实现了最终目标。
5.2 具体技术路线
项目的总体技术路线是：1、利用工业废弃物作复合材料，与玻璃钢原料有机复合，研制出了沼气池所用的蜂窝保温材料。2、在玻璃钢传统工艺的基础上进行制作工艺创新，使制品达到降低成本、增加刚度、提高保温性能的目的。3、开发先进的沼气池池型，实现自旋流液，气动搅拌，自动排渣的玻璃钢沼气池高效运行状态。4、实现沼气池工业化生产，分体制作产品，入户配套组装，将建混凝土沼气池所用的半个多月的施工时间缩短为半天。
5.3产品生产技术先进性分析
产品设计上依照GB/T 4750-2002“椭球形沼气池国家标准”，借鉴西北农林大教授，著名沼气专家邱凌先生的沼气发酵经验设计。池体埋置深度浅，发酵底面大，便于粪料循环，没有发酵盲区，使这种玻璃钢沼气池的产气量比同体积混凝土沼气池提高一倍左右。同时将沼气池的安全气压提高到了18千帕（混凝土池国家安全气压标准是12千帕）。产品在制作上，由《中国玻璃钢工业大全》主编、著名玻璃钢专家翁祖祺先生和“中国玻璃钢工业协会”研究员陈博先生作指导，发明利用工业废弃物加工成蜂窝复合材料作池体的保温层，使该产品在环境温度降至零下30℃时，依然能产气使用。这个保温层，同时还提高了制品的刚度，使产品更加坚硬不易破损。
5.4产品的行业标准
玻璃钢椭球形保温沼气池经过张家口市质量技术监督局检测，制定了企业标准，并报河北省质量技术监督局批准，取得了《河北省工业产品执行标准证书》。2008年，该企业标准被农业部沼气科学研究所要走，参照起草玻璃钢沼气池国家标准。
5.5知识产权
产品于2004年8月26日申请国家发明专利， 2005年3月18日初步审查合格， 2005年8月3日在中国知识产权局第21卷，第31期发明专利公报上予以公布。该专利申请号为200410075059.3，公开号为CN 1648079A。该专利属于自主知识产权，没有知识产权纠纷。
