沼氣能是一種可燃氣體能源，由於這種氣體最早是在沼澤、池塘中發現的，所以人們稱它“沼氣能”。我們通常所說的沼氣，並不是天然產生的，而是人工製取的，所以它屬於二次能源。
基本介紹
原理,結構,製備,特點,主要用途,操作方法,注意事項,歷史沿革,
原理
甲烷在燃燒時產生淡藍色的火焰，並放出大量的熱。甲烷氣體雖然無味，但由於沼氣中摻雜有硫化氫氣體，所以沼氣常常帶有一種臭蒜味或臭雞蛋味。
結構
沼氣的主要成分是甲烷（CH4）氣體。通常，沼氣中含有60～70%的甲烷，30～35%的二氧化碳，以及少量的氫氣、氮氣、硫化氫、一氧化碳、水蒸汽和少量高級的碳氫化合物。在沼氣中還發現有少量劇毒的磷化氫氣體，這可能是沼氣會使人中毒的原因之一。
製備
生產沼氣的原料豐富，來源廣泛。人畜糞便、動植物遺體、工農業有機物廢渣和廢液等，在一定溫度、濕度、酸度和缺氧的條件下，經厭氧性微生物的發酵作用，沼氣可以用人工製取。製取的方法是，將有機物質如人畜糞便、動植物遺體等投入到沼氣發酵池中，經過多種微生物的作用即可得到沼氣。
沼氣是一種可以不斷再生、就地生產就地消費、乾淨衛生、使用方便的新能源。它可以代替供應緊張的汽油、柴油，開動內燃機發電，驅動農機具加工農副產品，也可以用來煮飯照明。
特點
從現今情況看來，使用沼氣具有以下的優點：
（1）沼氣不僅能解決農村能源問題，而且能增加有機肥料資源，提高質量和增加肥效，從而提高農作物產量，改良土壤。
（2）使用沼氣，能大量節省秸桿、乾草等有機物，以便用來生產牲畜飼料和作為造紙原料及手工業原材料。
（3）興辦沼氣可以減少亂砍樹木和亂鏟草皮的現象，保護植被，使農業生產系統逐步向良性循環發展。
（4）興辦沼氣，有利於淨化環境和減少疾病的發生。這是因為在沼氣池發酵處理過程中，人畜糞便中的病菌大量死亡，使環境衛生條件得到改善。
主要用途
沼氣對於目前我國廣大農村來說，是一種比較理想的家庭燃料。它可以用來煮飯、照明，既方便，又乾淨，還可節約大量柴草生產飼料。使用沼氣時，需要配備一定的用具，如爐具、燈具、水柱壓力計、開關等。它們的作用在於使沼氣與空氣以適當的比例混合，並使之得到充分的燃燒。
沼氣還可以用作農村機械的動力能源。在作為動力能源使用時，它既可直接用作煤氣機的燃料，又可用作以汽油機或柴油機改裝而成的沼氣機的燃料，用這些動力機械可完成碾米、磨麵、抽水、發電等工作。有的地區還用沼氣開動汽車和拖拉機，使它的套用不斷擴大。沼氣作為機械動力能源有以下幾方面的優點：首先，沼氣的價格比汽油、柴油便宜，因而用於農業機械可降低生產成本。
其次，沼氣多為就地製取、就地使用的能源，不需要遠距離運輸和傳送，減輕了國家交通運輸的負擔，也減輕了農民的經濟負擔。
第三，沼氣不像煤炭、石油等主要工業能源受儲量和產量所限，它可以根據需要大量製取，所以有著廣闊的發展前景。
沼氣不僅是一種乾淨的能源，而且在工業生產上可作為化工原料使用。
沼氣的主要成分是甲烷，這種氣體在高溫下能分解成碳和氫，因此，沼氣可用來製造氫氣和碳黑，並能進一步製造乙炔、合成汽油、酒精、塑膠、人造纖維和人造皮革等各種化工產品，用途日益廣泛。
在農村大力發展推廣沼氣，是我國實現農業現代化的一項重大措施，它不僅涉及到農村能源建設，而且是農村肥源建設、環境保護和衛生建設的重要內容。因此，我國對發展沼氣很重視，一直在積極推廣使用這種新能源。
發展沼氣，可對農作物秸桿進行綜合利用，即一部分農作物秸桿可作為牲畜飼料，而牲畜的排泄物及不能食用的秸桿則成為沼氣的原料，所製得沼氣作為燃料使用。農作物秸桿直接作燃料時，其熱能利用率僅有10%；如果將秸桿作為發酵原料投進沼氣池生產沼氣，則其熱能利用率可提高到 80%，而且沼氣池中的殘存水及污泥則是優質的有機肥料。
農作物在生長發育過程中，氮、磷、鉀這三種元素起著重要的作用，而且需要量大。然而，土壤中這三種元素一般含量較少，或者以一種難以吸收的狀態存在著，需要人們通過施肥去補充。沼氣的主要成分是甲烷和二氧化碳，因此沼氣只利用糞便和作物秸桿中的碳、氫、氧等元素，而氮、磷、鉀等元素則仍留在沼氣池內，並通過微生物的作用變成了易為農作物吸收的速效氮和磷。另外，在沼氣池沉渣中還含有許多有機質和腐殖酸，所以施加沼氣肥對於增加土壤有機質含量，穩定和提高土壤肥力，以及提高農作物的產量，都有著十分重要的意義。
另外需要指出的是，人畜糞便經過沼氣池密封發酵後，對沉澱及殺滅血吸蟲和鉤蟲等寄生蟲卵及一些病菌有著顯著的效果，因此，發展沼氣對於農村除害防病和搞好衛生也是件非常有利的事情。
操作方法
沼氣中有能量存在，是因為自然界的植物不斷地吸收太陽輻射的能量，並利用葉綠素將二氧化碳和水經光合作用合成有機物質，從而把太陽能儲備起來。人和動物在吃了植物之後，約有一半左右的能量又隨糞便排出體外。因此，人畜糞便或動植物遺體的生物能量經發酵後就可轉換成可以燃燒的沼氣。
人工製取沼氣的關鍵，是創造一個適合於沼氣細菌進行正常生命活動所需要的基本條件。因此，沼氣的發酵必須在專門的沼氣池進行。為了生產更多的沼氣，就必須對發酵進行有效的控制。為此，在製取沼氣的過程中，應注意以下兩方面的問題：一是嚴格密閉沼氣池。沼氣發酵中起主要作用的微生物是厭氧菌，只要有微量的氧氣或氧化劑存在，就會阻礙發酵作用的正常進行。因此，密閉沼氣池，杜絕氧氣進入，是保證人工製取沼氣成功的先決條件。
二是選用合適的原料。一般來說，所有的有機物質，包括人畜糞便、作物秸桿、青草、含有機物質的垃圾、工業廢水和污泥等都可作為製取沼氣的原料。然而，不同的原料所產生的沼氣量也不同，所以，應根據需要選用合適的原料。
實踐經驗表明，作物秸桿、乾草等原料，產生的沼氣雖然緩慢，但較持久；人畜糞便、青草等原料產生氣快但不持久；通常，是將兩者合理搭配，以達到產氣快而持久的目的。
注意事項
在發酵的過程中，應經常攪拌發酵池中的發酵液，這可起到以下作用：
（1）使池內發酵原料與沼氣細菌充分、均勻地接觸，從而可使沼氣細菌繁殖快、產氣多。
（2）產生的沼氣往往附著在發酵原料上，經過攪拌，可使小氣泡聚集成大氣泡，上升到儲氣間裡。
（3）可以使上、下層產生的沼氣都釋放出來，進入儲氣間。
歷史沿革
儘管早在1857 年，德國化學家凱庫勒就已查明了沼氣的化學成分，但這個“出身低微”的氣體能源，始終沒有引起人們的重視。直到一、二十年來，隨著對能源的需求不斷增長，它才逐漸受到人們的注意，並開始嶄露頭角。由於作為能源的沼氣，至今尚未得到廣泛的套用，所以它還屬於現代新能源的成員。
世界上一些已開發國家和能源短缺的開發中國家，如美國、德國、日本、法國、尼泊爾、菲律賓、印度等，都在積極開發和利用沼氣。美國芝加哥市已建成連線市內各個垃圾坑的地下管道，垃圾腐爛後產生的大量沼氣和二氧化碳，經過備有加熱器和冷卻器的沼氣管道把二氧化碳排除掉，使沼氣通過縱橫交錯的地下管道送到用戶家中。尼泊爾的牛糞資源豐富，便利用牛糞製取的沼氣，並從1976 年開始推廣使用。據計算，一頭成年牛每天排出的糞便用來製取的沼氣，可供一人一天做飯和照明之用。如果尼泊爾將全國的牛所產生的糞便都用來製取沼氣，就可滿足全國三分之二的人生活、燃料需要。
我國也是世界上積極開發利用沼氣的國家之一。全國有一千八百多個縣的二千多萬農民用上了這種新能源，共興建沼氣池四百多萬個，沼氣集中供應站1580 處。我國的沼氣建設也發展很快，已從單純炊事、照明發展到綜合利用的新階段。
我國廣大農村有著豐富的沼氣資源。預計，如果將全國的農作物秸桿和人畜糞便的一半利用起來，就可年產沼氣650 億立方米。僅就它所產生的熱能來說，就相當於節約一億多噸的煤炭。由此可以看出，沼氣在我國未來農村能源建設中有著多么重要的作用，而我們在農村推廣沼氣的使用又是一件多么緊迫的事情。
