薛凯
中国水利水电第四工程局有限公司，青海西宁810006
摘要：随着乡村振兴战略的提出，结合城乡一体化历史发展趋势，围绕新型城镇化建设大有可为。关于未来城镇生态建设、循环经济和可持续性发展等课题，笔者提出了“城镇生态中心”的概念，具有广泛的经济效益，生态效益及社会效益，是对未来城镇化发展进行了有益探索。
关键词；城镇生态中心；概念；展望
一 概念提出
“城镇生态中心”是将沼气生产与城镇污水处理相结合，通过以生物方法为主处理城镇各类有机废料、污水和农作物秸秆等的一体化场所，它兼顾了城镇居民有机废弃物无害化处理和再开发利用，如将污水处理后的污泥随同其他有机质共同进行密闭厌氧发酵，产生沼气、沼渣和沼液等，其中产生的沼气经提纯分离后形成生物天然气供居民直接使用，同时供给发电机组或燃气锅炉实现热电联产，沼渣和沼液可用作农业有机肥料，农作物成长后又带动养殖业等共同提供有机原料，整体实现了生态循环，是目前解决现代城镇能源和生态问题的最佳途径之一。
本建议书中所指的城镇，指围绕城市的以农业为主要经济形态的人口聚集区，包括：卫星城、小城镇、新型农村、特色小镇、田园综合体等，其特点为基础设施完善，人口有一定规模，有国家长期的农业扶持规划导向，生活生产业态稳定。
在《乡村振兴战略规划（2018－2022 年）》针对乡村生态宜居提出： 2022年畜禽粪污综合利用率约束性目标达到78%，较2016年提高18个百分点；对2022年生活垃圾进行处理的村占比预期性指标达到90%，较2016年提高25个百分点，两项关键预期指标均有大幅提高。
中国以往沼气项目的建设资金来源于中央及地方政府部门、私营企业和国际发展援助机构（如世界银行和亚洲开发银行）。在2003至2012年的10年间，国家政府层面在沼气建设方面的投资约为314亿元，其中大约三分之二用于直接补贴农村户用沼气池建设，由于近年来中国社会快速变革，村镇大量劳动力涌向城市，乡镇农村基础配套设施建设和农业产业发展滞后，生产生活业态不稳，大量的小型沼气工程遭废弃。究其原因，有对社会历史进程把握不准、统筹定位和设计不科学的原因，也有运营管理方面缺乏专业化标准化等方面的原因。
同时，以往沼气项目普遍存在功能单一，挖潜力度不够，产业带动不强的问题。
二、生态中心构成
一个标准的生态中心由以下部分构成：有机原料预处理及储存设施，沼气池进料、产沼和出料设施，沼渣（液）初（深）加工设施，沼气提纯分离及储存系统，生物天然气发电系统，能源管理系统以及电动汽车充电站等公共附属设施等，同时配套有用于给周边村镇用户配电、配气的“综合微管廊”主干管网。
在有供暖需求的北方村镇，在当地政府扶持下，可统筹建设供暖管网，生态中心将设计配套燃气锅炉供暖模块，实现村镇冬季集中供暖，提高居民生活品质。如有热水需要的加工厂、养殖场等用户，可将其自来水管接驳至生态中心进行热交换，利用燃气发电机组运转废热加热自来水，即可为用户提供常年35℃以上的温水，减少用户采用其他方式加热水的能源消耗。
村镇综合微管廊是生态中心为用户提供服务的纽带，将村镇供电、供水、供暖、燃气、污水等地下管路一同布线，与生态中心项目统一规划、统一设计、统一施工，其分为主干微管廊和支线微管廊，支线微管廊直接接入用户终端。综合微管廊不占或少占用土地，具有埋深浅、开挖断面小、集中管理和易于维护的特点，能够大大降低建设和维护成本。
中心模块化运作工艺&循环经济示意图
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三、生态中心设计原则
“城镇生态中心”设计将坚持以下原则：
1、以人为本原则：人不仅是自然的人，更是社会和文化的人，一切以尊重人的根本需求为出发，旨以提高人们的幸福感和整个社会的和谐度；
2、社会生态综合效益最优原则：以实现社会和生态综合效益为基础，只有在保证社会生态综合效益最优的前提下，才能谈经济利益最大化问题；
3、后工业化社会的组织与生产原则：后工业化社会城市化进程加快，使得后工业化城市市区人口和企业大量向郊区迁移，产生郊区化和逆城市化现象，形成卫星城镇以及城市地域互相重叠连接而形成的城市群和小城镇集群区。设计中就要考虑人口资源的迁移和社会组织模式的变革等，尤其是信息技术和智能技术的发展带动第三产业发展，导致整个产业结构的变化；
4、因地制宜，共享互用原则：充分利用当地已有的基础设施建设成果，如已有的城镇主干管网可以直接或改造利用，减少土地和建设资源的浪费；
5、标准化和本土化相结合的原则，城镇生态中心坚持采用主体标准化+风貌本土化相结合的设计理念，即主体建筑设施全部采用标准化功能模块，而在建筑外形上和景观装饰设计上加入一些具有当地特色的建筑元素，不仅能够节约项目建设和运营成本，同时保留了地域文化特色，使生态中心很好的融入当地风貌景观；
6、可持续性发展原则：全面考虑全寿命期内的价值实现，从规划设计到漫长的运营期结束，直至迁移拆除等，需要长远谋划、着眼未来、综合统筹，科学设计，确保项目和服务对象的综合可持续性发展。
四、综合效益
项目综合效益概括起来有三个方面：经济效益，生态效益，社会效益。
（一）经济效益
1、沼气发电，将沼气提纯分离后获得一定纯度的甲烷气体供给燃气发电机组发电，经逆变升压后接入当地电网获得发电收益。由于燃气在气柜中可低成本储存，因此可在电网用电高峰时机组满负荷发电，而在低谷时机组低功运行或停机，当与其他分布式生态中心电站智能调度，起到电网调峰作用，获取较高的上网电价。
2、燃气供应：城镇居民可利用提纯净化后的甲烷气体做饭，按照城镇居民同等价格供应。由于生态中心就地就近辐射供应燃气，避免了传统煤气远距离输送带来的基建和成本问题。国家鼓励农村人口在中小城市和小城镇就地或就近城镇化，而这些地区往往远离主干管网，支管网铺设投资和输送成本过高，现有的城镇燃气供应体系难以覆盖新型城镇化区域。
3、集中供热：在北方广大乡镇农村，生态中心可借助燃气锅炉和热电联产模块向周边居民提供集中供热，通过热计量形式收取供热费用。
4、沼液、沼渣销售，沼液、沼渣是良好的生态肥料，水溶性很大，养分损失少，营养元素齐全，肥效高，比露天粪坑和堆沤肥氮、 磷、钾分别高出60％、50％、90％，作物吸收利用率高20％，沼渣沼液还含有多种微量元素和17种氨基酸。因此沼液、沼渣经简单处理后直接销售给当地产业农场，而大型生态中心配套建设有有机肥加工单元，将沼渣和沼液进行再加工，形成沼肥商品进行销售。
5、农村垃圾分类及废弃物回收，该业务伴随有机废弃物收集工作一同进行，可对有价值的废弃物进行分类销售，同时可获得农村垃圾分类处理补贴。
6、配套公共充电桩，采用中心自发电电源，避免了规模化集中充电造成的电网波动，通过布置多个充电桩取得充电收益，随着生态中心布设密度的增加，将有助于电动汽车的普及至广大乡下农村地区。
7、沼气提纯分离出的副产品二氧化碳气体，可有偿输送给蔬菜大棚和粮仓谷物堆储使用，能够提高蔬菜产量，防止谷物生虫。
8、加入碳交易市场，获得碳交易收益。
（二）生态效益
1、对村镇污水、有机垃圾、秸秆等其他废弃物等进行集中处理，转化为电能、生物天然气和无害的有机肥料，解决了村镇废弃物排放污染的问题，变废为宝，实现了乡村振兴战略中的绿色能源、生态循环和人与自然的和谐发展。
2、乡镇居民烹饪和取暖等采用生物质天然气清洁能源，替代传统的燃煤和烧柴方式，同时将农作物秸秆有效利用，避免了燃烧还田方式，减少颗粒污染物和温室气体排放，保护大气环境。
3、解决了农村卫生防疫中的病原体传播问题，由于厌氧发酵能够杀灭人畜粪尿、废水污泥等废弃物中绝大部分病原体、虫卵等，降低了疾病传染率。
4、实现了碳固定和碳循环，通过有机物发酵处理和沼液、沼肥的再利用，将生产生活排放物中的有机碳又重新固化于农作物中，重复服务于人们的生产生活。
（三）社会效益
1、通过生态中心，统筹建立村镇供气、供热、排水、垃圾回收等基础服务，统筹打造村镇“安居·乐居”新标准，提高居民的幸福感。
2、城镇生态中心建设的示范性，将充分带动乡村循环经济打造，提高人们的环保和节能意识，发挥多重社会公益职能，引领乡村社会全面发展。
3、促进乡镇人口当地就业。据粗略估算，一个中型生态中心需要20~23人的日常维护人员，同时在农业产业链上下游端还可带来新的就业岗位。
4、通过景观化和公园化配套建设，生态中心将成为当地的一个名片，能够带动乡镇生态旅游发展。
五、时代意义
城镇生态中心项目顺应了以下时代发展趋势：
1.清洁能源开发：生物质发酵产生的甲烷是一种清洁能源，城镇生态中心的规模化开发可以解决乡村振兴中的清洁能源供应问题，未来有望进一步提高生物质清洁能源在现代能源体系中的比重，同时构建的无数个分布式“微电站”，成为地区电网中的重要节点，通过智能电网调度，让电网运行更安全。
2.生态环境综合治理：通过生态中心就近对秸秆及废水等有机废弃物进行集中处置，并为周边乡镇供气、供暖等，将彻底解决农村长久以来烧柴、烧煤、烧秸秆的“三烧”问题，同时对其他固体废弃物垃圾进行专业化分类和科学处置，改善和保护了乡镇的生态环境。
3.全面推进城镇化：未来城镇化是就地、就近城镇化，使中华民族乡土文化能够不断的续存和繁衍，就要能留住人、养住人、繁荣人，需要综合性产业来带动就业和发展，而城镇生态中心将是乡村综合产业的一个重要联结点。
4.循环经济再发展：城镇生态中心构建目标是未来乡村振兴中循环经济的代表，通过自产自发、互供和互享实现经济循环，让乡村成为中国未来社会经济的重要发展级。
5.绿色交通网络构建：通过生态中心在村镇区域间的网络化布设，其配套建设的充电站将填补乡下广大区域充电网络的空白，与城市充电网络相衔接，让电动汽车可以在城乡间自由穿行，为城乡交通注入绿色动力。
十九大报告中指出：“我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”，其核心任务之一就是要缩小城乡差距，推动中国广大乡村地区的全面城镇化，而乡村振兴作为城乡一体化和全面城镇化建设的重大战略，具体来说就是解决广大乡镇农村的经济、就业、生态环境等问题。