黑龙江省依安县依龙镇丰林村的空气总是清新的，街道总是整洁的，几年前因燃烧秸秆还到处飞扬着的粉尘、屋顶上的烟囱如今再也看不到了。这里的农民自豪地说：“我们这里取暖、做饭早就不烧秸秆啦！”东北农业大学生物质能源研究室的科研成果再一次取得了成功。
　　以前，高寒地区沼气工程难于实现恒温发酵，保温增温技术落后，系统运行和管理自动化水平不高，产气效率低，难于实现能量平衡和正能输出。德国、丹麦、瑞典、日本等国沼气工程大多数采用全混合发酵工艺，增温通过沼气发电系统余热、沼气锅炉以及燃油炉进行加热反应罐体来实现。国内沼气工程借鉴国外技术，在南方地区采用全混合发酵工艺，利用沼气发电系统余热为系统增温；在高寒地区,尤其是黑龙江省采用上述技术，达不到恒温发酵的要求，产气效率低，有些大中型沼气工程靠燃烧煤为沼气工程系统增温，运行成本高，没有达到节能减排的目的，严重影响了高寒地区沼气工程建设的积极性，减缓了全省新农村建设的步伐。
　　2006年，黑龙江省科技厅启动实施“高寒地区沼气生产工业化试验”项目，确定东北农业大学李文哲教授为该项目的首席专家，他带领生物质能源研究室全体工作人员重点就高寒地区厌氧发酵增温保温和沼气冬季运行、两相厌氧发酵工艺和装置、高寒地区优良菌种选育、厌氧发酵微生物繁殖环境调控、沼渣沼液综合利用等技术问题进行攻关，并取得了突破性进展。
　　在此基础上，2007年，国家“十一五”计划支撑项目“大型养殖场沼气工程技术开发及综合利用示范”课题落户东北农业大学，国家计划拨款900万元，在“高寒地区沼气生产工业化试验”研究成果基础上，进行技术集成与创新，建设“北大荒牛业热电联产大型沼气示范工程”。此项工程以黑龙江省依安县依龙镇丰林村为试点，将发电与供气相结合，从根本上解决农村能源利用方式、改善农民居住环境，推动新农村建设。工程占地面积6500平方米，建筑面积1000平方米，发酵总容积2000立方米，落地干式储气囊600立方米，配套140千瓦发电机组1台。实现了年处理粪污8110吨，年产沼气36.5万立方米，年发电35.44万度、年产有机肥1050吨，年二氧化碳减排1834吨。
　　项目执行过程中，在黑龙江省科技厅与东北农业大学的大力支持下，2008年，东北农业大学生物质能源研究室与哈尔滨良大实业有限公司合作，共同成立了“良大生物质能源东北农大研发中心”，该中心致力于走产学研相结合之路，将先进技术与科研成果快速实现产业化转化，为黑龙江省乃至全国提供沼气工程开发与技术示范，在科技成果推广方面发挥了巨大作用。2009年12月20日，良大生物质能源东北农大研发中心完成示范工程建设并启动运转，沼气发电供应北大荒牛业冷库。这是我国第一个由科技部立项的大型沼气示范工程，也是我国第一个采用两相厌氧发酵工艺的大型沼气工程。该工程的建成预示着在厌氧发酵工艺技术方面，我们已经掌握了具有自主知识产权的核心技术：一是利用两相厌氧发酵技术解决大中型沼气工程发酵稳定性差、发酵浓度低、产气效率低的问题；二是利用厌氧发酵增温保温技术解决高寒地区沼气工程冬季难于稳定产气问题，实现高寒地区沼气周年稳定生产；三是利用发酵原料预处理技术解决含纤维动物粪便发酵速度慢，难于资源化综合利用问题；四是利用沼渣制地膜和生物有机肥技术解决发酵剩余物资源化综合利用问题。
　　该工程的主要特点是采用两相厌氧发酵工艺，两相厌氧发酵工艺的本质特征是实现了生物相的分离，即通过调控产酸相和产甲烷相反应器的运行参数，使产酸相和产甲烷相成为两个独立的处理单元，各自形成产酸微生物和产甲烷微生物的最佳生态条件；配有污泥回流系统，使菌种得以高密度地保持在发酵罐内；对发酵罐采取了良好的保温措施，利用发电余热对发酵原料增温，确保35℃中温发酵。从而大幅度提高沼气产气率及其运行稳定性。
　　由于是国家支撑计划科研项目，工程建设中考虑了示范工程在实验研究方面的特殊要求，在料液输送方式、发酵液回流方式、各种运行参数获取、控制系统人机对话界面等方面进行了特殊设计，以满足系统运行过程中的跟踪研究，进而掌握系统能耗与产能的能量平衡条件，为确立我国大型沼气工程的建设模式提供技术参数。建设过程中完全采用国内最先进的沼气工程建设材料和技术，确保工程质量达到示范要求。项目创新点为利用地源热、太阳能为沼气工程增温保温技术，高浓度两相厌氧发酵技术，发酵原料增效处理技术，沼气发酵余热循环利用技术。项目转化技术填补国内空白，将上述技术在大中型沼气工程集成应用在世界范围内处于先进水平，经过黑龙江省重大科技攻关项目“高寒地区沼气生产工业化”的研究和示范，各单项技术都有所应用，技术整合转化，可实现沼气工程增温热效率大幅度提高，发酵水力停留时间由原来的20—30天缩短为15天，容积产气率达到1—1.5立方米/(立方米.d)，提高发酵率1.5倍。
　　该项目的实施，改善了生态环境，改良了土壤生态、减少了二氧化碳的排放量，治理了大型养殖场的粪便以及屠宰加工厂废弃物污染问题；提高了农民的生活用能水平，一改过去村民柴草做饭的习惯，向农户提供了生产生活必需的清洁能源，消除了以往燃烧秸秆过程中所潜在的火灾事故隐患；改善了农村的居住环境，为我省新农村建设、泥草房改造、高寒地区大中型沼气工程建设等重大举措提供了典型示范的佐证。与此同时培养、锻炼了一大批科研人才，为高校科研实力的提高、公司的发展，积淀了丰厚的科研成果。对提高企业形象以及综合竞争能力具有重要作用。
　　依安县依龙镇丰林村大型沼气工程得到了省市领导的充分重视，黑龙江省副省长于莎燕、齐齐哈尔市主要领导都亲临项目现场检查、指导，对于取得的成果给予了充分的肯定和高度的评价，并计划在全省范围内新建一批试点项目，将泥土房改造、沼气工程、生物质压块燃料相结合，大力推广“丰林模式”……在取得的成绩面前，这个团队并没有满足于现状，来自我校多学科、多专业的他们非常重视与八一农大、黑龙江省农机工程研究院、微生物研究所等相关单位进行专业协作，并以我校为中心形成合力，从而在全国范围内具有核心竞争力。他们先后承担黑龙江省重大课题、国家863课题、“十一五”计划支撑课题；在“十二五”期间还成功申请“寒冷地区干湿耦合发酵气热电联供技术集成与示范”项目，据该项目负责人之一、我校工程学院副教授关正军介绍说，该项目的研发将从前只针对某一种农业有机废弃物进行发酵的做法改良为拓展原料范围、综合利用农业有机废弃物进行发酵，从而对生物质能源的区域化发展、产业化推广有着重大的意义。此举也为生物质能源的未来发展开辟了空间，预计完成后，农村的城镇化水平将会有进一步提高，以沼气生产为核心的产业链条将会更加成熟，让我们拭目以待。(本报记者 徐彦贝)