“四位一體”能源生態模式，是典型的農村沼氣能源生態模式之一。它是在農戶庭院或田園內建日光溫室，在溫室的一端地下建沼氣池，沼氣池上建豬舍和廁所，溫室內種植蔬菜或水果。該模式以太陽能為動力，以沼氣為紐帶，種植業和養殖業相結合，形成生態良性循環，從而增加農民收入。
一、“四位一體”能源生態模式的“三沼”應用技術要點
1、利用沼氣增溫增光。利用沼氣在棚內增溫增光主要靠點燃沼氣燈、沼氣灶來解決，一盞沼氣燈一夜約消耗沼氣0.2m3，釋放熱量4600kj。燃燒1m3沼氣，可在100m2棚內增溫1℃左右。
2、二氧化碳氣體施肥。利用沼氣燃燒后排放二氧化碳這一特性，向大棚內的農作物供應二氧化碳“氣肥”，促進增產。以沼氣燈作為施氣工具，春冬兩季每天日出后30分鐘，在日光溫室內點沼氣燈1小時（按照一個蔬菜大棚內安裝6盞燈為例，1小時后，室內二氧化碳濃度可提高500～1000mg／kg），待室溫升到25～30℃時即開棚放風（一般采取斷續施放的方法，每施放10～15分鐘，間歇20分鐘。在放風前30分鐘停止施放）。普通溫室每50m3安裝一盞沼氣燈。
3、沼氣燈誘蟲。沼氣燈的波長在3 0 0～1000納米之間，許多害蟲對330～400納米的紫外光線有較大的趨光性。根據害蟲前半夜多于后半夜的規律，掌握在天黑至夜晚12時進行沼氣燈光誘蟲。
4、沼液喂豬。沼液喂豬，就是將沼液作為一種飼料添加劑。豬有個適應程，飼喂沼液時，應先將正常產氣一個月以上的沼液取出少許，然后讓豬聞氣味，或者將豬餓1~2頓后，再將少量沼液拌入飼料等方法誘食，3~5天后即可正常進行。沼液飼喂豬重量為20~50k g時，增重較為明顯。沼液喂豬主要解決廣大農村豬飼料營養不完全的問題。
5、沼液施肥。葉面噴施沼液，可調節作物生長代謝，補充營養，促進生長平衡，增強光合作用等。以沼液噴施蘑菇為例：一般出菇后開始，每平方米施用500g，沼液加1~2倍清水，每天噴施1次，可提高菇質，增加產量。
6、沼液防治病蟲害。為了確保大棚內蔬菜無公害生產，用沼液浸種、葉面噴施防治病蟲害。沼液應從正常產氣1個月以上的沼氣池中取出，澄清、紗布過濾好，以防堵塞噴霧器。噴施時，以葉背面為主，以利于吸收。總的原則是：幼苗、嫩葉期，1份沼液加1~2份清水；夏季高溫，1份沼液加1份清水；氣溫較低，又是老葉（苗）時，可不加清水，平均每7 ~ 1 0天噴施1次。
二、社會效益和生態效益分析
1．提升環境質量。“四位一體”將人畜糞便轉化成的沼氣，是農民家庭生活的一種清潔、高效的可再生能源。農民用上沼氣后，在節柴、節電、節煤的同時，降低了勞動強度，有效轉化了大量的畜禽糞便，凈化了室內外衛生，極大地改善了農村衛生狀況和生態環境，為建設村容整潔、環境優美的新農村創造了必要條件。解決養殖業帶來的環境污染問題，改善人居環境，阻斷疫病傳染源，使農村村容村貌發生了根本變化，促進了農村社會文明進步。
2．帶動結構調整。發展農村清潔能源與農業生產有機結合，就會帶動農業結構調整，促進農業增長方式轉變和農民增收。以農村能源生態建設為紐帶，把特色、綠色農業生產作為增加農民收入的主要手段。農民不僅增加了收入，市民也吃上了放心的糧食和蔬菜，對豐富菜籃子發揮了主要作用。農村能源生態建設已經跳出了過去的就能源抓能源的小圈子，逐步走向能源、生態、經濟和社會效益協調發展的軌道。
3．資源循環利用。發展農村“四位一體”沼氣大棚、秸稈汽化和太陽能，不僅使農村的資源得到有效利用，而且通過改廁、改廚、改圈、改院等建設，把農村的“三廢”(秸稈、糞便、垃圾1變成“三寶”，成為清潔燃料、綠色飼料和肥料，促進了生產、生活、生態的協調發展。“四位一體”沼氣大棚把種植業、養殖業和能源綜合利用有機結合起來，把養殖業所產生的廢棄物轉換生成可再生能源沼氣和有機肥料，既解決了農村燃料問題，又可以把沼渣加工成有機肥料，用于無公害農產品生產，提高了農產品的質量。
實踐證明，在北方冬季寒冷的特定環境下創建北方“四位一體”生態模式，即沼氣池、豬圈、廁所、太陽能溫棚四者修在一起，在保證沼氣池順利越冬的前提下，還體現以下幾方面優點：第一，人、畜糞便能自動流入沼氣池，有利于糞便管理，同時優化農村生活環境，提高農民健康水平；第二，豬圈設置在太陽能溫棚內，冬季使圈舍溫度提高3～5℃，為生豬提供適宜的生長條件，縮短了生豬育肥期；第三，豬圈下的沼氣池由于太陽能溫棚而增溫、保溫，解決了北方地區在寒冷冬季產氣難、池子易凍裂的技術問題，年總產氣量與無太陽能溫棚的沼氣池相比提高20％～30％；第四，高效有機肥（沼肥）增加60％以上，豬呼出的二氧化碳，使太陽能溫棚內二氧化碳的濃度提高，有助于溫棚內農作物的生長，既增產，又優質；第五，在棚內安裝沼氣燈有兩個作用，一是利用沼氣燃燒，提高大棚內溫度和增加光照；二是利用沼氣燃燒后排放二氧化碳的特性，向大棚內的農作物供應二氧化碳“氣肥”，促進增產。第六，改善土壤環境、培肥地力，促進農業持續發展。
在開展“四位一體”大棚生產技術中，沼肥和二氧化碳氣肥可得到合理利用。沼氣池產生的沼氣通過點燃沼氣燈、沼氣灶來解決增溫、增光技術，并可提供二氧化碳，也稱二氧化碳氣肥技術，增加光合作用。在蔬菜生產上，沼氣池產生的沼渣、沼液是優質的綠色肥料，可調節作物生長代謝，補充營養，促進生長平衡，增強光合作用能力，同時沼液又能防治病蟲害，因其無污染、無殘毒、無抗藥性而被稱為“生物農藥”，達到藥物的功效，起到防止病蟲的效果。大棚內搞養殖，提高出欄率，更增加了效益。這種“四位一體”模式充分體現了在同一塊土地上，實現產氣和積肥同步，種植和養殖并舉，生物種群多，食物鏈結構健全，能流、物流較快循環的能源生態系統工程，徹底改變傳統的農業生產方式，提高資源的利用率，是一項高效的農業生態技術。
