我国正处于高速经济发展时期,在发展的过程中不可避免的消耗大量能源,其增长速度逐年递增,能源紧缺问题成为了影响我国经济发展的重要问题。为实现我国实现可持续发展战略方针,合理利用生物质资源,发展沼气产业是缓解我国能源短缺、减少环境污染的有效途径,具有重要的现实意义。本文以沼气开发过程中路径和政策设计为主要研究对象,通过综合运用生命周期分析法以及系统反馈分析方法,分别从宏观和微观、静态与动态两方面,评价我国现行农村沼气工程发展模式的环境影响以及沼气预期发展状况,确定影响农村沼气工程实施的关键变量及开发路径。通过对最优路径导入的政策设计,建立沼气能源补偿政策模型,并以鄱阳湖生态区沼气能源工程开发为例,验证和优化农村沼气能源工程的开发路径及补偿政策。本文的主要成果和创新点有:1)通过运用SWOT分析的方法,内部的优势劣势以及外部的机会威胁这四各方面对农村沼气能源发展现状进行定性分析,得出沼气工程开发的技术水平滞后,沼气工程产业结构不合理以及支持沼气发展政策体系不完善、政策法规落实不到位是农村沼气工程发展所面临的主要问题。因此,以这些问题为研究对象,运用动态演化博弈,构建农村沼气工程利益主体关系模型,探讨从事沼气工程的各利益主体的行为关系,从理论上提出了路径设计的条件。2)通过运用生命周期评价法,从静态角度评价农村沼气工程全生命周期中各重要流程对土壤、水环境和大气环境的排放进行温室效应、水土富养化、人体健康等环境影响及能源消耗。结合中国“十二五”能源规划,选取影响温室效应的主要因素CO2为建模控制目标,建立农村沼气能源工程视角下低碳经济发展系统模型,对模型进行的动态仿真分析。综合静态与动态分析结果发现,在现有的农村沼气开发模式下,沼气的生产环节对环境影响主要表现在有毒物质集聚以及水土富营养化上,在原料运输及污染处理环节中,将会产生大量的能源消耗,很难达到我国“十二五”能源规划。同时提出开发路径设计,需要考虑如何减少沼气工程实施带来的环境污染,降低全生命周期中的能源消耗及引用环境政策调节子系统,改变系统结构。3)根据以上两部分所得的路径设计条件,规划了两条沼气工程开发路径,分别是:多种原料混合策略路径以及大规模沼气工程区域化、产业化路径。通过建立LCA模型,分析这两条路径,得出大规模沼气工程区域化产业化路径从长期的潜力看来对我国沼气工程的发展具有更大的发展潜力。以这条路径为构建系统模型主要结构,通过动态仿真分析,构建补偿政策子系统,确定了政策补偿因子分别为:人力资源干预因子、政府投入非石化能源政策促进因子、能源使用干预因子和能源使用奖励因子这个4个主要的因子,最后对这些因子的引入提出了相应政策。4)以鄱阳湖生态区沼气工程建设为例,以该区域内沼气工程实施不彻底以及其未能改善由于养殖企业规模扩张而产生的猪粪污染为研究问题,通过博弈论与系统动力学相结合,导入并验证沼气工程开发的最优路径及补偿政策。在之前研究结果基础上,对大型沼气工程区域化路径进行了优化。提出,按照我国农村沼气工程现阶段的发展状况,区域化、产业化的进程的路径和相应政府补偿政策需要分以下两步进行:第一,户用沼气工程与沼气工程区域化混合策略路径;第二,大规模沼气工程区域化、产业化路径。