2013：小沼氣開啟發(fā)電大時(shí)代
近年來，德國沼氣工業(yè)發(fā)展迅猛。沼氣工程數(shù)量由1996年的350座，增加到2009年的4600多座，電力裝機(jī)容量增長了35倍。截至2010年，德國已建成6000多處沼氣工程，其所產(chǎn)沼氣98%用于發(fā)電，總裝機(jī)容量達(dá)2700兆瓦，其中裝機(jī)容量2兆瓦以上的沼氣廠有40家，沼氣發(fā)電每年達(dá)200億度以上，超過我國三峽工程的年發(fā)電量，占德國年平均用電量的4%。根據(jù)德國沼氣協(xié)會(huì)的發(fā)言人Andrea Horbelt 介紹，到2020年將有20%的德國天然氣需求將有沼氣滿足。
98%的德國沼氣工程利用熱電聯(lián)產(chǎn)處理沼氣，利用率可達(dá)80%。(發(fā)電機(jī)組效率約為38%-41%，熱利用效率約為40%-45%)。一個(gè)優(yōu)秀的德國沼氣工程，每年運(yùn)行時(shí)間可達(dá)8000小時(shí)以上。在糞便利用方面，我們注意到，每頭牛每年可產(chǎn)生15立方米的糞便，利用它們可發(fā)酵產(chǎn)生450立方米的沼氣，而這些沼氣可發(fā)電900度，并且能夠?qū)⒓S便中的化學(xué)好氧量降低70%。由此不難看出，農(nóng)村廢棄物的發(fā)展?jié)摿κ志薮，而德國在這一領(lǐng)域具有較好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)之一，是能夠?yàn)榭蛻籼峁┻\(yùn)營所需的實(shí)用技術(shù)和解決方案，這當(dāng)中包括錯(cuò)誤報(bào)告系統(tǒng)和完全自動(dòng)控制系統(tǒng)。優(yōu)勢(shì)之二，可以解決產(chǎn)氣不穩(wěn)定的問題。德農(nóng)協(xié)擁有長達(dá)12年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，300個(gè)電站可提供運(yùn)營技術(shù)支持、在線技術(shù)監(jiān)測(cè)支持和原料的定期分析測(cè)試服務(wù)。優(yōu)勢(shì)之三，可在冬季實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)酵罐體內(nèi)部增溫的系統(tǒng)可根據(jù)氣候因素啟動(dòng)發(fā)酵罐體的隔熱層。優(yōu)勢(shì)之四，能夠高效率地取出硫化氫。優(yōu)勢(shì)之五，操作成本和維護(hù)成本非常低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。優(yōu)勢(shì)之六，靈活自由的潛水?dāng)嚢杵鳎蓱?yīng)用于干物質(zhì)濃度為5%至30%的原料發(fā)酵。
經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)方面，一是自動(dòng)化運(yùn)行系統(tǒng)，能夠保證系統(tǒng)自身能源消耗是世界最低水平的2.5%。以500kw的發(fā)電機(jī)組為例，假定電價(jià)為0.35元/度，和其他系統(tǒng)+6,5%的自身消耗相比，我們可以每年為用戶節(jié)省至少10萬元的費(fèi)用。二是運(yùn)行時(shí)間長，由于需要較少維護(hù)，我們可以保證建造的沼氣電站年平均運(yùn)行時(shí)間可以達(dá)到95%。三是氣體損失少。由于我們的系統(tǒng)可以始終處于最佳的生物環(huán)境，通過長時(shí)間的監(jiān)測(cè)，即使在冬天也可以把原料中的可發(fā)酵部分100%地轉(zhuǎn)化為沼氣。其他系統(tǒng)由于泄露或者不完全發(fā)酵等原因至少會(huì)造成15%的損失。以500kw發(fā)電機(jī)組為例，假定電價(jià)為0.35元/度+0.25元/度補(bǔ)助，我們每年可以為用戶至少多增加利潤40萬元。
中國沼氣應(yīng)用始于上個(gè)世紀(jì)20年代，在近百年的發(fā)展歷程中，大致劃分為以下四個(gè)大的發(fā)展階段。
(一) 初始發(fā)展階段
從20世紀(jì)20年代末至80年代初為沼氣建設(shè)初始而曲折的發(fā)展階段。但是由于當(dāng)時(shí)技術(shù)不成熟、管理不到位、建設(shè)成本較高和服務(wù)跟不上等原因，沼氣發(fā)展的勢(shì)頭沒有保持住，曾經(jīng)出現(xiàn)了兩次較大的回落，導(dǎo)致不少戶用沼氣池和沼氣工程在短期內(nèi)報(bào)廢，每年的報(bào)廢量遠(yuǎn)大于新建量。這種“兩起兩落”的發(fā)展經(jīng)歷，嚴(yán)重挫傷了農(nóng)民建池以及各級(jí)政府投入的積極性。
(二) 技術(shù)成熟階段
20世紀(jì)80年代到2000年為沼氣技術(shù)成熟階段。其間，在各級(jí)政府的大力支持和科研人員的共同努力下，沼氣工藝不斷完善，綜合效益開始顯現(xiàn)，影響逐步擴(kuò)大。這一階段，我國沼氣技術(shù)獲得重大突破，研究推廣了多種池型，開發(fā)出安全、方便、實(shí)用的進(jìn)出料裝置，采用了混凝土澆筑施工工藝，制定了一系列沼氣池建設(shè)國家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，將沼氣技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)結(jié)合起來，形成了以南方“豬—沼—果”和北方“四位一體”為代表的農(nóng)村戶用沼氣發(fā)展模式。
(三) 快速發(fā)展階段
2001年到2006年為沼氣快速發(fā)展階段。國家對(duì)沼氣建設(shè)的投資力度逐步加大，僅中央便投資61.2億元專項(xiàng)用于沼氣建設(shè)與發(fā)展，支持戶用沼氣池建設(shè)1327萬戶，各類沼氣工程建設(shè)4258處。到2006年底，全國戶用沼氣累計(jì)達(dá)到2200萬戶，建成養(yǎng)殖場(chǎng)大中型沼氣工程5278處和生活污水凈化沼氣池13萬多處，年產(chǎn)沼氣近90億立方米。
(四) 建管并重階段
2007年以來，農(nóng)村沼氣建設(shè)進(jìn)入建管并重的健康發(fā)展階段。為了加強(qiáng)沼氣建設(shè)規(guī)范管理，農(nóng)業(yè)部和國家發(fā)展改革委先后共同印發(fā)了《全國農(nóng)村沼氣服務(wù)體系建設(shè)方案》和《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)村沼氣建設(shè)管理的意見》，提出了“強(qiáng)化前期工作、明確管理責(zé)任、加快建設(shè)進(jìn)度、嚴(yán)格資金管理、加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)管”等具體要求。各地在項(xiàng)目實(shí)施過程中，堅(jiān)持項(xiàng)目行政領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任制和法人責(zé)任制;堅(jiān)持就業(yè)準(zhǔn)入制度，實(shí)行持證上崗，積極開展沼氣生產(chǎn)工職業(yè)技能培訓(xùn)和鑒定工作;堅(jiān)持建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范建設(shè);堅(jiān)持招投標(biāo)制度，對(duì)主要建筑材料和關(guān)鍵設(shè)備實(shí)行公開招標(biāo)、集中采購;堅(jiān)持項(xiàng)目公開公示制度等。這些舉措極大地促進(jìn)了農(nóng)村沼氣的健康快速發(fā)展。
對(duì)推進(jìn)我國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示
張莉敏(農(nóng)業(yè)部工程建設(shè)服務(wù)中心)在有關(guān)德國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)我國的啟示一文中提到，按照建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)現(xiàn)代生態(tài)安全農(nóng)業(yè)的要求，以可再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，以生物有機(jī)肥代替化學(xué)肥料是今后我國現(xiàn)代化建設(shè)的必然趨勢(shì)。有必要借鑒德國通過市場(chǎng)機(jī)制，利用政策激勵(lì)、引導(dǎo)和支持社會(huì)各界發(fā)展沼氣工程的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步調(diào)整完善我國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，促進(jìn)我國沼氣產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。
(一)切實(shí)提升農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略地位
我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》提出，到2020年非化石能源消費(fèi)將占我國能源消費(fèi)總量的15%左右。我國農(nóng)村地區(qū)沼氣資源十分豐富，畜禽糞便和秸稈年產(chǎn)量約39億噸，沼氣發(fā)展?jié)摿薮，若全部加以利用，每年可產(chǎn)沼氣3000億立方米，可替代標(biāo)煤3.36億噸，既可以解決廣大農(nóng)村使用清潔能源問題，又可解決農(nóng)業(yè)面源污染問題，也可有力促進(jìn)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展。
因此，應(yīng)提升沼氣在可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位，將其作為能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，在中長期發(fā)展規(guī)劃中予以足夠重視，特別是制定明確的扶持政策及相關(guān)配套保障措施，鼓勵(lì)大力發(fā)展大中型沼氣工程，推進(jìn)構(gòu)建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系。
(二)加快推進(jìn)沼氣工程終端產(chǎn)品的市場(chǎng)化
著力改變我國沼氣工程終端產(chǎn)品沼氣及沼電非商品化運(yùn)用的現(xiàn)狀，積極推進(jìn)沼氣產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化，引導(dǎo)社會(huì)資本投資建設(shè)沼氣工程，加快我國大中型沼氣發(fā)展步伐。修訂《可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》，明確要求電網(wǎng)公司按照規(guī)定價(jià)格全額收購大中型沼氣工程所產(chǎn)沼電，并適當(dāng)提高沼電收購價(jià)格，降低發(fā)電上網(wǎng)裝置建設(shè)費(fèi)用。完善補(bǔ)貼政策，對(duì)集中供氣的沼氣生產(chǎn)企業(yè)給予補(bǔ)貼，鼓勵(lì)沼氣企業(yè)向農(nóng)村及城郊農(nóng)戶集中居住區(qū)供氣，研究制定沼氣提純生產(chǎn)天然氣(CNG)用于民用、車用燃?xì)獾木唧w補(bǔ)貼辦法。完善細(xì)化各項(xiàng)激勵(lì)政策，對(duì)達(dá)到國家政策要求的沼氣發(fā)電工程實(shí)行電網(wǎng)連接準(zhǔn)入制度、貸款貼息政策、財(cái)政直接補(bǔ)助政策，并建立產(chǎn)品(沼氣及其電力、熱能、沼渣、沼液)市場(chǎng)流通機(jī)制，使得沼氣及相關(guān)產(chǎn)品能夠進(jìn)入市場(chǎng)流通環(huán)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。此外，要在戶用沼氣建設(shè)中推廣CDM機(jī)制的做法，通過實(shí)施CDM機(jī)制對(duì)沼氣工程予以補(bǔ)貼，為中國沼氣工程建設(shè)爭取更多的優(yōu)惠和經(jīng)濟(jì)效益，建立中國沼氣工程建設(shè)和運(yùn)行的長效發(fā)展機(jī)制。
(三)著力加強(qiáng)關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)研發(fā)和發(fā)展模式創(chuàng)新
改變我國重視厭氧消化工藝本身的研究和技術(shù)引進(jìn)，而對(duì)沼氣工程關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)不夠的現(xiàn)狀，加強(qiáng)沼氣生物凈化技術(shù)、發(fā)電余熱利用的高效轉(zhuǎn)化設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與自動(dòng)調(diào)控技術(shù)等方面的技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新。密切跟蹤國內(nèi)外沼氣技術(shù)最新進(jìn)展，及時(shí)引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)的沼氣工程技術(shù)、建設(shè)、運(yùn)營及管理經(jīng)驗(yàn)。逐步淘汰常溫發(fā)酵工藝，積極推廣德國“沼氣發(fā)電、余熱升溫、中溫發(fā)酵、免儲(chǔ)氣柜，自動(dòng)控制、加氧脫硫、沼液施肥”的發(fā)展模式;改變我國沼氣工程規(guī)模小、成本高、產(chǎn)出低的狀況，提高沼氣發(fā)電工程的熱能轉(zhuǎn)換效率和運(yùn)行效益。加強(qiáng)科技研發(fā)，逐步實(shí)行工程裝備與設(shè)備的專業(yè)化、規(guī)；a(chǎn)。促進(jìn)沼氣工程設(shè)計(jì)單位同軟件公司合作，研制與沼氣工程相匹配的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，著力提高沼氣工程運(yùn)行的可靠性、準(zhǔn)確性及方便性，大力提升沼氣工程自動(dòng)化控制水平。
(四)充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，積極推進(jìn)秸稈沼氣工程發(fā)展
德國沼氣工程發(fā)酵原料以能源作物(玉米、小麥青貯)為主，而我國不允許在可耕地上大面積種植能源作物作為沼氣發(fā)酵原料，但卻有極其豐富的農(nóng)作物秸稈資源。近年來，隨著農(nóng)村生活能源結(jié)構(gòu)的變化與大量農(nóng)村勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移，秸稈逐步從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)原料演變?yōu)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物，被排除于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)內(nèi)部循環(huán)之外，甚至大部分成為種植戶田間地頭焚燒物，成為環(huán)境污染源。秸稈木質(zhì)化纖維多，難于被微生物降解，因而秸稈沼氣發(fā)酵過程緩慢、產(chǎn)氣量較低，秸稈生物發(fā)酵生產(chǎn)沼氣技術(shù)在我國尚處于研究和試點(diǎn)示范階段。今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)秸稈發(fā)酵研發(fā)力度，著力解決秸稈預(yù)處理技術(shù)和高效秸稈厭氧發(fā)酵技術(shù)，大力發(fā)展大中型秸稈沼氣工程，解決廣大農(nóng)區(qū)尤其是糧食主產(chǎn)區(qū)剩余秸稈問題，為秸稈綜合利用和禁止焚燒開辟新途徑。
(五)加快推廣沼渣沼液利用，發(fā)展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)
實(shí)踐表明，沼液沼渣是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥和生物農(nóng)藥，使用沼液沼渣肥料，能夠大幅減少田間投入，有效提升土壤有機(jī)質(zhì)含量、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，對(duì)發(fā)展生態(tài)安全農(nóng)業(yè)，生產(chǎn)無公害、綠色、有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品具有重要價(jià)值。但目前沼液沼渣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用機(jī)理不清，沼肥制作工藝不成熟、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，沼肥商品化市場(chǎng)還未形成。因此，我國在推進(jìn)沼氣工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)研究與宣傳推廣，推進(jìn)沼液沼渣等沼氣生產(chǎn)副產(chǎn)品的高效利用。在發(fā)展初期，政府應(yīng)為市場(chǎng)培育提供支持，如給予使用沼渣沼液發(fā)展無公害農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)營者以適當(dāng)補(bǔ)貼，待市場(chǎng)成熟后再逐步撤銷補(bǔ)貼，以促進(jìn)其穩(wěn)步發(fā)展。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
