沼气发电 生物质废弃物的最优处理方案
2014-07-10 18:42:11   来源:    点击:

        中国地大物博,这不仅指矿产资源,作为农业大国,中国在利用全世界 10%的耕地养活 20%的人口的
时候,也产生了大量有机废弃物,并伴随着的是大量的生物秸秆焚烧的现象。纵使官方公布的秸秆利用率
达到了 70% [1] ,每年仍有 3 亿吨秸秆无法处理,白白浪费,而实际利用率可能更低一些。
        随着对环境的日益重视合能源的紧张,人们开始利用各种方式来减少工农业生产对环境的破坏和节能
减排的大力提倡。近十几年来,在各级政府有关部门和企业的帮助协调下,用于处理农业废弃物、畜禽粪
便及各种生产、生活污水的大中型沼气工程纷纷出现,至 2009 年底,全国农村户用沼气池累计保有量达
到了 3507.03 万户,年产沼气 124 亿立方米,已建成大中小型沼气工程 56856 处,年产沼气 91728.09 万立
方米 [2] 。随着沼气产量的不断提高,如何更高效地利用沼气,成为摆在我们面前的一项课题。沼气发电以
其低排放、低污染、节约能源、废物资源再利用、能源高品质等优点而倍受政府关注,欧洲发达国家的开
创之路也为我国提供了最直观的借鉴,在我国开发沼气发电已成为建设绿色环保工程的一项重要措施。
沼气发电是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物(如酒糟液、禽畜粪便、城市污水等)经
厌氧发酵处理产生的沼气,驱动发电机组发电,并充分利用发电机组的余热,使综合热效率达 75%左右,
从而达到环保、能源利用和节约的目的。
        构成沼气发电系统的主要设备有沼气内燃机组、发电机和热回收装置。沼气经脱硫器由贮气罐供给燃
气发电机组,通过沼气内燃机驱动与其连接的发电机而产生电力。沼气发电机组排出的冷却水和废气中的
热量通过热回收装置进行再回收,作为沼气发生器的加温热源。
        目前对有机废弃物通常的处理模式根据不同的废弃物采用多种形式的厌氧反应模式,通过厌氧反应产
生的沼气首先经脱硫器进入贮气罐,然后由此输送入沼气发电装置中。沼气不必要进行二氧化碳的脱除,
因为少量二氧化碳对发电机组有利,使其工作平稳,减少废气中有毒物的含量。从发电装置出来的尾气进
入热交换器中,将热量释放出来,用来加热进行厌氧发酵的原料,从而提高沼气的发生率。
        沼气发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术,它将沼气用于发动机上,并装
有发电装置,以产生电能和热能,是有效利用沼气的一种重要方式。因为沼气产量的特点和分布,用于沼
气发电的设备最优设备主要为燃气内燃机。
我国政府一直重视可再生能源的利用,可再生能源法 05 年通过,06 年实施,跟着出台了很多政策。
06 年 6 月财政部印发了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》 ,08 年关于秸秆利用又出台两个办法,
09 年又颁布了一部法律。
        2010 年国家发改委印发的发改价格[2010]1579 号 《国家发展改革委关于完善农林生物质发电价格政策
的通知》中规定:第一条,对农林生物质发电项目实行标杆上网电价政策。未采用招标确定投资人的新建
农林生物质发电项目,统一执行标杆上网电价每千瓦时 0.75 元(含税,下同) 。通过招标确定投资人的,
上网电价按中标确定的价格执行,但不得高于全国农林生物质发电标杆上网电价。
也是在 2010 年,原可再生能源法实施了四年,颁布实施了修正案。2011 年,国务院批转了一个十六
部委发的处理生活垃圾的文件,要求在 2015 年前,超过 200 个城市建设餐厨垃圾的处理处置设施,且将
利用循环经济发展专项资金进行直接支持。2012 年 4 月,可再生能源电价附加补助资金管理暂行办法颁布
实施,规定独立带载的系统,除可以市价卖电,每年每个千瓦将补贴 4000 元,相当于每度电最少补贴 0.45
元。秸秆利用、可再生能源、新能源等都颁发了自己的十二五规划,有些是第一次颁布五年规划。
根据国家发改委初步完成的《可再生能源中长期发展规划》 ,到 2020 年,力争使可再生能源发电装机占总装机容量的比例达到 30%以上,2030 年后比例超过 40%。到 2020 年,沼气年利用量从 50 亿 m 3 增加
到 240 亿 m 3
        当前,中国可再生能源利用量占全国一次能源总消费量的比重很低,市场空间巨大。若每年将 4000
万吨秸秆用作生产沼气,每年产沼气 80 亿 m 3 。如果将这些沼气用来发电,每年可发电约 160 亿 kW²h。
可新增装机容量 30 万 kW,市场规模约 36 亿元。
        利用秸秆发酵产生的沼气进行发电, 不但可以节约标煤, 变废为宝, 而且沼气是一种清洁可再生能源,
可减少由于燃煤发电带来的污染,市场前景非常广阔;同时秸秆资源的发酵找渣沼液再利用,符合有机肥
的广泛标准,能有效提高食品品质和安全,有着一举多得的优势生命力。
        目前沼气发电技术已经成熟应用,多元化的技术体系以及规模化、专业化的运作,广阔的市场,自动
化程度也越来越高,有效的促进了产业的快速发展。
沼气发电产业是分布式能源供应体系的重要组成部分,是未来能源结构发展的重要力量和支撑,将是
中国走向大国、强国的能源保障,也必将是中国未来重要的新经济增长点。
        沼气发电工程既是污染治理工程, 又是再生能源生产工程, 还是有机农业建设和食品安全保障的一环,
是典型的循环经济示范工程。其角色的多重性必将引领其向更高更广的方向发展,加上国家在这个领域给
予的政策方面支持,沼气发电技术将会向着更好为人类的方向发展。

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