沼氣發電 生物質廢棄物的最優處理方案
2014-07-10 18:42:11   來源:    點擊:

        中國地大物博,這不僅指礦產資源,作為農業大國,中國在利用全世界 10%的耕地養活 20%的人口的
時候,也產生了大量有機廢棄物,并伴隨著的是大量的生物秸稈焚燒的現象。縱使官方公布的秸稈利用率
達到了 70% [1] ,每年仍有 3 億噸秸稈無法處理,白白浪費,而實際利用率可能更低一些。
        隨著對環境的日益重視合能源的緊張,人們開始利用各種方式來減少工農業生產對環境的破壞和節能
減排的大力提倡。近十幾年來,在各級政府有關部門和企業的幫助協調下,用于處理農業廢棄物、畜禽糞
便及各種生產、生活污水的大中型沼氣工程紛紛出現,至 2009 年底,全國農村戶用沼氣池累計保有量達
到了 3507.03 萬戶,年產沼氣 124 億立方米,已建成大中小型沼氣工程 56856 處,年產沼氣 91728.09 萬立
方米 [2] 。隨著沼氣產量的不斷提高,如何更高效地利用沼氣,成為擺在我們面前的一項課題。沼氣發電以
其低排放、低污染、節約能源、廢物資源再利用、能源高品質等優點而倍受政府關注,歐洲發達國家的開
創之路也為我國提供了最直觀的借鑒,在我國開發沼氣發電已成為建設綠色環保工程的一項重要措施。
沼氣發電是利用工業、農業或城鎮生活中的大量有機廢棄物(如酒糟液、禽畜糞便、城市污水等)經
厭氧發酵處理產生的沼氣,驅動發電機組發電,并充分利用發電機組的余熱,使綜合熱效率達 75%左右,
從而達到環保、能源利用和節約的目的。
        構成沼氣發電系統的主要設備有沼氣內燃機組、發電機和熱回收裝置。沼氣經脫硫器由貯氣罐供給燃
氣發電機組,通過沼氣內燃機驅動與其連接的發電機而產生電力。沼氣發電機組排出的冷卻水和廢氣中的
熱量通過熱回收裝置進行再回收,作為沼氣發生器的加溫熱源。
        目前對有機廢棄物通常的處理模式根據不同的廢棄物采用多種形式的厭氧反應模式,通過厭氧反應產
生的沼氣首先經脫硫器進入貯氣罐,然后由此輸送入沼氣發電裝置中。沼氣不必要進行二氧化碳的脫除,
因為少量二氧化碳對發電機組有利,使其工作平穩,減少廢氣中有毒物的含量。從發電裝置出來的尾氣進
入熱交換器中,將熱量釋放出來,用來加熱進行厭氧發酵的原料,從而提高沼氣的發生率。
        沼氣發電是隨著沼氣綜合利用的不斷發展而出現的一項沼氣利用技術,它將沼氣用于發動機上,并裝
有發電裝置,以產生電能和熱能,是有效利用沼氣的一種重要方式。因為沼氣產量的特點和分布,用于沼
氣發電的設備最優設備主要為燃氣內燃機。
我國政府一直重視可再生能源的利用,可再生能源法 05 年通過,06 年實施,跟著出臺了很多政策。
06 年 6 月財政部印發了《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》 ,08 年關于秸稈利用又出臺兩個辦法,
09 年又頒布了一部法律。
        2010 年國家發改委印發的發改價格[2010]1579 號 《國家發展改革委關于完善農林生物質發電價格政策
的通知》中規定:第一條,對農林生物質發電項目實行標桿上網電價政策。未采用招標確定投資人的新建
農林生物質發電項目,統一執行標桿上網電價每千瓦時 0.75 元(含稅,下同) 。通過招標確定投資人的,
上網電價按中標確定的價格執行,但不得高于全國農林生物質發電標桿上網電價。
也是在 2010 年,原可再生能源法實施了四年,頒布實施了修正案。2011 年,國務院批轉了一個十六
部委發的處理生活垃圾的文件,要求在 2015 年前,超過 200 個城市建設餐廚垃圾的處理處置設施,且將
利用循環經濟發展專項資金進行直接支持。2012 年 4 月,可再生能源電價附加補助資金管理暫行辦法頒布
實施,規定獨立帶載的系統,除可以市價賣電,每年每個千瓦將補貼 4000 元,相當于每度電最少補貼 0.45
元。秸稈利用、可再生能源、新能源等都頒發了自己的十二五規劃,有些是第一次頒布五年規劃。
根據國家發改委初步完成的《可再生能源中長期發展規劃》 ,到 2020 年,力爭使可再生能源發電裝機占總裝機容量的比例達到 30%以上,2030 年后比例超過 40%。到 2020 年,沼氣年利用量從 50 億 m 3 增加
到 240 億 m 3
        當前,中國可再生能源利用量占全國一次能源總消費量的比重很低,市場空間巨大。若每年將 4000
萬噸秸稈用作生產沼氣,每年產沼氣 80 億 m 3 。如果將這些沼氣用來發電,每年可發電約 160 億 kW²h。
可新增裝機容量 30 萬 kW,市場規模約 36 億元。
        利用秸稈發酵產生的沼氣進行發電, 不但可以節約標煤, 變廢為寶, 而且沼氣是一種清潔可再生能源,
可減少由于燃煤發電帶來的污染,市場前景非常廣闊;同時秸稈資源的發酵找渣沼液再利用,符合有機肥
的廣泛標準,能有效提高食品品質和安全,有著一舉多得的優勢生命力。
        目前沼氣發電技術已經成熟應用,多元化的技術體系以及規模化、專業化的運作,廣闊的市場,自動
化程度也越來越高,有效的促進了產業的快速發展。
沼氣發電產業是分布式能源供應體系的重要組成部分,是未來能源結構發展的重要力量和支撐,將是
中國走向大國、強國的能源保障,也必將是中國未來重要的新經濟增長點。
        沼氣發電工程既是污染治理工程, 又是再生能源生產工程, 還是有機農業建設和食品安全保障的一環,
是典型的循環經濟示范工程。其角色的多重性必將引領其向更高更廣的方向發展,加上國家在這個領域給
予的政策方面支持,沼氣發電技術將會向著更好為人類的方向發展。

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