劉曉風(fēng)，袁月祥，閆志英

中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所，成都 610041

生物燃?xì)饧夹g(shù)及工程的發(fā)展現(xiàn)狀

劉曉風(fēng)，袁月祥，閆志英

中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所，成都 610041

生物燃?xì)馑追Q沼氣，是微生物群體在厭氧條件下協(xié)同發(fā)酵可降解有機(jī)廢棄物的產(chǎn)物，傳統(tǒng)能源供應(yīng)的萎縮和增加可再生能源在能源消費(fèi)中份額的需求使沼氣的重要性越來(lái)越突出。經(jīng)過(guò)不斷研究與工程實(shí)踐，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了不同的發(fā)酵工藝處理生活垃圾和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物等有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)生物燃?xì)猓渲腥焓街袦匕l(fā)酵占主導(dǎo)地位，歐洲的技術(shù)處于領(lǐng)先水平，特別是德國(guó)的沼氣發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)。結(jié)合作者多年沼氣研究積累的經(jīng)驗(yàn)，綜述了沼氣技術(shù)的最新進(jìn)展，包括厭氧發(fā)酵菌群、消化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和發(fā)酵工藝，沼氣生產(chǎn)和應(yīng)用等，指出了今后發(fā)展的重點(diǎn)和方向。

厭氧微生物菌群，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和發(fā)酵工藝，沼氣生產(chǎn)和應(yīng)用

Abstract:Dwindling supplies of conventional energy sources and the demand to increase the share of renewable energy for sustainability have increased the significance of biogas, the product of synergistic fermentation of biodegrable organic wastes from municipal, agricultural and industrial activities by microbial populations under anaerobic conditions.With extensive research and engineering practice, many technologies and modes have been developed for biogas production and application.Currently, the most widely used mode is the complete-mixing mesophilic fermentation.Europe, especially Germany, is leading the world in the combined heat and power production(CHP)from biogas.In this paper, updated progress in biogas technologies is reviewed, with focuses on anaerobic microorganisms, bioreactor configurations and process development, biogas production and applications, in which perspectives of biogas as a clean and renewable energy are projected.

Keywords:anaerobic microorganisms, bioreactor configurations and process development, biogas production and applications

生物燃?xì)馑追Q沼氣，是生物質(zhì)能源的重要組成部分，全球每年通過(guò)光合作用生成約4 000億t有機(jī)物，其中約 5%在厭氧環(huán)境下被微生物分解。人們利用這一自然規(guī)律進(jìn)行沼氣發(fā)酵，既可生產(chǎn)沼氣用作燃料，又可處理有機(jī)廢物保護(hù)環(huán)境，同時(shí)沼氣發(fā)酵后產(chǎn)生的沼液、沼渣又是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料。沼氣燃燒后產(chǎn)生的 CO2被植物通過(guò)光合作用再生成植物有機(jī)體，又轉(zhuǎn)變?yōu)檎託獍l(fā)酵原料，因此沼氣是一種發(fā)展很快的清潔可再生能源[1]，沼氣技術(shù)的發(fā)展與能源產(chǎn)業(yè)的建立對(duì)人類(lèi)解決能源和環(huán)境問(wèn)題具有重要的意義。

對(duì)沼氣研究始于 1899年。1950年，美國(guó)學(xué)者亨格特(R.E.Hungate)提出了厭氧培養(yǎng)技術(shù)[2]，發(fā)明了 Hungate裝置，促進(jìn)了厭氧微生物學(xué)研究的迅速發(fā)展[3]。經(jīng)過(guò)多年來(lái)對(duì)沼氣微生物、沼氣工藝、沼氣工程等方面的全面研究，取得了許多成果。目前，沼氣工程技術(shù)在全世界得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

1 沼氣發(fā)酵的微生物學(xué)研究

研究表明，沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，存在著種類(lèi)繁多、關(guān)系復(fù)雜的微生物區(qū)系[4]。沼氣發(fā)酵過(guò)程實(shí)際上是這些微生物所進(jìn)行的一系列生物化學(xué)的偶聯(lián)反應(yīng)，可分為不產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)甲烷菌兩大類(lèi)群[5]。

其中不產(chǎn)甲烷菌包括發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和同型產(chǎn)乙酸菌。它們?cè)诠δ苌鷳B(tài)位上起到承上啟下的作用，其作用產(chǎn)物都是產(chǎn)甲烷菌的基質(zhì)，如發(fā)酵性菌群產(chǎn)生的丙酸、丁酸和乙醇等均需通過(guò)產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌轉(zhuǎn)化為乙酸才能進(jìn)一步被產(chǎn)甲烷菌利用，是大分子有機(jī)物甲烷消化過(guò)程必不可少的重要環(huán)節(jié)。這幾類(lèi)菌中，對(duì)產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的研究較多，目前所報(bào)道的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌株很少，近10年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌主要包括互營(yíng)單胞菌屬、互營(yíng)桿菌屬、梭菌屬、暗桿菌屬等。

第一株產(chǎn)甲烷菌由俄國(guó)微生物學(xué)家 Omelauskie BL于1916年分離得到。產(chǎn)甲烷菌是一類(lèi)能夠?qū)o(wú)機(jī)或有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為甲烷和 CO2的古菌，它們生理上高度專化、極端嚴(yán)格厭氧。產(chǎn)甲烷菌是沼氣發(fā)酵最后一個(gè)階段(產(chǎn)甲烷階段)中最主要的微生物，能利用氫和 CO2生成甲烷，有些還能利用甲酸或甲醇、乙酸或甲胺產(chǎn)生甲烷和CO2。從Schnellen 第一個(gè)從消化污泥中分離純化得到甲酸甲烷桿菌Met hanobacterium formicium和巴氏甲烷八疊球菌Methanosarcina barkeri以來(lái)，目前已分離鑒定的產(chǎn)甲烷菌有200多種[6]，根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育的不同可分成5個(gè)目，分別為甲烷桿菌目(Methanobacteriales)、甲烷球菌目(Methanococcales)、甲烷八疊球菌目(Methanosarcinales)、甲烷微菌目(Methanomicrobiales)和甲烷超高溫菌目(Methanopyrales)。隨著分子生物學(xué)和基因工程等技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)產(chǎn)甲烷菌的研究也不斷深入。1996年伊利諾伊大學(xué)完成了第一個(gè)產(chǎn)甲烷菌Methanococcus jannaschii的基因組測(cè)序[7]。迄今為止已有 4個(gè)目的 5種產(chǎn)甲烷菌完成基因組測(cè)序。一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)甲烷菌基因組由一個(gè)環(huán)狀染色體組成，但也有一些產(chǎn)甲烷菌除了含一個(gè)環(huán)狀染色體外，還含有染色體外元件(Extrachromosomal element，ECE)。

2 沼氣發(fā)酵工藝系統(tǒng)

經(jīng)過(guò)不斷的研究與工程實(shí)踐，開(kāi)發(fā)出了許多不同的沼氣發(fā)酵工藝。根據(jù)不同分類(lèi)依據(jù)，可將沼氣發(fā)酵工藝分成不同的類(lèi)型。目前的沼氣發(fā)酵工藝根據(jù)發(fā)酵溫度、進(jìn)料方式等不同分為如下幾類(lèi)，主要類(lèi)型如表1所示[8-10]。

如今應(yīng)用最為廣泛的工藝是全混式發(fā)酵工藝(CSTR)。該工藝的水解、酸化和產(chǎn)甲烷3個(gè)階段在同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，具有過(guò)程簡(jiǎn)單、投資小、運(yùn)行和管理方便的優(yōu)點(diǎn)。歐洲沼氣工程絕大多數(shù)采用全混式發(fā)酵工藝，并且以高濃度發(fā)酵為主，TS一般在8%以上，最高達(dá)15%。

根據(jù)有機(jī)垃圾物料濃度高低可分為濕式厭氧消化和干式厭氧消化。單相濕式連續(xù)工藝的典型代表為芬蘭的Wassa工藝、德國(guó)的EcoTec工藝、佛羅里達(dá)州的SOLCON工藝和單相BTA工藝等。兩相濕式連續(xù)工藝有荷蘭的 Pacques工藝、德國(guó)和加拿大的兩相BTA工藝以及德國(guó)的Biocomp工藝等。與濕式工藝相比，干式厭氧工藝具有以下明顯的優(yōu)勢(shì)：1)可以適應(yīng)各種來(lái)源的固體有機(jī)廢棄物；2)運(yùn)行費(fèi)用低，容積產(chǎn)氣率高；3)需水量低或不需水，殘?jiān)罄m(xù)處理費(fèi)用低；4)運(yùn)行過(guò)程穩(wěn)定，無(wú)濕法工藝中的浮渣、沉淀等問(wèn)題。干式厭氧消化技術(shù)已在世界多個(gè)國(guó)家垃圾處理中廣泛應(yīng)用，具有非常大的發(fā)展空間。Dranco工藝、Kompogas工藝和Valorga工藝為典型的單相干式連續(xù)工藝，Biopercolat工藝為典型的兩相干式連續(xù)工藝[11]。此外，荷蘭 Lelystad的Biocel工藝是典型的單相干式間歇式工藝，該處理廠每年能處理有機(jī)垃圾3.5萬(wàn)t。

表1 沼氣發(fā)酵工藝類(lèi)型Table 1 Types of process of anaerobic digestion

針對(duì)有機(jī)垃圾、秸稈等有機(jī)固廢原料的特性，高效低耗的沼氣干法發(fā)酵技術(shù)受到重視，尤其是干法沼氣技術(shù)的工程化研究。美國(guó)、法國(guó)、荷蘭、丹麥等國(guó)相繼建立了采用沼氣干法發(fā)酵工藝處理垃圾的試驗(yàn)工廠，對(duì)干法發(fā)酵沼氣工程技術(shù)進(jìn)行了深入的研發(fā)[12]。20世紀(jì) 90年代，德國(guó)大力投資于新型的批量式沼氣干法發(fā)酵技術(shù)的研發(fā)，在90年代末，Bekon公司的車(chē)庫(kù)型沼氣干法發(fā)酵工藝和裝備通過(guò)了中試，并于2002年生產(chǎn)出產(chǎn)業(yè)化裝備，投入實(shí)際運(yùn)行。目前，國(guó)外的工程化沼氣干法發(fā)酵技術(shù)有車(chē)庫(kù)型、氣袋型、干濕聯(lián)合型、滲濾液儲(chǔ)存桶型和儲(chǔ)罐型等多種技術(shù)類(lèi)型[13]。國(guó)內(nèi)劉克鑫、馬云瑞等開(kāi)發(fā)了不同的干發(fā)酵池。中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所在上世紀(jì) 80年代末建立了有機(jī)垃圾厭氧干發(fā)酵中試工程[14-15]。2002年，北京化工大學(xué)和農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院進(jìn)行了秸稈中溫發(fā)酵集中供氣試驗(yàn)研究，采用臥式厭氧發(fā)酵裝置，容積產(chǎn)氣率為0.5 m3/(m3·d)[16]。

3 沼氣工程技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

沼氣發(fā)酵工程包括戶用和大中型沼氣工程兩類(lèi)。戶用沼氣主要集中在亞洲，以中國(guó)水壓式沼氣池和印度浮罩式(哥巴士)沼氣池為典型代表。發(fā)酵的主要原料為人畜糞便、污水等。中國(guó)戶用沼氣工程技術(shù)從20世紀(jì)90年代以來(lái)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用呈現(xiàn)快速發(fā)展的局面，結(jié)合各地具體條件，建立了“三結(jié)合”、“四位一體”、和“五配套”等多種以沼氣技術(shù)為紐帶的生態(tài)農(nóng)業(yè)應(yīng)用模式[17]。其核心是將種植、養(yǎng)殖、沼氣發(fā)酵等有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)良性循環(huán)和能量梯級(jí)利用。如北方“四位一體”能源生態(tài)模式為，在農(nóng)戶庭院內(nèi)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(nèi)種植蔬菜或水果。該模式以太陽(yáng)能為動(dòng)力，以沼氣為紐帶，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，形成生態(tài)良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化。模式結(jié)構(gòu)如圖1所示。

大中型沼氣工程主要用于處理農(nóng)業(yè)廢物、工業(yè)廢水、城市有機(jī)垃圾、污泥等生物質(zhì)廢棄物并回收能源。近年來(lái)，以德國(guó)、丹麥為代表的沼氣工程技術(shù)及其裝備發(fā)展迅速，形成了一些廣泛應(yīng)用的新型沼氣工程工藝技術(shù)。

沼氣工程的整體工藝主要包括原料預(yù)處理、沼氣發(fā)酵、沼氣凈化回收利用和發(fā)酵殘?jiān)筇幚?4個(gè)階段。預(yù)處理主要是去除雜物和沙礫，調(diào)配料液濃度和加溫。沼氣發(fā)酵階段是沼氣工程的核心，需要根據(jù)各個(gè)工程的具體情況選擇適合的反應(yīng)器。后處理階段根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)沼渣沼液進(jìn)行綜合處理。大中型沼氣工程工藝流程如圖2所示：

從20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)際上對(duì)沼氣技術(shù)的研究重點(diǎn)逐步從環(huán)境保護(hù)轉(zhuǎn)向能源生產(chǎn)方面。通過(guò)政府補(bǔ)貼、市場(chǎng)調(diào)控等經(jīng)濟(jì)手段促進(jìn)沼氣產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。因此，國(guó)外大中型沼氣工程及配套設(shè)備、技術(shù)裝備近年來(lái)發(fā)展迅速，沼氣工程已成為國(guó)際生物質(zhì)能源研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。德國(guó)、丹麥、奧地利等發(fā)達(dá)國(guó)家的沼氣工程裝備及其組裝技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、工業(yè)化水平。

圖1 “四位一體”模式Fig.1 Mode of “Four in One”.

圖2 沼氣工程通用基本工藝流程Fig.2 General process flowchart of biogas plant.

在可再生能源發(fā)展的激勵(lì)政策和機(jī)制的有力刺激下，德國(guó)沼氣工程數(shù)量從1990年的100座增加到了2007年的3 750座(處理農(nóng)業(yè)廢棄物沼氣工程約2 700座)[18]。大多采用發(fā)酵料液TS濃度為8%～10%的高濃度發(fā)酵(以 CSTR居多)。部分采用 TS濃度≥20%的中溫干式厭氧消化工藝。98%實(shí)施熱電聯(lián)用，即使在冬季環(huán)境氣溫低至?20℃，沼氣工程仍然良好運(yùn)行，中溫裝置產(chǎn)氣率1.5～1.8 m3/(m3·d)，高溫裝置產(chǎn)氣率 2.0～3.0 m3/(m3·d)，經(jīng)濟(jì)效益顯著[19]。

盡管中國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物沼氣工程數(shù)量一直比德國(guó)多，但其規(guī)模及產(chǎn)生的效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如德國(guó)。中國(guó)沼氣工程的平均池容只有283 m3/處，基本上是一些中小型沼氣工程，池容在100 m3以下的小型沼氣工程大約占66%；池容為100～1 000 m3的中型沼氣工程大約占25%；池容在1 000 m3以上的大型沼氣工程僅占 9%左右。中國(guó)沼氣工程沼氣年產(chǎn)量只有德國(guó)的 17.6%，沼氣發(fā)電裝機(jī)容量只有德國(guó)的 1%，沼氣發(fā)電量只有德國(guó)的 0.16%[20]。我國(guó)沼氣工程的發(fā)酵原料主要是畜禽糞便，豬糞最多，牛糞次之，雞糞最少。目前還沒(méi)有能源植物或能源植物與其他有機(jī)物混合發(fā)酵的沼氣工程。

目前，歐洲、中國(guó)等主要以農(nóng)場(chǎng)沼氣工程為主，同時(shí)也有上百座城市有機(jī)垃圾厭氧處理沼氣工程。德國(guó)、丹麥[21]和澳大利亞等是最早開(kāi)始農(nóng)場(chǎng)沼氣工程建設(shè)的國(guó)家。在各國(guó)政策的刺激下，農(nóng)場(chǎng)主對(duì)沼氣工程的興趣日益高漲，以能源作物為原料的沼氣工程日漸增多，農(nóng)場(chǎng)沼氣工程發(fā)展成為一種新興的產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)了多個(gè)行業(yè)的發(fā)展。典型農(nóng)場(chǎng)沼氣工程工藝流程如圖3所示。

農(nóng)場(chǎng)沼氣工程發(fā)酵原料主要包括各種畜禽糞便、以玉米為主的能源植物和各種有機(jī)廢棄物。歐洲農(nóng)場(chǎng)沼氣工程以混合原料為主，原料濃度多為10%左右；而中國(guó)、印度等亞洲國(guó)家則多為單一禽畜糞便，原料濃度多為6%以下。

圖3 農(nóng)場(chǎng)沼氣工程工藝流程圖Fig.3 Process flowchart of farm biogas plant.

德國(guó)是農(nóng)場(chǎng)沼氣工程發(fā)展最好的國(guó)家。農(nóng)場(chǎng)沼氣工程發(fā)酵原料主要有能源植物、畜禽糞便和有機(jī)廢棄物，以混合原料為主，大約有94%的農(nóng)場(chǎng)沼氣工程采用混合原料發(fā)酵?；旌显弦郧菪蠹S便為主，比例約 50%～80%；能源植物(以玉米、青草為主)及其收割殘余物、有機(jī)副產(chǎn)品、農(nóng)產(chǎn)品食品加工廢棄物等作為最常用的發(fā)酵補(bǔ)充原料。

農(nóng)場(chǎng)沼氣工程一般采用 CSTR、PFR或其組合工藝。中國(guó)農(nóng)場(chǎng)沼氣工程除采用上述工藝外，部分也采用USR。

歐洲農(nóng)場(chǎng)沼氣工程由于實(shí)現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)，發(fā)酵溫度以中溫為主，少數(shù)為高溫發(fā)酵。德國(guó)約有90%采用中溫(35℃～38℃)發(fā)酵，9%采用高溫發(fā)酵(55℃)；奧地利約有90%以上采用中溫發(fā)酵，3%采用高溫發(fā)酵，另有 3%采用一級(jí)高溫、二級(jí)中溫的組合發(fā)酵[22]。中國(guó)農(nóng)場(chǎng)沼氣工程以常溫發(fā)酵為主，但中溫發(fā)酵沼氣工程在近幾年發(fā)展迅速。

歐洲農(nóng)場(chǎng)沼氣工程裝備已達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化、生產(chǎn)工業(yè)化，質(zhì)量得到有效控制。工程裝備的組裝技術(shù)也達(dá)到模塊化、規(guī)范化。容積2 000～5 000 m3集中式農(nóng)場(chǎng)沼氣工程發(fā)酵裝置多為鋼結(jié)構(gòu)圓柱形立式罐；容積200～1 500 m3農(nóng)場(chǎng)沼氣工程發(fā)酵裝置多為鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)圓柱型立式罐。臥式發(fā)酵罐(推流式工藝)主要用于小工程或高固體含量的原料，因?yàn)樵诟吖腆w條件下可以獲得良好的混合，往往推流式作為第一級(jí)，完全混合式作為第二級(jí)。容積500～3 000 m3立式發(fā)酵罐頂部常常裝有雙膜貯氣柜，即發(fā)酵、貯氣一體化，既節(jié)省了單獨(dú)設(shè)立貯氣裝置的費(fèi)用(比分體式降低 15%左右)和占地面積，又解決了在寒冷地區(qū)冬季貯氣裝置水封防凍的問(wèn)題。

近年來(lái)，采用厭氧消化工藝來(lái)處理有機(jī)生活垃圾的沼氣工程逐漸增多。到2005年有74個(gè)工廠在歐洲運(yùn)行；2006年有124個(gè)工程在運(yùn)行或在建設(shè)，垃圾處理量達(dá)到400萬(wàn)t/年。厭氧消化MSW能夠減少有機(jī)垃圾的填埋量與焚燒量，使其重新進(jìn)入能量循環(huán)系統(tǒng)。MSW厭氧消化處理流程包括4個(gè)階段：預(yù)處理、厭氧消化、沼氣凈化回收和消化殘余物處理。典型工藝流程如圖4所示：垃圾首先進(jìn)行適當(dāng)預(yù)處理，包括垃圾破碎及非消化性原料(玻璃、金屬和碎石等)的分選等，包括人工分選和機(jī)械分選兩類(lèi)，分選效果的好壞對(duì)厭氧消化發(fā)酵效果和肥料質(zhì)量影響很大。厭氧消化是整個(gè)垃圾沼氣工程的核心，根據(jù)原料的濃度、發(fā)酵溫度、發(fā)酵階段和進(jìn)料方式分為不同的工藝。厭氧消化回收的沼氣通過(guò)凈化處理后可用于居民燃料、發(fā)電、車(chē)用燃料等多種用途。發(fā)酵殘余物主要是作為肥料應(yīng)用或填埋處理。每噸有機(jī)垃圾的沼氣產(chǎn)量為100～200 m3。

圖4 垃圾厭氧消化工藝流程圖Fig.4 Typical process flowchart of organic MSW biogas plant.

近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)展了與德國(guó)、美國(guó)、丹麥等多個(gè)國(guó)家的沼氣工程技術(shù)研究合作，通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備的引進(jìn)消化，對(duì)國(guó)外先進(jìn)的沼氣工程裝備技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化模式有了深入了解，已開(kāi)始在中國(guó)建設(shè)“熱電肥”聯(lián)產(chǎn)、CSTR等沼氣工程示范，起到了一定的示范效應(yīng)。如日沼氣發(fā)電量38 000 kW·h的北京德清源農(nóng)業(yè)科技股份有限公司雞糞處理沼氣發(fā)電工程。

4 沼氣的利用

目前，有機(jī)污水處理產(chǎn)生的沼氣主要以熱的形式由工廠內(nèi)部使用；農(nóng)場(chǎng)、固體有機(jī)廢棄物處理沼氣工程主要以熱電聯(lián)產(chǎn)形式(CHP)利用，電上網(wǎng)，余熱用于厭氧消化加溫。將沼氣提純至甲烷含量96%以上，既可用作汽車(chē)燃料，又可接入管網(wǎng)替代天然氣。瑞典、瑞士、法國(guó)、冰島都已有多家供應(yīng)公共汽車(chē)、火車(chē)、轎車(chē)的沼氣加氣站[23]。沼氣燃料電池是最新出現(xiàn)的一種清潔、高效、低噪音的利用方式，在整個(gè)歐洲進(jìn)行了試驗(yàn)與示范。如慕尼黑的HotModule燃料電池示范項(xiàng)目，該燃料電池的電效率高達(dá)55%，同時(shí)在與電網(wǎng)并網(wǎng)方面具有高度的靈活性。

5 發(fā)展的重點(diǎn)和方向

國(guó)內(nèi)外在沼氣技術(shù)和工程領(lǐng)域研究主要集中在以下幾個(gè)方面：

1)從微生物發(fā)酵代謝水平調(diào)控沼氣生產(chǎn)潛力，開(kāi)發(fā)沼氣發(fā)酵產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，如沼氣發(fā)酵添加劑、產(chǎn)甲烷菌劑等，擴(kuò)大沼氣發(fā)酵原料使用范圍和產(chǎn)氣效率。

2)研究適合干發(fā)酵的配套裝置和設(shè)備，建立一套完整的高效沼氣干發(fā)酵成套技術(shù)。

3)研究沼氣提純壓縮和罐裝技術(shù)與設(shè)備，通過(guò)罐裝氣的車(chē)用或民用，提升沼氣的附加值和擴(kuò)大沼氣的使用范圍。

4)開(kāi)展沼氣燃料電池、沼氣液化、沼氣化工等高值利用技術(shù)研究，為未來(lái)沼氣產(chǎn)業(yè)的縱深發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

5)完善秸稈為原料的沼氣發(fā)酵技術(shù)。開(kāi)展以秸稈為原料的沼氣發(fā)酵技術(shù)攻關(guān)：秸稈前處理技術(shù)、高效厭氧發(fā)酵微生物的篩選與培育、新型秸稈厭氧發(fā)酵工藝、秸稈厭氧發(fā)酵示范工程等。

6)開(kāi)展發(fā)酵殘余物使用的深度研究，確定不同的農(nóng)田作物的用量和土地容納量，了解使用的安全性。

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首先，工具便利引發(fā)民意浪潮。新媒體平臺(tái)上“人人都是發(fā)言人”，對(duì)政策的態(tài)度和情緒能夠隨時(shí)隨地“漂入”政治流中，而數(shù)據(jù)庫(kù)的存在進(jìn)一步使得這些民意在短期內(nèi)不會(huì)“漂出”，決策者需要時(shí)可以進(jìn)行批量采集和提取，為政策變遷提供民意依據(jù)和參考。因此，新媒體工具大大增強(qiáng)了公眾參與政策討論的效能感，網(wǎng)絡(luò)民意不斷涌現(xiàn)。在本研究采集的500條微博文本中，有43條微博反映了普通公民的政策意向，占“政策觀點(diǎn)”類(lèi)樣本總量的37.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)媒體中民意表達(dá)的數(shù)量占比。

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Progress on biogas technology and engineering

Xiaofeng Liu, Yuexiang Yuan, and Zhiying Yan
Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Science, Chengdu 610041, China

Received:June 4, 2010;Accepted:July 5, 2010

Supported by:Key Projects in the National Science and Technology Pillar Program during the Eleventh Five-Year Plan Period(Nos.2006 BAJ04B02,2006BAD07A02).

Corresponding author:Yuexiang Yuan.Tel: +86-28-85229904; E-mail: yuanyx@cib.ac.cn“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃(Nos.2006BAJ04B02, 2006BAD07A02)資助。