黃從菊 ，賀曉霞 ，鄧中華 ，羅 鵬 ，張小亮 ，鄭四清 ，※（.湖南省耒陽市畜牧水產(chǎn)局，湖南衡陽4800;.湖南省衡陽市畜牧水產(chǎn)局，湖南衡陽4000）

規(guī)模豬場利用沼氣發(fā)電之思考

黃從菊1，賀曉霞2，鄧中華1，羅 鵬1，張小亮1，鄭四清1，※（1.湖南省耒陽市畜牧水產(chǎn)局，湖南衡陽421800;2.湖南省衡陽市畜牧水產(chǎn)局，湖南衡陽421000）

沼氣發(fā)電是大型沼氣池建設(shè)和沼氣綜合利用發(fā)展到一定階段后應(yīng)運而生的一項集環(huán)保和節(jié)能于一體的能源綜合利用新技術(shù)，在發(fā)達國家已受到廣泛重視和積極推廣，在國內(nèi)起步至今也有30多年的歷史了，但對它的研究和應(yīng)用都還有待進一步深入完善，特別是與當前我國豬場糞污治理相結(jié)合的得失值得思考。筆者對5家獲得國家大型沼氣建設(shè)項目的規(guī)模豬場的糞污治理和沼氣發(fā)電情況進行了現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)豬場沼氣發(fā)電產(chǎn)生的高濃度沼液可能造成環(huán)境更為嚴重的污染，豬場利用沼氣發(fā)電與豬場糞污治理的導向存在相對差異，而且沼氣發(fā)電投入大，生產(chǎn)與維持成本高，得失利弊需要權(quán)衡。

規(guī)模豬場；沼氣發(fā)電；思考

沼氣發(fā)電是大型沼氣池建設(shè)和沼氣綜合利用發(fā)展到了一定階段后，應(yīng)運而生的一項集環(huán)保和節(jié)能于一體的能源綜合利用新技術(shù)，是利用工業(yè)、農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機廢棄物（例如酒糟液、禽畜糞、城市垃圾和污水等），經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣，燃燒驅(qū)動沼氣發(fā)電機組發(fā)電。沼氣發(fā)電具有高效、節(jié)能、安全和環(huán)保等特點，是一種分布廣泛且價廉的清潔能源，不僅解決了沼氣工程中的環(huán)境問題、減少了溫室氣體的排放、消化了大量廢棄物、保護了環(huán)境，而且變廢為寶，變有機廢棄物為能源，符合物質(zhì)循環(huán)利用的環(huán)保理念，同時也可以帶來一定的經(jīng)濟效益。

在發(fā)達國家，沼氣發(fā)電已受到廣泛應(yīng)用和積極推廣，在國內(nèi)的發(fā)展至今也有30多年的歷史了，但對它的研究和應(yīng)用還有待進一步深入完善，特別是沼氣發(fā)電與當前我國豬場糞污治理相結(jié)合的得失值得我們思考。近期，筆者對衡陽市5家獲得國家大型沼氣建設(shè)項目的規(guī)模豬場的糞污治理情況進行了專門的現(xiàn)場調(diào)查，現(xiàn)將我市沼氣發(fā)電發(fā)展情況的思考闡述如下，供同行參考。

1 沼氣發(fā)電產(chǎn)生的高濃度沼液難處理，生態(tài)效益難以發(fā)揮

1.1 發(fā)電原料需要豬場預(yù)先處理

沼氣發(fā)電是由源源不斷的、數(shù)量很多的、質(zhì)量較高（甲烷含量55%以上）的沼氣連續(xù)燃燒，由熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。豬場生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的適宜厭氧發(fā)酵的原料（如豬糞尿等），按一定比例預(yù)先處理（糞污數(shù)量與糞污中有機物的濃度，即豬糞便等有機物質(zhì)在糞污中的多少），提供適宜的厭氧發(fā)酵條件等，并由它們決定沼氣產(chǎn)生的數(shù)量、質(zhì)量。走訪調(diào)查中，豬場對原料的處理情況有：（1）采用水沖糞、水泡糞工藝的大型豬場較為容易滿足沼氣發(fā)電對厭氧發(fā)酵原料數(shù)量的要求。（2）有的豬場主要用水量大的水沖糞，可能還要額外將豬糞便等固體污染物加入豬場豬尿液、遺（灑）落的飲水、清洗豬舍及其用具的廢棄水等液態(tài)污染物中。（3）有的豬場主要用水量少的水泡糞，要加水稀釋豬場污染物混懸液才能夠滿足沼氣發(fā)電對厭氧發(fā)酵原料質(zhì)量（主要是有機物濃度6%～8%）的要求。（4）推行糞尿分開、雨污分流模式的干清糞豬場，必須要再花費人工物力用水稀釋豬干糞來擴充厭氧發(fā)酵原料數(shù)量，并注意調(diào)控厭氧發(fā)酵原料中的有機物濃度才可能滿足沼氣發(fā)電對厭氧發(fā)酵原料的需要。

1.2 產(chǎn)生的沼液難處理

滿足沼氣發(fā)電的基礎(chǔ)性需要而進行了沼氣發(fā)電，則大量的沼渣沼液隨之產(chǎn)出。經(jīng)過攪拌和長時間的浸泡、厭氧發(fā)酵，豬糞等固體污染物質(zhì)已經(jīng)與液態(tài)污染物形成了比較穩(wěn)定的混合物甚至溶液了，很難再通過沉淀甚至很難再通過固液分離機而把它們分離開來。在某豬場中，筆者看到固液分離機正在分離沼渣沼液（圖1），分離現(xiàn)場惡臭熏天，機器咆哮較長時間后，卻只有很少數(shù)量的看上去較為粗糙的似麥稈（疑摻雜于麥麩中）或谷糠樣的沼渣被分離出來，仍然有大量混濁的黑色的濃臭液態(tài)物體經(jīng)過固液分離機后流進沼液貯存池。

1.3 高濃度沼液可能會造成環(huán)境的二次污染

處理這樣大量含高濃度有機物的沼液的難度非常大（多級沉淀、固液分離或有氧處理、生物處理都無效），很容易引發(fā)二次污染。除非豬場周邊有大量的土地資源把這種高有機物濃度的沼液用水稀釋后作為水肥而由土地完全消納，當然還可以進行二次厭氧發(fā)酵處理，而這二項措施對當前我國國情下的規(guī)模豬場基本上是很難達到的條件。非發(fā)電模式如多級沉淀、自然處理（氧化塘氧化、濕地——生物含植物凈化）甚至普通沼氣發(fā)酵利用等都可以在一定的范圍內(nèi)減少豬場糞污中的固體懸浮物、氨氮、總磷、化學需氧量。由此可見，沼氣發(fā)電產(chǎn)生的高有機物濃度的沼液對生態(tài)環(huán)境的污染要遠大于非發(fā)電模式，作為解決規(guī)模豬場糞污的手段的沼氣發(fā)電產(chǎn)生的高有機物濃度的沼液就可能成為二次污染，生態(tài)效益將難以發(fā)揮。

2 沼氣發(fā)電與糞污治理在規(guī)模豬場建設(shè)導向中存在相對差異，社會效益不顯著

規(guī)模豬場沼氣發(fā)電本來是想用來進行糞污治理的，但對豬場的糞污治理來說，污染物量越少、有機污染濃度越低，就越容易治理。糞尿分開、干濕分離、雨污分流的干清糞模式能從源頭上減少糞污產(chǎn)生量、減少糞污中有機物濃度，是糞污治理措施中的首推模式。然而這種模式不能直接提供的厭氧發(fā)酵原料，無法產(chǎn)生大量高質(zhì)量沼氣，而不為沼氣發(fā)電所倡導使用。

根據(jù)土地的自我凈化能力和糞污承載能力，即土地的糞污消納能力，來因地制宜確定養(yǎng)豬的適度規(guī)模，并推行種養(yǎng)平衡，把豬糞尿等養(yǎng)豬污染完全以有機肥料的形式用于種植業(yè)如種茶種果、種菜種草、種稻種林等而資源化，應(yīng)該是豬場糞污治理的最為理想的、最為簡單的、最為徹底的、最為經(jīng)濟的手段。但沼氣發(fā)電是通過倡導養(yǎng)豬的大規(guī)?；瘉硖峁┏渥銉?yōu)質(zhì)的厭氧發(fā)酵原料（糞污）發(fā)酵產(chǎn)氣而實現(xiàn)的。過大規(guī)模養(yǎng)豬似乎不大適合我國南方人口密度高、土地資源偏緊、糞污治理水平要求高的地區(qū)，因為當前大規(guī)模的豬場周邊幾乎找不到這樣大的土地面積來消納沼液，尤其是高濃度的沼液。

3 沼氣發(fā)電投入大，生產(chǎn)與維持成本高，經(jīng)濟效益難顯現(xiàn)

據(jù)調(diào)查，衡陽市5個大型規(guī)模豬場沼氣發(fā)電項目都是由國家投資和豬場自籌資金投入而建成的，投資立項在建的規(guī)模豬場沼氣發(fā)電項目還有3個，正在申報國家投資規(guī)模豬場沼氣發(fā)電項目的若干個，估計每個項目投資至少在145萬元以上。已建成的規(guī)模豬場沼氣發(fā)電項目裝機容量在60～100kw燃氣發(fā)電機組之間，最大輸出功率一般為80%（48～80kw）。走訪調(diào)查中，發(fā)電機組實際某發(fā)電機組輸出功率為24kw，僅裝機功率29.27%。自投入發(fā)電以來每天發(fā)電時間最長10h，一般在3～5h之間（平均發(fā)電時間4h，有的項目還因為厭氧發(fā)酵原料不充足，沼氣量不夠，不能發(fā)電而多數(shù)時間處于停擺狀態(tài)）,年最大輸出4h/d×365d/a×80kw=116 800kw·h/a，按當前通用(農(nóng)業(yè)用電價低于本價)用電價0.585元/度(kw·h)計，每年沼氣發(fā)電可能產(chǎn)出價值68 328元,至少需要21年后才能產(chǎn)生145萬元收益（如此長的時間，設(shè)施設(shè)備都可能因年久失修而該報損了。如果按圖2所示,那么收益145萬元可能需要70年以上）。

目前我市沼氣發(fā)電生產(chǎn)的電能暫時還不能并入電網(wǎng)，而豬場用電具有不均衡性，于是沼氣發(fā)電生產(chǎn)的電能有時滿足不了豬場實際用電需要，有時豬場用不完這電能而造成資源浪費，從而無法實現(xiàn)沼氣發(fā)電總產(chǎn)出實際價值達到預(yù)期的產(chǎn)出價值。

根據(jù)參考相關(guān)資料并以沼氣發(fā)電的實際情況，筆者保守計算出，衡陽市沼氣發(fā)電的成本（含機油潤滑油油費、維護維修費、人工成本、設(shè)施設(shè)備折舊費等）至少在0.7元/度以上，比市面上通用電價高出0.12元左右。□

S828.4

A

1006-4907（2014）03-0013-03

10.3969/j.issn.1006-4907.2014.03.006

※通訊作者：鄭四清(1965～),男，農(nóng)技推廣研究員，zhsq1965@126.com。

2014-04-22