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        生物質(zhì)沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀分析

        2021-01-15 20:59:48李鶴中機第一設(shè)計研究院有限公司
        環(huán)球市場 2021年22期
        關(guān)鍵詞:工程

        李鶴 中機第一設(shè)計研究院有限公司

        一、生物質(zhì)沼氣主要政策

        (一)戶用沼氣

        在國家政策的大力支持下,農(nóng)村沼氣事業(yè)快速發(fā)展,全國戶用沼氣從2003年的 1 289 萬戶提高到2015年的4193.3萬戶,受益人口超過2億人。為加強農(nóng)村沼氣后續(xù)服務(wù),全國已建成鄉(xiāng)村服務(wù)網(wǎng)點11.07萬處,縣級服務(wù)站達到 1140處,沼氣用戶覆蓋率達到74.3%。同時農(nóng)村戶用沼氣建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不斷完善,形成了包括NY/T 1639—2008《農(nóng)村沼氣“一池三改”技術(shù)規(guī)范》、NY/T 2451—2013《戶用沼氣池運行維護規(guī)范》等一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在內(nèi)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,有力支撐了我國農(nóng)村戶用沼氣建設(shè)。

        (二)大中型沼氣工程

        隨著我國規(guī)模養(yǎng)殖的迅速發(fā)展,畜禽糞便、廢水等污染日趨嚴(yán)重,同時農(nóng)村能源需求不斷增大,大中型沼氣工程迎來了快速發(fā)展時期。2007、2008年的中央一號文件分別提出支持大中型沼氣工程建設(shè)。中央投資不斷增加,政策大力支持,大大加快了大中型沼氣工程的建設(shè)步伐。從2009年起,國家進一步鼓勵大中型沼氣工程發(fā)展,并根據(jù)發(fā)酵裝置容積大小和上限控制相結(jié)合的原則確定中央補助數(shù)額。截至2016年底,全國規(guī)?;託夤こ桃寻l(fā)展到11萬處。一批由社會資本建設(shè)的規(guī)模超過1萬m3的特大型沼氣工程,開展集中供氣、發(fā)電并網(wǎng)及制取生物天然氣,使沼氣利用從低值化向高值化、從公益供給向有償使用轉(zhuǎn)變。

        二、當(dāng)前沼氣技術(shù)簡介

        不同地區(qū)的自然、經(jīng)濟狀況、養(yǎng)殖場規(guī)模和環(huán)境容量等條件各不相同,因此沼氣能源化處理工藝技術(shù)和模式也存在差異。本論文根據(jù)厭氧發(fā)酵原料的干物質(zhì)含量的不同,主要討論兩種不同的沼氣能源化利用工藝:濕法技術(shù)和干法技術(shù)。

        濕法技術(shù):發(fā)酵原料的干物質(zhì)含量一般小于8%,是液態(tài)有機物的處理方法。濕法技術(shù)具有物料傳熱、傳質(zhì)效果好,反應(yīng)器可以在厭氧狀態(tài)下連續(xù)進出料,易于工程放大等優(yōu)點,被現(xiàn)階段大中型沼氣工程普遍采用。

        干法技術(shù):發(fā)酵原料的干物質(zhì)含量在20~40%,原料呈固態(tài),雖然含水豐富,但沒有或者幾乎沒有自由流動水的沼氣厭氧微生物發(fā)酵過程,是有機固體生物質(zhì)的處理方法。干法技術(shù)具有容積產(chǎn)氣率高、處理過程中不產(chǎn)生污水、自身能耗低等獨特優(yōu)勢。

        三、沼氣的應(yīng)用

        發(fā)揮生物質(zhì)能源技術(shù)優(yōu)勢,對于農(nóng)村垃圾要集中處理和分散處理相結(jié)合,對達到焚燒規(guī)模的可以建設(shè)發(fā)電項目并供熱;對分散的垃圾要與糞污結(jié)合,采取發(fā)酵技術(shù)處理,沼氣民用或發(fā)電,沼渣沼液做成有機肥。按照社會分工形成產(chǎn)業(yè)鏈條,尤其是北方大中型養(yǎng)殖場沼氣工程產(chǎn)生的沼渣和沼液要與現(xiàn)代綠色有機農(nóng)業(yè)相結(jié)合,用于種植高附加值的綠色農(nóng)產(chǎn)品,才能反補沼氣工程、維持可持續(xù)運行。

        眾所周知,沼氣可以代替煤、天然氣等不可再生能源作為燃料使用,它不僅清潔環(huán)保,最重要可以再生,在此給大家著重介紹生物質(zhì)沼氣發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用。

        沼氣發(fā)電技術(shù)是一種新型的能源綜合利用發(fā)電技術(shù),它不僅環(huán)保而且節(jié)能,生物質(zhì)能沼氣化技術(shù)利用厭氧發(fā)酵處理,把有機植物或廢棄物制成沼氣,然后驅(qū)動沼氣發(fā)電機組運行,在發(fā)電過程中,還可以利用機組產(chǎn)生的熱能再次生產(chǎn)沼氣,這樣能源利用率可以達到80%以上。沼氣發(fā)電技術(shù),節(jié)省了能源,保護了環(huán)境,更產(chǎn)生了大量的熱能以及電能,給人們帶來巨大的經(jīng)濟效益。

        沼氣的主要成分是CH4,一般占總體積的60~80%,其余大部分是二氧化碳,其它氣體含量不多,有助于燃燒。

        燃氣內(nèi)燃機發(fā)電機以其發(fā)電效率高、運行安全穩(wěn)定、操作靈活便捷等優(yōu)勢,在近年來的燃氣發(fā)電領(lǐng)域占到越來越大的市場份額。在沼氣發(fā)電的過程中,發(fā)電設(shè)備主要使用燃氣內(nèi)燃機發(fā)電機組、沼氣鍋爐、余熱蒸汽鍋爐等系統(tǒng),各個設(shè)備之間緊密相連,進行電腦運行控制和管理,各個設(shè)備配合運作,以此來實現(xiàn)整個發(fā)電系統(tǒng)的供能可靠性。通過燃氣內(nèi)燃機的運行,其以沼氣作為燃料,燃氣發(fā)電機組一次電力輸出為0.38kV低壓,然后使用升壓變壓器將低電壓提升至10.5kV,使其與周邊市政電網(wǎng)的電壓保持一致,同時使電力輸出的周期、相序、相位等參數(shù)與電網(wǎng)一致,如果有偏差,差值也應(yīng)該在相關(guān)規(guī)定的范圍內(nèi)。通過同期保護、同期開關(guān)斷路、并網(wǎng)同期設(shè)備、電能計量等措施,保證發(fā)電機組可以安全可靠的上網(wǎng)售電。最后根據(jù)國家規(guī)定的利用可再生能源發(fā)電上網(wǎng)政策,商議協(xié)調(diào)政府、財政、電力等部門,最終確定的上網(wǎng)售電價格。

        四、存在問題與建議

        (一)加強技術(shù)支撐與保障

        盡管我國沼氣工程的相關(guān)技術(shù)在快速進步,但目前還存在技術(shù)研究不夠深入、未成體系、缺乏核心技術(shù)、工藝和技術(shù)裝備不配套等問題,建議加大研發(fā)力度,為我國規(guī)?;託夤こ毯蜕锾烊粴夤こ坍a(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支撐。

        (二)探索多種應(yīng)用模式

        我國幅員遼闊,不同地區(qū)的氣候條件、農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟發(fā)展水平差異較大,生物質(zhì)沼氣工程需要在不同區(qū)域因地制宜進行 技術(shù)適應(yīng)性、工程推廣應(yīng)用模式的研究與實踐。建議政府部門加大政策和資金支持力度,加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和示范引導(dǎo),探索總結(jié)出多種不同類型的技術(shù)模式加以推廣應(yīng)用。

        (三)要推進沼氣生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)建設(shè)

        化肥農(nóng)藥大量使用,對促增產(chǎn)、保供給作用明顯,但是也會造成嚴(yán)重生態(tài)環(huán)境危害,直接影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。建議大力推進以沼氣為紐帶的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)建設(shè),減少化肥農(nóng)藥使用,凈化產(chǎn)地環(huán)境,提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。堅持農(nóng)牧結(jié)合、種養(yǎng)循環(huán)、就近消納、綜合利用的原則,創(chuàng)建一批以沼氣為紐帶的種養(yǎng)結(jié)合示范樣板,在規(guī)?;B(yǎng)殖大縣,建設(shè)沼氣生物天然氣集中處理工程,配套沼肥利用設(shè)施,發(fā)展全縣域的以沼氣為紐帶的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)。建設(shè)一批規(guī)模養(yǎng)殖場沼肥還田工程,在沼氣工程周邊,配套沼肥利用設(shè)施,提升沼肥就近就地施用能力和水平,形成長期施用的市場化種養(yǎng)結(jié)合運營機制。

        五、結(jié)論

        在當(dāng)今這個能源緊缺,環(huán)境破壞嚴(yán)重的社會中,我們亟待找到一種可以替代不可再生能源的新型能源,生物質(zhì)能沼氣化技術(shù)可以變廢為寶,沼氣作為能源來使用可以解決當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”,有利于減少農(nóng)村種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)廢棄物造成的污染,提高環(huán)境質(zhì)量。有利于轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)增長方式,發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟。我國的科研人員和工程公司目前也在致力于工程化的研發(fā),隨著生態(tài)農(nóng)業(yè)的逐步發(fā)展,國內(nèi)的技術(shù)將會發(fā)生突飛猛進的變化。

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