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。