我國沼氣工程商業(yè)化發(fā)展和國家行動計劃- 大中型沼氣工程商業(yè)化發(fā)展國家

1、1顧樹華顧樹華, ,教授教授清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究院清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究院 電話mail: 2l概念概念l機(jī)遇與挑戰(zhàn)機(jī)遇與挑戰(zhàn)l行動與計劃行動與計劃31.1 什么是沼氣？什么是沼氣？ 一種可燃?xì)怏w一種可燃?xì)怏w 主要成份：主要成份：甲烷甲烷CH4 55-65% 二氧化碳二氧化碳CO2 30-40少量少量H2S，CO，H2，O2等等41.2 沼氣是怎么產(chǎn)生的沼氣是怎么產(chǎn)生的分解發(fā)酵分解發(fā)酵l有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)微生有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)微生物分解發(fā)酵而生成的可燃?xì)馕锓纸獍l(fā)酵而生成的可燃?xì)怏w，主要成分是體，主要成分是CH4和和CO2l發(fā)酵過程是五群細(xì)菌參與的發(fā)酵過程是

2、五群細(xì)菌參與的活動活動發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、耗氫產(chǎn)乙酸菌、食氫酸菌、耗氫產(chǎn)乙酸菌、食氫產(chǎn)甲烷菌、食乙酸產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷菌、食乙酸產(chǎn)甲烷菌l沼氣發(fā)酵的條件沼氣發(fā)酵的條件發(fā)酵原料、發(fā)酵原料、厭氧活性污泥、溫度、酸堿厭氧活性污泥、溫度、酸堿度、負(fù)荷營養(yǎng)物質(zhì)、攪拌等度、負(fù)荷營養(yǎng)物質(zhì)、攪拌等5l工藝流程一般包括五部分：原料的收集；原料工藝流程一般包括五部分：原料的收集；原料的預(yù)處理；消化器（沼氣池）；出料的后處理；的預(yù)處理；消化器（沼氣池）；出料的后處理；沼氣的凈化、儲存和輸配沼氣的凈化、儲存和輸配1.3 沼氣工程工藝流程沼氣工程工藝流程6l利用糞便制取沼氣的全套工程設(shè)施利用糞便制取沼

3、氣的全套工程設(shè)施 ，包括原料，包括原料的預(yù)處理、厭氧消化、沼氣凈化及輸配、發(fā)酵的預(yù)處理、厭氧消化、沼氣凈化及輸配、發(fā)酵殘留物后處理以及工藝流程的控制、監(jiān)測五個殘留物后處理以及工藝流程的控制、監(jiān)測五個部分組成部分組成1.3 集約化禽畜場沼氣工程集約化禽畜場沼氣工程7l萬頭育肥豬場，日產(chǎn)糞萬頭育肥豬場，日產(chǎn)糞水水603，設(shè)計池容，設(shè)計池容500m3，產(chǎn)氣率為，產(chǎn)氣率為0.39m3/m3d，總投資為，總投資為175萬元萬元l年產(chǎn)沼氣年產(chǎn)沼氣10萬立方米，萬立方米，固體有機(jī)肥固體有機(jī)肥540噸噸l收益收益=沼氣沼氣+有機(jī)肥有機(jī)肥+避免避免排污罰款排污罰款+畜禽發(fā)病率減畜禽發(fā)病率減少避免的損失少避免的損

4、失lCOD、BOD去除率分別去除率分別70 %、75%以上以上1.3 集約化禽畜場沼氣工程集約化禽畜場沼氣工程8l利用工業(yè)有機(jī)廢水、廢渣生產(chǎn)沼氣利用工業(yè)有機(jī)廢水、廢渣生產(chǎn)沼氣l包括酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙、屠宰等包括酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙、屠宰等l可轉(zhuǎn)化為沼氣的資源量約可轉(zhuǎn)化為沼氣的資源量約107億立方米億立方米/年年1.3 工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程9l生產(chǎn)清潔能源生產(chǎn)清潔能源高效、可再生能源高效、可再生能源l治理環(huán)境污染治理環(huán)境污染處理糞便、垃圾、有機(jī)廢處理糞便、垃圾、有機(jī)廢水、廢渣水、廢渣l提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益綜合利用、改善生產(chǎn)綜合利用、改

5、善生產(chǎn)條件條件l形成新的產(chǎn)業(yè)形成新的產(chǎn)業(yè)設(shè)計、施工、副產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計、施工、副產(chǎn)品生產(chǎn)銷售、配套設(shè)備加工銷售、配套設(shè)備加工1.4 沼氣工程的作用沼氣工程的作用102.1 糞便資源亟待開發(fā)利用糞便資源亟待開發(fā)利用l“菜籃子菜籃子”工程發(fā)展工程發(fā)展全國集約化畜禽養(yǎng)殖場達(dá)全國集約化畜禽養(yǎng)殖場達(dá)1萬家萬家以上，糞便處理利用不到以上，糞便處理利用不到10%l糞水污染嚴(yán)重糞水污染嚴(yán)重水體富營養(yǎng)化、臭氣水體富營養(yǎng)化、臭氣l糞便是可利用的資源糞便是可利用的資源生產(chǎn)清潔能源、增加能源供應(yīng)；生產(chǎn)清潔能源、增加能源供應(yīng)；生產(chǎn)高效有機(jī)肥、發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效有機(jī)肥、發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)l畜禽糞便資源總量（干物質(zhì)）約畜禽糞便資源

6、總量（干物質(zhì)）約1.8億噸，實際可利用億噸，實際可利用量約量約4000萬噸，可產(chǎn)沼氣近萬噸，可產(chǎn)沼氣近100億立方米，按熱值相當(dāng)億立方米，按熱值相當(dāng)于于800萬萬tce，用于發(fā)電可裝機(jī)，用于發(fā)電可裝機(jī)500萬萬kW，年發(fā)電量，年發(fā)電量150億億kWh11l有機(jī)污染治理有物理化學(xué)和生化處理方法有機(jī)污染治理有物理化學(xué)和生化處理方法l物理化學(xué)辦法物理化學(xué)辦法過濾、凝聚沉淀等，成本極高且難以過濾、凝聚沉淀等，成本極高且難以達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)l生化處理方法生化處理方法厭氧、好氧和厭氧厭氧、好氧和厭氧-好氧并用好氧并用l采用厭氧處理設(shè)備投資少，可同時獲得環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和采用厭氧處理設(shè)備投資少，可同時獲得環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會

7、效益社會效益l我國適合厭氧消化的高濃度有機(jī)廢水排放量年我國適合厭氧消化的高濃度有機(jī)廢水排放量年25.2億億立方米以上，年廢渣立方米以上，年廢渣7400萬萬m3，可轉(zhuǎn)化為沼氣，可轉(zhuǎn)化為沼氣108億億m3，熱值相當(dāng)于，熱值相當(dāng)于800萬萬tce，可裝機(jī)，可裝機(jī)50萬萬kW，年發(fā)電，年發(fā)電150億億kWh2.1 厭氧是處理工業(yè)有機(jī)廢水的最合理方法厭氧是處理工業(yè)有機(jī)廢水的最合理方法12l 2001年工業(yè)沼氣年工業(yè)沼氣600多座，池容多座，池容150萬萬m3，年年 處理廢水處理廢水1.5億億m3，年產(chǎn)沼氣，年產(chǎn)沼氣10.0億億m3l 2000年農(nóng)業(yè)沼氣年農(nóng)業(yè)沼氣853座，池容座，池容22萬萬m3，年，年

8、處理糞便處理糞便1500萬萬t，年產(chǎn)沼氣，年產(chǎn)沼氣0.5億億m32.2 13已實施了商業(yè)化示范項目已實施了商業(yè)化示范項目l國內(nèi)示范項目國內(nèi)示范項目lUNDP/GEF3個商業(yè)化發(fā)展示范項目個商業(yè)化發(fā)展示范項目有國外發(fā)展經(jīng)驗可借鑒，德國在有國外發(fā)展經(jīng)驗可借鑒，德國在35年內(nèi)，年內(nèi)，沼氣工程發(fā)展了沼氣工程發(fā)展了2000多處，并且是商業(yè)化運(yùn)多處，并且是商業(yè)化運(yùn)作作 2.3 14初始投資大，自我融資能力不夠初始投資大，自我融資能力不夠l萬頭豬場沼氣工程初始投入萬頭豬場沼氣工程初始投入150-200萬元萬元l工業(yè)工業(yè)2500池容沼氣工程池容沼氣工程400-500萬元萬元 2.4 15治理成本和沼氣產(chǎn)品成本

9、高治理成本和沼氣產(chǎn)品成本高l工業(yè)廢水工業(yè)廢水 2.50元元/m3廢水，發(fā)電廢水，發(fā)電 0.35元元/kWhl養(yǎng)殖場養(yǎng)殖場 7.5元元/m3糞水，發(fā)電糞水，發(fā)電0.7元元/kWh 2.4 16市場風(fēng)險大市場風(fēng)險大l禽畜產(chǎn)品和食品產(chǎn)品不確定因素大，風(fēng)險大禽畜產(chǎn)品和食品產(chǎn)品不確定因素大，風(fēng)險大l難以吸引各方投資者難以吸引各方投資者 2.4 17環(huán)保政策執(zhí)行缺乏力度環(huán)保政策執(zhí)行缺乏力度l三同步三同步l排污費(fèi)低于治理費(fèi)排污費(fèi)低于治理費(fèi) 2.4 18能源產(chǎn)品缺乏法律保障和政策扶持能源產(chǎn)品缺乏法律保障和政策扶持l沼氣、電力市場準(zhǔn)入和上網(wǎng)沼氣、電力市場準(zhǔn)入和上網(wǎng)l經(jīng)濟(jì)激勵政策經(jīng)濟(jì)激勵政策 2.4 19l規(guī)模和

10、速度與形勢發(fā)展的要求很不適應(yīng)：規(guī)模和速度與形勢發(fā)展的要求很不適應(yīng)：- 德國在僅僅過去的德國在僅僅過去的3-5年期間，沼氣工程就發(fā)年期間，沼氣工程就發(fā)展到了約展到了約2000處，并且都是商業(yè)化運(yùn)行處，并且都是商業(yè)化運(yùn)行 - 德國的經(jīng)驗：為實施可持續(xù)發(fā)展、治理污染、德國的經(jīng)驗：為實施可持續(xù)發(fā)展、治理污染、減少溫室氣體排放制定了鼓勵發(fā)電上網(wǎng)的法減少溫室氣體排放制定了鼓勵發(fā)電上網(wǎng)的法律律優(yōu)惠電價；優(yōu)惠投資優(yōu)惠電價；優(yōu)惠投資低息、貼息貸款；低息、貼息貸款；環(huán)保和資源利用法律保障環(huán)保和資源利用法律保障 - 農(nóng)場主的積極性：新的收入來源農(nóng)場主的積極性：新的收入來源 2.4 203.1 總體目標(biāo)：總體目標(biāo)：l

11、促進(jìn)大中型沼氣工程商業(yè)化，加快促進(jìn)大中型沼氣工程商業(yè)化，加快可再生能源開發(fā)利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可再生能源開發(fā)利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為國家制訂沼氣發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)為國家制訂沼氣發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)依據(jù)21l摸清家底：沼氣資源分布、發(fā)展?jié)摿Αh(huán)摸清家底：沼氣資源分布、發(fā)展?jié)摿?、環(huán)境影響、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)路線境影響、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)路線l障礙分析障礙分析：技術(shù)、融資機(jī)制及政策：技術(shù)、融資機(jī)制及政策l行動計劃：行動計劃：目標(biāo)、行動、可實施方案目標(biāo)、行動、可實施方案l政策措施：政策措施：法規(guī)、政策、運(yùn)行機(jī)制法規(guī)、政策、運(yùn)行機(jī)制 3.2 22l集約化畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程集約化畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程l工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程l沼氣民用：集中供氣沼氣民用：集中供氣-炊事炊事l沼氣供熱：鍋爐沼氣供熱：鍋爐l沼氣發(fā)電：沼氣發(fā)電： 3.3 231.1.指導(dǎo)思想和目標(biāo)指導(dǎo)思想和目標(biāo)2.2.行動框架、重點(diǎn)區(qū)域、流域及內(nèi)容行動框架、重點(diǎn)區(qū)域、流域及內(nèi)容3.3.商業(yè)化運(yùn)行模式與可操作的實施方案、商業(yè)