熱電聯(lián)產(chǎn)與沼氣工程

熱電聯(lián)產(chǎn)與沼氣工程1前言新產(chǎn)業(yè)新能源新農(nóng)村2可持續(xù)發(fā)展環(huán)境治理燃料生產(chǎn)生態(tài)農(nóng)業(yè)沼氣工程前言和諧社會(huì)3沼氣工程開展

為沼氣發(fā)電提供平臺(tái)到2005年底，全國興建大中型沼氣工程近4000多座〔農(nóng)業(yè)口有3764座〕，總產(chǎn)氣量約18億立方米,折合標(biāo)煤128萬噸。前言4國家行動(dòng)方案到2021年,生物質(zhì)能量占全國總能源消耗量的1%。其中,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量到達(dá)550萬千瓦；沼氣年利用量到達(dá)190億立方米；農(nóng)業(yè)部方案每年新增沼氣工程800處。

到2021年,生物質(zhì)能量占全國總能源消耗量的4%,其中,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量到達(dá)3000萬千瓦；沼氣年利用量到達(dá)400億立方米。前言5

Ⅰ.熱電聯(lián)產(chǎn)與沼氣工程6沼氣發(fā)電

提高沼氣工程綜合效益對(duì)于具有一定規(guī)模的沼氣工程，實(shí)施熱、電聯(lián)產(chǎn)其綜合效益會(huì)充分顯現(xiàn)出來。Ⅰ熱電聯(lián)產(chǎn)與沼氣工程

沼氣發(fā)電能源品位和能源轉(zhuǎn)換率提高、輸送便利、資金回報(bào)率高。能量循環(huán)利用〔解決沼氣發(fā)生器的增溫、保溫和系統(tǒng)其它熱能耗〕，提高沼氣產(chǎn)量和工程運(yùn)行穩(wěn)定性。

電能熱能7能源增量、增值

Ⅰ熱電聯(lián)產(chǎn)與沼氣工程沼氣用于發(fā)電：能量：1m3(沼氣)1.5-2.0kW.h(電)＋(熱)經(jīng)濟(jì)價(jià)值：0.5元/kW.h(電)×1.8kW.h(電)/m3(沼氣)＋0.05元/kW.h(熱)(熱)/m3(沼氣)=0.9元(電)/m3(沼氣)+0.145元(熱)/m3(沼氣)=1.045元/m3(沼氣)沼氣用于直接燃燒：能量：1m3(沼氣)熱值＝1kg原煤熱值經(jīng)濟(jì)價(jià)值：0.30元/kg〔煤〕+0.005元/m3(沼氣環(huán)保值)?8存欄豬1萬頭沼氣發(fā)電電：1552kW.h/d余熱：2400kW.h/d沼氣970m3/d沼氣發(fā)生器〔中溫〕糞便20t/d+糞水20t/d電1100kW.h/d供熱720kW.h/d電452kW.h/d,增溫?zé)岷?680kW.h/d

存欄萬頭豬場沼氣發(fā)電工程能量循環(huán)圖Ⅰ

熱電聯(lián)產(chǎn)與沼氣工程發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量120kW,運(yùn)行時(shí)間16h/d9

Ⅰ熱電聯(lián)產(chǎn)與沼氣工程節(jié)能：采用中溫〔35±2℃〕、全混、高濃度〔TS8%-12%〕厭氧消化工藝，利用發(fā)電余熱為沼氣發(fā)生器的增溫、保溫〔按被增溫的發(fā)酵原料從15℃增至36℃測算〕，不需外加熱源。TS8%，回收的余熱80-100%用于增溫；TS10%，回收的余熱70-80%用于增溫；TS12%，回收的余熱50-60%用于增溫。高效：產(chǎn)氣速率大大提高〔高溫>中溫>常溫〕。運(yùn)行穩(wěn)定性提高：相對(duì)穩(wěn)定的溫度，有利于微生物生長、繁殖。有助于沼氣工程節(jié)能、高效、穩(wěn)定?10分項(xiàng)名稱高溫(56±2℃)中溫(35±2℃)偏低溫(15-25℃)進(jìn)料TS濃度(%)6-86-81-3水力滯留期(d)6-1015-20容積產(chǎn)氣率(m3/m3.d)≥2.5≥1.00.1-0.4發(fā)生器容積(倍數(shù))1/2.511/0.1-0.4運(yùn)行可控性易易難厭氧消化溫度每升高10℃，厭氧反響速度約增加1倍。

Ⅰ

熱電聯(lián)產(chǎn)與沼氣工程11沼肥的質(zhì)量提高

Ⅰ熱電聯(lián)產(chǎn)與沼氣工程高濃度厭氧消化／沼液濃縮－－單位體積內(nèi)的有機(jī)質(zhì)和肥效元素增加，品質(zhì)更好；中〔高〕溫厭氧消化－－糞便中的各類病原體和蟲卵得到有效的滅殺，沼肥平安性提高，無二次污染。降低生產(chǎn)本錢節(jié)省沼氣發(fā)生器增溫、保溫燃料費(fèi)(100%)；高濃度沼肥的加工和運(yùn)輸本錢降低1/3左右；減少后續(xù)廢水處理的總量1/2以上；實(shí)施綜合利用，可以到達(dá)廢棄物零排放。??12國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀沼氣及其電力產(chǎn)業(yè)在近十年受到廣泛重視并快速開展，一些興旺國家已形成了新的產(chǎn)業(yè)，例如：德國的沼氣工程已經(jīng)實(shí)行了專業(yè)化設(shè)計(jì)/專業(yè)化建造/專業(yè)公司經(jīng)營等一條龍效勞；荷蘭和丹麥也出現(xiàn)了大批綠色能源公司等。歐洲興建的沼氣工程90％為熱電聯(lián)產(chǎn)，并能實(shí)行電力上網(wǎng)。2005年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如：德國4000多座沼氣發(fā)電工程的發(fā)電裝機(jī)總量約1000MW；丹麥20多家沼氣工廠100%實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)。沼氣發(fā)電工程131992199319941995199619971998200020012002200305001000150020002500300035004000450019992004200501002003004005006007008009001000inst.MWel.沼氣廠數(shù)量︵個(gè)︶沼氣電站︵MW︶德國熱電肥聯(lián)產(chǎn)沼氣工程開展情況沼氣發(fā)電工程14德國沼氣發(fā)電工程流程圖沼氣發(fā)電工程15沼氣發(fā)電工程德國沼氣發(fā)電工程16國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀我國，2005年以前建造的4000多座沼氣工程中，具有一定規(guī)模的沼氣發(fā)電工程屈指可數(shù)，發(fā)電裝機(jī)總量約19MW，且都是企業(yè)內(nèi)部用電消納，無一例上網(wǎng)。由于發(fā)電不能上網(wǎng)，企業(yè)自身用電有限或間斷性用電〔特別是畜禽養(yǎng)殖場〕，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組不能滿負(fù)荷運(yùn)行，發(fā)電綜合效益不能充分顯現(xiàn)出來。2006年起，有數(shù)座上規(guī)模的沼氣發(fā)電工程獲得上網(wǎng)批準(zhǔn)，正在實(shí)施之中。沼氣發(fā)電工程17Ⅱ.產(chǎn)業(yè)化的困境182.1與常規(guī)化石能源處于一種不公平競爭沼氣及其電力是一類清潔能源，它的開發(fā)利用本身就是一種環(huán)境友好的措施。它不像化石能源那樣，需要社會(huì)花費(fèi)大量代價(jià)去治理污染以防止環(huán)境損害。然而使用化石燃料造成的環(huán)境損害代價(jià)沒有反響在發(fā)電本錢上。沼氣發(fā)電對(duì)環(huán)境方面的奉獻(xiàn)在本錢中也沒有得到社會(huì)的認(rèn)可和回報(bào)。

Ⅱ產(chǎn)業(yè)化的困境192.2化石燃料發(fā)電造成的環(huán)境損害代價(jià)煤電售價(jià)0.237元/kWh，它沒有包含因損害環(huán)境所造成的外部本錢。如果用含1%硫份的煤來發(fā)電，每燃燒1tce,其排放的污染物分別為：SO20.022t/tce，NOX0.01t/tce，煙塵0.017t/tce；CO20.726t-c/tce。假設(shè)按現(xiàn)行國際通行的排污費(fèi)來折算，僅就酸雨、NOX和煙塵等給空氣造成的損失就有元/kWh。如果再考慮CO2等溫室效應(yīng)、水污染和固體廢物處置等因素，那損害本錢就會(huì)更高。

Ⅱ產(chǎn)業(yè)化的困境202.3沼氣發(fā)電沒有被電網(wǎng)企業(yè)所接受

由于沼氣發(fā)電工程具有規(guī)模小和分散性的特點(diǎn)，對(duì)于每天僅能提供有限電力的沼電要想通過電網(wǎng)等公用事業(yè)企業(yè)直接供給到消費(fèi)者，也會(huì)給這些電力公司帶來一系列的運(yùn)行、平安和負(fù)荷匹配等管理問題。另外，對(duì)電網(wǎng)企業(yè)又要用高于常規(guī)能源電價(jià)收購沼電，如果沒有強(qiáng)制性的政策支持或更優(yōu)惠的補(bǔ)貼，他們也難以接受。因此到目前為止，沼氣發(fā)電上網(wǎng)還有相當(dāng)大的難度。

Ⅱ產(chǎn)業(yè)化的困境212.4沼氣及其電力、沼肥沒有形成實(shí)際產(chǎn)品進(jìn)入市場

沼氣工程的共生產(chǎn)物〔沼氣或電力、熱能、有機(jī)肥料〕目前還沒有形成實(shí)際產(chǎn)品進(jìn)入市場，沒有表達(dá)出它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，投資者無法從產(chǎn)品中得到收益。目前沼氣工程的綜合效益主要表達(dá)了環(huán)保的公益性和社會(huì)效益。目前沼氣發(fā)電在經(jīng)濟(jì)市場中仍然很難立足，競爭能力也很弱。

Ⅱ產(chǎn)業(yè)化的困境222.

5需要政府扶持沼氣發(fā)電工程要產(chǎn)業(yè)化開展，政府扶持十分重要。第一,政府要制定環(huán)境保護(hù)與清潔能源開展強(qiáng)制性政策及機(jī)制，作為市場動(dòng)力，推推動(dòng)企業(yè)去治理污染，生產(chǎn)沼氣或發(fā)電；第二，提供包括發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)、綠色有機(jī)肥料價(jià)格的財(cái)政補(bǔ)貼、減免稅費(fèi)等優(yōu)惠政策的支持，幫助沼氣生產(chǎn)企業(yè)提高市場競爭能力，使企業(yè)盈利，以政策吸引廣闊投資者參與沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)；第三,培育共生產(chǎn)品交易市場，營造良好的資源節(jié)約與資源利用的市場環(huán)境。

Ⅱ產(chǎn)