
生物質能(neng)是來源(yuan)(yuan)于太陽(yang)能(neng)的一種可再生能(neng)源(yuan)(yuan),具有(you)(you)資源(yuan)(yuan)豐富、含(han)碳量低(di)的特點,加之在其生長過程中吸收大氣中的C02,因而用新技術開發利(li)用生物質能(neng)不(bu)僅有(you)(you)助于減輕溫(wen)室(shi)效應和生態良(liang)性循環,而且可替代(dai)部分石油、煤炭等化石燃料,成為解決能(neng)源(yuan)(yuan)與環境問題的重(zhong)要途徑。
隨著(zhu)對環(huan)境(jing)的(de)(de)日益重(zhong)視(shi),人們開始(shi)利用各(ge)(ge)種方(fang)式來減少工(gong)農業生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)對環(huan)境(jing)的(de)(de)破壞。近十幾年(nian)來,在各(ge)(ge)級政府有關部(bu)門和(he)企(qi)業的(de)(de)幫(bang)助協(xie)調下(xia),用于處(chu)理畜禽糞便(bian)及各(ge)(ge)種生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)、生(sheng)(sheng)活污(wu)水的(de)(de)大(da)中型(xing)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)工(gong)程紛紛上馬,至1998年(nian)底(di),我國已建成(cheng)大(da)中型(xing)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)工(gong)程742處(chu),年(nian)產(chan)(chan)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)量為(wei)16393.94萬立(li)方(fang)米;垃(la)圾填埋法產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)是處(chu)理城(cheng)市(shi)垃(la)圾的(de)(de)主要方(fang)式之一,具有簡單易行和(he)費用較低的(de)(de)特點,同時還可回(hui)收能(neng)源,正受到世界各(ge)(ge)國的(de)(de)普遍歡迎(ying)。目(mu)前,全(quan)世界共建成(cheng)4817座(zuo)垃(la)圾填埋場(chang),每年(nian)可回(hui)收沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)51.42億立(li)方(fang)米。
沼(zhao)氣是一種具有較高(gao)熱(re)值的可燃氣(qi)(qi)體,與其它燃氣(qi)(qi)相比(bi),其抗爆性能較好(hao)(hao),是一種很好(hao)(hao)的清潔燃料,傳統上大多利(li)用(yong)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)進行取(qu)暖(nuan)、炊事和(he)照(zhao)明,隨(sui)著沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)產量的不斷增(zeng)加,如(ru)何更高(gao)效(xiao)地利(li)用(yong)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi),成為擺在我們面前的一項課(ke)題。
沼氣發電技術進展狀況
沼(zhao)氣燃(ran)燒發(fa)電(dian)(dian)是隨(sui)著(zhu)沼(zhao)氣綜合(he)利(li)用的(de)(de)不斷發(fa)展而出(chu)現的(de)(de)一(yi)項沼(zhao)氣利(li)用技術,它將沼(zhao)氣用于發(fa)動機(ji)上,并(bing)裝有綜合(he)發(fa)電(dian)(dian)裝置(zhi),以(yi)產生電(dian)(dian)能和熱能,是有效利(li)用沼(zhao)氣的(de)(de)一(yi)種重要方式。目前用于沼(zhao)氣發(fa)電(dian)(dian)的(de)(de)設備主要有內燃(ran)機(ji)和汽輪機(ji)。
國外用于(yu)沼(zhao)氣(qi)(qi)發電(dian)的(de)內燃機(ji)(ji)(ji)(ji)主要(yao)使用Otto發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)Diesel發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji),其單位(wei)重量(liang)(liang)的(de)功(gong)(gong)率(lv)約為27kW/T。汽(qi)輪機(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)燃氣(qi)(qi)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)蒸汽(qi)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)均(jun)有使用,燃氣(qi)(qi)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)優點(dian)是單位(wei)重量(liang)(liang)的(de)功(gong)(gong)率(lv)大,一般為70~140kW/T;蒸汽(qi)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)一般為10kW/T。國外沼(zhao)氣(qi)(qi)發電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)組主要(yao)用于(yu)垃圾(ji)填埋(mai)場(chang)的(de)沼(zhao)氣(qi)(qi)處理工藝中(zhong)。目(mu)前,美(mei)國在沼(zhao)氣(qi)(qi)發電(dian)領(ling)域有許多成熟的(de)技術和(he)工程,處于(yu)世界領(ling)先水平。現有61個填埋(mai)場(chang)使用內燃機(ji)(ji)(ji)(ji)發電(dian),加上使用汽(qi)輪機(ji)(ji)(ji)(ji)發電(dian)的(de)裝機(ji)(ji)(ji)(ji),總容量(liang)(liang)已達340兆瓦;歐(ou)洲(zhou)用于(yu)沼(zhao)氣(qi)(qi)發電(dian)的(de)內燃機(ji)(ji)(ji)(ji),較大的(de)單機(ji)(ji)(ji)(ji)容量(liang)(liang)在0.4~2兆瓦,填埋(mai)沼(zhao)氣(qi)(qi)的(de)發電(dian)效率(lv)約為1.68~2kWh/m3。
我(wo)國(guo)(guo)開(kai)展沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)電(dian)領域的(de)研(yan)(yan)究(jiu)始于八十年(nian)代初,1998年(nian)全(quan)國(guo)(guo)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)電(dian)量為(wei)1,055,160kWh。在此(ci)期間(jian),先后(hou)有一(yi)些(xie)科研(yan)(yan)機(ji)(ji)(ji)構進行過沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)改裝和提高熱效率(lv)方(fang)(fang)面的(de)研(yan)(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)(zuo)。我(wo)國(guo)(guo)的(de)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)主要(yao)(yao)為(wei)兩類,即雙燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)式和全(quan)燒(shao)式。目前,對“沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)一(yi)柴(chai)(chai)油(you)(you)”雙燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)研(yan)(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)(fa)(fa)工(gong)作(zuo)(zuo)較(jiao)(jiao)多。如:中(zhong)國(guo)(guo)農機(ji)(ji)(ji)研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)與(yu)四(si)川(chuan)綿陽新華內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)廠共(gong)同(tong)研(yan)(yan)制(zhi)(zhi)開(kai)發(fa)(fa)(fa)的(de)S195—1型雙燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji):上海新中(zhong)動(dong)力機(ji)(ji)(ji)廠研(yan)(yan)制(zhi)(zhi)的(de)20/27G雙燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)機(ji)(ji)(ji)等(deng)。成都科技大(da)學等(deng)單位還對雙燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)機(ji)(ji)(ji)的(de)調速、供氣(qi)(qi)系統以(yi)及提高熱效率(lv)等(deng)方(fang)(fang)面進行過研(yan)(yan)究(jiu)。濰坊柴(chai)(chai)油(you)(you)機(ji)(ji)(ji)廠研(yan)(yan)制(zhi)(zhi)出功(gong)率(lv)為(wei)120kW的(de)6160A一(yi)3型全(quan)燒(shao)式沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji),貴州柴(chai)(chai)油(you)(you)機(ji)(ji)(ji)廠和四(si)川(chuan)農業機(ji)(ji)(ji)械研(yan)(yan)究(jiu)所共(gong)同(tong)開(kai)發(fa)(fa)(fa)出60kW的(de)6135AD(Q)型全(quan)燒(shao)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)組;此(ci)外(wai),還有重慶、上海、南通等(deng)一(yi)些(xie)機(ji)(ji)(ji)構進行過這方(fang)(fang)面的(de)研(yan)(yan)究(jiu)、研(yan)(yan)制(zhi)(zhi)工(gong)作(zuo)(zuo)。可以(yi)說(shuo),目前我(wo)國(guo)(guo)在沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)電(dian)方(fang)(fang)面的(de)研(yan)(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)(zuo)主要(yao)(yao)集中(zhong)在內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)系列(lie)上。表1是(shi)我(wo)國(guo)(guo)部(bu)分(fen)12kW以(yi)下沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)組的(de)測試性能(neng)比較(jiao)(jiao)。
沼氣發電前景廣闊
沼(zhao)氣發電(dian)工程(cheng)本身是提供清潔能(neng)(neng)源,解決環境問題(ti)的工程(cheng),它(ta)的運行不(bu)僅解決沼(zhao)氣工程(cheng)中的一些(xie)主要環境問題(ti),而且由于其產生大量電(dian)能(neng)(neng)和熱能(neng)(neng),又(you)為沼(zhao)氣的綜合(he)利用找到了(le)廣泛的應用前景:
1)有助于減少溫室氣體的排放
通過沼氣發電(dian)工程可(ke)以減少(shao)CH4的排(pai)放,每減少(shao)1屯CH4的排(pai)放,相當于減少(shao)25噸(dun)C02的排(pai)放,對緩和(he)溫室效應有利。
2)有利于變廢(fei)為寶,提高沼氣(qi)工(gong)程的(de)(de)綜合(he)效(xiao)(xiao)益我們以沼電(dian)在(zai)酒廠中(zhong)的(de)(de)的(de)(de)綜合(he)效(xiao)(xiao)益為例:四(si)川榮縣進行(xing)了(le)120kW沼氣(qi)發(fa)電(dian)的(de)(de)生產(chan)(chan)和示范。用酒糟廢(fei)水經(jing)厭氧消化產(chan)(chan)生沼氣(qi),發(fa)電(dian)效(xiao)(xiao)率為1.69kWh/m3,當年成(cheng)本(ben)為0.0465元/kWh。沼電(dian)能夠基本(ben)滿(man)足該廠的(de)(de)生產(chan)(chan)用電(dian):山(shan)東昌樂酒廠安裝2臺120kW的(de)(de)沼氣(qi)發(fa)電(dian)機組,170m3酒糟日產(chan)(chan)沼氣(qi)4800m3,發(fa)電(dian)8640kwh,全年能源節約開支29萬元,工(gong)程運行(xing)一年即收回全部成(cheng)本(ben)。
杭州天(tian)子嶺填(tian)埋場發(fa)電工程在運(yun)行(xing)過程中,在平均電價為0.438元/kWh的(de)條件(jian)下,投資回報率可達14.8%。
3)可減(jian)少對周圍(wei)環境的(de)污染。
由(you)于綜合利(li)用手段單(dan)一,很多沼(zhao)氣(qi)工(gong)程產生(sheng)的(de)(de)沼(zhao)氣(qi)大(da)量排入大(da)氣(qi)中,不僅(jin)嚴(yan)重(zhong)污染周圍的(de)(de)環境,也對工(gong)作人員的(de)(de)安全和(he)健康(kang)產生(sheng)了極(ji)大(da)的(de)(de)威脅(xie),沼(zhao)氣(qi)發(fa)電則為沼(zhao)氣(qi)找到了一條合理(li)利(li)用的(de)(de)途徑(jing)。
4)小沼電(dian)為農村地區(qu)能源利用開(kai)辟新(xin)途徑
我國農村偏遠地(di)(di)(di)(di)區(qu)(qu)還有許(xu)多地(di)(di)(di)(di)方(fang)嚴重缺電(dian),如牧區(qu)(qu)、海島、偏僻山區(qu)(qu)等高壓(ya)輸電(dian)較為困難,而這些地(di)(di)(di)(di)區(qu)(qu)卻有著豐富的生物(wu)質原料。因地(di)(di)(di)(di)制宜地(di)(di)(di)(di)發展小沼電(dian),猶如建造(zao)微型“坑口電(dian)站”,可取長補(bu)短(duan)就地(di)(di)(di)(di)供電(dian)。

沼氣發電商業化發展的主要障礙
80年代是(shi)我國沼氣發電研究的(de)(de)起始階段,也(ye)是(shi)較為活躍的(de)(de)時期。但(dan)近(jin)十年的(de)(de)發展(zhan)比較緩慢。主要(yao)存在以下障礙(ai):
技術障礙
我國沼氣(qi)發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)開發(fa)(fa)(fa)研(yan)(yan)(yan)究主要集中(zhong)在內燃機(ji)系(xi)列上,一般只是對柴油機(ji)和汽油機(ji)進行(xing)較淺層次的(de)(de)(de)改裝,對發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)熱工性(xing)能(neng)研(yan)(yan)(yan)究不(bu)深,由于產(chan)(chan)品質量(liang)不(bu)過關(guan),在運行(xing)使用中(zhong)出現諸多(duo)問(wen)題,給(gei)用戶帶來(lai)不(bu)便,從而影響其發(fa)(fa)(fa)展進程(cheng)。導(dao)致這種情況的(de)(de)(de)根(gen)本原因是沒有對沼氣(qi)發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)進行(xing)深入的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究,技(ji)術不(bu)過關(guan),缺乏足夠的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)實踐。致使發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)在運行(xing)中(zhong)產(chan)(chan)生熱負荷高、可靠性(xing)差、起動(dong)(dong)(dong)(dong)困難;另外我國研(yan)(yan)(yan)制的(de)(de)(de)全燒沼氣(qi)發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)排(pai)氣(qi)溫度過高,氣(qi)閥易燒壞(huai),使氣(qi)缸蓋等(deng)成為易損件等(deng)諸多(duo)技(ji)術問(wen)題。
市場障礙
由于我(wo)國沼(zhao)氣(qi)發(fa)動(dong)機存(cun)在許(xu)多(duo)問題(ti),先(xian)前(qian)應用國產發(fa)電機組(zu)的(de)(de)(de)(de)沼(zhao)氣(qi)發(fa)電工程有(you)許(xu)多(duo)長期(qi)處于停機狀態。這就使后來(lai)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)絕大多(duo)數沼(zhao)氣(qi)工程放棄(qi)了沼(zhao)氣(qi)發(fa)電方(fang)(fang)式,轉而尋求其他的(de)(de)(de)(de)利(li)(li)用途徑。少數沼(zhao)氣(qi)發(fa)電工程(如天(tian)津、杭州等(deng))依靠貸款引進購買(mai)較為成(cheng)熟(shu)的(de)(de)(de)(de)國外(wai)發(fa)電機組(zu)設(she)備來(lai)維(wei)持運行。我(wo)國生產廠家則由于技術不(bu)夠成(cheng)熟(shu)而造成(cheng)買(mai)方(fang)(fang)市場的(de)(de)(de)(de)嚴(yan)重(zhong)匱乏,沼(zhao)氣(qi)發(fa)動(dong)機和(he)發(fa)電機組(zu)無(wu)法形成(cheng)規模化(hua)批(pi)量生產,使科(ke)研生產單位缺乏相關(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)研究經(jing)費(fei),沒有(you)對其作(zuo)深入研究開發(fa)的(de)(de)(de)(de)積極性,不(bu)能(neng)提供質量過關(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)產品,進一步(bu)阻礙(ai)產品的(de)(de)(de)(de)市場化(hua)進程,對生產科(ke)研單位自(zi)身以及沼(zhao)氣(qi)發(fa)電領域的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)都不(bu)利(li)(li)。
此(ci)外(wai),沼氣發(fa)電市場(chang)不規(gui)范(fan),沒有(you)相應的(de)較為完(wan)善的(de)行(xing)業標準,也不利(li)(li)于(yu)其商業化開發(fa)和利(li)(li)用。
政策障礙
缺(que)乏相應(ying)的激勵政(zheng)策和限制性(xing)政(zheng)策,不能有(you)效地動(dong)員(yuan)和吸收投(tou)資,成(cheng)為影響其技術(shu)發展(zhan)的一個重要原(yuan)因。
由于(yu)目前沼氣(qi)發電工程在技術(shu)和(he)(he)市場(chang)化(hua)方(fang)面(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)臨許多問(wen)題,這就需要國家(jia)(jia)在這個(ge)領域(yu)給予(yu)政策(ce)方(fang)面(mian)(mian)(mian)(mian)的扶(fu)持。如果國家(jia)(jia)給予(yu)在稅收、貸款方(fang)面(mian)(mian)(mian)(mian)的優惠政策(ce)、投資補貼和(he)(he)產業保護措施,以及(ji)電力部門在沼氣(qi)電力并網方(fang)面(mian)(mian)(mian)(mian)給予(yu)支(zhi)持和(he)(he)幫助(zhu),制定優惠的上網電價(jia),將大大改善(shan)沼氣(qi)發電的經濟性和(he)(he)市場(chang)前景,對其(qi)進入市場(chang)具(ju)有很積極的作用。
促進沼氣發電商業化發展的建議
從以上沼(zhao)氣發電商業化所面臨的主要(yao)障(zhang)礙來(lai)看,如果要(yao)克(ke)服其障(zhang)礙,達到促進沼(zhao)氣發電技術商業化發展(zhan)的目的,還需(xu)要(yao)采取(qu)一(yi)些措施和(he)行動(dong)。
制定發展(zhan)規劃
對我國沼(zhao)氣利用(yong)(yong)現狀和(he)市(shi)場前景進行(xing)成(cheng)分調查,描述沼(zhao)氣發(fa)電能(neng)源利用(yong)(yong)市(shi)場,確定本項目建(jian)設發(fa)展領域,并評(ping)價發(fa)展沼(zhao)氣發(fa)電商品化(hua)和(he)市(shi)場化(hua)的(de)社會經濟因素(su),分析沼(zhao)氣發(fa)電的(de)技術開(kai)(kai)發(fa)和(he)市(shi)場潛力,制定相(xiang)關工藝開(kai)(kai)發(fa)利用(yong)(yong)的(de)規劃,明(ming)確開(kai)(kai)發(fa)的(de)目標。
加強技(ji)術保障(zhang)體系的(de)建設
引(yin)進吸收國(guo)外先(xian)進技術和經驗,加強(qiang)技術支持和保(bao)障體系的(de)建(jian)設、扶持和培養,制定國(guo)家級的(de)沼氣發電工程技術規范和標準,逐(zhu)步建(jian)立和完(wan)善(shan)可持續的(de)、市場化的(de)推廣沼氣發電綜合(he)性服務網絡。
引入競爭機制,創新投(tou)資體系(xi)
針對目前(qian)我(wo)國沼氣發電技術(shu)(shu)發展資(zi)金(jin)匱乏的(de)現(xian)狀,認(ren)真(zhen)總結分(fen)析我(wo)國外現(xian)行的(de)資(zi)金(jin)籌措(cuo)和(he)運行管理(li)經(jing)驗,學習(xi)國外技術(shu)(shu)成(cheng)熟的(de)商業化運營沼氣發電工程先進優惠政策以及(ji)市場化融資(zi)體系建設模式。轉變(bian)觀(guan)念,鼓(gu)勵(li)和(he)動員更多的(de)公司和(he)企業投入到沼氣發電技術(shu)(shu)的(de)競爭行列(lie)。
研究(jiu)制定(ding)國家級的(de)配套政(zheng)策
進一步加強同環保部門、工業企業、科研院所和金融機構的合作與協調,研究制定激勵性政策,地方性和全國性相結合的政策。同時應對沼氣發電技術的產業化、商業化研究制定配套政策。更多最新數據分析報告、行業分析報告、市場分析報告、市場調研報告、市場調查、市場調研、行業分析、調研報告請關注靈(ling)核(he)網(wang)。
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