【正文】 海氣上岸 ” 、 “ 進口 LNG” 等工程的實施，將有力地促進天然氣的開發(fā)和利用。從我國天然氣的儲量，消費結(jié)構(gòu)、比重 以及國家產(chǎn)業(yè)、環(huán)保政策等方面分析， 改善和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)利用天然氣，是能源發(fā)展戰(zhàn)略的重點， 天然氣產(chǎn)業(yè)存在巨大的發(fā)展空間。 我國是一個多煤、多氣和少油的國家。 天然氣主要成分為甲烷，也包括一定量的乙烷、丙烷和重質(zhì)碳氫化合物，無色、無味、無毒， 熱值高、燃燒穩(wěn)定、對環(huán)境污染小， 是世界上公認的經(jīng)濟環(huán)保、熱效率高的一次能源。 根據(jù) 2021 年北京奧運會中國政府的承諾，中國鼓勵大力發(fā)展作為可再生能源的先進大型沼氣生產(chǎn)技術(shù)。由于中國已經(jīng)由過去的農(nóng)戶分散養(yǎng)殖過渡成為集中養(yǎng)殖并集中在大城市附近，因此畜禽糞便的處理已成為養(yǎng)殖場沉重的環(huán)境負擔問題，搞不好還會造成污染地下水源的嚴重后果。一些地方的農(nóng)作物秸稈焚燒問題已經(jīng)非常嚴重，不僅污染環(huán)境，甚至影響到飛機的降落，高速公路的車輛行駛。 中國的可發(fā)酵廢棄物主要由以下但部分組成： 67 億噸，以前主要作為家庭的生活燃料使用，還有少部分用作牲畜飼料和造紙。巴伐利亞州的別費慕公司在德國中試研發(fā)的基礎(chǔ)上，研發(fā)出了商業(yè)實用的技術(shù)，很好地解決了上述兩個問題，并在全世界登記了專利，成為德國第一個通過德國技術(shù)監(jiān)督協(xié)會 T?V 的干法沼氣發(fā)酵成套設(shè)備技術(shù)安全認證和建立并運營德國第一套商用級間歇式干法沼氣站的公 司。 因而，間歇式干法沼氣發(fā)酵技術(shù)是一項新技術(shù)含量很高的技術(shù)。 間歇式干法沼氣發(fā)酵技術(shù)與濕法沼氣技術(shù)相比，有兩個關(guān)鍵的技術(shù)問題需要解決： 1）發(fā) 酵初期與發(fā)酵結(jié)束時發(fā)酵室沼氣濃度與空氣濃度達到臨界點 15:85 時的防爆安全，需要高度安全可靠的自動控制系統(tǒng)。 11）耗水量比起濕法大大降低，幾乎沒有污水排放，大大節(jié)省了水費和污水處理費。 9）進料出料可使用通用的裝載機等工程機械，設(shè)備效率高，通用性強。 7）發(fā)酵室為模塊化結(jié)構(gòu)，易擴展。 5）沼氣質(zhì)量高（含硫量遠遠低于濕法沼氣，只有 50300ppm，可以不經(jīng)洗氣直接供沼氣發(fā)動機使用），發(fā)酵物出氣率高。 3）由于沒有攪拌器和管道，發(fā)酵不受干擾物質(zhì)如塑料、木塊、 沙石等的影響，因而不需花費人力和設(shè)備將其在發(fā)酵前檢出。而濕法要耗用 30%左右的能量，在北方寒冷地區(qū)冬季甚至?xí)_到 45%，因而大大限制了沼氣技術(shù)在北方寒冷地區(qū)的推廣。 90 年代末，德國間歇式干法沼氣工藝和裝備通過了中試， 2021 年，生產(chǎn)出工業(yè)級裝備并投入實際運行。 由于連續(xù)性干法沼氣發(fā)酵工藝太復(fù)雜、成本過高，因此未能得到推廣。目前，不少水鄉(xiāng)村民對鄧顯良的做法還持觀望態(tài)度。如果可以將這些排泄物作為發(fā)酵沼氣的原料，可在一定程度上解決這個問題。 可解決部分污染問題 古勞水鄉(xiāng)魚塘林立，在塘邊養(yǎng)豬是當?shù)卮迕竦牧?xí)慣做法，如何處理豬的排泄物一直以來令當?shù)卣^疼不已，一般村民家都將 豬的排泄物直接排入魚塘喂魚，而隨著養(yǎng)豬數(shù)量的增加，魚塘不能完全消化這些排泄物而造成污染。 以前鄧顯良家是用液化石油氣，一家三口吃飯洗澡每個月至少一瓶，按照一瓶９０多元的價格，從１月到現(xiàn)在，沼氣就為鄧顯良節(jié)約近千元的液化石油氣費用。 “反正沼氣放著不用也是浪費，而且沼氣要經(jīng)常使用，不能放在沼氣池太久，用來發(fā)酵沼氣用的豬屎豬尿有的是。由于周圍僅他一家使用沼氣，鄧顯良經(jīng)常招呼鄰居過來免費使用自己沼氣。池的表面呈圓形，直徑３米，深２．５米，沼氣池分為一個入口和 排渣口，入口用于倒入豬屎豬尿，充分發(fā)酵后產(chǎn)生的廢渣通過排渣口排出，發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣則通過塑料管道再連接到外面。目前，鄧顯良家的沼氣僅限于做飯和洗澡。除了水泥的原料費外，總共才花了３０００元。于是，他就陪老婆回娘家親自考察一番。 鄧顯良今年５８歲，是一個地道的農(nóng)民。不僅煮飯用的燃氣爐，就連洗澡用的熱水器也用沼氣作燃料。 江門：用沼氣代替液化石油氣 古勞水鄉(xiāng)一村民變廢為寶 一年節(jié)約燃料費近千元 如今，正當絕大多數(shù)市民為液化石油氣價格居高不下而頭疼不已時，有人卻因為能源過剩要請人來用，這樣的事情就出現(xiàn)在古勞鎮(zhèn)上升村的普通村民鄧顯良家中。經(jīng)過檢查、調(diào)試、試運行， 4 臺機組分別順利完成試車，并于 2021 年 6 月 5 日下午成功并網(wǎng)發(fā)電。該沼氣發(fā)電機組單臺耗氣 200 立方米 /小時，發(fā)電功率達到 400KW。目前，麥島污水處理廠穩(wěn)定運行，日均處理污水能力達到 萬立方米，大大地削減了前海一線海域的污染物排放量，確保了前海一線海域海水水質(zhì)，為 2021 年奧運會帆船比賽的順利舉行創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。 山東省內(nèi)首個污泥沼氣發(fā)電機組并網(wǎng)發(fā)電 日前，我省首個沼氣發(fā)電項目 ——青島市麥島污水處理廠污泥沼氣發(fā)電機組成功并網(wǎng)發(fā)電，在全省同行業(yè)中率先實現(xiàn)了污泥資源化綜合利用，標志著多年來困擾污水處理廠的污泥處置課題實現(xiàn)了新突破，對于發(fā)展 循環(huán)經(jīng)濟、建設(shè)環(huán)境友好型社會具有里程碑意義。 社會助力 為了將更多的社會力量聚集到沼氣推廣的事業(yè)中來，在有關(guān)政府部門的大力支持下，很多社會力量已經(jīng)在這個事業(yè)中顯示出了強大的推動力。中央對投資者的補助標準為：西北、東北地區(qū)每戶 1200 元，西南地區(qū)每戶 1000 元，其他地區(qū)每戶800 元。 面對整個農(nóng)村地區(qū)和適合沼氣運用的地區(qū)，沼氣開發(fā)的市場潛力非常大，經(jīng)濟效應(yīng)十分顯著。沼氣是一種混合氣體，與空氣混合燃燒時，呈藍色火焰，溫度高達 1400℃ ，能夠產(chǎn)生大量的熱量，每立方米沼氣的熱值相當于 5500 大卡原煤 公斤，按照目前煤炭的價格，每立方米沼氣燃燒相當于人民幣 元煤炭燃燒帶來價值。長久以來一直得到了國家政策的有利支持和引導(dǎo)，但是單純的依靠政府力量就夠了嗎？很明顯，只有在整個社會形成一種內(nèi)在的推動力，讓沼氣產(chǎn)業(yè)具備成為一個朝陽產(chǎn)業(yè)的必要經(jīng)濟條件，才可能使沼氣的大規(guī)模使用成為現(xiàn)實。這些因素包括： 1）尚無大型厭氧消化工程設(shè)計和建設(shè)的規(guī)范； 2）分離設(shè)備、控制系統(tǒng)和操作系統(tǒng)不匹配； 3）可供借鑒的國內(nèi)經(jīng)驗優(yōu)先，而接觸國際先進技術(shù)的機會則更少； 4）小規(guī)模沼氣系統(tǒng)的受益率很低； 5）對擴大沼氣開發(fā)缺少陽映的激勵政策支持； 6）現(xiàn)有環(huán)境保護法規(guī)的實施力度在不同的地區(qū)大不相同。 若將厭氧發(fā)酵技術(shù)用于 處理釀酒業(yè)和其他工業(yè)部門廢液，每年則可以產(chǎn)出 900M 立方米的甲烷。據(jù)估計，目前中國工農(nóng)業(yè)廢水的處理率低于 10％。目前，全國有 600 多個戶用沼氣池和大約 500 個工業(yè)沼氣池在使用。最高燃燒溫度可達 2021℃ 。甲烷占 60％一 70％，二氧化碳占 30％一 40％，還有少量氫 、一氧化碳、硫化氫、氧和氮等氣體。液態(tài)的液化氣揮發(fā)性較強，有液態(tài)揮發(fā)成氣體時，其體積擴大 250～ 300 倍，其熱值大，最高燃燒溫度可達 1900℃ ，體積膨脹系數(shù)約為水的 10～ 16 倍，相對密度為空氣的 倍。液化石油氣常壓下為氣態(tài)，具有氣體性質(zhì)，經(jīng)過降溫和加壓處理后成為液態(tài)，密度增大。天然氣用氧氣作助燃劑溫度則更高。 4. 天然氣、液化石油氣和沼氣的比較 天然氣的主要成分是甲烷，天然氣是利用空氣作助燃劑，理論燃燒溫度可達到 2030℃ 。這導(dǎo)致了 “能源與人爭糧 ”的矛盾，尤其在全球糧食供應(yīng)日益緊張的今天，更成為發(fā)展生物燃料的一個瓶頸。采用低溫液化原理和凈化流程。液態(tài)二氧化碳和固體干冰是一種重要的工業(yè)原料，廣泛用于國民經(jīng)濟的多個領(lǐng)域，具有廣泛的市場前景。 CO2 的液化壓力變化受溫度變化影響不?。? 飽和線的數(shù)據(jù)： 溫度 (℃ )壓力 (MPa) 在酒精發(fā)酵過程中，有大量的二氧化碳產(chǎn)生，理論上利用淀粉質(zhì)或糖質(zhì)原料發(fā)酵生成 1噸乙醇可放出 0． 956 噸二氧化碳氣體。沼氣產(chǎn)業(yè)化調(diào)研報告 1. CO2液化條件 在啤酒回收系統(tǒng)中的 CO2 溫度的 ,壓力 ,溫度 30 度就可以液化的 室溫一般指 20℃ ， 20℃ 時液化壓力 ，和 差不少呢。為了降低液化壓力，有時候也需要輔助冷卻。對于大中型酒精生產(chǎn)企業(yè)，顯然放出二 氧化碳的量十分可觀。如果不對發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳進行回收利用，不僅造成經(jīng)濟損失，而且會嚴重污染大氣環(huán)境。對酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳進行回收，產(chǎn)出高純度低壓的二氧化碳，不僅可以保護大氣環(huán)境，而且企業(yè)的經(jīng)濟效益也十分可觀 2. 甲烷液化溫度壓力 甲烷的臨界溫度 K 臨界壓力 MPa 投資估計得 10 萬元吧 甲烷沸點： 162℃ 3. 纖維素分解 目前生產(chǎn)燃料乙醇選用玉米、甘蔗等較易分解為糖類來源；而富含纖維素的木材、秸稈等，卻因為缺乏將纖維素高效轉(zhuǎn)換成糖類的方法而無法作為大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)生物乙醇的原料。 5月 7 日丹麥諾維信公司和美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室等的科學(xué)家在 Nature Biotechnology雜志在線版上發(fā)表文章說他們根據(jù)里氏木霉 基因組 所獲得的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn) ： 里氏木霉有一些基因能夠編碼產(chǎn)生一種特殊的酶，這種酶能夠幫助把植物纖維素高效分解成單糖物質(zhì)，這種單糖可作為生產(chǎn)生物乙醇的極佳中間原料。如把助燃劑或天然氣加熱時燃燒溫度將超過 2030℃ 。 液化石油氣主要成分含有丙烷、丙烯、丁烷、異丁烷、丁烯、異丁烯等低分子類；而一般經(jīng)過處理的民用液化氣主要成分有 丙烷、正丁烷及異丁烷等，無色氣體或黃檸色油狀液體、特殊臭味。閃點為 74℃ ，引燃溫度為 426～ 537℃ ，爆炸極限為 5%～ %。 沼氣是一種混合氣體，主要成分是甲烷 (CH4)和二氧化碳 (C02)。由于含有可燃氣體甲烷，故沼氣可做燃料。 5 國內(nèi)沼氣開發(fā)和利用現(xiàn)狀 中國在厭氧發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用方面有著一定的實踐經(jīng)驗和沼氣項目的開發(fā)建設(shè)能力。 盡管如此，中國目前開發(fā)和建設(shè)大型工農(nóng)業(yè)用沼氣建設(shè)項目的經(jīng)驗仍十分有限。如果全國所有大中型養(yǎng)豬場的廢物都能得到有效利用，每年將產(chǎn)生 600 萬立方米的甲烷，相當于 100MW 的電能。 但是，由于技術(shù)、政策和資金等多方面的制約因素，目前在中國普遍推廣工業(yè)化規(guī)模的厭氧發(fā)酵技術(shù)還得不到足夠得經(jīng)濟匯報。 清潔燃氣，已經(jīng)被世界公認為新世紀可替代能源的第 一選擇，沼氣資源更是由于其實用范圍大，我國能源形式短缺嚴重，生物資源豐富等綜合原因成為適合我國國情的最佳未來能源選擇。 市場需要 面對能源價格不斷上漲，環(huán)保要求的不斷高漲，在沉寂了一段時間后，沼氣再一次成為了人們解決能源問題的焦點話題之一。而煤炭的價格以后鄉(xiāng)村戶用沼氣池每年每戶產(chǎn)氣量按 450m3 計算，一年可節(jié)約 5500 大卡原煤為 噸，我國現(xiàn)有 億農(nóng)戶，按 30%普及率計算，每年可替代 5500 大卡原煤 億噸。 國家支持 為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)社會主義新農(nóng)村，國家相繼出臺了《中國新 能源和可再生能源發(fā)展優(yōu)先項目》、《 20212021 年新能源和可再生能源發(fā)展規(guī)劃要點》、《農(nóng)村沼氣建設(shè)國債項目管理辦法》、《新能源基本建設(shè)項目管理的暫行規(guī)定》等相關(guān)文件，將沼氣作為可替代能源的主要突破口，大力支持，計劃到 2021 年，全國沼氣池總量達 5000 萬戶以上，全國 20%的農(nóng)戶可使用沼氣； 20212021 年總投資 610 億元，中央投資 449 億元。從 2021 年開始，沼氣普及工程從中央政策層面開始加速落實到 各省、市的執(zhí)行階段，是國家為解決中西部落后地區(qū)脫貧致富、改善生態(tài)環(huán)境所采取的重要舉措。以北京清大華美環(huán)保節(jié)能技術(shù)研究院 為例，它所研制的移動式 窗體頂端 窗體底端 太陽能 沼氣發(fā)生器是 研究院太陽能沼氣工程研究課題組研制出的最新專利產(chǎn)品 (專利申請?zhí)枺?)由太陽能集熱裝置和沼氣發(fā)生器兩部分組成，采用干式發(fā)酵技術(shù)，具有產(chǎn)氣速度快、產(chǎn)氣量大、使用維護方便等優(yōu)點，在實際推廣中，投資小，風(fēng)險小，回報大，利潤轉(zhuǎn)化高等優(yōu)點非常適合在廣大的農(nóng)村地區(qū)使用。 麥島污水處理廠作為 2021 年奧運會帆船比賽的配套保障工程之一，污水處理、污泥處置工程已于 2021 年 7 月份投入正式運行。 為充分利用污泥消化產(chǎn)生的沼氣，麥島廠在采用兩臺油氣兩用熱水鍋爐的基礎(chǔ)上增加了 4 臺 500KW 沼氣發(fā)電機組。為實現(xiàn)節(jié)能增效，青島光威污水處理有限公司、青島威立雅水務(wù)運營有限公司啟動了沼氣發(fā)電機組項目建設(shè)，于 2021 年 5 月順利辦理完成有關(guān)并網(wǎng)發(fā)電手續(xù)。 按照設(shè)計預(yù)期，根據(jù)廠內(nèi)實際電力消耗及沼氣產(chǎn)氣量， 4 臺沼氣發(fā)電機組可保持 23 臺組的運行率，按照運行 2 臺機組單臺機組計算，每天可節(jié)約市電 16800KW 時，日均節(jié)約電耗可達48%%，節(jié)省費用可達 萬元。 水鄉(xiāng)用沼氣第一人 在鄧顯良家中，他向記者展示他家用于煮飯燒菜的燃氣爐，與其他燃氣爐不同的是，這臺燃氣爐是用沼氣為燃料，沼氣是靠家中所養(yǎng)的豬的排泄物發(fā)酵