车用沼气项目可行性研究报告

利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 1 第一章 概述 项目背景 项目名称、主办单位、企业性质及法人 企业法人： 编制原则 根据 村 有机废弃物产生情况及 生态农业 对 有机肥需要和 城市对车用沼气的需求状况，分析并确定本工程的建设规模。 结合现阶段国际上 畜禽粪便发酵及 有机废 弃 物厌氧消化技术发展水平和国家相关产业技术政策要求 ， 采用先进成熟的沼气生产技术，对 畜禽粪便和 农村 生活 垃圾中 的有机废 弃 物进行资源化利用 ,生产 有机肥和 可替代石油的清洁能源。 选择性能良好、运转可靠、高效节 能的设备，便于运转管理、节省运行费用。一体化、自动化、轻型化、大型化和国产化，以达到节省投资和减少占地的目的。 认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。 工程项目与环保、安全和公共卫生同时考虑，节能和环保综合利用，减少生产对环境和职工造成的危害。 注重环境保护，设计中选用清洁生产工艺，确保工艺水的闭路循环，在生产过程中减少“三废”排放，同时采用行之有效的“三废”治理措施，贯彻执行“三废”治理“三同时”的原则。设计中尽可能采用循环水，提高水的重复利用率，减少一 次水的用量。 可行性研究范围 本可研报告，对 松柏周家村 业种植专业合作社 畜禽利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 2 粪便和 有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目的工艺设计、工程设计、投资估算、财务评价、经济效益和社会效益等方面的问题进行分析研究，并作出相应结论。 本项目可行性研究报告的研究范围包括 年产 10 万吨有机肥及 400万 车用沼气生产装置及相应的辅助生产装置和配套的公用工程设施。包括： 有机肥生产线； 工程内部的预处理车间，消化罐控制室、锅炉房、生物脱硫间、沼气净化提纯车间、变配电室、管理区、原料存 放池、其他附属设施以及工程外部的道路、供电等配套工程。 针对上述内容，本项目可行性研究重点从市场、工程技术和经济上的可行性、合理性进行分析论证 ,其主要内容有： (1)对产品市场需求进行预测； (2)确定产品方案及建设规模； (3)确定工艺技术方案、设备方案、工程方案并进行比选论证； (4)落实原辅材料、燃料及动力供应方案； (5)对公用工程及辅助设施进行方案设计； (6)提出环境保护、劳动安全卫生及消防措施； (7)制定项目实施进度计划； (8)对项目投入资金进行估算，并制定筹资计划； (9)对项目进行财务 评价，并作出结论。 主要规范和标准 中华人民共和国固体废物污染防治法； 中华人民共和国水污染防治法； 垃圾填埋污染控制标准 城市生活垃圾好氧静态堆肥处理技术规程 52城市生活垃圾堆肥处理厂运行、维护及其安全技术规程 利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 3 86污水综合排放标准 恶臭污染物排放标准 大气污染物综合排放标准 环境空气质量标准 工业企业厂界噪声标准 厂矿道路设计规范 建设项目 (工程 )劳动生产卫生监督规定 城镇环境卫生设施设置标准 室外排水设计规范 997年版 室外给水设计规范 997年版 城市给排水紫外线消毒设备 19837地表水环境质量标准 （ 2002） 污水排入城市下水道水质标准（ 城镇污水处理厂污染物排放标准（ 2002） 农田灌溉水质标准（ 92） 农用污泥中污染物控制标准 （ 84） 数据处理与分析质量控制（ 3 91） 水质检测与分析 （ 4 91） 制定地方水污染物排放标准的技术原则与方法（ 83） 泵站设计规范 （ 50265 97） 城市污水处理工程项目建设标准（修订） （ 2001 年版） 建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程（ 29 98） 埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程 （ 2001） 埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程 （ 2000） 利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 4 建筑设计规范 （ 88） 给水排水工程结构设计规范（ 84） 给水排水工程构筑物结构设计规范 （ 2002） 给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程（ 002） 给水排水工程钢筋混凝土水池井结构设计规程（ 002） 建筑给水排水设计规范 （ 2003） 建筑结构荷载规范 （ 87） 工业建筑防腐设计规范 （ 82） 混凝土结构设计规范 （ 2002） 钢结构设计规范 （ 88） 建筑地基基础设计规范 （ 89） 建筑抗震设计规范 （ 89） 水工混凝土结构设计规范 （ 78） 建筑结构设计统一标准 （ 84） 工业企业设计标准 （ 79） 采暖通风和空气调节设计规范 （ 87） 建筑设计防火规范（ 2001 年版） （ 87） 城镇污水处理 厂附属建筑和附属设备标准（ 89） 地下工程防水技术规范 （ 2001） 建筑电气设计技术规范 （ 83） 供配电系统设计规范 （ 95） 10以下变电所设计规范 （ 94） 低压配电设计规范 （ 95） 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（ 92） 35110 （ 92） 利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 5 电力装置的继电保护和自动装置设计规范（ 92） 建筑物防雷设计规范（ 2000 年版） （ 94） 电力装置技术条件 （ 81） 分散型控制系统工程设计规定 （ 20508 92） 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号（ 81） 控制室设计规定 （ 92） 仪表供电设计规定 （ 92） 信号报警、连锁系统设计规定 （ 92） 仪表配管、配线设计规定 （ 92） 仪表系统接地设计规 定 （ 92） 供水排水用铸铁闸门 （ 3006 钢闸门设计规范 （ 81） 原油和天然气工程设计防火规范（ 93） 办单位情况 松柏周家村 业种植专业合作社位于 经济开发区周家村隽家屯，成立于 2007 年 9 月 20 日。自成立以来，始终以发展生态农业、为生命健康提供产品和服务为使命。公司自繁自养的东北民猪猪肉，已经通过了有机食品认证，同时完成了商标注册，注册商标“老隽头”。公司在周家村建设了占地 面积 2500 平方米，建筑面积 7000 平方米的配种、繁育、仔猪保育设施设备和排污设施及生活设施齐全的东北民猪保种繁育中心。目前存栏繁育及后备母猪 600 头，种公猪 40 头；出栏达到“有机”标准的商品猪近 3000 头，也获得了十大种、养、加大户的荣誉。为了彻底解决污染的问题，公司建设了一个总容积为 1140 立方米的大型厌氧沼气生产设施，沼气系统的应用，除了可以处理养殖场的污染物之外，还可以为农村居民提供利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 6 便利的清洁能源，发酵的副产物用来生产具有生物活性的有机肥。公司建设了冷冻、冷藏保鲜生产链系统，并纳入了 司建设了速冻传统面米食品生产加工车间，以“粘豆包”、“速冻饺子”、“勃利叶饼”等食品在农博会上获得了好评。公司在基地建设了有机杂粮加工、分装车间及饲料加工车间，打造和推广 有机小米和有机玉米碴子品牌。公司通过以上经营活动，直接带动致富的农民超过了 200 户。员工 86 人，技术人员 13 人， 2012 元，固定资产总额 元。 通过市场分析、技术方案论证、技术经济分析，初步结论如下： 1、 松柏周家村 业种植专业合作社 有 限责任 公司依托 当地 丰富的电力、原 料 资源 ，以先进技术与管理优势作保障，建设年产 10 万吨有机肥和 400 万 车用沼气生产装置，项目的建设 ，符合国家 可再生能源和节能减排 政策及地区发展规划。 2、工艺技术成熟可靠，设备先进，产品质量好，产品销路畅通，具有较强的竞争力。 3、公用工程配套合理，能满足工程要求，环保、节能设施完善。 4、本工程原料来源可靠，交通运输及供水、供电、供汽有保障，具备建厂条件。 5、环境保护、劳动安全、职业卫生、消防、抗震等设计严格执行国家和当地的有关法规、标准和规范。 6、投资及效益 (1)工程投资及资金来源 项目总投资为 6000 万元，其中：建设投资 5981 万元，铺底流动资金 19 万元。 利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 7 本项目所需资金 申请银行贷款 1500 万元，自筹 4500 万元。 (2)效益分析 本项目建成后，财务内部收益率 财务净现值 3841 万元 ，总投资收益率 投资回收期 (含建设期 )，从财务评价看投资回收期较短，各项技术经济指标均达到国家规定的基准指标，因而具有较强的获利能力和较强的抗风险能力。 通过上述研究结论可以看出，本工程生产规模和产品方案符合国家产业政策，工艺装备先进，技术成熟可靠 ，经济合理，具备建厂条件，并且项目建成后将具有较好的经济效益 、 社会效益和环境效益，因此，建设是可行的。 序号 项目名称 单位 数量 备注 一 生产规模 年处理有机废弃物 万吨 二 产品方案 用沼气 万标方 /年 400 有机肥 万吨 /年 三 年操作天数 天 330 按 8000 小时计 四 主要原材料、燃料用量 材料 吨 /年 146000 类粪便 吨 /年 91250 禽粪便 吨 /年 18250 厨垃圾 吨 /年 3650 宰垃圾 吨 /年 730 利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 8 粪污水 吨 /年 32120 料 吨标煤 /年 五 公用动力消耗量 水 最大用水量 立方米 /小时 10 平均用水量 立方米 /小时 2 电 装机容量 千瓦 590 年用电量 万度 288 汽 最大用汽量 吨 /小时 平均用汽量 吨 /小时 六 “三废”排放量 水 立方米 /小时 0 气 标方 /小时 160 渣 吨 /小时 0 七、 运输量 入量 吨 /年 146365 出量 吨 /年 143445 八 全厂定员 人 30 其中：生产工人 人 22 技术人员 人 3 九 总占地面积 公顷 十 全厂建筑面积 平方米 利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 9 十一 全厂综合能耗总量 吨标煤 /年 7179080 十二 单位产品综合能耗 吨标煤 /单位产品 十三 工程总投资 万元 6000 定资产投资 万元 5981 (1)建设投资 万元 5881 (2)固定资产投资方向调节税 万元 0 (3)建设期贷款利息 万元 100 动资金 万元 19 十四 年销售收入 万元 十五 年总成本 万元 十六 年利润总额 万元 十七 年销售税金 万元 十八 财务评价指标 资收 益率 % 态投资回收期 年 1 年建设期 态投资回收期 年 1 年建设期 务内部收益率 % 务净现值（ i=8%） 万元 3841 十九 清偿能力指标 人民币贷款偿还期 年 5 在问题 利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 10 (1)项目原料 城市 生活 垃圾部分 主要靠环卫部门收集、运输，不仅仅没有收集、运输成本，而且政府还给予补贴。所以需要政府的大力支持。特别是厨余垃圾，因为有机物含量高，产气量 大，但因为部分养殖户违反国家政策，采用厨余垃圾喂猪，致厨余垃圾收集困难，需要政府执法部门提高执法力度，保证原料供应。 (2)项目生产能力相对较小，固定生产成本偏高。 (3)肥量大，而农民用肥季节性比较强， 有机肥 的贮存难度较大。如处置不当容易造成二次污染。 议 (1)项目开工建设前与政府有关部门签订原料供应协议、原料补贴协议。 (2)项目要考虑寻求其他原料，扩大产能。 是农业大省，秸秆等农业废弃物丰富，可以考虑用作项目原料。随着国内秸秆产沼气技术研究的进展，国内丰富的农业废弃物必将应用于 沼气生产。因此，项目设计和选址时，各工序应预留扩能用地。 (3)项目建设前，依托政府有关部门，开展 有机肥 利用培训，作出有机肥 利用、储存规划。与周边农村签订好 有机肥 供应协议、 有机肥储存协议，变集中储存为分散储存。 第二章 项目建设的必要性及意义 能源是人类生存与发展的基础，是国民经济的支柱。作为世界上最大的发展中国家，我国人口众多，能源却相对匮乏。能源安全问题越来越引起人们的关注。我国能源工业面临着经济增长、环境保护和利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 11 社会发展的巨大压力，开发新能源已成为我国当前经济建设的重中之重、当务之急 。 从能源总量来看，我国是世界第二大能源生产国和第二能源消费国。据统计结果显示：截至 2006 年年底，吨，占世界总量的 天然气剩余经济可采储量 24490 亿立方米。占世界天然气可采储量总量的 煤炭剩余可采储量 1145亿吨，占世界总量的 。就可采储量而言，有关专家估计，若按目前的开采水平，我国石油资源和东部的煤炭资源将在 2030 年耗尽。就质量而言，我国能源资源以煤炭为主，按各种燃料的热值计算，在目前的探明储量下，世界能源资源中，固体燃料和液 体、气体燃料的比例为 4： 1，而我国则远远落后于这一比值。目前，在世界能源产量中，高质量的液、气体能源所占比例为 而我国仅为 2006 年，中国一次能源消费总量 吨标准煤，其中，煤炭消费量 吨，原油 吨，天然气 415 亿立方米。从人均水平来看， 2006 年中国人均一次能源消费量 油当量，为世界平均水平 油当量的 66%，是美国人均 油当量的 日本人均 油当量的 从能源结构来看， 2006年一次能源消费中 ，煤炭占 石油占 天然气占 水电等占 这些只是部分能源消费情况，其形势不容乐观。 虽然 近年来，中国天然气需求平均增速高达 11%13%。 2005 年天然气产量达 立方米，同比增长 2006 年 1，全国天然气生产总量为 去年同期增长了 同比涨幅比去年同期提升 百分点， 2006 年 3 月当月全国天然气生产总量 立方米，同比增长 比去年同月提升了 百分点，比 2 月份下降了 百分点。据预测，到 2020 年，我国天然利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 12 气需求将超过 2000亿立方米。但是，天然气的生产增长却远低于需求增长。目前中国天然气 50%的对外依存度必将带来能源安全隐患，最终演变为制约经济发展的瓶颈。 面对国家这样的能源现状，触目惊心的数据，提醒着我们应更冷静、更客观地面对中国的能源问题。人们不能再大手大脚的对待现有的能源，更应该从现在起积极寻找可替代的再生能源。 随着我国社会经济的快速发展和人们生活水平的提高，对能源的需求量也急剧增加。汽车是衡量一个国家经济 发展和人们生活水平的重要标志。 根据国际银行研究，人均国民收入达到 1000 2000 美元时，小汽车拥有量增长进入高峰期 。 目前，我国人均 经超过 1000美元 ，这标志我国已经开始进入“汽车时代”。 2005 年，我国拥有机动车3500万辆，预测 2020 年 将 达到 13103万辆。 但是， 在走向汽车社会的进程中，我国 也 面临着诸多 问题和 挑战 。 我国机动车消耗的石油 已 占全国石油消费总 量 的三分之一。据预测， 2010 和 2020 年机动车的燃油需求分别为 当年全国石油总需求的 43%和 57%。 我国是世界上 第二大能源消耗国（占世界总耗量的 11%），同时，也是石油进口国。 2005 年我国石油消耗的 40%来自于进口，而我国探明的石油和天然气储量只可再用 23 和42 年。 机动车燃油需求 的快速增长加剧了我国本来就已经十分紧张的能源问题，它对我国的国家安全、经济发展和人民生活都有着十分重要的影响。 其次是来自环境 方面的 问题。随着汽车保有量的增加，我国汽车污染物排放总量也日趋上升。据国家环保总局预测， 2005 年我国机动利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 13 车尾气排放在城市大气污染中的分担率达到 了 79%左右 ，已成为影响我国城市空气质量的最主要的因素。 由于上述能源和 环境方面的双重问题，开发新的、洁净的和可再生的车用替代燃料就成了急迫的需要。 近年来，各国都开展了许多的研究，目前使用比较广泛的车用替代燃料有压缩天然气、液化石油气、乙醇燃料、太阳柴油、生物柴油、二甲醚等。其中，大力发展燃气汽车就是一条重要的途径，受到了各国普遍的重视。据报道，以压缩天然气（ 液化石油气（ 为车用燃料时，可综合减少废气污染物排放 70右，对改善环境非常有利。因此，在环境要求较高和燃气资源比较丰富的国家和地区，以 料得到了快速的发展。 但是，由于我国燃气资源的短缺，现有的资源和供气系统不足以满足快速增加的需求，进而导致燃气价格的持续升高，并加剧了燃气资源供给和需求之间的矛盾。天然气和液化气都是化石燃料，是不可再生的，其资源量总是在逐渐减少的，且随着资源量的减少和需求量的增加，其价格必然呈现升高的趋势。这几年，天然气和液化气价格的攀升就充分说明了这一点。并且由于国家的政策是优先保障民用，在燃气短缺的情况下，其他行业可能面临停业的困境。因此，通过新技术，寻找新的可替代的车用燃气是市场急迫的需要。 汽油做为车用燃料的可行性 车用沼气的主要成份是甲烷，含量在 90间，还有少部分的二氧化碳、硫化氢、氧、氮等杂质，其组成与天然气十分接近。因此完全可以应用到燃气汽车上。 利用厌氧消化技术把废弃物转化成沼气，再通过净化提纯生产车利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 14 用沼气，以替代 一条非常有发展前途的解决途径。它不仅可生产可再生、清洁能源 且还可以解决废弃物的环境污染问题和生产有机肥料，具有多方面的效益。 车用沼气的生产原料是各种有机废弃物，其来源非常广泛，例如农村 生活垃圾、 农村 粪便、作物秸秆、畜禽粪便、厨余垃圾、食品加工废弃物和市政污泥等。我国是世界上人口最多的国家， 2005 年，我国 农村 生活垃圾的产生量为 吨。同时，我国也是世界上最大的农业国家，作物秸秆年产生总量在 7 亿吨左右，畜禽粪便排泄量在 20亿吨 /年左右。此外，全国各地建有许多污水处理厂，产生的市政污泥量也很大。这些废弃物目前都没有得到有效的处理和利用，对环境造成了严重的影响。因此，如果能够利用畜禽粪便等有机废弃物作为原料，通过厌氧消化技术生产车用沼气，则既可解决废弃物污染问题，又可生产清洁能源和有机 肥料，对改善环境、缓解我国能源紧张状况和促进农业的可持续发展都具有十分重要的意义。 市发展的需要 城市综合实力的提高，必须要有一个良好的城市环境，只有实现环境的合理保护和利用，才能促进城市建设的发展。城市粪便的无害化处理 方面， 由于长期以来环卫部门在资金投入、人员培训、基础设施建设和设备、工器具装备等环节的严重滞后，导致城区城市粪便无害化处理处于较低水平。严重影响城市居民的生活质量和身心健康。为了改善居民的生存环境，有效的控制城市粪便对城市环境的危害，提高环境卫生质量，对城市 粪便必须进行无害化处理。对 市粪便进行无害化处理是清洁城市、美化城市、争创文明卫生城市的需要，对实现城市环境综合治理的目标、改善投资环境有着重要利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 15 的意义。 施此项目的优势 政府为民营企业的发展灵活的投资环境，在很多方面给予大力的扶持，为民营企业营造宽松、稳定的政策环境。 合作社 提出了建设年产 10万吨有机肥和 400万立方米车用沼气替代石油示范项目的设想后，得到了当地政府的大力支持。通过此项目的建设，不仅可增强 合作社 的经济实力，加速 合作社 发展；对于 济水平的提高和 城市环境保护都将产生良好的经济效益、社会效益和环境效益。 作社 的战略指导思想是“致力于清洁能源和可再生能源的开发与经营，推动循环经济发展，追求更大的经济效益、更少的资源消耗、更低的环境污染。立即建成车用沼气试点，研究一套车用沼气连锁发展模式，大力取得其他城市的车用沼气城市经营权，推行连锁，实现源头上的产业化，并以此争取各种政策上的支持，并最终实现沼气产业上市”。 本工程率先利用 当地废弃物资源，通过厌氧消化技术，来生产车用沼气，以节约和替代石油，缓解日益紧张的能源危机。该项目的建 设与实施，将开创我国在车用沼气领域的先河，不仅市场前景广阔，对我国的能源行业也具有开拓性和革命性意义。同时，也积极响应了国家关于大力发展可再生能源要求，符合国家积极开展和推进可再生能源的战略方向。 城市有机废物的消纳、利用和开发，一直是全世界各国政府所重视的问题。本工程将有机废物发酵生产车用沼气，沼渣堆肥制取有机肥料。对 城市有机废物的减量化、无害化、资源化做出积极的贡献。使来源土壤的有机物回归土壤，保持土壤中有机物的平衡，使废物产生沼气变成清洁能源，这从根本上响应了国家发展循环经济和利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 16 建设节约型社会 的要求。 第三章 市场预测 利用厌氧消化技术把废弃物转化成沼气，再通过净化提纯生产车用沼气，以替代 一条非常有发展前途的解决途径。它不仅可生产可再生、清洁能源 且还可以解决废弃物的环境污染问题和生产有机肥料，具有多方面的效益。据统计，目前，全世界约有 600 多万辆燃气汽车，其中天然气汽车 300 万辆，有加气站 4000多座，并正在以较快的速度增加。日本政府计划到 2015年，力争将天然气汽车的实际使用量从目前的 4500多辆 提高到 100万辆。瑞典提出2020年之后， 要 100%使用可再生能源， 彻底摆脱对石油的依赖。 目前，瑞典有 41 个城市有燃气汽车，共有 60 多个加气站，约 1 万辆燃气汽车。 目前，在沼气车用方面，瑞士和瑞典走在了世界的前列。瑞典首都斯德哥尔摩市有 6 个沼气加气站、 34 辆沼气公交车和 1 千多辆出租车和私家车；林雪平市所有的公交车使用的都是沼气，并且生产出了世界上第一辆沼气火车。全瑞典大约有几千多辆沼气车，包括公交车、出租车和私家车。瑞士也有 2 个沼气厂专门生产沼气供车用。法国、瑞典和瑞士已分别制订了沼气车用国家标准。 我国从上世纪 80年代后期开始引进国外技术改装汽车和建设加气站，并于 1988年在四川兴建了我国第一座全进口新西兰的 1999 年开始推广“清洁汽车行动”，确定了北京、上海等 12个城市和地区作为清洁汽车示范城市。目前，北京有 72 座加气站， 2 万多辆利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 17 公交车和出租车在使用燃气。使用燃气不仅可以明显减少污染物的排放和保护环境，而且可以显著降低燃料的成本，因此，有越来越多的城市和车辆转向使用燃气。 但目前国内的燃气汽车把用的燃料多为压缩天然气和液化石油气，这些均为不可再生的资源。 中国能源发展 “ 十一五 ” 规划提出，天然气占一次能源消费总量的比例将在年内提高 到 2010年达到 受消费 水平 快速增长的拉动，我国天然气勘探开发呈现快速发展 的 趋势 。 07 年 中国天然气 产量 与上年相比增长 了 。 从国家天然气发展总体规划看， 到 2015 年 使用 天然气 的 城市 将 发展到 270 个 。本 世纪中期，全国 65的城市都将 用 上天然气。此外，各级地方政府在发展城市燃气方面也非常积极 ， 预计未来 15年中国天然气需求 量将 呈爆炸式增长，平均增速达 11一 13 。 预计到 2015年天然气需求量 将达到 1000 亿立方米， 而此时 产量约 800 亿立方米，缺口将达到 200 亿立方米以上；到 2020 年天然气需求量将超过 2000亿立方米左右，而产量仅有 1000 亿立方米，另外的 50将依赖进口。 由此可以看出 ， 我国 天然气的生产增长远低于需求增长。 天然气和液化石油气资源的严重缺乏，造成了车用气的供应十分紧张。因此，以有机废弃物生产车用沼气，做为新型可再生能源有着广阔和市场前景。 机 肥市场预测 目前 的有机肥市场有广阔的需求，约 100 万亩的土地需要有机肥施用和改良土壤结构，有机肥总需求高达 150 万吨以上，目前本项目年产沼渣沼液 有机肥 肥 场需求高于市场供给量，可以确保完全被市场所消化 利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 18 根据国际银行研究，人均国民收入达到 1000 2000 美元时，汽车拥有量增长 将 进入高峰期 。随着汽车的大量普及，车用燃料的消耗将不断增加。截至到 2006 底，我国 人均 到 2042美元， 已超过 2000美元， 2007 年中国人均 461 美元，这标志着我国已经开始进入“汽车时代”，并意味着我国在车用燃料能源的需求上正逐步进入高峰期。 现在 我国机动车消耗的石油 量已 占全国石油 消 耗 总 量 的三分之一。据预测， 到 2015 年 和 2020年机动车的燃油需求分别为 吨和 吨，为当年全国石油总需求 量 的 43%和 57%。 因此，石油能源的供应将十分的紧张。 而我国天然气的供应，主要是以民用为主，以保障居民生活用气为第一要务。在天然气供应不断紧张的形势下，车用燃气必然会越来越紧缺。根据 目前原油、天然气和发电用煤之间的比价关系，国内约为 1 国际市场约为 1 内天然气价格明显偏低 ；即使是依据国内的原油和天然气的比价关系，在原油价格不断上涨的情况下，天然气 的价格也必将逐步提升；如果要与国际市场接轨，天然气的价格必然会大幅度的提升。 前国内车用燃气价格变化 去年，国家发改委迫于国际能源价格不断上涨和国内能源消耗迅猛提升的双重压力，已经于 2012年下发通知，允许上游油气田供给工业用户天然气的出厂基准价格上调 /立方米，相当于上涨 35%，各地均可适当上调工业用气价格。通知发布后，各地纷纷上调车用天然气价格，上调幅度基本上都在 立方米以上。 从当前车用天然气价格全国普遍大涨的形势来看，影响其价格变利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 19 化的原 因有很多种，其中四个方面是决定性因素：市场需求量、车用汽油和柴油价格、车用天然气的供应量以及新型替代能源的价格。 首先，由于国际原油价格的持续高位运行，导致汽油、柴油价格不断上涨，国内油品供应紧张。许多国内汽车纷纷改装成双燃料汽车，进而使车用天然气需求量急剧增加，导致当前车用天然气市场供应偏紧。据权威机构预测，未来车用燃气市场的需求还会进一步加大。 其次，由于国内车用天然气价格是根据与汽油、柴油的性价比，并依据汽油、柴油的市场供应价制定的。因此，日益高涨的油价为车用天然气价格的提升，提供了十分有利的价格依托 。根据每百公里汽油和天然气的燃油性价比（燃烧值： 1然气 =汽油，而 1 ， 1 升汽油售价则已超过 5 元）计算，虽然国内车用天然气行业经历了数次提价，但与 国际市场原油、天然气和发电用煤之间 1 比价关系 仍有很大差距。 第三，天然气是煤和石油燃料很好的替代能源，如今应用十分广泛，目前主要应用于民用、工业和车用三个方面。而且国家首先保证民用气，其次是工业用气，最后才是车用气。总之，车用天然气供应紧张的局面短期内很难缓解。 最后，虽然新型的车用燃料市场前景广阔，但由 于目前市场份额很小，对车用天然气的替代能力有限，根本对其价格构不成冲击。相反，新型的车用气体燃料还主要以车用天然气价格为参照来制定自身的价格。新型车用燃料想对车用天然气价格造成决定性的影响还有很长的路要走。 我公司生产的车用沼气销售对象主要是国内车用燃气经销商，因此，我们十分有必要了解燃气经销商的市场采购价格。目前天然气的利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 20 采购成本在每立方米 之间，而其终端销售价为 。随着未来国内车用燃气的消耗量不断增加，车用气的价格还会不断 上升。依据汽油和天然气的燃烧性价比及成品油的价格走势得出预测，未来三到五年，车用燃气价格将在 /立方米之间。 如果车用天然气达到 /立方米的终端零售价格，其采购成本有可能突破 /立方米。 车用沼气是不可多得的可再生能源，作为天然气的替代品，其主要成分是 量占 97%以上，和天然气的成分基本一样。因此，利用车用沼气项目缓解气源紧缺问题就是一条非常有发展前途的途径。 由于本项目是车用沼气项目，目前市场上也没有车用沼气销售，因此车用沼气的出厂价 格依据车用天然气价格制定，现在确定为 立方米。因为车用气终端供应商的利润空间在 /立方米左右，照此计算，未来车用沼气销售价有可能高达 立方米，价格上升空间很大。 综上所述，未来车用沼气的价格也将随着车用天然气价格的上升而水涨船高，甚至由于其具有清洁新能源的优势从而使终端销售价格更高，发展车用沼气前景广阔。 因此，开发利用可再生新型车用燃料就成为能源科技发展的必然趋势。而在欧美国家，车用沼气作为可再生新型清洁能源，无论是技术开发还是市场应用都已经十分成熟。车用沼气技术的开发必将 成为我国发展新型能源的一条重要途径。 利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 21 第四章 产品方案及生产规模 将有机废弃物厌氧发酵后，产生的沼气经净化提纯压缩后做为车用燃料，沼液沼渣经稳定化处理后用做农用 有机 肥料。 (1)主产品：车用沼气 日产车用沼气 12000标方 年产车用沼气 400 万标方 (2)副产品：沼液 有机 肥 日产沼液 有机 肥 380 吨 年产沼液 有机 肥 吨 沼气经过提纯达到国家规定的车用标准后方可使用。我国 尚无车用沼气国家标准，因此，车用沼气将参照车用压缩天然气（ 的国家标准。 表 4 1 车用压缩天然气国家标准（ 项目 技术指标 高位发热量（ MJ/ 硫（以硫计， mg/ 200 硫化氢（ mg/ 15 二氧化碳（ ） 气（ ） 用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 22 水露点（） 在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于 13；当最低气温低于8，水露点应比最低气温低5。 注：本标准中 气体体积的标准参比条件是 20 有机废弃物经过一段时间的厌氧发酵后，残留的液体称为沼液肥，也称沼气发酵残留物。由于沼气发酵是在密闭条件下进行厌气分解，减少了氨态氮的损失，因此，保存了养料，提高了肥效。沼液肥水经过充分发酵后，不但可以杀灭其中的病菌和微生物，同时还含有丰富的多种作物所需的营养物质，如氮、磷、钾，以及多种生物活性物质，如氨基酸、微量元素、植物生长刺激素、 B 族维生素和某些抗生素等，是一种速效的优质 有机 肥料。 本项目所采用的原料经发酵后，沼液中的各种有机物含量如表 4 表 4 2 沼液中各种成份的最佳含量 成分 干物质 总氮 氨 磷 钾 在氮中的比例 含量 8（ %） 1 沼液中还会含有镁，铜，硼和钠，并且这些东西对于农作物的需求量是足够丰富的。 利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 23 第五章 工艺技术方案 车用沼气的生产原料是各种有机废弃物，其来源非常广泛，例如农村 生活垃圾、作物秸秆、畜禽粪便、食品加工废弃物和市政污泥等。我国是世界上人口最多的国家， 2010 年，我国城市 生活垃圾的产生量为 吨。同时，我国也是世界上最大的农业国家，作物秸秆年产生总量在 7 亿吨左右，畜禽粪便排泄量在 20 亿吨 /年左右。此外，全国各地建有许多污水处理厂，产生的市政污泥量也很大。这些废弃物目前都没有得到有效的处理和利用，对环境造成了严重的影响。厌氧发酵生产沼气工程均采用当地的各种有机废弃物为原料。 车用沼气工艺系统主要包括两部分：一是有机废弃物厌氧发酵系统，二是原产沼气的净化提纯压缩系统。 厌氧发酵工艺技术分为干式发酵和湿式发酵 两种。 干式发酵工艺技术 厌氧干发酵又称高固体厌氧消化，在传统的厌氧消化工艺中固体含量通常较低，而高固体消化中固体含量可达到 20% 35%。高固体厌氧消化主要优点是单位容积的产气量高、需水量少、单位容积处理量大、消化后的沼渣不需脱水即可作为肥料或土壤调节剂。随着固体浓度的加大，干发酵工艺中需设计抗酸抗腐蚀性强的反应器，同时还得解决干发酵系统中输送流体粘度大以及高固体浓度带来的抑制问题。 湿式发酵工艺技术 利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 24 湿式完全混合厌氧消化工艺（即湿式工艺）的应用最早也最为广泛。此工艺条件下固体浓度维持在 15%以下，其液化 、酸化和产气 3 个阶段在同一个反应器中进行，在发酵启动时，加入一定量的水调节含固率。 以上两种工艺技术根据发酵温度的不同又可分为中温 (35 )和高温 (55 )。 气净化提纯工艺技术概况 (1)脱硫工艺概况 目前常见的脱硫工艺技术主要有生物法和物化法。 A 生物脱硫法 沼气中的 硫 可以通过微生物被去除。大部分的硫氧化细菌都属于硫杆菌属 ,且大多都是自养的 ,即它们可以利用沼气中的 二氧化碳 来满足其 碳 营养的需要 ,主要生成物是单质硫 ,也有部分硫酸根 ,在溶液中形成硫酸会造成腐蚀。根据沼气中不同的 硫化氢 含量 ,可以往沼气中通入 2% 6%的空气 ,以满足生物氧化硫化物的需要。 最直接和简单的方法是直接往厌氧消化罐或储气罐中通入一定量的氧或空气并保持一定时间 ,因为硫杆菌随处可见 ,所以并不需要接种。消化物的表面可以提供给它们一个微观好氧环境和必需的营养以供它们生长 ,并会形成菌落上面附着一层黄色的硫。适当的温度、反应时间和空气量可以使 硫化氢 减少至 50 B 物化法 目前物化法应用较普遍的是氧化铁化学吸收法。由于 硫化氢 易与氢氧化铁、氧化铁反应生成硫化铁 ,此反应是略微的吸热反应 ,最低温度要求 12 ,最佳反应温度为 25 50 ,所以需要加热。因为氯化铁的反应需要一定量的水 ,所以沼气不能太干 ,但是应该避免生成冷凝水利用畜禽粪便及 农村 生活 垃圾中的有机废 弃 物生产 有机肥和 车用沼气替代石油示范项目 25 使球状氯化铁粘在一起 ,减少了反应表面。产生的硫化铁可以被空气氧化再生 ,生成氧化铁或者氢氧化铁和硫单质 ,再生过程中会放出大量的热 ,因此常常会发生自燃。由于在氧化铁的表面上会覆盖一层硫单质 ,所以在经过很多次重复使用后 ,就需要更换氧化铁和氢氧化铁。通常 ,一个装置中配有两个反应床 ,当一个在进行脱硫的过程中 ,另一个可以进行再生。 (2)脱碳工艺技术概况 脱除气体中的 二氧化碳 ，目前应用的主要有两种工艺：化学吸收法和变压吸附法。 A 化学吸收法 化学吸收法是使原料气和化学溶剂在吸收塔内发生化学反应， 二氧化碳 被吸收至溶剂中成为富液，富液进入脱析塔加热分解出 二氧化碳 从而达到分离回收 二氧化碳 的目的。应用较普遍的化学溶剂是乙醇胺类的水溶液。以乙醇胺类作吸收剂的方法有 (所用溶剂为一乙醇胺 )、 (二乙醇胺 )、 (甲基二乙醇胺 )、联合碳化公司的乙醇胺法 (同时添加两种防腐蚀剂 )、道化学公司的 2内添加防腐蚀剂 )以及劳尔夫 所用溶剂为二乙醇胺 )。化学吸收法的关键是控制好吸收塔和解析塔的温度与压力。 B 吸 附法 吸附法是利用固态吸附剂对原料混合气中的 二氧化碳 的选择性可逆吸附作用来分离回收 二氧化碳 的。 吸附法又分为变温吸附法 (变压吸附法 (吸附剂在高温 (或高压 )时吸附 二氧化碳 ，降温 (或降压 )后将 二氧化碳 解析出来，通过周期性的温度 (或压力 )