我国沼气工程商业化发展和国家行动计划- 大中型沼气工程商业化发展国家

1、1顾树华顾树华, ,教授教授清华大学能源环境经济研究院清华大学能源环境经济研究院 电话mail: 2l概念概念l机遇与挑战机遇与挑战l行动与计划行动与计划31.1 什么是沼气？什么是沼气？ 一种可燃气体一种可燃气体 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 沼气是怎么产生的沼气是怎么产生的分解发酵分解发酵l有机物在厌氧条件下经微生有机物在厌氧条件下经微生物分解发酵而生成的可燃气物分解发酵而生成的可燃气体，主要成分是体，主要成分是CH4和和CO2l发酵过程是五群细菌参与的发酵过程是

2、五群细菌参与的活动活动发酵细菌、产氢产乙发酵细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌l沼气发酵的条件沼气发酵的条件发酵原料、发酵原料、厌氧活性污泥、温度、酸碱厌氧活性污泥、温度、酸碱度、负荷营养物质、搅拌等度、负荷营养物质、搅拌等5l工艺流程一般包括五部分：原料的收集；原料工艺流程一般包括五部分：原料的收集；原料的预处理；消化器（沼气池）；出料的后处理；的预处理；消化器（沼气池）；出料的后处理；沼气的净化、储存和输配沼气的净化、储存和输配1.3 沼气工程工艺流程沼气工程工艺流程6l利用粪便制取沼气的全套工程设施利用粪便制取沼

3、气的全套工程设施 ，包括原料，包括原料的预处理、厌氧消化、沼气净化及输配、发酵的预处理、厌氧消化、沼气净化及输配、发酵残留物后处理以及工艺流程的控制、监测五个残留物后处理以及工艺流程的控制、监测五个部分组成部分组成1.3 集约化禽畜场沼气工程集约化禽畜场沼气工程7l万头育肥猪场，日产粪万头育肥猪场，日产粪水水603，设计池容，设计池容500m3，产气率为，产气率为0.39m3/m3d，总投资为，总投资为175万元万元l年产沼气年产沼气10万立方米，万立方米，固体有机肥固体有机肥540吨吨l收益收益=沼气沼气+有机肥有机肥+避免避免排污罚款排污罚款+畜禽发病率减畜禽发病率减少避免的损失少避免的损

4、失lCOD、BOD去除率分别去除率分别70 %、75%以上以上1.3 集约化禽畜场沼气工程集约化禽畜场沼气工程8l利用工业有机废水、废渣生产沼气利用工业有机废水、废渣生产沼气l包括酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸、屠宰等包括酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸、屠宰等l可转化为沼气的资源量约可转化为沼气的资源量约107亿立方米亿立方米/年年1.3 工业有机废水沼气工程工业有机废水沼气工程9l生产清洁能源生产清洁能源高效、可再生能源高效、可再生能源l治理环境污染治理环境污染处理粪便、垃圾、有机废处理粪便、垃圾、有机废水、废渣水、废渣l提高企业经济效益提高企业经济效益综合利用、改善生产综合利用、改

5、善生产条件条件l形成新的产业形成新的产业设计、施工、副产品生产设计、施工、副产品生产销售、配套设备加工销售、配套设备加工1.4 沼气工程的作用沼气工程的作用102.1 粪便资源亟待开发利用粪便资源亟待开发利用l“菜篮子菜篮子”工程发展工程发展全国集约化畜禽养殖场达全国集约化畜禽养殖场达1万家万家以上，粪便处理利用不到以上，粪便处理利用不到10%l粪水污染严重粪水污染严重水体富营养化、臭气水体富营养化、臭气l粪便是可利用的资源粪便是可利用的资源生产清洁能源、增加能源供应；生产清洁能源、增加能源供应；生产高效有机肥、发展生态农业生产高效有机肥、发展生态农业l畜禽粪便资源总量（干物质）约畜禽粪便资源

6、总量（干物质）约1.8亿吨，实际可利用亿吨，实际可利用量约量约4000万吨，可产沼气近万吨，可产沼气近100亿立方米，按热值相当亿立方米，按热值相当于于800万万tce，用于发电可装机，用于发电可装机500万万kW，年发电量，年发电量150亿亿kWh11l有机污染治理有物理化学和生化处理方法有机污染治理有物理化学和生化处理方法l物理化学办法物理化学办法过滤、凝聚沉淀等，成本极高且难以过滤、凝聚沉淀等，成本极高且难以达标达标l生化处理方法生化处理方法厌氧、好氧和厌氧厌氧、好氧和厌氧-好氧并用好氧并用l采用厌氧处理设备投资少，可同时获得环境、经济和采用厌氧处理设备投资少，可同时获得环境、经济和社会

7、效益社会效益l我国适合厌氧消化的高浓度有机废水排放量年我国适合厌氧消化的高浓度有机废水排放量年25.2亿亿立方米以上，年废渣立方米以上，年废渣7400万万m3，可转化为沼气，可转化为沼气108亿亿m3，热值相当于，热值相当于800万万tce，可装机，可装机50万万kW，年发电，年发电150亿亿kWh2.1 厌氧是处理工业有机废水的最合理方法厌氧是处理工业有机废水的最合理方法12l 2001年工业沼气年工业沼气600多座，池容多座，池容150万万m3，年年 处理废水处理废水1.5亿亿m3，年产沼气，年产沼气10.0亿亿m3l 2000年农业沼气年农业沼气853座，池容座，池容22万万m3，年，年

8、处理粪便处理粪便1500万万t，年产沼气，年产沼气0.5亿亿m32.2 13已实施了商业化示范项目已实施了商业化示范项目l国内示范项目国内示范项目lUNDP/GEF3个商业化发展示范项目个商业化发展示范项目有国外发展经验可借鉴，德国在有国外发展经验可借鉴，德国在35年内，年内，沼气工程发展了沼气工程发展了2000多处，并且是商业化运多处，并且是商业化运作作 2.3 14初始投资大，自我融资能力不够初始投资大，自我融资能力不够l万头猪场沼气工程初始投入万头猪场沼气工程初始投入150-200万元万元l工业工业2500池容沼气工程池容沼气工程400-500万元万元 2.4 15治理成本和沼气产品成本

9、高治理成本和沼气产品成本高l工业废水工业废水 2.50元元/m3废水，发电废水，发电 0.35元元/kWhl养殖场养殖场 7.5元元/m3粪水，发电粪水，发电0.7元元/kWh 2.4 16市场风险大市场风险大l禽畜产品和食品产品不确定因素大，风险大禽畜产品和食品产品不确定因素大，风险大l难以吸引各方投资者难以吸引各方投资者 2.4 17环保政策执行缺乏力度环保政策执行缺乏力度l三同步三同步l排污费低于治理费排污费低于治理费 2.4 18能源产品缺乏法律保障和政策扶持能源产品缺乏法律保障和政策扶持l沼气、电力市场准入和上网沼气、电力市场准入和上网l经济激励政策经济激励政策 2.4 19l规模和

10、速度与形势发展的要求很不适应：规模和速度与形势发展的要求很不适应：- 德国在仅仅过去的德国在仅仅过去的3-5年期间，沼气工程就发年期间，沼气工程就发展到了约展到了约2000处，并且都是商业化运行处，并且都是商业化运行 - 德国的经验：为实施可持续发展、治理污染、德国的经验：为实施可持续发展、治理污染、减少温室气体排放制定了鼓励发电上网的法减少温室气体排放制定了鼓励发电上网的法律律优惠电价；优惠投资优惠电价；优惠投资低息、贴息贷款；低息、贴息贷款；环保和资源利用法律保障环保和资源利用法律保障 - 农场主的积极性：新的收入来源农场主的积极性：新的收入来源 2.4 203.1 总体目标：总体目标：l

11、促进大中型沼气工程商业化，加快促进大中型沼气工程商业化，加快可再生能源开发利用和产业发展，可再生能源开发利用和产业发展，为国家制订沼气发展规划提供科学为国家制订沼气发展规划提供科学依据依据21l摸清家底：沼气资源分布、发展潜力、环摸清家底：沼气资源分布、发展潜力、环境影响、产业化发展现状、技术路线境影响、产业化发展现状、技术路线l障碍分析障碍分析：技术、融资机制及政策：技术、融资机制及政策l行动计划：行动计划：目标、行动、可实施方案目标、行动、可实施方案l政策措施：政策措施：法规、政策、运行机制法规、政策、运行机制 3.2 22l集约化畜禽养殖场沼气工程集约化畜禽养殖场沼气工程l工业有机废水沼气工程工业有机废水沼气工程l沼气民用：集中供气沼气民用：集中供气-炊事炊事l沼气供热：锅炉沼气供热：锅炉l沼气发电：沼气发电： 3.3 231.1.指导思想和目标指导思想和目标2.2.行动框架、重点区域、流域及内容行动框架、重点区域、流域及内容3.3.商业化运行模式与可操作的实施方案、商业