国外的生物能源利用

1、国外的生物能源利用国外的生物能源利用国外的生物能源利用 发达的畜牧业是现代农业的标志，而衡量畜牧业是否发达，其规模化饲养程度又是一个重要标志。动物的粪便通常是一种不错的有机肥料，但其含有大量甲烷气体(而甲烷会导致温室效应)；牛羊等反刍动物释放的甲烷气体含量占全世界甲烷排放量的五分之一。规 国外的生物能源利用在欧洲、美国等养殖业发达国家，牲畜粪污最常规的处理方法是囤集较长时间(半年以上)后还田，称作自然处理。但是后来调查发现，污染问题并没有很好解决。资料显示，在养殖业集中的区域，附近农田的氮、磷和重金属元素普遍超标。在一些欧洲国家，如德国、荷兰、比利时，25以上的地下水硝酸盐超过50mgL。在美

2、国虽然有较多的农田供粪污消纳，但是50以上的湖泊和27以上的河水养分超标。一到雨季，地表水被畜禽养殖粪污污染，导致BOD超标的现象比比皆是。近年来，由于人畜共传病(如疯牛病、禽流感、血吸虫病)的猖獗传播，促使发达国家加强对畜禽养殖污染的治理力度，而沼气技术被认为是一种符合循环经济发展的有效模式。 欧洲处理农村废物的沼气装置分为两类。一类称为农场沼气池(on?farm AD plants)另一类称为集中厌氧消化系统(Centralized AnaerobicDigestion，简称CAD)，后一类近年来发展很快。所谓集中厌氧消化系统，即是将一定区域内相临的农场畜禽粪便和其他有机废物收集、运输到一

3、处沼气站集中处理。集中厌氧消化装置的优点，一是具有规模经济效益，二是可采用较先进的厌氧消化处理工艺和装置设备，从而使处理效率更高。集中厌氧消化系统代表了目前欧洲沼气工程的发展趋势。 二、欧洲捷足先登 欧洲是目前农场沼气工程技术最发达、推广数量最多、技术最成熟的地区。欧洲沼气工程数量较多的国家是德国、丹麦和英国。 集中厌氧消化系统最早于在上世纪80年代末从丹麦开始运作。丹麦具有沼气生产方面最完善的法律制度以及最先进的科学技术。丹麦的家畜业十分发达，沼气生产的主要原料就是家畜的排泄物。丹麦的沼气厂是从20世纪80年代开始发展起来的，目前已经建成20座大型的CAD沼气装置，运行良好。每座装置规模在2

4、0004000m3，中温或者高温，厌氧消化工艺主要是全混合沼气发酵(CSTR)和推流式发酵工艺(Plug flow)，停留时间在12-20天。在对发酵原料预处理或后处理中，还包括一个巴氏灭菌高温消毒过程，以防止处理过程中病菌传播。沼气一般用于当地社区集中供热，或热电联用(CHP)。丹麦规模最大的沼气厂是海宁市的“Studsgard沼气厂”，建于1996年。该厂的生产原料是有机废物，全部来源于乳品业加工厂、食品厂以及家庭，每年生产700万立方米沼气，能满足约4700户居民的用电，满足1200户居民的热力供应。丹麦不允许食品加工业将有机废物倒在填海土地上，因此把这种废物交给沼气厂处理是一种比较廉价

5、的处理方法。 世界最大生物气体装置在德国东部，于2009年初投用，生物气体直接进入天然气管网。位于德国东部Konnern的生物气体装置能使1500万立方米生物甲烷进入天然气管网供德国用户使用。在Konnern四周的30个生物气体发生场每年要接受12万吨原材料，主要是谷物作物。8个发酵罐预计每年产生3000万立方米生物气体，被加工成1500万立方米生物甲烷。德国小规模生物气体设施采用液态粪便为原料。使用液态粪便为原料的150KW生物气体设施成本为0.04欧元KWh，对用户有很好的吸引力，从而减少对俄罗斯天然气进口的依赖。2007年，投资为1000万欧元的生物气体装置已将600万立方米生物甲烷送入

6、天然气管网。生物气体发展升温缘于2007年使关键技术取得突破，从而可使生物气体注入天然气管网中。德国设置生物气体能力为1280MW，拥有约3750套生物气体设施。据德国生物气体协会的预测，到2020年，德国将有高达20的天然气需求将来自生物气体供应。 英国于2008年10月在伦敦投用第一座压缩生物甲烷(CBS)加注站，以用于支持以煤层甲烷气(CBM)为动力的街区清洁汽车运营。Gasrec公司是英国第一家液体生物甲烷燃料生产商，得到后勤合作伙伴Hardstaff集团的支持，该设施应用于由英国最大的废弃物管理集团Veolia环境服务公司拥有的汽车加注CBS。该CBS从填埋地产生的沼气生产，在所有的

7、商业化适用的生物燃料中具有最低的碳密度，排放比化石燃料低70。 三、美国后来居上 国外的生物能源利用(2)美国发展沼气工程起步较晚，但发展很快，目前约有40个农场沼气工程投入运行(主要是处理奶牛场粪污)。 美国农场沼气工程多数采用推流式发酵工艺。这类沼气装置采用半地埋式、上部用复合橡胶袋覆盖，主要用于处理干清 美国旧金山废物管理公司与林德北美公司于2008年4月底组建合资企业，在加州Livermore附近Altamont填埋地将埋地沼气用作汽车燃料。两家公司合资建设液化天然气(LNG)设施系统，使埋地沼气液化。废物管理公司收集填埋地有机废物自然分解产生的沼气。该设施于2009年投用，生产高达1

8、.3万加仑天液化天然气(LNG)。项目投资为1500万美元，得到加州一体化废物管理局、加州空气资源局和南部海岸空气质量管理区的大力资助。这一埋地沼气用于汽车燃料项目将减少温室气体排放超过3万吨年。 Ridgewood可再生电力公司于2008年12月8日宣布在美国罗德岛开发41MW埋地气体发电项目，该设施将是美国第二大埋地气体发电厂。该项目到2010年底分三个阶段完成，投资约为8000万美元。 四、发展中国家不甘落后 印度是继中国之后最大的发展中国家，也是继中国之后户用沼气数量最多的国家，已经建成约300万口户用沼气装置。此外还实施了近2000个大中型沼气工程。印度的户用沼气装置主要用作生产农村

9、能源，以牛粪为主要原料，沼渣沼液用作有机农肥。 地处加勒比海的古巴虽然是个小岛国，但它却于2009年在中部Cienfuegos省设置现代化生物气体发电装置。该装置采用Palmira城镇养猪场猪排泄物产生生物气体。据称，小小的古巴拥有700多套生物气体装置，最大装置在哈瓦那，与联合国工业发展组织共同开发。 地处喜马拉雅山麓的山国尼泊尔，其农村也在大规模使用沼气。尼泊尔将近85的人口生活在农村地区，农村人口大约为2千7百万。其中95的农村人口使用诸如木材和农业废料等传统燃料。这些燃料不仅能源利用率极低(真正利用的能量仅占燃料含有能量的5到10)，而且造成严重的室内烟尘污染，被称为“厨房中的杀手”。20世纪50年代末，尼泊尔开始引入沼