开发利用生物天然气是推进沼气产业化的重要途径_郭祥冰

2011．NO．4.ISSN1672-9064CN35-1272/TKISSN1672-9064CN35-1272/TK作者简介：郭祥冰，男，教授级高级工程师，现任福建省能源研究会秘书长。开发利用生物天然气是推进沼气产业化的重要途径郭祥冰1徐庆贤2（1福建省能源研究会2福建省农科院农业工程技术所福建福州350001）摘要浅谈瑞典生物天然气应用成功的范例，对我国沼气产业化历程做了一个简短的回顾，估算我国沼气资源潜力，为了能源供应的安全，必须加快生物天然气开发。借鉴瑞典、德国、丹麦等欧洲国家沼气产业化的经验，结合我国的实际，提出我国沼气产业化之路。关键词生物天然气沼气产业化途径瑞典中图分类号：TK6文献标识码：A文章编号：1672-9064(2011)04－0017－03沼气是有机物在厌氧条件下经微生物分解发酵而生成的可燃性气体，其主要成分是甲烷（占50%～70%）和二氧化碳（占30%～40%），此外还有少量的氢、氮、一氧化碳、硫化氢和氨等。每m3热值约为21520kJ，相当于0.69m3天然气热值。沼气经过提纯达到天然气标准，输入管网替代天然气或作汽车燃气，我们称之为生物天然气，可以作车用燃料或替代石化天然气。改革开放30多年来，我国的沼气事业有了长足发展，沼气技术由单一的户用沼气池发展到大中型沼气工程。截至2009年，全国户用沼气达到3507万户，大中型沼气工程22570处，生产能力达到年产沼气130.8亿m3，相当于2100多t煤炭，成为沼气大国，为农户提供了大量优质能源。然而，沼气工业化步履艰难，仍在初始阶段徘徊。中国沼气产业路在何方？本文力图从国际的经验、沼气发展的历史回顾以及未来发展的前景，探索符合国情的沼气产业发展之路。1瑞典的成功经验沼气是瑞典发展最快的可再生能源，生物天然气产业已经成熟。利用城市污水处理产出沼气最初目标是实现热电联产。但由于瑞典电力结构中水电和核电所占比重大、电价低，沼气发电缺乏竞争力，因而转向交通运输业。目前瑞典沼气产量的25%供给车用，8%用于发电，成为世界上沼气用作交通燃料第1国。2004年，以提纯后的沼气（生物天然气）驱动公交车出现在瑞典首都斯德哥尔摩街道上，该市政府计划到2025年全城公交车都由生物燃料驱动。2005年，世界上首列沼气火车在瑞典投入运行。2006年，瑞典政府宣布，将在15a内摆脱对石油的依赖，成为世界上第1个不依赖石油的国家。当前产气原料已扩展到有机垃圾、有机废水、畜禽粪便和秸杆。初期，农庄通过合同向沼气厂提供沼气原料，无偿拉回沼气厂的有机肥。现在发展为农民将沼气原料卖给沼气厂取得额外收入。原料不足成为沼气产业发展的一大障碍。总结瑞典生物天然气成功的经验有3条。（1）政府通过燃油税收支持培育一个健康快速成长的沼气市场，同时在需求侧给予补贴。在瑞典买1辆沼气车，可以得到相当于人民币8000元的补贴，还免交燃油税和停车费。（2）瑞典政府、企业、科研机构多方参与，技术、管理精益求精，因此，沼气池产气率不断提高，沼气提纯技术水平也在不断进步。（3）多方合作。各个交叉领域都为发展沼气和利用沼气而努力，沼气商产沼气、汽车制造商产沼气车、加油站配备充气设施，形成一个完整的产业链。2我国沼气产业化路线的选择2.1历史的回顾我国沼气建设初步于20世纪70年代，从建造户用沼气池开始，主要用于提供农民做饭燃料。经历了仓促发展与回落、调整与重视科技、回升与效益凸现、全面提升与发展4个阶段。1978年文革结束后，国民经济恢复发展，能源供应全面紧张，为获得更多沼气，上海虹桥养殖场率先将户用小型沼气池技术移植放大到50m3沼气发酵池。从“六五”初期到“八五”末，国家科委、农业部设立专项课题，组织科技攻关，历时15a形成大中型沼气工程成套技术。随着畜禽养殖业的快速发展，大量畜禽粪便随意排放，严重污染了水体和周围环境，也阻碍了畜牧业自身的发展。于是，2001年国家环保局下达9号令，颁布《畜禽养殖污染管理办法》，福建掀起了以污染治理为主要目标的大中型沼气工程建设高潮。至今为止，全省近8000家规模养殖场中建有沼气工程的超过1000家，建池比例超过12%，远远高于全国平均水平。2009年，对162家规模养殖场大中型沼气工程沼气使用情况进行调查，沼气利用方式详见表1。该表说明目前沼气利用领域窄、工研究与探讨172011．NO．4．ISSN1672-9064CN35-1272/TKISSN1672-9064CN35-1272/TK（下转第21页）业化利用水平低。同时进行的沼气利用率调查表明，利用率达80%以上只有1家占2.47%；利用率在30%以下的有132家，占81.49%，大部分沼气放空，既浪费了优质能源，排放的大量甲烷又加剧了温室效应。可以说这是全国农村沼气发展的一个缩影，建大中型沼气工程主要目的是应对环保