国产麻豆精品精东影业AV网站,日本公与熄乱理在线播放,韩国三级a视频在线观看,欧美亚洲精品中文字幕乱码

在化石能源日漸匱乏的今天,能源緊張已成為  全球重大問(wèn)題。為緩解能源壓力,世界各國積極將  能源發(fā)展轉至可再生資源領(lǐng)域。沼氣作為安全穩定的可再生能源在全球得到了快速發(fā)展。雖然沼氣工程在中國受到了極大的重視,取得了迅速的發(fā)展,但也存在著(zhù)沼氣產(chǎn)品補貼力度不夠、沼氣配套技術(shù)、沼氣行業(yè)產(chǎn)業(yè)化和規范化程度低等問(wèn)題。德國是當今沼氣工程技術(shù)發(fā)展和實(shí)踐應用最成功的國家

之一,在政策法規、發(fā)酵工藝、技術(shù)設備、管理體系上積累了豐富的經(jīng)驗4。與德國相比,我國沼氣工程在發(fā)展政策、發(fā)酵工藝、技術(shù)創(chuàng )新、管理模式、沼渣沼液利用等方面均存在明顯的差異,劉偉偉、顏麗、鄧良偉等人根據我國沼氣工程現狀提出了提高沼氣產(chǎn)品政策補貼、引進(jìn)先進(jìn)工藝技術(shù)、加強技術(shù)創(chuàng )新等建議  5-7)。在這些研究中,大多學(xué)者僅從政策、發(fā)展現狀、發(fā)展技術(shù)等某一方面對兩國進(jìn)行對比分析,并且

德國在2017年修訂了《可再生能源法》之后,對整  個(gè)沼氣產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響。因此,本文在前人  分析的基礎上,結合德國沼氣工程最新的政策及發(fā)  展現狀對中德沼氣工程在政策、沼氣發(fā)展現狀、沼氣  發(fā)酵原料、發(fā)酵工藝及技術(shù)設備、管理服務(wù)體系等方  面進(jìn)行了詳細對比分析并提出相應的建議,以期為  我國沼氣工程更好地發(fā)展提供一定的借鑒。

1中德沼氣工程政策法律框架比較

1.1德國政策法律框架

德國沼氣工程發(fā)展建立在德國《可再生能源  法》(EEC)基礎之上,該法案從2000年至2017年共進(jìn)行了五次修訂(詳見(jiàn)表1)。法案在2000年頒布之初就規定了可再生能源發(fā)電上網(wǎng)的電價(jià)補貼機制——電網(wǎng)必須優(yōu)先考慮可再生能源電力,并且從表1可以看出,《可再生能源法》(EEG)囊括了整個(gè)

沼氣工程產(chǎn)業(yè),也推動(dòng)了德國可再生能源的蓬勃發(fā)展,其頒布和修訂對德國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)電數量、總裝機容量、能源作物種植面積及種植量、政策補貼、市場(chǎng)化程度等方面均產(chǎn)生了重大影響”。在2017年最新的一次修訂中,EEG-2017引入了可再生能源招標制度,取消了能源作物獎勵,進(jìn)一步加速了可再生能源市場(chǎng)化進(jìn)程,促進(jìn)了德國可再生能源在技術(shù)上的提升0

根據EEG修訂情況(見(jiàn)表1)可以看出,德國沼氣工程政策具有靈活的變動(dòng)性,會(huì )根據沼氣工程在發(fā)展過(guò)程中存在的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行整改、修訂。同時(shí),法案的修訂逐步削弱了政府在可再生能源發(fā)展過(guò)程中的主導作用,將可再生能源逐步推向市場(chǎng),推動(dòng)了可再生能源產(chǎn)品的市場(chǎng)化進(jìn)程,也使德國沼氣工程盈利方式由依賴(lài)政府對能源作物補貼、上網(wǎng)發(fā)電補貼向通過(guò)技術(shù)提升轉變。

1.2中國政策法律框架

我國沼氣工程發(fā)展起步于20世紀20年代末,  在國家的大力支持下,沼氣行業(yè)得到了迅速的發(fā)展。從表2和表3可以看出,我國沼氣產(chǎn)業(yè)政策形式多樣,國家通過(guò)法律、各部委發(fā)展規劃、產(chǎn)業(yè)政策指導、財稅政策、規范與標準等形式來(lái)鼓勵沼氣工程的發(fā)展,這些政策囊括了沼氣工程建設、原料利用、技術(shù)

開(kāi)發(fā)、補貼費用等各方面。  與德國相比,雖然我國沼氣工程在政策上得到  了國家的大力支持,國家、各省市通過(guò)財政補貼來(lái)支  持沼氣工程的發(fā)展建設,但政策形式較為分散,尚未  形成系統化的支持政策。雖然對沼氣發(fā)電上網(wǎng)和沼  氣工程建設有明確的補貼政策,但從沼氣產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看,國家欠缺對原料收運、沼氣發(fā)電、拓展沼氣應用

領(lǐng)域及技術(shù)創(chuàng )新等相應的政策補貼。國家對沼氣的發(fā)展具有明確的規劃,但是我國對沼氣工程存在的  主要問(wèn)題缺少探究,在政策上缺乏靈活變動(dòng)。近幾

年,雖然也開(kāi)始將我國沼氣工程逐步引入市場(chǎng),但是由于技術(shù)、設備和市場(chǎng)欠成熟,使得現今的沼氣產(chǎn)品市場(chǎng)化程度低。

2中德沼氣工程利用現狀

2.1德國沼氣工程利用現狀  德國沼氣工廠(chǎng)主要分布于德國西北部和南部的  巴伐利亞州、下薩克森州和巴登符騰堡州的聯(lián)邦州,是目前歐洲乃至世界沼氣工程技術(shù)最發(fā)達的國

家。從圖1可知,德國沼氣工程在過(guò)去的20年  中得到了快速發(fā)展,其中沼氣工程的數量從1990年  的850處增長(cháng)到2016年的9004處,增長(cháng)了10倍以  上,約占歐洲的62%m;總裝機容量也從199年的  55MW增至2016年的4018MW。

德國沼氣工程產(chǎn)業(yè)普遍采用“沼氣發(fā)電、余熱生溫、中高溫發(fā)酵、氣囊儲氣、自動(dòng)控制、沼渣沼液施肥”的模式。沼氣產(chǎn)品主要用于發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電,并開(kāi)始拓展沼氣應用領(lǐng)域,將沼氣提純后并入天然氣管網(wǎng)或作為汽車(chē)燃料12-2,制定了到2020年提純沼氣占到天然氣總用量20%的目標2。根據德國相關(guān)統計數據顯示,2016年德國沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)廠(chǎng)(包括生物甲烷熱電聯(lián)產(chǎn))共計10344個(gè),電廠(chǎng)裝機容量為4538MW,沼氣發(fā)電量為33689GWh(占可再生能源總發(fā)電量近8%),其中沼氣總發(fā)電量的92%被污水處理廠(chǎng)消耗,其余8%輸入至公共電網(wǎng)9.23.-24

然而EEG-2017修訂后,德國將沼氣工程擴展量限制在150MV以?xún)?2017~2019年),預計到2025年新的沼氣廠(chǎng)的規模的擴大將受到限制。盡管如此,德國沼氣工程總量預計到2020年將達12000個(gè),裝機總量將達4800MW,沼氣發(fā)電量將占全國發(fā)電總量的7.5%。到2035年德國沼氣工程的裝機容量將達到1.5GW,并且到2050年農民收入將有1/4來(lái)自于沼氣工程2

對于德國沼氣發(fā)酵殘留物,由于其性質(zhì)不穩定,德國政府規定,必須經(jīng)過(guò)180天(含發(fā)酵時(shí)間)保存后才能農用,故殘留物一般需要在發(fā)酵罐經(jīng)過(guò)3~6個(gè)月存貯,然后作為有機肥噴施至周?chē)r田進(jìn)行綜合利用,并且不存在二次污染的問(wèn)題321。

2.2中國沼氣工程利用現狀

根據我國農村可再生能源統計(見(jiàn)表4)可以看

出我國沼氣工程主要用于處理農業(yè)廢棄物和凈化生  活污水,較少用于處理工業(yè)廢棄物。表5顯示出我  國從2000年-2016年農村戶(hù)用沼氣池的數量上增  長(cháng)了約5.5倍,并且存在新增量、報廢量、戶(hù)用沼氣  利用量和總產(chǎn)氣量均較大,年戶(hù)均產(chǎn)氣量較低的特  點(diǎn)。截至2015年底,中小型沼氣工程有103898處,  大型沼氣工程6737處,特大型沼氣工程34處,以秸  稈為主要原料的沼氣工程有458處,以畜禽糞污為主要原料的沼氣工程110170。至2012年底,我國沼氣工程裝機容量達165731KW,年發(fā)電量達43280.02萬(wàn)KW·h

通過(guò)《可再生能源中長(cháng)期發(fā)展規劃》可知,至2020年,我國沼氣年利用量將達44億m3,而且據2016年國家發(fā)布的《生物質(zhì)能發(fā)展“十三五”規劃》,預計到2020年生物質(zhì)發(fā)電總裝機容量達1500萬(wàn)KW,其中沼氣發(fā)電量占50萬(wàn)KW,沼氣發(fā)電利用將得到迅速發(fā)展。

在我國,大中型沼氣工程的沼渣通常進(jìn)行堆肥化處理、直接銷(xiāo)售或與其他化肥混合作為復合肥出售,沼液則主要提供給當地農民作為肥料和灌溉用

水,但由于沼渣沼液肥效欠佳且使用不便,沒(méi)能得到  農戶(hù)的普遍認同和施用2-281。戶(hù)用沼氣池產(chǎn)生的  沼渣常作為優(yōu)質(zhì)的基肥,沼液則主要用于灌溉進(jìn)行  利用。

從德國沼氣工程利用現狀可以看出,德國的沼氣工程發(fā)展模式非常成熟。我國沼氣工程則主要為分散的戶(hù)用沼氣池,對大中型沼氣建設和應用起步則相對較晚,還存在沼氣產(chǎn)品綜合利用率低、報廢量大、沼氣發(fā)電及利用率低值化、農戶(hù)對沼渣沼液的施用接受度較低等問(wèn)題,可見(jiàn)我國沼氣工程在沼氣利上還有很大的提升空間。

3中德沼氣工程技術(shù)比較

3.1沼氣發(fā)酵原料

3.1.1德國沼氣發(fā)酵原料  在德國,沼氣工程發(fā)酵原料主要為畜禽糞便、能  源作物,約占所有發(fā)酵原料的92%。青貯玉米作為  能源作物約占發(fā)酵原料總量的70%,青貯谷物等青  貯植物約占8%。生物廢棄物、工業(yè)有機廢棄  物、工農業(yè)殘余物作為原料在沼氣工程中使用率不  高,不足3%,其中城市生物廢棄物和工業(yè)、農業(yè)、商

業(yè)廢棄物主要用于裝機容量(>500KW)的沼氣工廠(chǎng)。根據沼氣工廠(chǎng)實(shí)際情況,大多沼氣工廠(chǎng)都采用混合原料進(jìn)行發(fā)酵,這有利于發(fā)酵系統的穩定運行,有效提升了發(fā)酵效率。

3.1.2中國沼氣發(fā)酵原料

我國沼氣原料十分豐富,主要為畜禽糞便和農作物秸稈,其產(chǎn)生量分別為7億噸和30億噸,而相比之下,以畜禽糞便作為發(fā)酵原料使用更為廣泛  [29,30,31  隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展、市場(chǎng)需求的轉變,沼氣工業(yè)化進(jìn)程不斷加快,沼氣發(fā)酵原料也趨于多樣  化,工業(yè)有機廢水、市政污泥和生活垃圾等不同種類(lèi)的廢棄物也開(kāi)始用作沼氣發(fā)酵原料。

3.2發(fā)酵工藝及技術(shù)發(fā)展

3.2.1德國發(fā)酵工藝及技術(shù)發(fā)展

在德國,濕式發(fā)酵工藝占德國整個(gè)沼氣工廠(chǎng)的0%,固體發(fā)酵工藝約占10%。。最常采用的濕式發(fā)酵技術(shù)是中溫(38℃-43℃)發(fā)酵,通過(guò)全混合產(chǎn)  儲氣一體式反應器(CSTR)實(shí)現,料液濃度根據工程原料不同可分為低濃度(TS≥6%-12%)和高濃度  (TS≥30%,農作物秸稈原料),滯留期一般為30

天

從技術(shù)發(fā)展來(lái)看,德國沼氣工程熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)可提升沼氣工程綜合效益、提升能源品味和能源轉換率、提高沼氣工程產(chǎn)量和維持設備運行的穩定性,因此德國沼氣工程98%均采取熱電聯(lián)產(chǎn)方式利用沼氣,并且德國沼氣工程使用的內燃機發(fā)電技術(shù)世界領(lǐng)先,裝機容量在200KW以下使用雙燃料機組,發(fā)電效率為3%-37%,裝機容量在200KW以上使用點(diǎn)燃式沼氣發(fā)動(dòng)機,發(fā)電效率約為34%  37%,現今也有少量沼氣工程開(kāi)始使用有機朗肯循  環(huán)技術(shù)將余熱用于發(fā)電21。同時(shí),德國沼氣工程自  動(dòng)化監控技術(shù)也非常成熟,主要采用分布式控制系  統(DCS)、現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(FCS)等工業(yè)化控制  系統,有了這些控制系統后,僅在物料進(jìn)出時(shí)需要人  工干涉,其余環(huán)節均能實(shí)現自動(dòng)化運行3。

3.2.2中國發(fā)酵工藝及技術(shù)發(fā)展  與德國不同的是,我國沼氣工程對常規、高效的  厭氧發(fā)酵工藝都有所應用。從發(fā)酵技術(shù)上來(lái)看,秸

稈高效厭氧發(fā)酵固態(tài)化學(xué)預處理技術(shù)、秸稈及畜禽  糞便干發(fā)酵技術(shù)、有機廢棄物一體化兩相發(fā)酵技術(shù)尚處于示范階段,糞便厭氧發(fā)酵除沙技術(shù)、沼氣發(fā)酵功能微生物強化技術(shù)均在實(shí)際的沼氣工程中得到了推廣應用。表6顯示了我國典型的沼氣工程案例,可見(jiàn)我國沼氣工程的發(fā)酵工藝選擇主要根據發(fā)酵原料,不同的技術(shù)指標,實(shí)現對不同原料的資源化利用。在沼氣工程自動(dòng)化控制程度上,由于研發(fā)人  員比較重視厭氧消化工藝本身的研究開(kāi)發(fā),忽視了  配套設備的研制與引入,因此自動(dòng)化程度較低2。  從我國近幾年沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)相關(guān)報道可知,我  國沼氣發(fā)電機熱電聯(lián)產(chǎn)效率在20%-30%3。  國家現階段也開(kāi)始大力發(fā)展沼氣熱電聯(lián)產(chǎn),其中國  家能源局出臺了“關(guān)于開(kāi)展‘百個(gè)城鎮’生物質(zhì)熱電  聯(lián)產(chǎn)縣域清潔供熱示范項目建設的通知”,為探索  生物質(zhì)發(fā)電全面轉向熱電聯(lián)產(chǎn)、完善生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)政策措施提供依據。

由上述分析可知,中德沼氣工程在發(fā)酵原料和工藝上差異不大。但從技術(shù)和設備上與德國相比,我國沼氣工程的熱電聯(lián)產(chǎn)效率、自動(dòng)化程度及技術(shù)設備水平均較低,這阻礙了我國沼氣產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。4中德沼氣工程管理模式

德國沼氣工程經(jīng)營(yíng)管理引入了現代化的農場(chǎng)經(jīng)

營(yíng)模式,具有人員少、效率高、操作規范、專(zhuān)業(yè)技術(shù)  強、機械化程度高、運行費用低等特點(diǎn)。在服務(wù)體系上,德國擁有專(zhuān)門(mén)的沼氣產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )和技術(shù)服務(wù)性企業(yè),利用健全的沼氣社會(huì )化專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)體系來(lái)推動(dòng)沼氣產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

我國農村沼氣工程的經(jīng)營(yíng)管理主體主要有政府、民間社會(huì )公益性或經(jīng)濟性團體、經(jīng)濟組織或其混

合主體,對于農村大中型沼氣工程則常通過(guò)系統集  中化管理實(shí)現對資金、技術(shù)的保障”。

5德國沼氣工程對推進(jìn)我國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示

建議

過(guò)對德國與我國沼氣工程在政策法規、發(fā)醇  和技術(shù)設備、沼渣沼液綜合利用以及管理服務(wù)體系的對比分析,結合我國沼氣工程發(fā)展現狀,筆者對我國沼氣工程今后的發(fā)展提出了以下建議:

(1)完善沼氣產(chǎn)業(yè)鏈上的政策措施,特別是在沼氣發(fā)展的初期,政府需加大補貼力度;同時(shí),政策需要隨著(zhù)沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展靈活調整,讓大中小沼氣工程運營(yíng)業(yè)主有利可圖,讓使用沼氣終端產(chǎn)品的用戶(hù)看到使用沼氣的便捷性、環(huán)保性,在沼氣產(chǎn)業(yè)初具規模后,再通過(guò)政策引導,不斷提升沼氣行業(yè)的市場(chǎng)化程度。

(2)引進(jìn)適用于我國沼氣工程發(fā)展的技術(shù),學(xué)習德國通過(guò)多學(xué)科交叉研發(fā)創(chuàng )新技術(shù)和拓展沼氣產(chǎn)品的應用領(lǐng)域,實(shí)現沼氣工程的自動(dòng)化、機械化、產(chǎn)業(yè)化,提升我國沼氣行業(yè)的核心競爭力。

(3)我國政府需要重視沼氣工程的配套管理模式和后期服務(wù)體系的建設,同非政府團體相互協(xié)作,引進(jìn)更多具有沼氣工程管理經(jīng)驗的人員,將沼氣建設和有效的管理服務(wù)體系運作起來(lái),保障沼氣工程長(cháng)效發(fā)展。

(4)加強我國沼氣工程在建設、運營(yíng)后期管理  維護等環(huán)節的調研,針對具體的問(wèn)題提出具體的對策和解決方案

摘自《中國沼氣》第4期 徐慧 韓智勇 吳進(jìn) 施國中

——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————