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德國沼氣工程的發展現狀及對我國發展的啟示

作者:admin 發布日期: 2020-02-10 二維碼分享

河南沼氣設備廠家之截至到2010 年底, 德國共建成500 m3 以上沼氣工程6 000 多處,這些沼氣工程所產沼氣,有98% 是用來發電。目(mu)前德國年平(ping)均用電大約是(shi)5 200億kW?h。據(ju)德(de)國沼(zhao)氣協會人士(shi)預測,到(dao)2020 年德(de)國有(you)47% 的(de)電(dian)將來自于(yu)新能(neng)源(風(feng),水,太(tai)陽,生物(wu)能(neng)),其(qi)中生物(wu)能(neng)發(fa)電(dian)所占比(bi)重(zhong)將會越(yue)來越(yue)高。

1.德國沼氣工程發展(zhan)現狀

1.1 規模(mo)

德國沼氣(qi)工(gong)程(cheng)從20 世紀90 年代(dai)初開始建設(she), 當時全國僅有(you)139個沼氣(qi)工(gong)程(cheng)。2000 年(nian)德國“ 可(ke)再生(sheng)能源法” (“Renewable EnergyAct”, EEG) 開(kai)始實施, 通過示范工程建設,沼氣工程建設快速增(zeng)長,從2000 到2004 的4 年(nian)間(jian)就增(zeng)加了1 450處。截至到2010 年(nian)已(yi)建成(cheng)6 000 個(ge)沼氣(qi)工程,遍(bian)布整個(ge)德國(guo),總(zong)裝(zhuang)機(ji)容(rong)(rong)量(liang)為(wei)2 700 MW,裝(zhuang)機(ji)容(rong)(rong)量(liang)在2 MW 的沼氣(qi)廠(chang)有40 家(jia),.小(xiao)裝(zhuang)機(ji)容(rong)(rong)量(liang)為(wei)50 kW,德國(guo)十幾年(nian)來沼氣(qi)工程數量(liang)和總(zong)裝(zhuang)機(ji)容(rong)(rong)量(liang)和增長情況。德國的沼氣工程投資多以發電裝(zhuang)機容量(liang)計算,每千瓦(wa)裝(zhuang)機容量(liang)的投資額約為3 000 ~ 4 000 歐元。有470 個沼(zhao)氣公司從事沼(zhao)氣工(gong)程的設(she)計、建造(zao)和設(she)備(bei)供(gong)應。目(mu)前(qian),可再(zai)生能源已占德國整個(ge)能源消耗的8.6%。而且其(qi)發展潛力很大(da),據估計,其(qi)原料的理論利用量能滿足220 000 個沼氣(qi)(qi)工程(cheng)的需要(yao)(包括(kuo)農場小(xiao)型(xing)沼氣(qi)(qi)工程(cheng)和大型(xing)沼氣(qi)(qi)工程(cheng))。[1]德(de)國(guo)沼(zhao)氣(qi)生(sheng)物質能協會——IBBK 沼(zhao)氣(qi)中心(xin)Ketenner 先生(sheng)介紹,德(de)國(guo)沼(zhao)氣(qi)技(ji)術在(zai)歐洲處于(yu)..地位。

1.2 德國沼氣工程的特點

在德(de)國,沼(zhao)氣(qi)工(gong)程主(zhu)要(yao)采用全混合厭(yan)氧發酵工(gong)藝,以獲取(qu)能源(yuan)為(wei)主(zhu)要(yao)目的(de),因此追求.大原料(liao)產氣(qi)率是這些工(gong)程.為(wei)重要(yao)的(de)經濟(ji)指標。沼氣工程(cheng)所處(chu)理的有機廢棄物比(bi)較廣泛,如:畜禽糞便、青貯飼料(liao)、廚余殘(can)渣、生活(huo)有機垃(la)圾、動物(wu)屠宰的(de)廢(fei)棄物(wu)、農副產品加工(gong)的(de)廢(fei)棄物(wu)等。德國每年(nian)的秸稈產量大約為4 800 萬t,畜(chu)禽糞便所含干物質(zhi)可達57 500 t。農作物和秸稈的產氣率(lv)較高,如玉米、甜(tian)菜、甜(tian)高粱及大麥的干(gan)物質產氣率(lv)可(ke)高達(da)600 ~ 1 000 m3/t ;而動物糞便與這些原料(liao)摻在一起(qi)進行(xing)混合發酵,可(ke)以彌補這些原料(liao)氮源不足(zu)的(de)問題,從而更有利(li)于沼氣的(de)生(sheng)產(chan)。由于混(hun)合發酵原料SS 含量(liang)和TS濃度都比較高(gao),適合采用全混(hun)合厭(yan)氧反應器。在(zai)德國,約90% 為立(li)式(shi)全(quan)混(hun)合反(fan)應(ying)器(qi),少數采用臥式(shi)反(fan)應(ying)器(qi),主要用于(yu)含沙和纖維量高的(de)原料,而且受結構(gou)限制此類反(fan)應(ying)器(qi)的(de)容積一般低(di)于(yu)300 m3,還有不到10% 的(de)工程采用兩種反(fan)應(ying)器(qi)聯合應(ying)用的(de)方式(shi)。沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)工程配套設(she)備與技術裝備**,如進料設(she)備、攪拌設(she)備、脫硫設(she)備、沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)存(cun)儲設(she)備、熱電(dian)聯產(chan)成套設(she)備等優良性均處于世界沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)行業的..地位.并且沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)工程自動化(hua)程度(du)高。沼(zhao)氣(qi)工程無論規模大小全部只需一人(ren)管理即可(ke)穩定運行,節省人(ren)力資源,降低(di)運行成本(ben)。此外,由于實(shi)施熱電聯產(chan)(依靠發(fa)電余(yu)熱給厭(yan)氧消(xiao)化裝置(zhi)增溫(wen)(wen)(wen)、保(bao)溫(wen)(wen)(wen)),即(ji)使在冬季環境氣溫(wen)(wen)(wen)低至-20 ℃,處理(li)農業有機廢棄物的沼(zhao)氣工程仍然運行良好,中溫(wen)(wen)(wen)裝置(zhi)產(chan)氣率(lv)1.2 ~ 1.8 m3/d,高溫(wen)(wen)(wen)裝置(zhi)產(chan)氣率(lv)2.0 ~ 3.0 m3/d,沼(zhao)氣工程的經濟效益顯著。

1.3 德國沼氣工程的主(zhu)要(yao)用途

目前(qian),德國大中(zhong)型沼氣工程分(fen)別應用(yong)于垃圾衛生填埋場、畜禽養殖(zhi)場、私人(ren)農莊。99% 的沼(zhao)氣工程利用(yong)沼(zhao)氣發電。同(tong)時多數沼氣工程將發電過程中(zhong)產生的廢熱(re)用于供熱(re),即熱(re)電聯產工藝。這(zhe)也是“Erneuerbare-Energien-Gesetz,EEG”所鼓勵的。熱電聯產工藝帶(dai)動了沼氣(qi)發電系統技術的發展和(he)相關設(she)備、產品的制造和(he)生產,從而逐步推動沼氣(qi)產業快速發展。

1.4 廢污處理(li)

沼渣(zha)沼液貯存期約3 ~ 6 個月,施于周圍農田。許(xu)多農場(chang)建(jian)的沼(zhao)(zhao)氣(qi)工程(cheng)多采用(yong)2 個發(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)罐(guan)串聯發(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao),其中(zhong)第1個發(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)罐(guan)采用(yong)連續進出料方(fang)式(shi),其排出的料液進入第2 個發(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)罐(guan)儲存并在其中(zhong)繼續產氣(qi),同時該罐(guan)還兼作沼(zhao)(zhao)氣(qi)儲氣(qi)裝置。儲存在(zai)(zai)第2 個發酵罐(guan)的(de)料液(ye)經過一段時間(jian)后被排放(fang)出來,然后作為有(you)機肥噴施(shi)到農(nong)田里,所以不存在(zai)(zai)廢液(ye)二次污(wu)染問題(ti)。

2.德國沼氣工程發展(zhan)的驅動力

近年來(lai)德國(guo)沼(zhao)氣工程的(de)快速(su)發展,主要得益于積極(ji)的(de)政策(ce)支(zhi)持和(he)完善的(de)質檢監控(kong)體系。

2.1 強有力的(de)政策推動

為了(le)促進包括沼氣(qi)在內的(de)可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)發展(zhan), 德(de)國(guo)政府制訂(ding)了(le)“Erneuerbare-Energien-Gesetz,EEG”,該法于2000 年開始實施,并(bing)在2004 年進行了(le)重新修(xiu)訂(ding)以(yi)加大對可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)扶持力度(du)。該(gai)法制定了可(ke)再生能源發(fa)電補(bu)(bu)貼措施,根據發(fa)電設備裝機容量(liang)的不同,制定了不同的上(shang)網(wang)電價(jia)補(bu)(bu)償標準,此外,對利用(yong)能源植物(wu)做原(yuan)料的(de)(de)電(dian)(dian)廠(chang),或者采(cai)用(yong)熱電(dian)(dian)聯產工藝的(de)(de)電(dian)(dian)廠(chang)在上網(wang)電(dian)(dian)價基(ji)本(ben)補償標準的(de)(de)基(ji)礎上再(zai)給予(yu)不同額度的(de)(de)獎勵(li)。在(zai)此(ci)基礎上(shang),如果新建的熱電聯(lian)產工(gong)廠(chang)在(zai)生物質(zhi)轉(zhuan)換利用(yong)環節采用(yong)熱化(hua)學氣(qi)化(hua)技術、燃(ran)料電池等新技術,可以再增獲得獎勵。上述規定適用于2004 年1 月1 日(ri)以后運行的沼(zhao)氣(qi)發電(dian)工程,保(bao)持20 年不變。

目前,德國(guo)主要實行3 種能(neng)源優惠政策:一是基本補(bu)助政(zheng)策;二是可再生(sheng)能源補助(zhu)政(zheng)策;三是熱(re)電聯產(chan)優惠政策。此外(wai),還有鼓(gu)勵創新等優惠政策。在德國,15% 的沼氣工程享受基本補助政策;28% 的沼氣(qi)工程同(tong)時(shi)享受基本(ben)補(bu)助(zhu)政策(ce)和(he)可再生能源作(zuo)物補(bu)助(zhu)政策(ce);4% 的沼氣(qi)工程(cheng)同時(shi)享受基本補(bu)助政(zheng)策和(he)熱電聯產(chan)政(zheng)策;46% 的沼氣工程(cheng)同時享受著3項(xiang)能源優惠政策;只(zhi)有7% 的工程除了享受3 項主要優惠政策外,還享受了鼓勵創新政策。自(zi)2009 年起, 沼氣工程基本發電(dian)并網補(bu)助為7.79 ~ 11.67 歐分/kW?h。利用可再生能源(yuan)作物發電的沼氣工程可額外享(xiang)受.少3 歐分(fen)/kW?h的補助,這比2004 年增加(jia)了1 歐分(fen)/kW?h。還(huan)有技術(shu)創新補助金額(e)為2 歐分(fen)/kW?h。裝(zhuang)機容量低(di)于70 kW 的沼氣工程還可(ke)獲(huo)得15 000 歐元(yuan)的補助金及低(di)息(xi)貸(dai)款(kuan)。德國(guo)可再生(sheng)能源法(fa)被認為是.有(you)效的(de)環境保護措施,2003 年在德國(guo)可再生(sheng)能源對(dui)溫室氣體(ti)CO2 的(de)減(jian)排量貢(gong)獻已達到(dao)5 300 萬t, 而其(qi)中的(de)2 300萬t 應歸功于該法(fa)的(de)推動作(zuo)用。除了(le)可再(zai)生(sheng)能源法(fa)外(wai),其他(ta)一些法(fa)規, 和循環利用法(fa)(KreislaufwirtschaftsundAbfallgesetz), 生(sheng)物(wu)(wu)廢棄物(wu)(wu)條(tiao)例(Bioabfallverordnung-BioAbfV) 等都(dou)對沼氣的發展起到了(le)推(tui)動作(zuo)用。此外,在解決(jue)沼氣工(gong)程建設資(zi)金(jin)方面(mian),政府(fu)可(ke)以為(wei)企業或農場(chang)主提供長期低(di)息貸款。

2.2 完善(shan)的質檢監控(kong)體系

歐盟(meng)和(he)德國沼氣協會(hui)制(zhi)定(ding)了技術(shu)標準,用以對沼氣工程運營(ying)進行質(zhi)(zhi)量控制(zhi),除(chu)產(chan)品及設備通過檢測或質(zhi)(zhi)量認證外,重(zhong)點控制(zhi)工程運行的安全和(he)質(zhi)(zhi)量。德國(guo)政府在沼氣工(gong)程(cheng)申報、建設標(biao)準(zhun)和工(gong)程(cheng)質量監督驗(yan)收以及運行管理(li)方面建立了比較全(quan)(quan)面的管理(li)體(ti)系和標(biao)準(zhun),如安全(quan)(quan)操(cao)作規程(cheng)(Operational SafetyRegulations)、農業貿(mao)易(yi)協會安全(quan)(quan)規程(cheng)(Agricultural Trade Association Safety Regulations)、歐盟機械指南(EUMachinery Directive) 和德國(guo)工(gong)業(ye)標準(DIN Standards) 等都對沼氣工(gong)程適(shi)用。例如, 由于沼氣(qi)是一種易燃易爆的氣(qi)體, 根據Operational Safety Regulations 的要(yao)求(qiu),需要(yao)對沼氣工程(cheng)進行防爆(bao)監控。對在易爆(bao)(bao)地點使用(yong)的設備,必須符合防(fang)爆(bao)(bao)要求,檢查時只需看該設備是否(fou)貼有Ex 標(biao)志,即防(fang)爆(bao)(bao)標(biao)志。根據ATEX Gudielines 要求只有通過ATEX 認證的設備才允許貼(tie)Ex 標(biao)志。對(dui)機械設(she)備,根據EU MachineryDirective 要求(qiu),生產商對(dui)該(gai)設(she)備的說明必(bi)須與其(qi)實際(ji)性能相一致(zhi),并(bing)粘貼CE標(biao)志(zhi),即實行CE 標(biao)志(zhi)強制認證制度(du)。在德國,沼(zhao)氣(qi)工程從申請建設到投入使(shi)用有(you)一套(tao)嚴格的程序(xu):由于有質量(liang)控制法規(gui)做依據,檢(jian)查(cha) 人員對工程的(de)檢(jian)查(cha)和(he)驗收相對比較簡 單,基本(ben)不(bu)需(xu)要檢(jian)測儀器,特別是(shi)(shi)對機 械設備(bei)的(de)檢(jian)查(cha),只需(xu)檢(jian)查(cha)工程是(shi)(shi)否按相 關(guan)標準要求選(xuan)用(yong)設備(bei),判(pan)斷的(de)依據就是(shi)(shi) 設備(bei)上的(de)認證(zheng)標志。

3.德(de)國沼氣工程的(de)效益

盡(jin)管 2009 年經濟危機,但是德國新能(neng)源產業還(huan)是有 33.4 億歐元的(de)總盈 利額(e),同比 2008 年上漲了 8.8%。在德國沼氣工程產出的沼氣主要(yao)用 于發(fa)電(dian),因為在法(fa)律的規范(fan)和政策的補 助下,使(shi)得沼氣發(fa)電(dian)——熱電(dian)聯產成為 一個重要(yao)的盈利點(dian)。同(tong)時,沼(zhao)氣(qi)工程(cheng)的建設(she)、使用和維 修等相關(guan)產業不僅(jin)有很好的經濟效益, 還提供了(le)大量的工作崗位。截至 2009年,新(xin)能源行業為德(de)國提供了(le)(le) 339 500 個(ge)工作崗位(wei),其(qi)中生(sheng)物質能產業提供了(le)(le) 128 000 個(ge)工作崗位(wei)。

4.德國沼氣(qi)工程對于(yu)我國發展的(de)啟示(shi)

德國沼(zhao)氣工(gong)程對于我國同行業發展 的啟示在于 :發展沼氣工程(cheng)應(ying)該立足于 綜合(he)性基礎(chu)產業建設(she),從法律、政策、 融資、市場、技術和裝備等全方位進行 研究與運作。具體而言包(bao)含以下 4 個主要方面:

一(yi)是進一(yi)步完善沼氣(qi)工程(cheng)質量監(jian)管 體系。相關部門應(ying)該從沼(zhao)氣(qi)(qi)工(gong)程安全系 數、運行性能以及工(gong)程建設過程等方(fang)面 形(xing)成一套更(geng)加完善的監督管(guan)理(li)體系,在 **沼(zhao)氣(qi)(qi)工(gong)程安全的前(qian)提下,實現其運 行的穩定性和持(chi)久(jiu)性。

二是要加大關鍵技術(shu)的研(yan)發(fa)力度, 解(jie)決生產實際需求的一些(xie)關鍵技術(shu)問 題。目前中國沼氣工(gong)(gong)程的工(gong)(gong)藝(yi)技術(shu)研(yan)究 比較全面和(he)深入,但在一些(xie)關(guan)鍵裝備技 術(shu)如高固體料(liao)液高效傳(chuan)質技術(shu)及設(she)備、 沼氣生(sheng)物凈化與提純技術(shu)、沼氣發(fa)電及 其(qi)余熱利用(yong)的高效轉化設(she)備、遠(yuan)程在線 監測與自動調控(kong)技術(shu)等(deng)方面尚有較大的 研(yan)發(fa)空間(jian)。解決了這些問題,將從各個 環節**沼氣工(gong)程(cheng)工(gong)藝參數的實現,進(jin) 而**工(gong)程(cheng)運(yun)行的穩定(ding)性和經濟(ji)效益。 與此同時,要鼓勵投資公司、能源公司、 設(she)(she)計院所等專(zhuan)業機構來建設(she)(she)和管理項(xiang) 目(mu),充分發揮(hui)這些(xie)機構的人才優勢,積(ji) 累項(xiang)目(mu)建設(she)(she)和運行管理經驗,實現沼氣(qi) 工程建管專(zhuan)業化,進而有效地促進產業 技術(shu)進步。

三(san)是需要進一步完(wan)善各項激勵(li)政 策,拓(tuo)寬大(da)中(zhong)型(xing)沼氣工(gong)程(cheng)的盈利渠道, 提(ti)高其經(jing)濟效益。通過對具有(you)一定規(gui)模的(de)沼(zhao)氣(qi)發(fa)(fa)電(dian)工(gong)程實(shi)行電(dian)網連接(jie)(jie)準(zhun)入制 度、貸款貼(tie)息(xi)政策(ce)、財政直接(jie)(jie)補(bu)助政策(ce) 和(he)建(jian)立產品(pin)(沼(zhao)氣(qi)及(ji)其(qi)電(dian)力、沼(zhao)渣、沼(zhao)液) 的(de)市場(chang)流通機制等措施,使(shi)得沼(zhao)氣(qi)及(ji)發(fa)(fa) 電(dian)工(gong)程的(de).終產品(pin)(沼(zhao)氣(qi)或電(dian)力、熱能、 有(you)機肥料)進入市場(chang)流通環節(jie),進而(er)將產品(pin)價值轉化成為規(gui)模性經濟效益。

四是要(yao)實行工(gong)(gong)程裝備與(yu)設備的專業(ye)(ye) 化、規(gui)模化生產(chan),逐(zhu)步形成產(chan)業(ye)(ye)鏈,以 **工(gong)(gong)程質量,并降低(di)工(gong)(gong)程成本。不但 要認真研究(jiu)沼氣工程中(zhong)每種(zhong)專用設備(bei)和 裝(zhuang)備(bei)的制造技術(shu),還要研發出各種(zhong)設(裝(zhuang))備(bei)的工廠化生產(chan)(chan)技術(shu),以及工程 組(zu)裝(zhuang)技術(shu),并實行專業化、規模化生產(chan)(chan)。

只有(you)這樣,才能(neng)推(tui)動沼氣(qi)工程(cheng)技(ji)術的(de)進 步,帶動相關產業的(de)發(fa)展(zhan),逐步實(shi)現(xian)沼 氣(qi)工程(cheng)標準化建造(zao)和(he)(he)降(jiang)低(di)工程(cheng)造(zao)價,減 少項目(mu)實(shi)施企業的(de)投資風險和(he)(he)不確定(ding) 性,提高沼氣(qi)及其(qi)發(fa)電工程(cheng)的(de)綜合效(xiao)益。

來源:商標駁回(hui)復審


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