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沼气发电技术概述
发布时间:2009/10/10  阅读次数:977  字体大小: 【】 【】【
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可再生能源是中国实现可持续发展的重要能源,其中沼气发电是可再生能源的重要利用方式,合理有效利用这一新型能源,能为我国农村和农业发展带来巨大的帮助。
  集众多优点于一身
  沼气,是各种有机物质在一定温度、湿度、酸碱度并隔绝空气的条件下,经微生物发酵分解而产生的一种可燃性气体,因最早在沼泽中发现而得名。沼气的主要成分是甲烷(CH4),此外还有二氧化碳(约占30%~40%)。它无色、无嗅、无毒,密度约为空气的55%,难溶于水,易燃,1米沼气的发热量为35857千焦。
  沼气技术是运用生物化学方法对禽畜粪便和工业有机废水等进行处理的技术。由于其成本低廉、处理效果好,在实践中得到了广泛的应用。但是,单纯将沼气用于集中供气和供热,覆盖范围有限,可靠性也比较低,而将沼气作为发电燃料就地发电,发电量随沼气产生量变化灵活调整,可以使沼气得到充分利用。
  沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物(例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等),经厌氧发酵处理产生的沼气,驱动沼气发电机组发电,并可充分将发电机组的余热用于沼气生产,使综合热效率达80%左右,大大高于一般30%~40%的发电效率,经济效益显著。
  沼气发电技术本身提供的是清洁能源,不仅解决了沼气工程中的环境问题、消耗了大量废弃物、保护了环境、减少了温室气体的排放,而且变废为宝,产生了大量的热能和电能,符合能源再循环利用的环保理念,同时也带来巨大的经济效益。
  技术已趋成熟
  沼气发电是一个系统工程,它包括沼气生产、沼气净化与储存、沼气发电及上网等多项单元技术的优化组合。沼气发电始于上世纪70年代初期。国外是为了合理、高效地利用在治理有机废弃物污染中所产生的沼气。我国沼气发电的研究与应用也有多年的历史,由于开始使用的沼气大都是农村中以植物和粪肥等有机废弃物在沼气池中经过厌氧发酵产生的,虽然沼气地面广、量大,但产气量小、发动机功率也小,且沼气的产生常常受气候的影响,沼气的成分、热值和产气量都不稳定。近年来,随着大中型沼气工程在各地农、牧、禽场中的建设,一些发动机工厂相继改装和生产出功率较大的沼气发动机,并应用于某些地区的大中型沼气发电工程中。
  目前成熟的国产沼气发电机组的功率规格,主要集中在24~600kW这个区段。从沼气工程的产气量来看,有不少沼气工程适宜配建500kW以上的沼气发电机组。从沼气工程的产气量以及从用电负荷性质来看,20kW以下的发电机组也大有市场。例如一个万头猪场沼气工程,日产沼气80m3,显然不适合发电上网,只适宜内部用电。其沼电用途一般为驱动沼气工程污水泵和猪场通风机、照明等,因此宜配备10kW左右的发电机组。类似的沼气工程很多,可见小功率沼气发电机组需求量也很大。
  农村广泛的应用前景

  我国可用于沼气发电的资源十分丰富。首先,受饮食结构的影响,我国生猪存栏量达到数亿头,牛羊、家禽等养殖量也十分巨大,禽畜粪便总排放量巨大。

同时,工业的不断发展,工业有机废水排放量也十分惊人。如果再考虑酒糟液、城市垃圾填埋和污水处理产生的沼气等因素,我国沼气资源潜力将进一步扩大,沼气发电的前景十分开阔。
  同时,我国广大农村生物质资源非常丰富,解决农村电气化,沼气发电是一个很重要的途径。但是,大中型沼气工程与沼气发电工程的一次性投资费用都相当大,而沼气工程投资费用是沼气发电工程的4倍左右。只有在推广沼气工程应用的同时,不断进行研究提高沼池产气率,并积极推广应用沼气发电工程,才能在社会效益尽量保持不变的前提下,使经济效益不断提高,也才能使整个工程总的一次性投资回报率大大提高。
  此外,沼气发动机发电与发动机余热利用综合热效率比任何其他热动力设备或装置的热效率都高。进行沼气发电即使民用,也可以将电通过电缆输送到每家每户,提前实现全部家用设备电气化,既方便又干净。用不完的电还可以并入电网中,这是最科学、合理、高效应用沼气能源的途径。
  政策促进产业发展
  目前,我国沼气发电工程数量较少,装机规模较小,发展速度比较缓慢。原因是多方面的,但最主要的原因是现有机制严重制约沼气发电的发展。首先,我国尚未建立严格的环境污染处罚体系,禽畜粪便和工业有机废水超标排放的企业不需要为自身造成的环境污染等支付相应的成本,致使企业缺乏投资沼气工程治理污染的积极性;其次,目前沼气发电工程建设规模一般较小,潜在的电站数量较大,电网运行管理成本较高,属于典型的分布式发电。我国目前尚缺乏大规模分布式电站运行管理的经验,致使沼气发电的并网和售电遇到许多困难。
  沼气发电工程是节能环保的工程,受益的是全社会,基于目前沼气发电工程还存在的问题,因此工程应由政府、地方和企业共同出资建立。对于还处于起步阶段的新兴环保项目,国家应给予一定支持,如:政府应制定一系列的优惠政策,减免工程税费,减轻企业负担;行业要广辟资金渠道,帮助建设方获得各类贷款;同时加大宣传力度,鼓励社会各界以各种形式投资开发沼气发电项目,以优惠政策调动各投资主体的积极性。
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