中國沼氣發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望

1、2021中國沼氣發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望工作計劃 匯報人：XXXXYour content to play here, or through your copy, paste in this box, and select only the text. Your content to play here, or through your copy, paste inthis box, and select only the text.摘要：本文通過對中國沼氣利用現(xiàn)狀和沼氣發(fā)電工程市場前景的調(diào)查與分析，描述了沼氣發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其能源利用市場潛力，對影響沼氣發(fā)電商品化和市場化的社會經(jīng)濟(jì)因素和

2、主要障礙進(jìn)行了分析評價，并提出了一些對策和措施。關(guān)鍵詞：沼氣工程發(fā)電1、引言生物質(zhì)能是來源于太陽能的一種可再生能源，具有資源豐富、含碳量低的特點，加之在其生長過程中吸收大氣中的c02，因而用新技術(shù)開發(fā)利用生物質(zhì)能不僅有助于減輕溫室效應(yīng)和生態(tài)良性循環(huán)，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成為解決能源與環(huán)境問題的重要途徑。隨著對環(huán)境的日益重視，人們開始利用各種方式來減少工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的破壞。近十幾年來，在各級政府有關(guān)部門和企業(yè)的幫助協(xié)調(diào)下，用于處理畜禽糞便及各種生產(chǎn)、生活污水的大中型沼氣工程紛紛上馬，至1998年底，我國已建成大中型沼氣工程742處，年產(chǎn)沼氣量為16393.94萬立方米；垃圾填埋

3、法產(chǎn)生沼氣是處理城市垃圾的主要方式之一，具有簡單易行和費用較低的特點，同時還可回收能源，正受到世界各國的普遍歡迎。目前，全世界共建成4817座垃圾填埋場，每年可回收沼氣51.42億立方米。沼氣是一種具有較高熱值的可燃?xì)怏w，與其它燃?xì)庀啾?，其抗爆性能較好，是一種很好的清潔燃料，傳統(tǒng)上大多利用沼氣進(jìn)行取暖、炊事和照明，隨著沼氣產(chǎn)量的不斷增加，如何更高效地利用沼氣，成為擺在我們面前的一項課題。2、沼氣發(fā)電技術(shù)進(jìn)展?fàn)顩r沼氣燃燒發(fā)電是隨著沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項沼氣利用技術(shù)，它將沼氣用于發(fā)動機(jī)上，并裝有綜合發(fā)電裝置，以產(chǎn)生電能和熱能，是有效利用沼氣的一種重要方式。目前用于沼氣發(fā)電的設(shè)備主要有內(nèi)

4、燃機(jī)和汽輪機(jī)。國外用于沼氣發(fā)電的內(nèi)燃機(jī)主要使用otto發(fā)動機(jī)和diesel發(fā)動機(jī)，其單位重量的功率約為27kwt。汽輪機(jī)中燃?xì)獍l(fā)動機(jī)和蒸汽發(fā)動機(jī)均有使用，燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的優(yōu)點是單位重量的功率大，一般為70140kwt；蒸汽發(fā)動機(jī)一般為10kwt。國外沼氣發(fā)電機(jī)組主要用于垃圾填埋場的沼氣處理工藝中。目前，美國在沼氣發(fā)電領(lǐng)域有許多成熟的技術(shù)和工程，處于世界領(lǐng)先水平?，F(xiàn)有61個填埋場使用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，加上使用汽輪機(jī)發(fā)電的裝機(jī)，總?cè)萘恳堰_(dá)340兆瓦；歐洲用于沼氣發(fā)電的內(nèi)燃機(jī)，較大的單機(jī)容量在0.42兆瓦，填埋沼氣的發(fā)電效率約為1.682kwhm3。我國開展沼氣發(fā)電領(lǐng)域的研究始于八十年代初，1998年全國沼氣

5、發(fā)電量為1,055，160kwh。在此期間，先后有一些科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行過沼氣發(fā)動機(jī)的改裝和提高熱效率方面的研究工作。我國的沼氣發(fā)動機(jī)主要為兩類，即雙燃料式和全燒式。目前，對“沼氣一柴油”雙燃料發(fā)動機(jī)的研究開發(fā)工作較多。如：中國農(nóng)機(jī)研究院與四川綿陽新華內(nèi)燃機(jī)廠共同研制開發(fā)的s1951型雙燃料發(fā)動機(jī)：上海新中動力機(jī)廠研制的2027g雙燃料機(jī)等。成都科技大學(xué)等單位還對雙燃料機(jī)的調(diào)速、供氣系統(tǒng)以及提高熱效率等方面進(jìn)行過研究。濰坊柴油機(jī)廠研制出功率為120kw的6160a一3型全燒式沼氣發(fā)動機(jī)，貴州柴油機(jī)廠和四川農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所共同開發(fā)出60kw的6135ad(q)型全燒沼氣發(fā)動機(jī)發(fā)電機(jī)組；此外，還有重慶、上

6、海、南通等一些機(jī)構(gòu)進(jìn)行過這方面的研究、研制工作?？梢哉f，目前我國在沼氣發(fā)電方面的研究工作主要集中在內(nèi)燃機(jī)系列上。表1是我國部分12kw以下沼氣發(fā)電機(jī)組的測試性能比較。3、沼氣發(fā)電前景廣闊沼氣發(fā)電工程本身是提供清潔能源，解決環(huán)境問題的工程，它的運行不僅解決沼氣工程中的一些主要環(huán)境問題，而且由于其產(chǎn)生大量電能和熱能，又為沼氣的綜合利用找到了廣泛的應(yīng)用前景：1)有助于減少溫室氣體的排放通過沼氣發(fā)電工程可以減少ch4的排放，每減少1屯ch4的排放，相當(dāng)于減少25噸c02的排放，對緩和溫室效應(yīng)有利。2)有利于變廢為寶，提高沼氣工程的綜合效益我們以沼電在酒廠中的的綜合效益為例：四川榮縣進(jìn)行了120kw沼氣

7、發(fā)電的生產(chǎn)和示范。用酒糟廢水經(jīng)厭氧消化產(chǎn)生沼氣，發(fā)電效率為1.69kwhm3，當(dāng)年成本為0.0465元kwh。沼電能夠基本滿足該廠的生產(chǎn)用電：山東昌樂酒廠安裝2臺120kw的沼氣發(fā)電機(jī)組，170m3酒糟日產(chǎn)沼氣4800m3，發(fā)電8640kwh，全年能源節(jié)約開支29萬元，工程運行一年即收回全部成本。杭州天子嶺填埋場發(fā)電工程在運行過程中，在平均電價為0.438元kwh的條件下，投資回報率可達(dá)14.8%。3)可減少對周圍環(huán)境的污染。由于綜合利用手段單一，很多沼氣工程產(chǎn)生的沼氣大量排入大氣中，不僅嚴(yán)重污染周圍的環(huán)境，也對工作人員的安全和健康產(chǎn)生了極大的威脅，沼氣發(fā)電則為沼氣找到了一條合理利用的途徑。4

8、)小沼電為農(nóng)村地區(qū)能源利用開辟新途徑我國農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)還有許多地方嚴(yán)重缺電，如牧區(qū)、海島、偏僻山區(qū)等高壓輸電較為困難，而這些地區(qū)卻有著豐富的生物質(zhì)原料。因地制宜地發(fā)展小沼電，猶如建造微型“坑口電站”，可取長補(bǔ)短就地供電。表112kw以下沼氣發(fā)電機(jī)組測試表研制單位產(chǎn)品型號功率（kw）甲烷含量（%）比氣耗(m3kwh)節(jié)油率（%）熱效率（%）四川省農(nóng)機(jī)所0.8gfz1.357730.86810023.45四川省農(nóng)機(jī)所19512.9789.40.3710030.7泰安電機(jī)廠12gfs3212.8578.450.4928131.99泰安電機(jī)廠10gfsl311.1886.50.2486237.89南充農(nóng)

9、機(jī)所19513.5370.90.32281.38.8武進(jìn)柴油機(jī)廠195-z13.5271.20.4010035.39上海內(nèi)燃機(jī)所5gfz5.6272.350.68710026.78重慶電機(jī)廠1.2kw1.5277.050.76100294、沼氣發(fā)電商業(yè)化發(fā)展的主要障礙80年代是我國沼氣發(fā)電研究的起始階段，也是較為活躍的時期。但近十年的發(fā)展比較緩慢。主要存在以下障礙：4.1技術(shù)障礙我國沼氣發(fā)動機(jī)的開發(fā)研究主要集中在內(nèi)燃機(jī)系列上，一般只是對柴油機(jī)和汽油機(jī)進(jìn)行較淺層次的改裝，對發(fā)動機(jī)的熱工性能研究不深，由于產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，在運行使用中出現(xiàn)諸多問題，給用戶帶來不便，從而影響其發(fā)展進(jìn)程。導(dǎo)致這種情況的根

10、本原因是沒有對沼氣發(fā)動機(jī)進(jìn)行深入的研究，技術(shù)不過關(guān)，缺乏足夠的生產(chǎn)實踐。致使發(fā)動機(jī)在運行中產(chǎn)生熱負(fù)荷高、可靠性差、起動困難；另外我國研制的全燒沼氣發(fā)動機(jī)的排氣溫度過高，氣閥易燒壞，使氣缸蓋等成為易損件等諸多技術(shù)問題。4.2市場障礙由于我國沼氣發(fā)動機(jī)存在許多問題，先前應(yīng)用國產(chǎn)發(fā)電機(jī)組的沼氣發(fā)電工程有許多長期處于停機(jī)狀態(tài)。這就使后來發(fā)展的絕大多數(shù)沼氣工程放棄了沼氣發(fā)電方式，轉(zhuǎn)而尋求其他的利用途徑。少數(shù)沼氣發(fā)電工程(如天津、杭州等)依靠貸款引進(jìn)購買較為成熟的國外發(fā)電機(jī)組設(shè)備來維持運行。我國生產(chǎn)廠家則由于技術(shù)不夠成熟而造成買方市場的嚴(yán)重匱乏，沼氣發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)組無法形成規(guī)?；可a(chǎn)，使科研生產(chǎn)單位缺

11、乏相關(guān)的研究經(jīng)費，沒有對其作深入研究開發(fā)的積極性，不能提供質(zhì)量過關(guān)的產(chǎn)品，進(jìn)一步阻礙產(chǎn)品的市場化進(jìn)程，對生產(chǎn)科研單位自身以及沼氣發(fā)電領(lǐng)域的發(fā)展都不利。此外，沼氣發(fā)電市場不規(guī)范，沒有相應(yīng)的較為完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也不利于其商業(yè)化開發(fā)和利用。4.3政策障礙缺乏相應(yīng)的激勵政策和限制性政策，不能有效地動員和吸收投資，成為影響其技術(shù)發(fā)展的一個重要原因。由于目前沼氣發(fā)電工程在技術(shù)和市場化方面面臨許多問題，這就需要國家在這個領(lǐng)域給予政策方面的扶持。如果國家給予在稅收、貸款方面的優(yōu)惠政策、投資補(bǔ)貼和產(chǎn)業(yè)保護(hù)措施，以及電力部門在沼氣電力并網(wǎng)方面給予支持和幫助，制定優(yōu)惠的上網(wǎng)電價，將大大改善沼氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性和市場前景

12、，對其進(jìn)入市場具有很積極的作用。5、促進(jìn)沼氣發(fā)電商業(yè)化發(fā)展的建議從以上沼氣發(fā)電商業(yè)化所面臨的主要障礙來看，如果要克服其障礙，達(dá)到促進(jìn)沼氣發(fā)電技術(shù)商業(yè)化發(fā)展的目的，還需要采取一些措施和行動。5.1制定發(fā)展規(guī)劃對我國沼氣利用現(xiàn)狀和市場前景進(jìn)行成分調(diào)查，描述沼氣發(fā)電能源利用市場，確定本項目建設(shè)發(fā)展領(lǐng)域，并評價發(fā)展沼氣發(fā)電商品化和市場化的社會經(jīng)濟(jì)因素，分析沼氣發(fā)電的技術(shù)開發(fā)和市場潛力，制定相關(guān)工藝開發(fā)利用的規(guī)劃，明確開發(fā)的目標(biāo)。5.2加強(qiáng)技術(shù)保障體系的建設(shè)引進(jìn)吸收國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗，加強(qiáng)技術(shù)支持和保障體系的建設(shè)、扶持和培養(yǎng)，制定國家級的沼氣發(fā)電工程技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立和完善可持續(xù)的、市場化的推廣沼氣發(fā)電綜合性服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。5.3引入競爭機(jī)制，創(chuàng)新投資體系針對目前我國沼氣發(fā)電技術(shù)發(fā)展資金匱乏的現(xiàn)狀，認(rèn)真總結(jié)分析我國外現(xiàn)行的資金籌措和運行管理經(jīng)驗，學(xué)習(xí)國外技術(shù)成熟的商業(yè)化運營沼氣發(fā)電工程先進(jìn)優(yōu)惠政策以及市場化融資體系建設(shè)模式。轉(zhuǎn)變觀念，鼓勵和動員更多的公司和企業(yè)投入到沼氣發(fā)電技術(shù)的競爭行列。5.4研究制定國家級的配套政策進(jìn)一步加強(qiáng)同環(huán)保部門、工業(yè)企業(yè)、科研院所和金融機(jī)構(gòu)的合作與協(xié)調(diào)，研究制定激