中国“产业沼气”的开发及其应用前景

"产业沼气"是指规模化地生产并纯化沼气,使之能像天然气和液化气那样,由管道或气罐(瓶)输送和装运,方便地应用;有别于通常所说的农户沼气。中国天然气资源很紧缺,而能替代天然气的沼气的巨大资源潜力尚未被广泛认识和认真地开发。该文分析对比了欧盟国家开发产业沼气的成功实践,提出要使中国有机废物/液的沼气处理摆脱只讲环保公益、缺乏经济效益的被动局面,开发出可观的洁净商品沼气,实现环境效益和经济效益"双赢"。该文还分析了中国产业沼气的5种主要资源和实现产业化必须克服的技术、政策瓶颈。结论指出,中期内中国产业沼气具有相当于年产900亿m3天然气的开发潜力,是很有前景的生物质能源。

产业沼气作物的主要特征及种类特性

近年来,产业沼气(Industrial biogas)作为一种可再生的优质清洁高效能源,在欧美国家得到大力发展,其重要原料——产业沼气作物(industrial biogas crops)也受到越来越多地关注。本文首先明确了产业沼气作物的概念,然后从满足产业化要求、产气性能、生物量和栽培、生态环境影响等4个角度提出了产业沼气作物的9个主要特征,即产气潜力大、主要产气过程短、生物产量高、种源易得、抗病害能力强、抗逆性强、收获时间机动、非入侵性、固碳能力强。并结合云南实际,分析了产业沼气作物的种类特性,为筛选和利用产业沼气作物提供依据。

开发产业沼气 实现生物天然气对天然气的替代——有机废弃物厌氧处理从“环保主导”向“能源-环保双赢”的转型

论述了我国沼气技术和工程升级换代的必要性和可行路线,沼气资源在中国的多样性,分析了若干探索性的案例。研究发现全国生物天然气生产潜力超过1 000亿m3/a,将成为我国部分地替代供应日趋紧缺的天然气的重要途径。

产业沼气——我国可再生能源家族中的“奇兵”

近年来"生物天然气"产业正在欧盟国家悄然兴起。沼气不会竞争农地和粮食,而且是循环经济的一个重要手段,特别是"产业沼气"的兴起,终将使之部分替代天然气。沼气经净化和提纯得到的"生物天然气"性能与化石能源天然气没有任何区别,可直接注入天然气管网,也可高密度压缩或液化。与其他形态的生物能源相比,沼气的单位土地面积能量产出率最高,特别需要强调的是,沼气是温室气体负净排放能源。20世纪90年代中期以来,沼气在欧盟国家实现了产业化和商品化。2009年德国沼气发电产能达1597MW,超过水电而仅次于风电。产业化趋势使得技术变革应运而生,最重大的创新是开拓了沼气的新资源,培育了"沼气专用能源作物"。在中国,沼气一直被认为是个公益性"事业",现在是彻底改变这种观念的时候了。到2020年,我国畜禽养殖场废水、工业有机废水和城市污水三项合计的COD年排放量将达到约2×108t,如果将其所含的生物能都开发利用起来,再加上垃圾填埋气,可年产沼气共计1500×108m3(折合860×108m3甲烷),可替代近900×108m3的天然气。我国还可以种植专用能源牧草和能源作物,兼收生态和经济效益。建议国家有关部门在中长期能源规划中,尽快增加关于大力发展产业沼气的内容。

不同产业沼气作物农田净生态系统生产力和水分利用效率比较

产业沼气作物是发酵制气的重要原料,开展产业沼气作物农田净生态系统生产力(net ecosystem production,NEP)和水分利用效率(water use efficiency,WUE)的研究,为产业沼气作物的筛选和种植提供依据。采用静态钠石灰吸收法和静态箱-红外CO2分析仪法、非称重式蒸渗仪法测定了常规种植条件下4种作物农田NEP和群体水分利用效率(population water use efficiency,WUEp)、生态水分利用效率(ecosystem water use efficiency,WUEe),并设裸地进行对照。结果表明:1)观测的5个处理,NEP的大小顺序是杂交狼尾草(17 533.1 kg/hm2)>曲晨9号玉米(9 172.9 kg/hm2)>云瑞88玉米>(8 462.7 kg/hm2)>紫花苜蓿(273.6 kg/hm2)>裸地(-2 377.0 kg/hm2),4种作物农田是CO2的汇,裸地是源。2)WUEp大小排序为杂交狼尾草(10.89 kg/m3)>曲晨9号(7.23 kg/m3)>云瑞88玉米(6.79 kg/m3)>紫花苜蓿(3.46 kg/m3)。WUEe大小顺序为杂交狼尾草(4.19 kg/m3)>曲晨9号(2.38 kg/m3)>云瑞88(2.20 kg/m3)>紫花苜蓿(0.06 kg/m3),与NEP的排序相同。以生物量、NEP、WUEp、WUEe来衡量,杂交狼尾草优于其他3种作物,可优先推广种植。

发展沼气产业 助推低碳农业

衡阳县农村沼气产业起步较早,发展迅猛,效益显著,对改善农村人居环境、提升农民生产生活水平具有重要作用,实现了经济效益、社会效益双丰收。近些年随着城镇化高速推进,农村常住人口大幅减少。2018年非洲猪瘟疫情暴发以来,衡阳县养殖业遭到毁灭性打击,导致户用沼气池几乎“全军覆没”,大中型沼气工程项目运行形势也不容乐观。全县74个养殖小区和联户沼气池,目前仍在使用的只有14个;10个大型沼气池,目前仍在使用的只有7个。

高质量绿色发展下推动中国农村沼气产业升级的机遇与挑战

农村沼气建设与新时代乡村振兴政策紧密相连。“十四五”发展规划提出大力发展农村沼气工程是农村“产业兴旺、生态宜居”目标的重要组成部分。沼气被直接用作燃料、电力和热生产的来源,作为新型清洁能源,在经济增长、能源独立及环境治理等方面均大有可为,沼气产业向工业化、生物质能转型,不仅可以解决农村环境污染问题,而且是中国实现碳中和目标的重要路径。针对中国沼气产业发展中存在的问题,提出利用沼气资源禀赋优势、实行碳排放配额、加大科研投入补贴,提高沼气生产效率、促进农村沼气能源化利用,助力美丽农村高质量发展、增加农村收入、清洁沼气能源产业链完善。

高浓度有机废液COD处理获取产业化沼气技术开发进展

广西壮族自治区每年排放的工业废水中的COD值高达70×104t以上。在引进和再创新日本UASB-TLP技术的基础上,进行了菌群筛选与优化、颗粒污泥最佳培养条件的选择和控制,并改进了厌氧罐体内部结构,解决了大量、快速培养厌氧颗粒污泥的技术问题,在中试规模下COD负荷达到25kg/(m3·d)。产生了数量非常可观的沼气,为发展"产业化沼气"创造了条件。配以厌氧后段好氧发酵,酒精废液的COD值可较快地降至100mg/L以下。以COD计,我国工业和城市生活污水中所含有机物生物质能若全部加以处理和收集,则每年至少可产150×108m3甲烷。

双重背景下发展沼气产业的机遇和挑战

日益严重的能源问题和快速增长的城乡垃圾造成的环境污染问题已成为制约我国经济快速发展的主要因素,在此双重背景下,我国沼气产业一方面面临着解决我国能源不足和城乡生态环境污染的机遇,另一方面又面临着发酵装备比较落后、尚未形成产业的规模化、沼气设备制造业生产落后、下游产品的开发和利用程度不够等挑战。我国畜禽粪便、农作物秸秆、人粪尿的沼气资源丰富,利用沼气工程技术解决我国能源问题和保护生态环境潜力巨大。

我国沼气产业发展历程及前景

沼气产业是以沼气发酵产生的沼气、沼液、沼渣等为纽带而发展起来的一系列相关的产业。首先简介了沼气微生物的发酵机理,然后概述了我国沼气产业的发展历史:初始发展阶段、技术成熟阶段、快速发展阶段和建管并重阶段,最后阐述了我国沼气产业存在的机遇和挑战。我国沼气产业工艺技术相对落后、发展战略定位低、经济效益差、法律政策体系不够健全、社会化服务建设滞后等,但我国是一个资源、人口大国,随着国家政策的倾斜以及环保、清洁能源等方面的迫切需求,我国沼气产业前景广阔。

发展农村沼气产业 建设节约型新农村

我国能源矛盾日益突出,而解决我国能源矛盾的根本出路只能是建设节约型社会。我国农村能源利用效率低下,能源浪费严重。沼气产业实现了农业生产和农民生活的循环发展,极大地节约了农村能源。发展农村沼气产业,是解决我国农村能源问题和建设节约型新农村的有效途径。

我国沼气产业化发展战略模式及其措施

发展可再生能源,尤其是生物质能源是减少石化燃料使用的重要手段。沼气是生物质能源中最重要的能源利用方式之一,其循环经济模式在能源供给、减少温室气体排放和减少污染等方面有显著的作用。文章将对我国沼气产业化的必要性进行分析,并对其产业化战略模式进行探讨,最后提出相关政策和建议。

广西沼气产业现状及发展策略

在沼气国债项目和"生态家园富民计划"的推动下,近年来广西沼气产业发展迅速,成效显著,但也存在服务体系不完善、发酵原料比较单一、沼气综合利用程度低等问题,应抢抓机遇,发挥优势,科学制定发展策略,把广西沼气产业做大做强,主要有:建立区域服务中心,提供优质服务;开发城镇沼气市场,获取范围经济;产学研携手,加快技术创新与产品升级;培养高技能人才,为沼气产业提供人力支撑;推广规模化、商品化沼气等。

浅议广西沼气产业的发展

介绍了广西沼气产业发展的现状和存在的问题,并就其发展的前景和机遇提出了一些可行的措施。

广西沼气产业发展人才支撑研究

近几年,广西沼气产业得到跨越式的发展,成为了全区最大的生态产业,技术和人才也因此成为广西沼气产业进一步发展的关键,探索沼气产业进一步发展所需要的人才及其培养途径具有重要的现实意义,对此进行了初步研究。

沼气产业发展的税收补贴政策支持

文章在研究已有沼气产业相关的税收补贴政策并结合沼气产业发展现状的基础上,构建以所得税、增值税和营业税等直接影响的沼气产业的税收政策和间接影响沼气产业发展的资源税、消费税和车辆购置税等。根据沼气生产的产业链过程,设计促进沼气产业发展的补贴政策体系来支持沼气产业规模化、商品化和市场化。

畜禽养殖场沼气工程产业发展探析

结合我国畜禽养殖业发展趋势和已有的沼气工程产业化基础,初步分析了未来沼气工程产业市场投资规模、工程运行后续市场和新技术进步带来的产业发展潜力,预测了从现在到"十二五"末期间3种规模沼气工程,包括大型、中小型和专业户规模沼气装置的建设数量和产业市场。

广西农村沼气产业发展研究

农村沼气建设具有重大的经济、能源、社会和生态效益。在掌握广西农村沼气产业发展进程的基础上,分析了广西农村沼气产业发展存在的4个问题,提出了广西农村沼气产业可持续发展的对策。

福建省沼气产业化过程中科技服务存在的问题及对策分析

通过对福建省沼气技术发展现状及对推进沼气技术产业化过程中科技服务体系存在问题进行分析,从技术创新、人才队伍建设、科技服务模式、政府扶持与激励机制等多方面进行了综合评述,提出了福建省沼气技术发展与科技服务的对策,为科技人员更好地服务企业提出建议,以促进福建省沼气技术产业化更好地发展。

三个趋势将引领我国沼气产业未来发展

随着我国经济发人民生活水平的提高，工业、农业、养殖业的发展，沼气技术在各领域正发挥着很大的作用，目前，户用沼气在我国农村仍在广泛使用。据统计。到2010年底，全国有4000万农户使用户用沼气，占适宜农户的30％左右；预计到2015年将达到6000万户。