國外的生物能源利用

1、國外的生物能源利用國外的生物能源利用國外的生物能源利用 發(fā)達(dá)的畜牧業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的標(biāo)志，而衡量畜牧業(yè)是否發(fā)達(dá)，其規(guī)模化飼養(yǎng)程度又是一個重要標(biāo)志。動物的糞便通常是一種不錯的有機(jī)肥料，但其含有大量甲烷氣體(而甲烷會導(dǎo)致溫室效應(yīng))；牛羊等反芻動物釋放的甲烷氣體含量占全世界甲烷排放量的五分之一。規(guī) 國外的生物能源利用在歐洲、美國等養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)國家，牲畜糞污最常規(guī)的處理方法是囤集較長時間(半年以上)后還田，稱作自然處理。但是后來調(diào)查發(fā)現(xiàn)，污染問題并沒有很好解決。資料顯示，在養(yǎng)殖業(yè)集中的區(qū)域，附近農(nóng)田的氮、磷和重金屬元素普遍超標(biāo)。在一些歐洲國家，如德國、荷蘭、比利時，25以上的地下水硝酸鹽超過50mgL。在美

2、國雖然有較多的農(nóng)田供糞污消納，但是50以上的湖泊和27以上的河水養(yǎng)分超標(biāo)。一到雨季，地表水被畜禽養(yǎng)殖糞污污染，導(dǎo)致BOD超標(biāo)的現(xiàn)象比比皆是。近年來，由于人畜共傳病(如瘋牛病、禽流感、血吸蟲病)的猖獗傳播，促使發(fā)達(dá)國家加強(qiáng)對畜禽養(yǎng)殖污染的治理力度，而沼氣技術(shù)被認(rèn)為是一種符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效模式。 歐洲處理農(nóng)村廢物的沼氣裝置分為兩類。一類稱為農(nóng)場沼氣池(on?farm AD plants)另一類稱為集中厭氧消化系統(tǒng)(Centralized AnaerobicDigestion，簡稱CAD)，后一類近年來發(fā)展很快。所謂集中厭氧消化系統(tǒng)，即是將一定區(qū)域內(nèi)相臨的農(nóng)場畜禽糞便和其他有機(jī)廢物收集、運(yùn)輸?shù)揭?/p>

3、處沼氣站集中處理。集中厭氧消化裝置的優(yōu)點(diǎn)，一是具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，二是可采用較先進(jìn)的厭氧消化處理工藝和裝置設(shè)備，從而使處理效率更高。集中厭氧消化系統(tǒng)代表了目前歐洲沼氣工程的發(fā)展趨勢。 二、歐洲捷足先登 歐洲是目前農(nóng)場沼氣工程技術(shù)最發(fā)達(dá)、推廣數(shù)量最多、技術(shù)最成熟的地區(qū)。歐洲沼氣工程數(shù)量較多的國家是德國、丹麥和英國。 集中厭氧消化系統(tǒng)最早于在上世紀(jì)80年代末從丹麥開始運(yùn)作。丹麥具有沼氣生產(chǎn)方面最完善的法律制度以及最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。丹麥的家畜業(yè)十分發(fā)達(dá)，沼氣生產(chǎn)的主要原料就是家畜的排泄物。丹麥的沼氣廠是從20世紀(jì)80年代開始發(fā)展起來的，目前已經(jīng)建成20座大型的CAD沼氣裝置，運(yùn)行良好。每座裝置規(guī)模在2

4、0004000m3，中溫或者高溫，厭氧消化工藝主要是全混合沼氣發(fā)酵(CSTR)和推流式發(fā)酵工藝(Plug flow)，停留時間在12-20天。在對發(fā)酵原料預(yù)處理或后處理中，還包括一個巴氏滅菌高溫消毒過程，以防止處理過程中病菌傳播。沼氣一般用于當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)集中供熱，或熱電聯(lián)用(CHP)。丹麥規(guī)模最大的沼氣廠是海寧市的“Studsgard沼氣廠”，建于1996年。該廠的生產(chǎn)原料是有機(jī)廢物，全部來源于乳品業(yè)加工廠、食品廠以及家庭，每年生產(chǎn)700萬立方米沼氣，能滿足約4700戶居民的用電，滿足1200戶居民的熱力供應(yīng)。丹麥不允許食品加工業(yè)將有機(jī)廢物倒在填海土地上，因此把這種廢物交給沼氣廠處理是一種比較廉價(jià)

5、的處理方法。 世界最大生物氣體裝置在德國東部，于2009年初投用，生物氣體直接進(jìn)入天然氣管網(wǎng)。位于德國東部Konnern的生物氣體裝置能使1500萬立方米生物甲烷進(jìn)入天然氣管網(wǎng)供德國用戶使用。在Konnern四周的30個生物氣體發(fā)生場每年要接受12萬噸原材料，主要是谷物作物。8個發(fā)酵罐預(yù)計(jì)每年產(chǎn)生3000萬立方米生物氣體，被加工成1500萬立方米生物甲烷。德國小規(guī)模生物氣體設(shè)施采用液態(tài)糞便為原料。使用液態(tài)糞便為原料的150KW生物氣體設(shè)施成本為0.04歐元KWh，對用戶有很好的吸引力，從而減少對俄羅斯天然氣進(jìn)口的依賴。2007年，投資為1000萬歐元的生物氣體裝置已將600萬立方米生物甲烷送入

6、天然氣管網(wǎng)。生物氣體發(fā)展升溫緣于2007年使關(guān)鍵技術(shù)取得突破，從而可使生物氣體注入天然氣管網(wǎng)中。德國設(shè)置生物氣體能力為1280MW，擁有約3750套生物氣體設(shè)施。據(jù)德國生物氣體協(xié)會的預(yù)測，到2020年，德國將有高達(dá)20的天然氣需求將來自生物氣體供應(yīng)。 英國于2008年10月在倫敦投用第一座壓縮生物甲烷(CBS)加注站，以用于支持以煤層甲烷氣(CBM)為動力的街區(qū)清潔汽車運(yùn)營。Gasrec公司是英國第一家液體生物甲烷燃料生產(chǎn)商，得到后勤合作伙伴Hardstaff集團(tuán)的支持，該設(shè)施應(yīng)用于由英國最大的廢棄物管理集團(tuán)Veolia環(huán)境服務(wù)公司擁有的汽車加注CBS。該CBS從填埋地產(chǎn)生的沼氣生產(chǎn)，在所有的

7、商業(yè)化適用的生物燃料中具有最低的碳密度，排放比化石燃料低70。 三、美國后來居上 國外的生物能源利用(2)美國發(fā)展沼氣工程起步較晚，但發(fā)展很快，目前約有40個農(nóng)場沼氣工程投入運(yùn)行(主要是處理奶牛場糞污)。 美國農(nóng)場沼氣工程多數(shù)采用推流式發(fā)酵工藝。這類沼氣裝置采用半地埋式、上部用復(fù)合橡膠袋覆蓋，主要用于處理干清 美國舊金山廢物管理公司與林德北美公司于2008年4月底組建合資企業(yè)，在加州Livermore附近Altamont填埋地將埋地沼氣用作汽車燃料。兩家公司合資建設(shè)液化天然氣(LNG)設(shè)施系統(tǒng)，使埋地沼氣液化。廢物管理公司收集填埋地有機(jī)廢物自然分解產(chǎn)生的沼氣。該設(shè)施于2009年投用，生產(chǎn)高達(dá)1

8、.3萬加侖天液化天然氣(LNG)。項(xiàng)目投資為1500萬美元，得到加州一體化廢物管理局、加州空氣資源局和南部海岸空氣質(zhì)量管理區(qū)的大力資助。這一埋地沼氣用于汽車燃料項(xiàng)目將減少溫室氣體排放超過3萬噸年。 Ridgewood可再生電力公司于2008年12月8日宣布在美國羅德島開發(fā)41MW埋地氣體發(fā)電項(xiàng)目，該設(shè)施將是美國第二大埋地氣體發(fā)電廠。該項(xiàng)目到2010年底分三個階段完成，投資約為8000萬美元。 四、發(fā)展中國家不甘落后 印度是繼中國之后最大的發(fā)展中國家，也是繼中國之后戶用沼氣數(shù)量最多的國家，已經(jīng)建成約300萬口戶用沼氣裝置。此外還實(shí)施了近2000個大中型沼氣工程。印度的戶用沼氣裝置主要用作生產(chǎn)農(nóng)村

9、能源，以牛糞為主要原料，沼渣沼液用作有機(jī)農(nóng)肥。 地處加勒比海的古巴雖然是個小島國，但它卻于2009年在中部Cienfuegos省設(shè)置現(xiàn)代化生物氣體發(fā)電裝置。該裝置采用Palmira城鎮(zhèn)養(yǎng)豬場豬排泄物產(chǎn)生生物氣體。據(jù)稱，小小的古巴擁有700多套生物氣體裝置，最大裝置在哈瓦那，與聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織共同開發(fā)。 地處喜馬拉雅山麓的山國尼泊爾，其農(nóng)村也在大規(guī)模使用沼氣。尼泊爾將近85的人口生活在農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)村人口大約為2千7百萬。其中95的農(nóng)村人口使用諸如木材和農(nóng)業(yè)廢料等傳統(tǒng)燃料。這些燃料不僅能源利用率極低(真正利用的能量僅占燃料含有能量的5到10)，而且造成嚴(yán)重的室內(nèi)煙塵污染，被稱為“廚房中的殺手”。20世紀(jì)50年代末，尼泊爾開始引入沼