可再生能源的重要利用方式—沼氣發(fā)電技術(shù)
可再生能源是中國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要能源，其中沼氣發(fā)電是可再生能源的重要利用方式，合理有效利用這一新型能源，能為我國農(nóng)村和農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來巨大的幫助。
集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身
沼氣，是各種有機(jī)物質(zhì)在一定溫度、濕度、酸堿度并隔絕空氣的條件下，經(jīng)微生物發(fā)酵分解而產(chǎn)生的一種可燃性氣體，因最早在沼澤中發(fā)現(xiàn)而得名。沼氣的主要成分是甲烷(CH4),此外還有二氧化碳（約占30%～40%）。它無色、無嗅、無毒，密度約為空氣的55％，難溶于水，易燃，1米沼氣的發(fā)熱量為35857千焦。
沼氣技術(shù)是運(yùn)用生物化學(xué)方法對(duì)禽畜糞便和工業(yè)有機(jī)廢水等進(jìn)行處理的技術(shù)。由于其成本低廉、處理效果好，在實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，單純將沼氣用于集中供氣和供熱，覆蓋范圍有限，可靠性也比較低，而將沼氣作為發(fā)電燃料就地發(fā)電，發(fā)電量隨沼氣產(chǎn)生量變化靈活調(diào)整，可以使沼氣得到充分利用。
沼氣發(fā)電技術(shù)是集環(huán)保和節(jié)能于一體的能源綜合利用新技術(shù)。它是利用工業(yè)、農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機(jī)廢棄物（例如酒糟液、禽畜糞、城市垃圾和污水等），經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣，驅(qū)動(dòng)沼氣發(fā)電機(jī)組發(fā)電，并可充分將發(fā)電機(jī)組的余熱用于沼氣生產(chǎn)，使綜合熱效率達(dá)80%左右，大大高于一般30%~40%的發(fā)電效率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
沼氣發(fā)電技術(shù)本身提供的是清潔能源，不僅解決了沼氣工程中的環(huán)境問題、消耗了大量廢棄物、保護(hù)了環(huán)境、減少了溫室氣體的排放，而且變廢為寶，產(chǎn)生了大量的熱能和電能，符合能源再循環(huán)利用的環(huán)保理念，同時(shí)也帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
技術(shù)已趨成熟
沼氣發(fā)電是一個(gè)系統(tǒng)工程，它包括沼氣生產(chǎn)、沼氣凈化與儲(chǔ)存、沼氣發(fā)電及上網(wǎng)等多項(xiàng)單元技術(shù)的優(yōu)化組合。沼氣發(fā)電始于上世紀(jì)70年代初期。國外是為了合理、高效地利用在治理有機(jī)廢棄物污染中所產(chǎn)生的沼氣。我國沼氣發(fā)電的研究與應(yīng)用也有多年的歷史，由于開始使用的沼氣大都是農(nóng)村中以植物和糞肥等有機(jī)廢棄物在沼氣池中經(jīng)過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的，雖然沼氣地面廣、量大，但產(chǎn)氣量小、發(fā)動(dòng)機(jī)功率也小，且沼氣的產(chǎn)生常常受氣候的影響，沼氣的成分、熱值和產(chǎn)氣量都不穩(wěn)定。近年來，隨著大中型沼氣工程在各地農(nóng)、牧、禽場(chǎng)中的建設(shè)，一些發(fā)動(dòng)機(jī)工廠相繼改裝和生產(chǎn)出功率較大的沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)，并應(yīng)用于某些地區(qū)的大中型沼氣發(fā)電工程中。
目前成熟的國產(chǎn)沼氣發(fā)電機(jī)組的功率規(guī)格，主要集中在24～600kW這個(gè)區(qū)段。從沼氣工程的產(chǎn)氣量來看，有不少沼氣工程適宜配建500kW以上的沼氣發(fā)電機(jī)組。從沼氣工程的產(chǎn)氣量以及從用電負(fù)荷性質(zhì)來看，20kW以下的發(fā)電機(jī)組也大有市場(chǎng)。例如一個(gè)萬頭豬場(chǎng)沼氣工程，日產(chǎn)沼氣80m3，顯然不適合發(fā)電上網(wǎng)，只適宜內(nèi)部用電。其沼電用途一般為驅(qū)動(dòng)沼氣工程污水泵和豬場(chǎng)通風(fēng)機(jī)、照明等，因此宜配備10kW左右的發(fā)電機(jī)組。類似的沼氣工程很多，可見小功率沼氣發(fā)電機(jī)組需求量也很大。
農(nóng)村廣泛的應(yīng)用前景
我國可用于沼氣發(fā)電的資源十分豐富。首先，受飲食結(jié)構(gòu)的影響，我國生豬存欄量達(dá)到數(shù)億頭，牛羊、家禽等養(yǎng)殖量也十分巨大，禽畜糞便總排放量巨大。同時(shí)，工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)有機(jī)廢水排放量也十分驚人。如果再考慮酒糟液、城市垃圾填埋和污水處理產(chǎn)生的沼氣等因素，我國沼氣資源潛力將進(jìn)一步擴(kuò)大，沼氣發(fā)電的前景十分開闊。
同時(shí)，我國廣大農(nóng)村生物質(zhì)資源非常豐富，解決農(nóng)村電氣化，沼氣發(fā)電是一個(gè)很重要的途徑。但是，大中型沼氣工程與沼氣發(fā)電工程的一次性投資費(fèi)用都相當(dāng)大，而沼氣工程投資費(fèi)用是沼氣發(fā)電工程的4倍左右。只有在推廣沼氣工程應(yīng)用的同時(shí)，不斷進(jìn)行研究提高沼池產(chǎn)氣率，并積極推廣應(yīng)用沼氣發(fā)電工程，才能在社會(huì)效益盡量保持不變的前提下，使經(jīng)濟(jì)效益不斷提高，也才能使整個(gè)工程總的一次性投資回報(bào)率大大提高。
此外，沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電與發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用綜合熱效率比任何其他熱動(dòng)力設(shè)備或裝置的熱效率都高。進(jìn)行沼氣發(fā)電即使民用，也可以將電通過電纜輸送到每家每戶，提前實(shí)現(xiàn)全部家用設(shè)備電氣化，既方便又干凈。用不完的電還可以并入電網(wǎng)中，這是最科學(xué)、合理、高效應(yīng)用沼氣能源的途徑。
政策促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展
目前，我國沼氣發(fā)電工程數(shù)量較少，裝機(jī)規(guī)模較小，發(fā)展速度比較緩慢。原因是多方面的，但最主要的原因是現(xiàn)有機(jī)制嚴(yán)重制約沼氣發(fā)電的發(fā)展。首先，我國尚未建立嚴(yán)格的環(huán)境污染處罰體系，禽畜糞便和工業(yè)有機(jī)廢水超標(biāo)排放的企業(yè)不需要為自身造成的環(huán)境污染等支付相應(yīng)的成本，致使企業(yè)缺乏投資沼氣工程治理污染的積極性；其次，目前沼氣發(fā)電工程建設(shè)規(guī)模一般較小，潛在的電站數(shù)量較大，電網(wǎng)運(yùn)行管理成本較高，屬于典型的分布式發(fā)電。我國目前尚缺乏大規(guī)模分布式電站運(yùn)行管理的經(jīng)驗(yàn)，致使沼氣發(fā)電的并網(wǎng)和售電遇到許多困難。
沼氣發(fā)電工程是節(jié)能環(huán)保的工程，受益的是全社會(huì)，基于目前沼氣發(fā)電工程還存在的問題，因此工程應(yīng)由政府、地方和企業(yè)共同出資建立。對(duì)于還處于起步階段的新興環(huán)保項(xiàng)目，國家應(yīng)給予一定支持，如：政府應(yīng)制定一系列的優(yōu)惠政策，減免工程稅費(fèi)，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)；行業(yè)要廣辟資金渠道，幫助建設(shè)方獲得各類貸款；同時(shí)加大宣傳力度，鼓勵(lì)社會(huì)各界以各種形式投資開發(fā)沼氣發(fā)電項(xiàng)目，以優(yōu)惠政策調(diào)動(dòng)各投資主體的積極性。
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