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二、德國沼氣工程建設(shè)技術(shù)特點

（一）建池材料質(zhì)地好

德國沼氣工程中的主體結(jié)構(gòu)材料采用鋼罐、搪瓷拼裝罐、鋼筋混凝土制作池體，扁平型的發(fā)酵罐多采用混凝土，瘦高型的多采用鋼罐或搪瓷拼裝罐。柔性材料作反應(yīng)器池頂?shù)募瘹獠牧?，這樣可確保池體使用壽命長，克服混凝土慢滲氣的缺點，工程建造成本和日常維護成本也大大降低。依靠罐體保溫和熱交換，地上部分的池體保溫層基礎(chǔ)為3—5cm厚的聚氨酯或巖棉。發(fā)酵罐罐體內(nèi)部側(cè)面或頂部中央安裝攪拌器，頂部一般為雙層沼氣貯氣膜結(jié)構(gòu)。

（二）發(fā)酵原料多元化

沼氣發(fā)酵原料多樣化，可利用的發(fā)酵原料有能源作物（主要是種植玉米、甜菜、青草等直接作沼氣發(fā)酵原料使用）、畜禽糞便、城市家庭垃圾、城市污水污泥、工業(yè)及食品加工廢渣和廢液等，沼氣工程普遍采用混合原料進行發(fā)酵。玉米青貯作沼氣發(fā)酵原料是德國沼氣產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的主要因素。目前，德國年產(chǎn)青貯約4800萬t，其中主要為青貯玉米。從原料產(chǎn)氣率角度來看，一些能源作物如玉米、甜菜等干物質(zhì)的產(chǎn)氣率可高達600～1000m3/t，遠遠高于畜禽糞便的產(chǎn)氣率，而畜禽糞便與這些原料摻在一起進行混合發(fā)酵，可以彌補這些原料氮源不足的問題，從而更有利于沼氣的生產(chǎn)。

（三）發(fā)酵工藝先進

沼氣工程的厭氧消化工藝是根據(jù)處理規(guī)模、發(fā)酵原料的性質(zhì)和濃度以及發(fā)酵溫度等因素選擇的。所建沼氣工程普遍采用多級高濃度CSTR濕式中溫發(fā)酵工藝，就是說一般都設(shè)有二級或****以上反應(yīng)器，一級比一級原料濃度低，發(fā)酵溫度在38---42℃范圍內(nèi)。德國制定了熱電聯(lián)產(chǎn)激勵政策，鼓勵企業(yè)利用發(fā)電余熱給沼氣工程厭氧消化裝置增溫、保溫，即使在冬季環(huán)境氣溫低至-200C，沼氣工程依然運行良好。中溫裝置產(chǎn)氣率可達1.2～1.8 m3／(m3.d)，高溫裝置產(chǎn)氣率可達2.0—3.0m3/ (m3-d)，最高的可達5～6 m3/(m3.d)，經(jīng)濟效益顯著。

（四）沼氣高值利用

目前，德國的沼氣工程所產(chǎn)生的沼氣主要利用方式為發(fā)電并網(wǎng)，同時多數(shù)將發(fā)電過程中產(chǎn)生的廢熱用于供熱，即熱電聯(lián)產(chǎn)工藝。大型沼氣工程主要利用內(nèi)燃機帶動發(fā)電機進行發(fā)電，所采用的內(nèi)燃機以雙燃料內(nèi)燃機為主。工程平均發(fā)電效率為40%～42%．平均熱能轉(zhuǎn)換率為45%，其中約10%的沼氣發(fā)電量和45%的余熱用于工程自身運行，55%的發(fā)電余熱用于公共建筑或農(nóng)舍供暖、農(nóng)作物干燥、沼渣烘干、農(nóng)產(chǎn)品冷藏庫制冷等。除了發(fā)電，沼氣提純在德國也日益受到重視，和瑞典不同的是，德國的沼氣經(jīng)過提純后直接進入天然氣管網(wǎng)。這樣做的好處是，一方面全德國范圍的天然氣管網(wǎng)就好像一個大的儲氣裝置，可以將生產(chǎn)出的生物質(zhì)能儲存起來，待風(fēng)電和太陽能不足時作為補充能源；另一方面將農(nóng)村地區(qū)生產(chǎn)出的沼氣送到城市或工業(yè)地區(qū)發(fā)電使用，更有利于將熱能在更需要的地方得到利用。

（五）產(chǎn)業(yè)政策優(yōu)惠

德國走的是沼氣能源工廠市場化、產(chǎn)業(yè)化之路。前期工程建設(shè)國家沒有直接資金支持，銀行為企業(yè)或農(nóng)場主提供長期低息貸款，而政府不提供任何建設(shè)補貼，前期建設(shè)資金靠的是20年不變的低息貸款。國家頒布了一系列鼓勵和激勵政策，如企業(yè)稅率20年不變、低息貸款利息20年不變、產(chǎn)品定價20年不變、發(fā)展機制、配套法規(guī)、標準體系等。一系列利好政策確保了沼氣工程的穩(wěn)定受益，提高了農(nóng)場、養(yǎng)殖場等建設(shè)沼氣工程的主動性、積極性，促進了沼氣能源工廠市場化、產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展。德國沼氣工程建設(shè)方很多都是能源企業(yè)，以銷售能源為目的，其形式有沼氣發(fā)電上網(wǎng)或直接銷售經(jīng)沼氣提純后的天然氣。另外，沼氣工程還可通過處理生活垃圾等廢棄物收取處理費用，以獲得更好的企業(yè)利潤。德國從事沼氣行業(yè)的能源工廠人員少、效率高，普遍采用操作規(guī)范、專業(yè)技術(shù)強、機械化作業(yè)的運行管理模式，沼氣工程的持續(xù)運行有了保障。參觀的4處沼氣工程常年的經(jīng)營管理均為1～2人，包括沼氣工廠的日常管理和能源作物的種植管理，降低了常年運行費用。

（六）配套設(shè)備標準化，工程運行自動化

德國沼氣產(chǎn)業(yè)經(jīng)過長期的實踐和發(fā)展，沼氣工程的進料設(shè)備、攪拌設(shè)備、脫硫設(shè)備、沼氣存儲設(shè)備、熱電聯(lián)產(chǎn)成套設(shè)備等，形成了標準化、規(guī)?；a(chǎn)，性能處于世界沼氣行業(yè)領(lǐng)先地位，沼氣發(fā)電機、固液分離機、專用泵、攪拌機等一批核心配套產(chǎn)品形成了國際品牌，為沼氣工程的正常運行提供了技術(shù)保障。沼氣工程自動化程度較高，從原料收集、分類、進料、高溫消毒、發(fā)酵、產(chǎn)氣、脫硫提純、發(fā)電上網(wǎng)、出料、沼渣沼液貯存、運輸?shù)热^程均實現(xiàn)機械化和自動化。

（七）“三沼”利用突出

德國沼氣工程均安裝燃燒火炬，沼氣用于熱電聯(lián)產(chǎn)，未利用的多余沼氣統(tǒng)統(tǒng)燃燒。目的是防止未經(jīng)凈化或未燃燒的沼氣排空造成二次污染，避免產(chǎn)生爆炸、火災(zāi)隱患、溫室氣體排放以及異味污染。德國沼氣工程都建有沼液、沼渣儲存池，沼液、沼渣儲存池均加蓋。儲存池加蓋防止沼液、沼渣中的氮素通過好氧分解而流失掉，阻止由于長期堆放產(chǎn)生的異味逸出，還能改善衛(wèi)生環(huán)境。儲存池的沼液、沼渣經(jīng)過3--6個月的存放后作為農(nóng)作物肥料利用。根據(jù)發(fā)酵原料的種類不同，沼液、沼渣還要進行消毒殺菌，沼液、沼渣中含有的各種重金屬含量也不能超出法律規(guī)定的界限。在沼肥的使用上，德國也有一系列的標準和政策，為沼肥的使用提供了保障。