沼氣池建設(shè)專家
沼氣工程產(chǎn)品高值化利用模式探討
中國是世界上沼氣市場潛力最大的國家之一，但在當(dāng)前沼氣產(chǎn)業(yè)的實(shí)際情況是：沼氣發(fā)電難以上網(wǎng)，產(chǎn)出的熱量因目前基礎(chǔ)設(shè)施配套不完善難往往以有效利用，本地建網(wǎng)供氣，因標(biāo)準(zhǔn)低與天然氣管網(wǎng)不匹配，投資大、氣源小和不穩(wěn)定難以形成規(guī)模效應(yīng)，除沼氣工程自用及所在企業(yè)自用外，難以找到有價(jià)值的商業(yè)渠道；沼渣沼液用作肥料看起來很美，但是實(shí)際真正實(shí)施有效和盈利的項(xiàng)目甚少；沼液消納問題仍然困擾沼氣工程業(yè)主，尤其是特大型沼氣工程。這與我國沼氣規(guī)模小、原料分散難收集、運(yùn)營成本高、產(chǎn)品市場開發(fā)不力、產(chǎn)品缺乏扶持政策等諸多因素相關(guān)。因此探索適合國情的沼氣產(chǎn)品價(jià)值鏈?zhǔn)谴龠M(jìn)我國沼氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展要解決的主要問題之一。
1. 沼氣的高值化利用模式
1.1發(fā)展生物燃?xì)鈱⑹钦託饫玫男纶厔?/span>
生物燃?xì)饩哂星鍧?、高效、安全和可再生四大特征?？v觀人類利用能源發(fā)展史，能源形態(tài)逐漸由固體（煤）向液體（石油）再向氣體（甲烷或氫等）發(fā)展，生物燃?xì)庾鳛樾履茉磳⒃谑澜缒茉锤窬种袑⒄加幸幌?。?dāng)前世界各國都關(guān)注生物燃?xì)獾拈_發(fā)，沼氣生產(chǎn)技術(shù)以及凈化提純技術(shù)已經(jīng)比較成熟。當(dāng)前生物燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)發(fā)展較好的國家有德國和瑞典。
瑞典是世界上最早把沼氣凈化成車用天然氣的國家，在1996年就開始將沼氣脫碳凈化作為車用燃料；而德國是世界上沼氣發(fā)展最快的國家，到目前為止德國的沼氣工程已經(jīng)達(dá)到6000多座，在2007年以前，德國有98%的沼氣工程都是將沼氣用于發(fā)電（熱電聯(lián)產(chǎn)），但是最近情況發(fā)生了一些變化，從2007年到2011年德國新增了160多家沼氣凈化工廠，這些工程大都已投入運(yùn)行，將凈化后的沼氣用作車用或注入城市天然氣管網(wǎng)。以市場的眼光挖掘沼氣的價(jià)值鏈，再加上政府的引導(dǎo)和培育是德國瑞典兩國沼氣快速發(fā)展的關(guān)鍵因素，德國沼氣的價(jià)值鏈從沼氣發(fā)電產(chǎn)熱向管道天然氣發(fā)展，瑞典沼氣從發(fā)電產(chǎn)熱向壓縮天然氣（CNG）發(fā)展，各自走出了不同的成功之路。
從國內(nèi)外沼氣產(chǎn)業(yè)實(shí)踐中我們可以借鑒以下經(jīng)驗(yàn)：
第一，政府支持和引導(dǎo)是該產(chǎn)業(yè)得到大力發(fā)展的關(guān)鍵因素。無論是德國還是瑞典，政府在技術(shù)研發(fā)方面投入力度大，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面優(yōu)惠政策多，如終端產(chǎn)品價(jià)格激勵政策、財(cái)政補(bǔ)貼政策等。
第二，多行業(yè)交叉，高水平整合是發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè)的前提。沼氣產(chǎn)業(yè)涉及的領(lǐng)域有農(nóng)業(yè)、環(huán)保、物流、燃?xì)馀渌?、能源供?yīng)終端、配套設(shè)備機(jī)械制造等，行業(yè)眾多、環(huán)節(jié)相扣，如果中間某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
第三，關(guān)鍵技術(shù)的突破是發(fā)展沼氣的技術(shù)保證。關(guān)鍵技術(shù)突破會使整個系統(tǒng)效率提高，其經(jīng)濟(jì)性也會相應(yīng)提高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展才能迅速發(fā)展。近年來，多元原料共發(fā)酵技術(shù)、沼氣凈化提純技術(shù)、燃?xì)廨斉洹⑸锶剂掀嚰叭剂想姵丶夹g(shù)等都有了長足的發(fā)展，沼氣高值化利用技術(shù)平臺已具備良好的條件。
1.2沼氣高值利用產(chǎn)品模式
結(jié)合沼氣技術(shù)及我國國情現(xiàn)狀，現(xiàn)對我國沼氣高值利用的產(chǎn)品分析如下：
(1)車用燃?xì)?/span>
沼氣經(jīng)提純后，品質(zhì)相當(dāng)于化石天然氣，完全可以滿足《車用壓縮天然氣》（GB18047-2000）條件，可作為CNG用于汽車燃用。這種利用模式特別適合于我國長江以南地區(qū)，溫帶和亞熱帶地區(qū)自然條件優(yōu)越、資源豐富、經(jīng)濟(jì)條件好，而天然氣資源相對缺乏，利用沼氣替代化石燃?xì)饽苈氏鹊玫酵黄啤?/span>
我國的基本國情是富煤缺油少氣，天然氣價(jià)格相對較高，目前天然氣在東部沿海地區(qū)可達(dá)4-5元/m3，在廣西、云南等西南省份更是高達(dá)5.5元以上/m3。將沼氣凈化純化后生產(chǎn)生物天然氣實(shí)現(xiàn)了沼氣的高值化利用，更具競爭力和市場前景。目前我國已經(jīng)建成了10余座車用燃?xì)夤こ?，其中青島天人環(huán)境股份有限公司EPC總承包興建的中丹生物能源項(xiàng)目是國內(nèi)首個投入商業(yè)化運(yùn)行的大型車用燃?xì)忭?xiàng)目，目前已經(jīng)持續(xù)運(yùn)行兩年多。
（2）管道生物燃?xì)?/span>
利用沼氣生產(chǎn)高值生物天然氣燃?xì)猓瑥膰鴥?nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn)來看，管道燃?xì)庑б孀詈茫枵託夤こ谈浇刑烊粴夤芫W(wǎng)，否則另鋪設(shè)管網(wǎng)將不具經(jīng)濟(jì)性。在中國東部和南部沿海發(fā)達(dá)的城鎮(zhèn)及農(nóng)村地區(qū)，建設(shè)集中型沼氣工程及凈化提純裝置具有經(jīng)濟(jì)可行性，而內(nèi)陸及廣大的分散沼氣工程就需要開發(fā)出一些低成本、易運(yùn)輸、投資小的配送技術(shù)，以適應(yīng)中國農(nóng)村沼氣的特殊性。
（3）熱電聯(lián)供
沼氣熱電聯(lián)供可以避免單獨(dú)發(fā)電或單獨(dú)供熱系統(tǒng)運(yùn)行不靈活、能源效率低的缺點(diǎn)。在工程裝備技術(shù)逐步升級的推動下，沼氣熱電效率低于70%的現(xiàn)狀，將能得到大幅的提升，尤其在我國長江以北的寒帶和溫帶地區(qū)，對熱電的雙重需求能吸引沼氣在熱電聯(lián)供方向上的大發(fā)展。
（4）罐裝生物燃?xì)?/span>
沼氣目前主要是直接作為燃?xì)饫?、通過燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電、集中供氣與新農(nóng)村的建設(shè)相結(jié)合等，其熱值通常在3800～6300 kJ/m3的范圍內(nèi)，相對較低，制約其應(yīng)用。將低品質(zhì)的沼氣提純處理生產(chǎn)高品質(zhì)罐裝燃料，如天然氣水合物等，可以替代罐裝液化石油氣（LPG），是未來重要發(fā)展方向。
2. 沼渣高效利用模式
2.1沼渣利用現(xiàn)狀與發(fā)展方向
沼渣的利用是建設(shè)循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的一個重要環(huán)節(jié)，也是沼氣工程的重要建設(shè)內(nèi)容。而實(shí)際情況確是，大量工程的沼渣未發(fā)揮出自身的經(jīng)濟(jì)效益，而且處置不當(dāng)還會造成環(huán)境污染。
為保證大中型沼氣工程的建設(shè)和穩(wěn)定運(yùn)行，沼渣綜合利用技術(shù)開發(fā)應(yīng)列為當(dāng)前關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)重點(diǎn)，其中包括進(jìn)行沼渣利用的標(biāo)準(zhǔn)化研究、利用方式、利用途徑、利用裝備等方面，以提高沼渣的附加值，服務(wù)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，消除制約沼氣行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
目前用沼渣作配合飼料的添加成分或復(fù)合有機(jī)肥料的技術(shù)已有生產(chǎn)性試驗(yàn)，并為廣大用戶所接受，具有較好的市場前景，用于生產(chǎn)高蛋白飼料添加劑或菌肥等技術(shù)，目前仍處于研究與開發(fā)階段。
2.2沼渣高值化利用模式
（1）沼肥產(chǎn)品
沼渣與秸稈燃燒爐（或氣化爐）產(chǎn)生的焚灰（含鉀）混配制取N、K有機(jī)復(fù)混肥，沼肥生產(chǎn)成本可大大降低（焚灰具備吸濕功能，可減少烘干能耗，減少常規(guī)K2O的復(fù)配用量），可作為一種經(jīng)濟(jì)適用的沼肥產(chǎn)品快速推向周邊農(nóng)村使用，市場價(jià)格約500-800元/噸。可用于人工草坪、綠化帶的市政綠化肥，在國外十分常見。
（2）商品肥料
在諸多消納和利用沼渣的方法和途徑上，因地制宜，優(yōu)選利用沼渣制取多品種有機(jī)肥的思路是比較適合我國國情而且經(jīng)濟(jì)可行的。沼渣制取商品肥料，是調(diào)動糞污資源能源、肥源兩大功能的最佳途徑。在技術(shù)中，可以依托應(yīng)用比較成熟的“雙螯合”技術(shù)和“測土配方施肥”技術(shù)等生產(chǎn)有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料（NY18877-2002）、螯合肥料（GB15063-2009）、摻混肥料（NY18877-2002）、果蔬沖施肥料（NY1106-2006）和有機(jī)肥料（NY525-2002）、微生物肥料（NY/T798-2004）等商品肥料，市場價(jià)格可以達(dá)到1500-2300元/噸。
（3）沼渣養(yǎng)蟲
昆蟲是地球上最大的、尚未得到充分利用的生物資源，昆蟲產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為新興產(chǎn)業(yè)，蟲產(chǎn)品可以為醫(yī)藥、飼料、肥料等行業(yè)提供重要的原料，利用沼渣喂養(yǎng)昆蟲，開展沼渣資源轉(zhuǎn)化利用的蟲菌復(fù)合技術(shù)示范研究，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的延生和增值，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
目前該技術(shù)尚在研究階段，正在進(jìn)行的相關(guān)研究技術(shù)包括：環(huán)境昆蟲的資源篩選與評價(jià)、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)研究；有機(jī)廢棄物的預(yù)處理（物理、化學(xué)、生物）及昆蟲飼料化研究；昆蟲蛋白的應(yīng)用技術(shù)；昆蟲對有機(jī)廢棄物的轉(zhuǎn)化處置技術(shù)；昆蟲功能性物質(zhì)的應(yīng)用技術(shù)；昆蟲糞沙飼料化、肥料化的應(yīng)用技術(shù)；方向；昆蟲生產(chǎn)學(xué)及自動化技術(shù)；昆蟲產(chǎn)品綜合利用等。
已有的研究成果表明：昆蟲屬于無脊椎動物，其消化系統(tǒng)與脊椎動物存在巨大差異；昆蟲體壁含有甲殼素天然抗菌物質(zhì)；昆蟲體內(nèi)含有抗菌肽、溶菌酶等功能性物質(zhì)。蟲子生長率為10%，蟲體每生長1kg，需要消耗5-6kg的原料（含水量50%左右），同時產(chǎn)生2kg左右的生物肥（生物造粒），每噸蟲子的成本為15000-20000元左右，每噸售價(jià)國內(nèi)為36000元左右，出口價(jià)格可達(dá)60000元左右。以1000立方的沼氣工程為例，每天出料為TS5%的物料40t，折合干物質(zhì)2T，可調(diào)配成養(yǎng)蟲培養(yǎng)基4t，養(yǎng)蟲規(guī)?？蛇_(dá)8t，年創(chuàng)收益數(shù)百萬元。
3. 沼液高效利用模式
3.1沼液利用現(xiàn)狀及發(fā)展方向
沼液的出路問題目前仍是建設(shè)單位的后顧之憂，特別是規(guī)模養(yǎng)殖場每天排放的沼液量相當(dāng)客觀。只經(jīng)過厭氧處理的廢液，尚難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。目前大中型沼氣工程多數(shù)修建在城鎮(zhèn)或市郊，沼液就地消納有一定的難度，大型沼氣工程日排出大量沼渣液如不加合理轉(zhuǎn)化、利用，必將形成二次面源污染和資源浪費(fèi)，如何解決沼液的濃縮、運(yùn)輸或進(jìn)行低成本的深度處理，是當(dāng)前亟待解決的主要問題之一。
沼液作為沼氣工程“三沼”產(chǎn)品的重要組成部分，如果利用得當(dāng)，既可避免二次污染，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的物盡其用、良性循環(huán),又可為沼氣工程業(yè)主創(chuàng)造明顯的經(jīng)濟(jì)效益，縮短沼氣工程的投資回收期；還能夠提升土壤的有機(jī)質(zhì)，改善土壤理化性狀，減少土傳病害，促進(jìn)有機(jī)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)和循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展；此外，通過沼液的利用還可大量減少或免除化肥農(nóng)藥的使用，從而減少化肥、農(nóng)藥生產(chǎn)和使用過程中的溫室氣體排放與污染等等?？傊浞掷谜右菏羌扔欣谡託夤こ虡I(yè)主，又有利于社會的大好事。
沼液還具有防治病蟲害的作用。根據(jù)專家檢測，沼液噴施蔬菜、果樹和農(nóng)作物，具有良好肥效，還有抗寒、抗病蟲害、改良土壤和增產(chǎn)的功能，是一種很好的有機(jī)肥料，所以沼液應(yīng)用具有很大市場潛力。
我國加強(qiáng)沼液高效利用技術(shù)主要集中在以下幾個方面：
（1）培育沼液利用市場，并做好沼液有機(jī)肥的宣傳。首先建立農(nóng)技部門、生產(chǎn)企業(yè)、專業(yè)示范農(nóng)戶相結(jié)合的推廣機(jī)制，加強(qiáng)產(chǎn)品宣傳和技術(shù)推廣；其次，制定沼液還田利用的標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對沼液肥產(chǎn)品質(zhì)量的控制和用肥后的耕地養(yǎng)分跟蹤監(jiān)測，確保土壤的安全性。
（2）借鑒國外沼液利用的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行沼液施用技術(shù)開發(fā)。適當(dāng)引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)和成熟的設(shè)備，包括貯存模式、輸送技術(shù)和模式、配方施用技術(shù)，沼液施肥系統(tǒng)等，并結(jié)合我國中型養(yǎng)殖場多、土地分散的國情，因地制宜探討經(jīng)濟(jì)可行的利用模式，進(jìn)行推廣應(yīng)用。
（3）出臺相應(yīng)的沼液肥生產(chǎn)和施用補(bǔ)貼政策，扶持的對象范圍擴(kuò)大到生產(chǎn)沼液產(chǎn)品的養(yǎng)殖主和建設(shè)商，以及使用沼液的種植主，確保生產(chǎn)企業(yè)和農(nóng)民得實(shí)惠，推動有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
3.2沼液高值化利用模式
（1）沼液生產(chǎn)液態(tài)有機(jī)肥（根施肥或葉面肥）或生物菌肥，以高科技含量，高效高附加值商品肥形式進(jìn)入市場銷售。作為替代目前國外進(jìn)口的高檔葉面肥，本產(chǎn)品可用于高爾夫球場、城市綠化帶施肥以及花卉施肥，從效率、成本上具有優(yōu)勢競爭力。
（2）沼液用于設(shè)施農(nóng)業(yè)（溫室、棚）果蔬、花卉等的無土栽培營養(yǎng)液，勿須精細(xì)去除固體顆粒，養(yǎng)分稍許調(diào)配即可使用，亦可作為浸種、育秧、育苗的基液。也可用于生產(chǎn)富含黃腐酸、生物菌的生物調(diào)理液（Q/YBY-2002）。
（3）沼液經(jīng)中溫或者高溫厭氧發(fā)酵后，起到了一定滅菌作用，殺滅率達(dá)95﹪以上，還含有吲哚乙酸、赤霉素等對病蟲害有一定的抑制作用的生物拮抗成分，可用于人工草坪、綠化帶的底肥或噴施肥，也可經(jīng)深加工，工廠化處理后用作浸種液，加工種子包衣。
隨著人們對生態(tài)產(chǎn)品需求的增加和美麗中國可持續(xù)發(fā)展的深化，三沼利用（沼氣利用+沼渣沼液肥利用）的“能肥模式”將成為適宜中國國情的大中型沼氣工程發(fā)展模式。“能肥模式”將沼氣工程作為生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的中心環(huán)節(jié)，使不完整的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)橥暾牧夹陨a(chǎn)循環(huán)體系，不僅化解了沼渣沼液污染，解決了產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，而且還帶動無公害農(nóng)產(chǎn)品的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖業(yè)的良性循環(huán)和經(jīng)濟(jì)、社會與環(huán)境效益的統(tǒng)一。
文章來源地址：http://szdirise.com.cn/biogastech/437.html
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