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开发利用生物天然气是推进沼气产业化的重要途径

文档作者：郭祥冰徐庆贤文档来源： 1福建省能源研究会 2福建省农科院农业工程技术所		点击数：	更新时间： 2023年08月15日
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开发利用生物天然气是推进沼气
产业化的重要途径
郭祥冰t徐庆贤z
(1福建省能源研究会
2福建省农科院农业工程技术所福建福州350001)
摘要浅谈瑞典生物天然气应用成功的范例。对我国沼气产业化历程做了一个简短的回顾，估算我国沼气资源潜力，为
了能源供应的安全．盛须加快生物天然气开发。借鉴瑞典、德国、丹麦等欧洲国家沼气产业化的经验，结合我国的实际，提出我
国沼气产业化之路。
关键词生物天然气沼气产业化途径瑞典
中图分类号：TK6 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2011)04一0017-03
沼气是有机物在厌氧条件下经微生物分解发酵而生成
的可燃性气体．其主要成分是甲烷(占50％一70％)和二氧化碳(占30％舶)，此外还有少量的氢、氮、一氧化碳、硫化氢
和氨等。每m，热值约为21520l(J，相当于0．69一天然气热
值。沼气经过提纯达到天然气标准．输入管网替代天然气或
作汽车燃气．我们称之为生物天然气．可以作车用燃料或替
代石化天然气。
改革开放30多年来．我国的沼气事业有了长足发展．沼
气技术由单一的户用沼气池发展到大中型沼气工程。截至
2009年。全国户用沼气达到3507万户，大中型沼气工程
22570处．生产能力达到年产沼气130．8亿m3．相当于2loo
多t煤炭，成为沼气大国。为农户提供了大量优质能源。然
而，沼气工业化步履艰难。仍在初始阶段徘徊。中国沼气产业
路在何方?本文力图从国际的经验、沼气发展的历史回顾以
及未来发展的前景，探索符合国情的沼气产业发展之路。
l瑞典的成功经验
沼气是瑞典发展最快的可再生能源．生物天然气产业已
经成熟．利用城市污水处理产出沼气最初目标是实现热电联
产。但由于瑞典电力结构中水电和核电所占比重大、电价低．
沼气发电缺乏竞争力．因而转向交通运输业。目前瑞典沼气
产量的25％供给车用．8％用于发电．成为世界上沼气用作交
通燃料第l国。2004年，以提纯后的沼气(生物天然气)驱动
公交车出现在瑞典首都斯德哥尔摩街道上．该市政府计划到
2025年全城公交车都由生物燃料驱动。2005年。世界上首列
沼气火车在瑞典投入运行。2006年。瑞典政府宣布，将在15a
内摆脱对石油的依赖．成为世界上第1个不依赖石油的国
家。当前产气原料已扩展到有机垃圾、有机废水、畜禽粪便和
秸杆。初期。农庄通过合同向沼气厂提供沼气原料．无偿拉回
沼气厂的有机肥。现在发展为农民将沼气原料卖给沼气厂取
得额外收入。原料不足成为沼气产业发展的一大障碍。
总结瑞典生物天然气成功的经验有3条．
(1)政府通过燃油税收支持培育一个健康快速成长的沼
气市场．同时在需求侧给予补贴。在瑞典买l辆沼气车，可以
得到相当于人民币8000元的补贴，还免交燃油税和停车费。
(2)瑞典政府、企业、科研机构多方参与，技术、管理精益
求精．因此，沼气池产气率不断提高，沼气提纯技术水平也在
不断进步。
(3)多方合作。各个交叉领域都为发展沼气和利用沼气
而努力，沼气商产沼气、汽车制造商产沼气车、加油站配备充
气设施．形成一个完整的产业链。
2我国沼气产业化路线的选择
2．1历史的回顾
我国沼气建设初步于20世纪70年代．从建造户用沼气
池开始．主要用于提供农民做饭燃料。经历了仓促发展与回
落、调整与重视科技、回升与效益凸现、全面提升与发展4个
阶段。1978年文革结束后，国民经济恢复发展，能源供应全
面紧张．为获得更多沼气．上海虹桥养殖场率先将户用小型
沼气池技术移植放大到50m，沼气发酵池。从“六五”初期到
“八五”末．国家科委、农业部设立专项课题，组织科技攻关，
历时15a形成大中型沼气工程成套技术。随着畜禽养殖业的
快速发展．大量畜禽粪便随意排放，严重污染了水体和周围
环境．也阻碍了畜牧业自身的发展。于是，2001年国家环保
局下达9号令，颁布《畜禽养殖污染管理办法》，福建掀起了
以污染治理为主要目标的大中型沼气工程建设高潮。至今为
止．全省近8000家规模养殖场中建有沼气工程的超过1000
家．建池比例超过12％．远远高于全国平均水平。2009年，对
162家规模养殖场大中型沼气工程沼气使用情况进行调查．
沼气利用方式详见表l。该表说明目前沼气利用领域窄、工
作者简介：郭祥冰。男．教授级高级工程师。现任福建省能源研究会秘书长。 业化利用水平低。同时进行的沼气利用率调查表明。利用率
达80％以上只有l家占2．47％：利用率在30％以下的有132
家，占81．49％。大部分沼气放空，既浪费了优质能源，排放的
大量甲烷又加剧了温室效应。可以说这是全国农村沼气发展
的一个缩影．建大中型沼气工程主要目的是应对环保，而忽
视了沼气的综合利用和经济价值。而沼气产业能否持续健康
发展。最终要取决于其经济性。
表l 沼气利用方式调查统计表
工业废水治理已成为制约我国工业发展的瓶颈。据国家
发改委能源研究所樊京春等专家编著的《中国畜禽养殖场与
轻工业沼气技术指南》介绍，截至2003年lO月。占工业有机
废水总量59％的轻工企业已建单个厌氧装置体积200m，以
上的大中型沼气工程518座(占全国工业总计的86．3％)。厌
氧装置总体积130万m，(平均2500mV座)。年处理废水量1．3
亿m，．年产沼气能力1．3亿一。根据轻工有机废水产气率的
大小划分为3类沼气工程．3类废水的总废水量为20．14亿
m3．当年采用厌氧方式处理的轻工废水处理率仅为6．45％。
据报道．“十一五”城镇污水处理规划提前1年完成。截
止2009年底。全国设市城市、县及部分重点建制镇累计建成
城镇污水处理厂1993座．总处理能力超过l亿m3／a，分别比
2005年增长1．2倍和75％。然而。多数采用传统的好氧方式。
若改造为厌氧一好氧工艺．可以得到宝贵的大量沼气。又能
节约大量的电力和土地。
总结历史的经验．我国建设沼气工程应从以污染治理为
主转移到污染治理和能源资源利用并重的方针上来．注重环
境效益、社会效应和经济效应。保证永续发展。
2．2产沼气资源潜力
根据中国能源研究会主办的《能源政策研究》提供的世
界与中国能源数据(2008版)。中国可再生能源资源产沼气
资源潜力详见表2。
表2中国可再生能源资源(沼气部分)
资源来源：水利都；农业部；国土资源部；顾树华．中国新能源和
可再生能源，20D6年中国能源发展报告。中国计量出版社，2006年。
从表2可以估算．2005年我国沼气资源潜力约为500
亿m3。随着工农业的增长．资源量还会快速增长，为开发利
用生物天然气提供可靠资源。
20"．No．4．
2．3我国天然气对外依存度不断提高．需要生物天然气弥补
2009年．我国共消费天然气850亿m3．国内生产还不足
800亿m3，50多亿m，的缺口靠进口液化天然气补充。尽管
天然气在我国能源消费结构的比重仅占3．8％．远低于世界
平均水平(24．1％)。然而天然气供应形势依然严峻，2009年
华中地区多次出现的“气荒”就是明证。中国海关总署预计．
2010年天然气缺口可能达到300亿m3。中投咨询首席能源
分析师姜谦预测，2010～2015年．中国天然气消费以年均
12％增加．而国内产量年均增长只有8．5％，对外依存度越来
越大。为了能源供应的安全，必须加快生物天然气开发。
2．4我国的沼气产业化途径
借鉴瑞典、德国、丹麦等欧洲国家沼气产业化的经验，结
合我国的实际．笔者提出我国沼气产业化之路。
(1)建设村级沼气管网，解决广大农户用气。随着畜牧业
集约化程度的不断提高和环保要求的不断严格．大中型沼气
工程建设将快速推进。为杜绝沼气排空，沼气工程产出沼气
经净化后．通过村级管网向周围数以百计的农户供气，替代
农村正在普及的液化天然气。从福建的试点经验看，集中供
气项目业主可以是畜禽养殖场主．也可以由村委会招标确
定。笔者做过测算，在政府经济政策的支持下，只要气价合
适。农户是欢迎的，业主也有钱可赚。福建政府当前的激励政
策是集中供气l户视同自建l口户用沼气池．给予每户
1500元的补贴。
(2)大型沼气工程产沼气经提纯压缩供汽车用燃气。这
是沼气增值的一个途径。地处河南安阳的贞元集团恒生能源
有限责任公司与丹麦NIRAS公司共同投资年产加0万m3
生物天然气示范工程已投入试运行．揭开了我国车用生物天
然气开发利用序幕。该项目主要原料来自城市有机废弃物，
产出生物天然气弥补该市出租车燃气短缺．同时向市场提供
固体有机肥和液体有机肥。
(3)沼气工业化的高级形式是沼气提纯达标压缩后进入
管网，大范围向农村和城市供气。替代部分化石天然气。欧洲
多个国家已有成功的经验，我国的沼气资源丰富，来源又广，
市政天然气管网是现成的．城市气价又高，可以选择若干条
件好的城市试点。
3结语
我国的沼气资源丰富．可开发潜力巨大，然而沼气工业
化利用水平低．走工业化发展道路，开发利用生物天然气是
大力发展沼气产业的必然选择。从小型的量大面广的农村集
中供气做起．从单项的汽车供气工程着手．逐步向大规模网
络化的工业化生产迈进。在沼气产业初期，以政府为主导，实
行环境治理与能源资源开发利用并举的方针．制订发展规
划。给予经济激励政策与合理的气价定价机制．支持技术创
新．研究并颁布生物天然气准入标准．培育专业化的投资、服
务公司开拓市场．经过长期努力。最终脱离政府的扶持．以市
场为主推动产业发展．生物天然气将成为天然气行业的重要
方面军。
(下转第2l页)

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