延庆县是北京市唯一的可再生能源示范区,近年来逐渐建立了康庄镇和张山营镇沼肥利用示范、大榆树镇秸秆气化和沼气工程管理示范、千家店镇生物质成型燃料供暖示范等品牌。
该县县委书记李志军介绍,延庆在6个镇推广生物质燃气,年消纳玉米芯、玉米秸秆3万多吨,畜禽粪便近9万吨,替代的能源折合标煤2.2万吨,每年减少二氧化碳排放近6万吨。
据统计,截至2011年年底,全国生物质燃气用户已达4168万户,1.6亿人口从中受益。在生物质燃气产业蓬勃发展中,科技创新提供了不竭的动力。近年来,我国在废弃物制备生物质燃气基础研究、技术装备开发和系统集成等方面,取得了重要进展。
基础科学:阐明多元废弃物预处理、发酵等机理
在基础科学研究方面,通过实践和科研攻关,我国阐明了生物质燃气多元废弃物预处理、发酵等机理,及废弃物转化与温室气体减排的关系。
“十二五”期间,北京德青源农业科技股份有限公司,承担了科技部“利用秸秆连续干发酵和沼气提纯压缩实现新农村万户供气关键技术研究及示范”国家科技计划项目,其联合国内外科研机构陆续攻克了多原料混合发酵、沼气脱硫、脱氧、脱碳、纯化气体高压送气等系列关键技术。
该公司副总裁潘文智介绍,经过4年实践、建设,设计出通过秸秆、鸡粪、沼液、餐厨垃圾等混合发酵产生沼气,经纯化压缩后制成高纯度燃气,再输送至农户的新农村能源解决方案。
目前,该方案的第一个示范工程已在延庆投入使用。工程每天消耗45吨秸秆等混合原料,每年产生沼气400万立方米,同时引入第三方收费,可为延庆张山营镇、康庄镇39个村,1万多户村民提供和城市同样品质的生物质燃气。“示范工程总投资1.43亿元,年卖气总收入470.9万元,销售沼渣肥料收入219万元,年盈利可达274.7万元。”潘文智说,预计到2020年年底前,更多项目将让延庆农村30万人用上清洁燃气。
技术装备:研发生物质燃气提纯、压缩成套装备
在技术装备开发方面,我国开发了废弃物处理、发酵、脱硫等工艺和流程,研制了相应的预处理装备、新工艺发酵反应器、生物脱硫装置以及配套的进出料和搅拌系统,形成了商业化生物质燃气发电机组和生物质燃气提纯、压缩等成套装备。
通过承担“十一五”、“十二五”国家科技支撑计划和863项目,杭州能源环境工程有限公司在沼气工程方面已具有8项具备市场竞争优势的关键技术。“比如,高浓度、高氨氮纯鸡粪高效能发酵技术,属于世界难题,如今只有中国拥有该技术。”该公司董事长蔡昌达说。
此外,其高效厌氧发酵装置实现了高浓度中温或高温发酵;节能搅拌装置拥有新密封技术,4年内不用更换部件,可使单位能耗降低一半以上;生物脱硫装置可将硫化氢含量从5000PPM脱到200PPM以下,而脱氢时只使用三粉芡,不需化学药剂,避免二次污染;生物燃气储存设备采用国内联合研发的沼气专用贮气膜,甲烷渗透率极低,综合性能超过德国和法国标准;沼气生物燃气净化提纯装备采用水细净化工艺,避免了二次污染,运行费用低,使用寿命长。
关键技术的科技创新、设备的升级改造,为沼气工程提供了技术和质量保障。目前该公司的沼气工程可全年24小时稳定产气,每年达8000小时以上。
“我们的沼气工程装备和设备已出口到日本、泰国、孟加拉、哈萨克斯坦等国家,”蔡昌达说,未来在东南亚地区和穆斯林国家沼气工程具有广阔前景。前者资源丰富,拥有大量木薯淀粉利于发酵;后者拥有大量养鸡场,高氨氮厌氧技术具有特殊技术优势。此外,在中亚地区,与欧洲公司相比,同等质量下中国技术具有明显的价格优势,目前该公司在海外建成的沼气工程项目有5个,在建6个。
系统集成:推进商业化示范工程可持续运行
在系统集成方面,我国推进了一批以热电肥联产和高纯度生物质燃气为产品的规模化、高质化利用科技示范工程,研制出规模化沼气发酵贮存一体化成套装置生物质燃气。在示范运用上,工厂化制气提纯、灌装配送、乡村社区调配与管道化终端供气已初步具有商业化示范工程。
新奥集团在全国14个省、117个城市,铺设管道超过2万公里,供气能力每日300万立方米,71个城市拥有加气站。该集团技术总监甘中学表示:“非常愿意接受生物质燃气进入我们的网络。”
该集团有多种合作模式:购买生物质燃气为原料,该集团投资建工厂,并负责销售;他人建厂生产生物质燃气,新奥直接购买;共同合资建厂,共同经营。
“以通辽梅花味精为例,此前其生物质燃料卖掉或者直接使用,一年可收入320万元。我们投资2000万元建成生物质燃气处理系统,每年支付给梅花味精440万元沼气费,可使其年收入增加120万元;而新奥作为投资方,税后利润为230万元,这是一种双赢的模式。”甘中学说。
“还可创造出更多的模式,进管网、进新机站、做冷热联共,都可解决生物质燃气的供应紧张,特别在峰值期、供热期,一些大城市有峰值差,生物质燃气是很好的补充。”甘中学说。
作为天然气分销商,甘中学说,新奥的气价格便宜;其拥有移动LNG车,可零星回收生物质燃气,正在形成一个有利于生物质燃气并网的智能化网络。他还补充说,新奥欢迎各产业链上中下游单位与其合作。
(科技日报北京8月19日电)