米兰平台-米兰MILAN(中国)
中国(guó)沼气工程的出国之路
来源: | 作者(zhě):lipunengyuan | 发布时间: 2020-06-17 | 1764 次(cì)浏览 | 分享到:

沼气(qì)技术是一种既可(kě)产生能源又(yòu)可治理农业污染的手段,特别适合在发展中国家的偏远地区进行推广应用。作为世界上沼气技术利(lì)用最(zuì)广泛(fàn)的国家,我国也将沼气(qì)技术作为农业(yè)对外(wài)援助的重(chóng)要组成部分。为(wéi)深(shēn)切落(luò)实“一带(dài)一路”战(zhàn)略的部署以及习近(jìn)平总(zǒng)书记在第21届联(lián)合(hé)国气候(hòu)变(biàn)化大(dà)会(huì)中的承诺,沼(zhǎo)气技术的对外(wài)援(yuán)助在今后(hòu)一(yī)段时(shí)间必(bì)将在我(wǒ)国(guó)农业对外(wài)援助方面扮演(yǎn)重要的角色。


为给今后我(wǒ)国沼气技(jì)术(shù)对外援助项目提供(gòng)借鉴,本(běn)文主要介(jiè)绍了4处近(jìn)年来(lái)我国(guó)对(duì)外(wài)援助的主要沼气项目的建设和(hé)运行情况,并对沼气(qì)技术对外援助提出了几点发展方(fāng)向,以期为今后(hòu)沼气技术(shù)对外援助工作的开展提供借(jiè)鉴和指导。


一(yī)典型沼气援外项目(mù)


总体来看(kàn),我国援外(wài)沼气工程建(jiàn)设项目不多,而且(qiě)多为各国际(jì)组(zǔ)织投(tóu)资建设。完全由我国政府支(zhī)持建设的项(xiàng)目还很少。以下项目为近十几年来最(zuì)具代表性的几处援外工程建设项目。


1突尼(ní)斯(sī)养鸡场沼气发电示范工程

突(tū)尼斯养(yǎng)鸡场(chǎng)沼(zhǎo)气发电示范工程(chéng)由中国和突尼斯政府(fǔ)联合支持,建设地点(diǎn)位于突尼斯中部苏塞市郊的私人农场,该(gāi)工程于1999年4月动工(gōng),2000年4月投(tóu)入运行。示范工(gōng)程处理鸡粪及部分污水,厌(yàn)氧(yǎng)消化(huà)罐为钢筋混(hún)凝土结构,有(yǒu)效容积300m3,采用厌氧(yǎng)滤器(AF)工(gōng)艺,湿式储(chǔ)气柜为钢结构,有效容(róng)积100m3。设计(jì)水力停留时间为20d,每(měi)天平均进料量(liàng)为(wéi)15m3左右。湿(shī)式储气柜水(shuǐ)封池也作(zuò)为沉淀池(chí),沼液(yè)从(cóng)厌(yàn)氧消化罐溢流出来(lái)进入到湿式储气(qì)柜(guì)水(shuǐ)封池(沉淀池)进(jìn)行二次发(fā)酵提升沼气发酵(jiào)效(xiào)率。而沉淀池中的(de)一(yī)部分料液可再回流到集料池,起稀释和接种新鲜鸡粪的作(zuò)用,其余(yú)大部分发酵后(hòu)沼(zhǎo)液作为有机肥供农场种植业施用。工程产生的沼气脱硫后再经过流量计(jì)进行计量,然后(hòu)进(jìn)入湿式(shì)储气柜储(chǔ)存(cún)。由于是示(shì)范项目(mù),加上农场本身用电量不大(dà),所以采用2台24kW的发(fā)电机组(zǔ)。按照设计,该工程(chéng)每(měi)天可(kě)产生200m3沼气,发电量(liàng)可达300kW·h,实际运(yùn)行中(zhōng)沼气产量(liàng)达到300m3·d-1,即容积产(chǎn)气率可达(dá)1.0m3·m-3d-1,特别在夏(xià)天气温高时更加明显。



项目管理人员在中国技术专家指导下,一(yī)直在(zài)不(bú)断完善沼气、沼渣和(hé)沼液的利用。除发电用于(yú)照明(míng)、抽水(shuǐ)、加工(gōng)饲料、鸡舍(shě)升降温等之(zhī)外,还直接将沼气(qì)用于做饭、烧锅炉、热水器等。一部分沼液经稀释(shì)后直接作肥料浇灌周边(biān)农作物和橄(gǎn)榄树,一部分回(huí)流到集料池与新鲜鸡粪混合同时起稀释和接种的作用,同时节(jiē)约用水量。沼渣经风干后用(yòng)于农(nóng)场改良土(tǔ)壤,也计划生产商品复合肥出售。经现(xiàn)场调查(chá),施用沼肥的橄(gǎn)榄树结(jié)果比未施沼肥(féi)的要提(tí)前1个(gè)月,并粒大饱满。同时,土壤质(zhì)地和团粒(lì)结构都有明显(xiǎn)的(de)改善。


工程运行(háng)几年后,运行(háng)效果保持(chí)不(bú)错(cuò)。该工(gōng)程(chéng)的(de)实体模型(xíng)也经常在突尼斯环(huán)保、可再生能源和农业(yè)等(děng)全(quán)国展览会上展出,并(bìng)得到时(shí)任突尼斯(sī)总(zǒng)统(tǒng)的赞赏。


2坦桑尼(ní)亚剑麻废弃物沼(zhǎo)气发(fā)电工程

坦桑尼亚沼气发电(diàn)工程是(shì)世界上(shàng)第一个以剑麻废弃物为主要(yào)发酵原料的沼气工程,由联合国(guó)工业发展组织(zhī)资助(zhù)。建(jiàn)设地(dì)点位于坦桑尼(ní)亚(yà)Tanga市Hale镇 。



剑麻是一种硬质纤维原料,所以对预(yù)处理的要求较高。该工(gōng)程原料的收集(jí)和调配包括分离(lí)设备和收集装置两(liǎng)部分。分离设备用于去除(chú)杂草和较长(zhǎng)的纤维;收集(jí)装置用于收集去除杂物的剑麻废水,作为原(yuán)料(liào)暂存(cún),然后用(yòng)泵打入酸化(huà)罐,该装置有效容积(jī)50m3,池内安装1台桨(jiǎng)式搅拌机和1台(tái)的(de)潜污泵,搅拌器主要用于(yú)剑麻废弃物原料的搅拌,使(shǐ)原料尽量均匀,潜(qián)污泵主要用于把混均后的剑麻废弃物料(liào)液泵(bèng)人酸(suān)化罐,进行(háng)酸化,使进料(liào)在6-8%之间。厌氧消化罐(guàn)为地上式(shì)钢结构,有效(xiào)容积1700m3,采用完全混合式(shì)(CSTR )中温厌(yàn)氧消化工艺。罐内设有热交换器,利用发电余热对(duì)罐体加热,实现中温发酵。厌氧消化罐设(shè)置两(liǎng)套搅拌(bàn)器,额定功率15kW。二级厌氧消化罐(guàn)也为地上罐,有效容积500m3,设有(yǒu)一套 15 kW的搅拌(bàn)器。湿式(shì)储(chǔ)气柜为地上钢(gāng)结构,有效容积350m3。发电(diàn)机组为沼气(qì)专(zhuān)用发电机(jī)组,额(é)定功率为180kW。



项目实施后,日均产气1500m3,年产(chǎn)沼气50万m3,每立方米沼气(qì)发电1.5 kWh,年发电约75万kWh。因此(cǐ)利用(yòng)剑麻废液进行沼(zhǎo)气发电的工程,可以实现(xiàn)废弃(qì)资(zī)源的充分利用(yòng),能(néng)源效益非常显著(zhe)。工程年发(fā)电(diàn)约75万kWh,按当地供应价每kWh0.15美元计算,年可获利11.25万(wàn)美(měi)元。工程运行后,每天可处理60m3的剑麻废液,解决了当地剑麻(má)加工产生的大量废弃物的出路(lù)问题,同时(shí)有效治理了剑麻废液对周边天(tiān)然河流和饮用(yòng)水(shuǐ)的污染。该(gāi)工程的实施,对保护水源,提高当地(dì)环境质量,保护当地群众的身体健康起到了不可(kě)估量的作用。项(xiàng)目在治(zhì)理(lǐ)了污染的同时,通过(guò)沼气发(fā)电,解决了周(zhōu)围约300户群(qún)众用电(diàn)问(wèn)题,还可以提供一定的炊事(shì)能源,减少(shǎo)薪柴(chái)砍伐。工程每天可产生约(yuē)60m3有机肥,促进(jìn)了当地农业的发展。该工(gōng)程还(hái)可解决5-8 人就业问(wèn)题,并且为剑麻废弃综合开发利用提供了一条(tiáo)有效的途(tú)径。


3朝(cháo)鲜国家科(kē)学(xué)院恩情养殖场沼气示范工程

朝(cháo)鲜国家科学院恩情(qíng)养殖场(chǎng)沼(zhǎo)气示范工程(chéng)建设在(zài)朝鲜平壤市恩情区,朝鲜国家科学院养殖场内。该工程由联合(hé)国亚洲及太平洋(yáng)经济(jì)社会委(wěi)员会(ESCAP)支(zhī)持。于2011年进行设计,2013年5月开工(gōng)建设,同年7月(yuè)启(qǐ)动运行(háng)。该(gāi)工程(chéng)土建(jiàn)工(gōng)程由朝鲜国家科学(xué)院负责完(wán)成,设备采购、运输及安(ān)装调试(shì)和(hé)技术支持(chí)工(gōng)作由农(nóng)业(yè)部沼气(qì)科学研究所负责完成。


示范工(gōng)程处理(lǐ)朝鲜国家科学院(yuàn)养殖场(chǎng)存栏约300头猪的粪尿污水。主要(yào)设施为30m3地下(xià)水(shuǐ)压式钢筋混凝土沼气池(chí),发(fā)电机房,沼(zhǎo)气管(guǎn)沟等(děng)。主要设备有:10kW静音沼气发电机组(zǔ)、脱硫器(qì)、汽水分离器(qì)、家用沼气净化器(qì)、沼气流量计(jì)、沼气热水器和沼气灯等。工程产生的(de)沼气主要用于养殖场办公室人员炊事使用(yòng),多余沼气用于发电,补充(chōng)部分用电的短缺。



关于工程的运行情况,据(jù)工程操作人员介(jiè)绍该(gāi)示范工程日产气(qì)量在8-10m3,容积产气率在0.3m·m-3d-1左右,总体运(yùn)行情况(kuàng)良(liáng)好。朝鲜国(guó)家(jiā)科学院恩情(qíng)养殖场人员对沼气工程管理比较认真,这(zhè)也是工程(chéng)运(yùn)行(háng)良好(hǎo)的一个重(chóng)要的原因。关于沼气使用方面,现在恩情养(yǎng)殖场食(shí)堂(táng)的炊(chuī)事基本(běn)上已经全(quán)部使用示范工程所产生的沼气,同时也安装了几盏沼气灯,沼气(qì)热水(shuǐ)器也可以(yǐ)正常(cháng)使用(yòng),但由于调研时间是夏季,所以(yǐ)热(rè)水器用的不多。另外,由于沼气管道(dào)有限,所(suǒ)以现(xiàn)在(zài)能(néng)使用上沼气的(de)用户不多,造成(chéng)所产生的沼气不能完(wán)全(quán)使用,基(jī)于上(shàng)述(shù)情况,养殖场人员减少了进(jìn)料量来减少沼气的产(chǎn)量(liàng)。同时科学院专家也(yě)提出在由沼气所提供一些沼气管道,来满足更多用户使用沼气。该工程的沼气发(fā)电(diàn)机可以正常启动(dòng),发电电(diàn)压正常,但由于没有储气装置,沼气压(yā)力十分不稳定(dìng),另外总(zǒng)产气速(sù)率也不高,所以发电机应用较少(shǎo)。


据了解,朝鲜在之前建设了数10处地下水压式(shì)沼(zhǎo)气池,但是普遍运行效(xiào)果(guǒ)不好,池体漏气现象时有发生。朝(cháo)鲜国家科学院相关人员对此(cǐ)项目(mù)十分(fèn)重视,主(zhǔ)要(yào)负责人均为(wéi)参加过(guò)农业(yè)部沼气(qì)科学研究(jiū)所(suǒ)举办(bàn)的(de)沼气技术培训班人(rén)员,操作人员工作态度积极认真,所以该工程运(yùn)行效果很好(hǎo),对朝鲜沼气技术的发展能(néng)起到很好的示范 、指导作用。


4 摩尔(ěr)多瓦沼气示范项目

不同于前3处(chù)援助工程,截止收稿,摩(mó)尔多瓦(wǎ)项目目前(qián)还处在国内审批阶段,还没有开(kāi)工建设(shè)。但是,摩尔多瓦处于欧亚两大(dà)洲的(de)链接地带,是“一带一(yī)路”战略构想中重要的组成部(bù)分(fèn)。该援助项目的实施,对落实“一带一路”战略(luè)构想、加(jiā)强我国与欧(ōu)洲国(guó)家在农业(yè)领域的合作有(yǒu)深远的意(yì)义。该项目也为我国农业部首次承担对欧洲(zhōu)援助工程技(jì)术建(jiàn)设项目,其重要(yào)性不言而喻。


在(zài)双方(fāng)专家的建议下,结合充分调研和沟(gōu)通的(de)基础上,项目的建(jiàn)设(shè)规(guī)模如下:建设发(fā)酵装置容积为(wéi)500m3的大型沼气(qì)工程l处,发酵装置容积为100m3的中型沼气(qì)工程2处(chù),发酵装置容(róng)积为6~10m3的户用型沼气池(chí)4处(chù)。该(gāi)项目的实施可以解决摩尔多(duō)瓦相关地区至少约500户(hù)居民的(de)生活用能问题,至少约2000人会在该项(xiàng)目(mù)中(zhōng)受益。


大型(xíng)沼气工程计划(huá)建设正在(zài)Puhoi区(qū)奶牛养殖场(chǎng)区共养殖奶牛约500头,羊200只。其中有约(yuē)200头(tóu)奶牛养殖在一个养(yǎng)殖场内。中(zhōng)型沼气工程计划建设在(zài)Orhei区东正教会奶牛场和畜(chù)牧兽医生物科学技术研究所。Orhei区东正(zhèng)教会奶牛场有(yǒu)奶牛(niú)25头,其中11头为小(xiǎo)牛,猪20只,山(shān)羊21只,马3匹,约250只鸡等家(jiā)禽(qín),养殖舍距教堂约500m。教堂有(yǒu)农田2公顷紧(jǐn)邻教堂,种植黄瓜、西红柿等蔬(shū)菜。在此教堂的共有60个工人(rén),附近(jìn)居民约30户(hù),此前的(de)生活用能是薪柴、天然气、电和地下水(shuǐ)。畜牧兽(shòu)医(yī)生物科学技术研究(jiū)所为国有研(yán)究(jiū)所(suǒ),目前养殖200头奶(nǎi)牛,600只(zhī)羊(yáng),100只兔,养殖舍采用(yòng)干(gàn)清粪(fèn)方式将粪便(biàn)收(shōu)集,粪便堆肥后部分(fèn)用作有(yǒu)机肥(féi)料(liào),其余没有经(jīng)过任何处理丢弃。该养殖(zhí)场共有(yǒu)1500公顷土(tǔ)地种植谷物,可用来(lái)消纳沼渣沼液。但是该研(yán)究所生产耗电量较大,每天约用电约700kW h,每月电费(fèi)约450001ei(约15000人民币),所以目前(qián)该研(yán)究(jiū)所养殖量仅(jǐn)为(wéi)最大容量的30%,所(suǒ)以计划(huá)建设沼气工程来补充(chōng)一部分的能源消耗。户用沼(zhǎo)气池(chí)则根据摩方(fāng)要求选择建(jiàn)设(shè)地(dì)点。


沼(zhǎo)气援外项目的特点(diǎn)


相(xiàng)对于国内来说(shuō),国外的(de)土地(dì)普遍较为宽广(guǎng),民众(zhòng)对环(huán)境污(wū)染的认识程(chéng)度也比较低,所以根据(jù)现场与资料调研的情况看,对外援助(zhù)的沼气(qì)项(xiàng)目多以解决当(dāng)地(dì)能(néng)源供应问题为(wéi)主要的(de)建设目(mù)的,环境治(zhì)理方面体(tǐ)现的作用稍微(wēi)差一些。针(zhēn)对发展中(zhōng)国家(jiā)现(xiàn)状,沼气援外项目普遍选择地下水(shuǐ)压式沼气池或(huò)完(wán)全混合式(CSTR )厌氧消化工艺等应用广泛、技术(shù)成熟的(de)工艺技术。设备、装(zhuāng)备的选择也必须考虑操作简便、运(yùn)行(háng)可(kě)靠。这(zhè)样(yàng)才能保(bǎo)证项目长期(qī)稳定的运行。由于(yú)与一些国家(jiā)的联系(xì)和沟通(tōng)存在一些问题,所以部(bù)分(fèn)援外项目的后期项目运行情况跟踪做(zuò)得并不好。对工程的运行(háng)情况不了解,无法发现工程的设计、建设和运行方面存在的问题并分析原因。


沼气援(yuán)外项目的发展方向


沼气技术对外援助作为我国农业“走出去(qù)”的一部分,同(tóng)样承载了(le)扩大对外开放(fàng)、提升农业竞争力的多重(chóng)任务,同时也面临着统筹国(guó)内、国际两个市场,科学谋划、合(hé)理布局、突出重点、优化方式等新要(yào)求。在(zài)总结(jié)沼气工程对(duì)外援助以及大农业的(de)援(yuán)外工作经验,今后沼气对(duì)外援助(zhù)的发展应为以下几(jǐ)个方(fāng)面。


1 结合种植养殖(zhí)业

沼气技术是连(lián)接种植业和养(yǎng)殖业循环利用的核(hé)心(xīn),它可以利(lì)用种养殖(zhí)业(yè)废弃物生产能(néng)源,沼液还(hái)可以回用作(zuò)为有机(jī)肥(féi)料。单纯的生产(chǎn)能源或者处理废弃(qì)物(wù)并不能发(fā)挥(huī)沼气(qì)技术(shù)的最大优势。而且,脱离了种养(yǎng)殖(zhí)业,沼气技术的行业影(yǐng)响还比较小。所以,在农业对外援助时,沼气技术必须依(yī)托种植业和养(yǎng)殖业发展,形成能源(yuán)生态(tài)循环(huán)利(lì)用(yòng)模式。


2扶植龙(lóng)头企业

针对科研单位(wèi)和高(gāo)校在援外项目实(shí)施上存在的(de)体制僵化、人员出国(guó)指标(biāo)限(xiàn)制等问题。应扶持龙头企业牵头承担(dān)对外(wài)援助(zhù)项目。支持(chí)在境外已有投资建设基(jī)础的企业(yè)承担项目。在(zài)政(zhèng)策上为企业发展境外项 目(mù)营造 良好环境。


3完善后续服(fú)务(wù)

沼气工程的建(jiàn)设、运行(háng)俗称“三(sān)分建,七分管(guǎn)”,在境外建设沼气(qì)工(gōng)程项目在后期工程维护方面存在(zài)一定的困难 。要解决(jué)这个问题,一方面在工程建设过程中尽量减少在(zài)后期运行维护中可能存(cún)在的问题(tí);另一方面,加强对外方人员(yuán)的(de)技术(shù)培(péi)训,使其具备(bèi)独立操作(zuò)、维护的能力。


4联动(dòng)各(gè)部门(mén)

通常情况下,农业对外(wài)援助项目由商务部、农业部(bù)、我(wǒ)国驻外机构、相(xiàng)关科研院所和企(qǐ)业共同参与(yǔ),有时还有(yǒu)国际机构参加,同时还需(xū)和受援(yuán)国(guó)政府及(jí)相关机构(gòu)进行(háng)沟通(tōng)。所以,从项目的前期调研(yán)到项目后期运行管护(hù)过程(chéng)中,项目(mù)各参(cān)加单位必须加强沟通、避免(miǎn)因为(wéi)未及时沟通所造(zào)成工程质量、工期及造价问题。


节选来源:农业部沼气科学(xué)研究所(suǒ)《中国典型援外沼(zhǎo)气项目浅析》,文字转载自(zì)@沼气圈

米兰平台-米兰MILAN(中国)

米兰平台-米兰MILAN(中国)