我國(guó)沼氣工程商業(yè)化發(fā)展和國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃

顧樹(shù)華,教授清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究院電話mail:shuhua@1我國(guó)沼氣工程商業(yè)化發(fā)展和國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃

顧樹(shù)華,教授1主要內(nèi)容概念機(jī)遇與挑戰(zhàn)行動(dòng)與計(jì)劃2主要內(nèi)容概念2一、概念

1.1什么是沼氣？—一種可燃?xì)怏w 主要成份： 甲烷CH455-65% 二氧化碳CO230-40％ 少量H2S，CO，H2，O2等 3一、概念 1.1什么是沼氣？—一種可燃?xì)怏w31.2沼氣是怎么產(chǎn)生的—分解發(fā)酵有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)微生物分解發(fā)酵而生成的可燃?xì)怏w，主要成分是CH4和CO2發(fā)酵過(guò)程是五群細(xì)菌參與的活動(dòng)—發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、耗氫產(chǎn)乙酸菌、食氫產(chǎn)甲烷菌、食乙酸產(chǎn)甲烷菌沼氣發(fā)酵的條件—發(fā)酵原料、厭氧活性污泥、溫度、酸堿度、負(fù)荷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、攪拌等41.2沼氣是怎么產(chǎn)生的—分解發(fā)酵有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)微生物工藝流程一般包括五部分：原料的收集；原料的預(yù)處理；消化器（沼氣池）；出料的后處理；沼氣的凈化、儲(chǔ)存和輸配1.3沼氣工程工藝流程5工藝流程一般包括五部分：原料的收集；原料的預(yù)處理；消化器（沼利用糞便制取沼氣的全套工程設(shè)施，包括原料的預(yù)處理、厭氧消化、沼氣凈化及輸配、發(fā)酵殘留物后處理以及工藝流程的控制、監(jiān)測(cè)五個(gè)部分組成1.3集約化禽畜場(chǎng)沼氣工程6利用糞便制取沼氣的全套工程設(shè)施，包括原料的預(yù)處理、厭氧消化萬(wàn)頭育肥豬場(chǎng)，日產(chǎn)糞水60ｍ3，設(shè)計(jì)池容500m3，產(chǎn)氣率為0.39m3/m3?d，總投資為175萬(wàn)元年產(chǎn)沼氣10萬(wàn)立方米，固體有機(jī)肥540噸收益=沼氣+有機(jī)肥+避免排污罰款+畜禽發(fā)病率減少避免的損失COD、BOD去除率分別70%、75%以上1.3集約化禽畜場(chǎng)沼氣工程7萬(wàn)頭育肥豬場(chǎng)，日產(chǎn)糞水60ｍ3，設(shè)計(jì)池容500m3，產(chǎn)氣率為利用工業(yè)有機(jī)廢水、廢渣生產(chǎn)沼氣包括酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙、屠宰等可轉(zhuǎn)化為沼氣的資源量約107億立方米/年1.3工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程8利用工業(yè)有機(jī)廢水、廢渣生產(chǎn)沼氣1.3工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程8生產(chǎn)清潔能源—高效、可再生能源治理環(huán)境污染—處理糞便、垃圾、有機(jī)廢水、廢渣提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益—綜合利用、改善生產(chǎn)條件形成新的產(chǎn)業(yè)—設(shè)計(jì)、施工、副產(chǎn)品生產(chǎn)銷售、配套設(shè)備加工1.4沼氣工程的作用9生產(chǎn)清潔能源—高效、可再生能源1.4沼氣工程的作用9二、機(jī)遇與挑戰(zhàn)2.1糞便資源亟待開(kāi)發(fā)利用“菜籃子”工程發(fā)展—全國(guó)集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)達(dá)1萬(wàn)家以上，糞便處理利用不到10%糞水污染嚴(yán)重—水體富營(yíng)養(yǎng)化、臭氣糞便是可利用的資源—生產(chǎn)清潔能源、增加能源供應(yīng)；生產(chǎn)高效有機(jī)肥、發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)畜禽糞便資源總量（干物質(zhì)）約1.8億噸，實(shí)際可利用量約4000萬(wàn)噸，可產(chǎn)沼氣近100億立方米，按熱值相當(dāng)于800萬(wàn)tce，用于發(fā)電可裝機(jī)500萬(wàn)kW，年發(fā)電量150億kWh10二、機(jī)遇與挑戰(zhàn)2.1糞便資源亟待開(kāi)發(fā)利用10有機(jī)污染治理有物理化學(xué)和生化處理方法物理化學(xué)辦法—過(guò)濾、凝聚沉淀等，成本極高且難以達(dá)標(biāo)生化處理方法—厭氧、好氧和厭氧-好氧并用采用厭氧處理設(shè)備投資少，可同時(shí)獲得環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益我國(guó)適合厭氧消化的高濃度有機(jī)廢水排放量年25.2億立方米以上，年廢渣7400萬(wàn)m3，可轉(zhuǎn)化為沼氣108億m3，熱值相當(dāng)于800萬(wàn)tce，可裝機(jī)50萬(wàn)kW，年發(fā)電150億kWh2.1厭氧是處理工業(yè)有機(jī)廢水的最合理方法11有機(jī)污染治理有物理化學(xué)和生化處理方法2.1厭氧是處理工業(yè)2001年工業(yè)沼氣600多座，池容150萬(wàn)m3，年處理廢水1.5億m3，年產(chǎn)沼氣10.0億m32000年農(nóng)業(yè)沼氣853座，池容22萬(wàn)m3，年處理糞便1500萬(wàn)t，年產(chǎn)沼氣0.5億m32.2技術(shù)成熟，具備了規(guī)模化發(fā)展條件122001年工業(yè)沼氣600多座，池容150萬(wàn)m3，年處理廢已實(shí)施了商業(yè)化示范項(xiàng)目國(guó)內(nèi)示范項(xiàng)目UNDP/GEF3個(gè)商業(yè)化發(fā)展示范項(xiàng)目有國(guó)外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)可借鑒，德國(guó)在3～5年內(nèi)，沼氣工程發(fā)展了2000多處，并且是商業(yè)化運(yùn)作2.3沼氣工程已成為治理污染、生產(chǎn)清潔 能源和有機(jī)肥料(飼料),實(shí)施可持續(xù)發(fā) 展的重要措施13已實(shí)施了商業(yè)化示范項(xiàng)目2.3沼氣工程已成為治理污染、初始投資大，自我融資能力不夠萬(wàn)頭豬場(chǎng)沼氣工程初始投入150-200萬(wàn)元工業(yè)2500池容沼氣工程400-500萬(wàn)元2.4主要障礙14初始投資大，自我融資能力不夠2.4主要障礙14治理成本和沼氣產(chǎn)品成本高工業(yè)廢水2.50元/m3廢水，發(fā)電＞0.35元/kWh養(yǎng)殖場(chǎng)7.5元/m3糞水，發(fā)電＞0.7元/kWh2.4主要障礙15治理成本和沼氣產(chǎn)品成本高2.4主要障礙15市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)大禽畜產(chǎn)品和食品產(chǎn)品不確定因素大，風(fēng)險(xiǎn)大難以吸引各方投資者2.4主要障礙16市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)大2.4主要障礙16環(huán)保政策執(zhí)行缺乏力度三同步排污費(fèi)低于治理費(fèi)2.4主要障礙17環(huán)保政策執(zhí)行缺乏力度2.4主要障礙17能源產(chǎn)品缺乏法律保障和政策扶持沼氣、電力市場(chǎng)準(zhǔn)入和上網(wǎng)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策2.4主要障礙18能源產(chǎn)品缺乏法律保障和政策扶持2.4主要障礙18規(guī)模和速度與形勢(shì)發(fā)展的要求很不適應(yīng)： --德國(guó)在僅僅過(guò)去的3-5年期間，沼氣工程就發(fā)展到了約2000處，并且都是商業(yè)化運(yùn)行

--德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)：為實(shí)施可持續(xù)發(fā)展、治理污染、減少溫室氣體排放制定了鼓勵(lì)發(fā)電上網(wǎng)的法律—優(yōu)惠電價(jià)；優(yōu)惠投資—低息、貼息貸款；環(huán)保和資源利用法律保障

--農(nóng)場(chǎng)主的積極性：新的收入來(lái)源2.4與國(guó)外存在一定差距19規(guī)模和速度與形勢(shì)發(fā)展的要求很不適應(yīng)：2.4與國(guó)外存在3.1總體目標(biāo)：促進(jìn)大中型沼氣工程商業(yè)化，加快可再生能源開(kāi)發(fā)利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為國(guó)家制訂沼氣發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)三、行動(dòng)計(jì)劃和目標(biāo)203.1總體目標(biāo)：三、行動(dòng)計(jì)劃和目標(biāo)20摸清家底：沼氣資源分布、發(fā)展?jié)摿?、環(huán)境影響、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)路線障礙分析：技術(shù)、融資機(jī)制及政策行動(dòng)計(jì)劃：目標(biāo)、行動(dòng)、可實(shí)施方案政策措施：法規(guī)、政策、運(yùn)行機(jī)制3.2具體目標(biāo)21摸清家底：沼氣資源分布、發(fā)展?jié)摿?、環(huán)境影響、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀、集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程沼氣民用：集中供氣--炊事沼氣供熱：鍋爐沼氣發(fā)電：3.3范圍和內(nèi)容22集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程3.3范圍和內(nèi)容22指導(dǎo)思想和目標(biāo)行動(dòng)框架、重點(diǎn)區(qū)域、流域及內(nèi)容商業(yè)化運(yùn)行模式與可操作的實(shí)施方案、融資機(jī)制、投資方案政策法規(guī)及激勵(lì)機(jī)制（目標(biāo)、配額、準(zhǔn)入上網(wǎng)、電價(jià)等）3.4國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施23指導(dǎo)思想和目標(biāo)3.4國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施23環(huán)境治理達(dá)標(biāo)排放年提供清潔燃料1000萬(wàn)tce以上，相當(dāng)于年200億kWh電力3.5遠(yuǎn)期目標(biāo)（2020年）24環(huán)境治理達(dá)標(biāo)排放3.5遠(yuǎn)期目標(biāo)（2020年）24歡迎批評(píng)指正

謝謝！25歡迎批評(píng)指正

謝謝！25演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！我國(guó)沼氣工程商業(yè)化發(fā)展和國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃

顧樹(shù)華,教授清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究院電話mail:shuhua@27我國(guó)沼氣工程商業(yè)化發(fā)展和國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃

顧樹(shù)華,教授1主要內(nèi)容概念機(jī)遇與挑戰(zhàn)行動(dòng)與計(jì)劃28主要內(nèi)容概念2一、概念

1.1什么是沼氣？—一種可燃?xì)怏w 主要成份： 甲烷CH455-65% 二氧化碳CO230-40％ 少量H2S，CO，H2，O2等 29一、概念 1.1什么是沼氣？—一種可燃?xì)怏w31.2沼氣是怎么產(chǎn)生的—分解發(fā)酵有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)微生物分解發(fā)酵而生成的可燃?xì)怏w，主要成分是CH4和CO2發(fā)酵過(guò)程是五群細(xì)菌參與的活動(dòng)—發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、耗氫產(chǎn)乙酸菌、食氫產(chǎn)甲烷菌、食乙酸產(chǎn)甲烷菌沼氣發(fā)酵的條件—發(fā)酵原料、厭氧活性污泥、溫度、酸堿度、負(fù)荷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、攪拌等301.2沼氣是怎么產(chǎn)生的—分解發(fā)酵有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)微生物工藝流程一般包括五部分：原料的收集；原料的預(yù)處理；消化器（沼氣池）；出料的后處理；沼氣的凈化、儲(chǔ)存和輸配1.3沼氣工程工藝流程31工藝流程一般包括五部分：原料的收集；原料的預(yù)處理；消化器（沼利用糞便制取沼氣的全套工程設(shè)施，包括原料的預(yù)處理、厭氧消化、沼氣凈化及輸配、發(fā)酵殘留物后處理以及工藝流程的控制、監(jiān)測(cè)五個(gè)部分組成1.3集約化禽畜場(chǎng)沼氣工程32利用糞便制取沼氣的全套工程設(shè)施，包括原料的預(yù)處理、厭氧消化萬(wàn)頭育肥豬場(chǎng)，日產(chǎn)糞水60ｍ3，設(shè)計(jì)池容500m3，產(chǎn)氣率為0.39m3/m3?d，總投資為175萬(wàn)元年產(chǎn)沼氣10萬(wàn)立方米，固體有機(jī)肥540噸收益=沼氣+有機(jī)肥+避免排污罰款+畜禽發(fā)病率減少避免的損失COD、BOD去除率分別70%、75%以上1.3集約化禽畜場(chǎng)沼氣工程33萬(wàn)頭育肥豬場(chǎng)，日產(chǎn)糞水60ｍ3，設(shè)計(jì)池容500m3，產(chǎn)氣率為利用工業(yè)有機(jī)廢水、廢渣生產(chǎn)沼氣包括酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙、屠宰等可轉(zhuǎn)化為沼氣的資源量約107億立方米/年1.3工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程34利用工業(yè)有機(jī)廢水、廢渣生產(chǎn)沼氣1.3工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程8生產(chǎn)清潔能源—高效、可再生能源治理環(huán)境污染—處理糞便、垃圾、有機(jī)廢水、廢渣提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益—綜合利用、改善生產(chǎn)條件形成新的產(chǎn)業(yè)—設(shè)計(jì)、施工、副產(chǎn)品生產(chǎn)銷售、配套設(shè)備加工1.4沼氣工程的作用35生產(chǎn)清潔能源—高效、可再生能源1.4沼氣工程的作用9二、機(jī)遇與挑戰(zhàn)2.1糞便資源亟待開(kāi)發(fā)利用“菜籃子”工程發(fā)展—全國(guó)集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)達(dá)1萬(wàn)家以上，糞便處理利用不到10%糞水污染嚴(yán)重—水體富營(yíng)養(yǎng)化、臭氣糞便是可利用的資源—生產(chǎn)清潔能源、增加能源供應(yīng)；生產(chǎn)高效有機(jī)肥、發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)畜禽糞便資源總量（干物質(zhì)）約1.8億噸，實(shí)際可利用量約4000萬(wàn)噸，可產(chǎn)沼氣近100億立方米，按熱值相當(dāng)于800萬(wàn)tce，用于發(fā)電可裝機(jī)500萬(wàn)kW，年發(fā)電量150億kWh36二、機(jī)遇與挑戰(zhàn)2.1糞便資源亟待開(kāi)發(fā)利用10有機(jī)污染治理有物理化學(xué)和生化處理方法物理化學(xué)辦法—過(guò)濾、凝聚沉淀等，成本極高且難以達(dá)標(biāo)生化處理方法—厭氧、好氧和厭氧-好氧并用采用厭氧處理設(shè)備投資少，可同時(shí)獲得環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益我國(guó)適合厭氧消化的高濃度有機(jī)廢水排放量年25.2億立方米以上，年廢渣7400萬(wàn)m3，可轉(zhuǎn)化為沼氣108億m3，熱值相當(dāng)于800萬(wàn)tce，可裝機(jī)50萬(wàn)kW，年發(fā)電150億kWh2.1厭氧是處理工業(yè)有機(jī)廢水的最合理方法37有機(jī)污染治理有物理化學(xué)和生化處理方法2.1厭氧是處理工業(yè)2001年工業(yè)沼氣600多座，池容150萬(wàn)m3，年處理廢水1.5億m3，年產(chǎn)沼氣10.0億m32000年農(nóng)業(yè)沼氣853座，池容22萬(wàn)m3，年處理糞便1500萬(wàn)t，年產(chǎn)沼氣0.5億m32.2技術(shù)成熟，具備了規(guī)?；l(fā)展條件382001年工業(yè)沼氣600多座，池容150萬(wàn)m3，年處理廢已實(shí)施了商業(yè)化示范項(xiàng)目國(guó)內(nèi)示范項(xiàng)目UNDP/GEF3個(gè)商業(yè)化發(fā)展示范項(xiàng)目有國(guó)外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)可借鑒，德國(guó)在3～5年內(nèi)，沼氣工程發(fā)展了2000多處，并且是商業(yè)化運(yùn)作2.3沼氣工程已成為治理污染、生產(chǎn)清潔 能源和有機(jī)肥料(飼料),實(shí)施可持續(xù)發(fā) 展的重要措施39已實(shí)施了商業(yè)化示范項(xiàng)目2.3沼氣工程已成為治理污染、初始投資大，自我融資能力不夠萬(wàn)頭豬場(chǎng)沼氣工程初始投入150-200萬(wàn)元工業(yè)2500池容沼氣工程400-500萬(wàn)元2.4主要障礙40初始投資大，自我融資能力不夠2.4主要障礙14治理成本和沼氣產(chǎn)品成本高工業(yè)廢水2.50元/m3廢水，發(fā)電＞0.35元/kWh養(yǎng)殖場(chǎng)7.5元/m3糞水，發(fā)電＞0.7元/kWh2.4主要障礙41治理成本和沼氣產(chǎn)品成本高2.4主要障礙15市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)大禽畜產(chǎn)品和食品產(chǎn)品不確定因素大，風(fēng)險(xiǎn)大難以吸引各方投資者2.4主要障礙42市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)大2.4主要障礙16環(huán)保政策執(zhí)行缺乏力度三同步排污費(fèi)低于治理費(fèi)2.4主要障礙43環(huán)保政策執(zhí)行缺乏力度2.4主要障礙17能源產(chǎn)品缺乏法律保障和政策扶持沼氣、電力市場(chǎng)準(zhǔn)入和上網(wǎng)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策2.4主要障礙44能源產(chǎn)品缺乏法律保障和政策扶持2.4主要障礙18規(guī)模和速度與形勢(shì)發(fā)展的要求很不適應(yīng)： --德國(guó)在僅僅過(guò)去的3-5年期間，沼氣工程就發(fā)展到了約2000處，并且都是商業(yè)化運(yùn)行

--德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)：為實(shí)施可持續(xù)發(fā)展、治理污染、減少溫室氣體排放制定了鼓勵(lì)發(fā)電上網(wǎng)的法律—優(yōu)惠電價(jià)；優(yōu)惠投資—低息、貼息貸款；環(huán)保和資源利用法律保障

--農(nóng)場(chǎng)主的積極性：新的收入來(lái)源2.4