德国沼气工程的发展现状及对我国发展的启示

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1、德国沼气工程的发展现状 及对我国发展的启示 截 至 到 2 0 1 0年 底 ， 德 国 共 建 成 5 0 0i n 以上 沼气工程 6 0 0 0多处 ，这些 沼气 工程 所产 沼气 ，有 9 8 是 用 来发 电。目前德国年平均用电大约是 5 2 0 0 亿 k W h 。据德国沼气协会人士预测， 到 2 0 2 0年德国有 4 7 的电将来自于新 能源 ( 风，水，太阳，生物能) ，其中 生物能发电所占比重将会越来越高。 1 德国沼气工程发展现状 1 1 规模 德 国 沼 气 工 程 从 2 0世 纪 9 0年 代 初 开 始 建 设 ， 当 时 全 国 仅 有 1 3 9 个 沼 气

2、 工 程 。2 0 0 0年 德 国 “可 再 生 能源 法 ”(“ Re n e wa b l e E n e r g y Ac t ” ， E E G ) 开 始 实 施 ，通 过 示 范 工 程建设，沼气工程建设快速增长 ，从 2 0 0 0到 2 0 0 4的 4年 间就 增 加 了 l 4 5 0 处 。截 至 到 2 0 1 0年 已建 成 6 0 0 0个 沼 气 工程 ，遍 布 整 个德 国，总装 机 容量 为 2 7 0 0 MW ，装机 容量 在 2 MW 的 沼 方韶伟 ( 德国农业协会中国办公室， 北京 1 0 0 7 3 8 ) 气厂有 4 0家，最小 装机 容量 为

3、 5 0 k w ， 德国十几年来沼气工程数量和总装机容 量和增长情况见图 1 。 德国的沼气工程投资多以发电装机 容量计算，每千瓦装机容量的投资额约 为 3 0 0 0 4 0 0 0欧 元。有 4 7 0个 沼 气 公司从事沼气工程的设计、建造和设备 供应。 目前 ，可再生能源 已占德国整个 能源消耗 的 8 6 。而 且其发展潜 力很 大 ，据估计 ，其原料的理论利用量能满 足 2 2 0 0 0 0个沼气工程的需要 ( 包括农 场小型沼气工程和大型沼气工程) 。 1 1 德 国沼气生物 质能协 会I B BK沼气 中心 K e t e n n e r 先生 介 绍，德 国沼 气技 术在

4、欧洲处于领先地位 。 1 2 德 国沼气工程 的特点 在德 国，沼气工程主要采用全混 合 厌 氧 发酵 工艺 ，以 获取 能 源为 主 要 目 的，因此追求最大原料产 气率是这 些工 程最为重要的经济指标。沼气工程所处 图 1 沼气工程数量和总装机容量和增 长情 况 ( 数据 来源 ： 德 国沼气协会 ) 4 4猪业科学 S WI N E I N DU S T R Y S C I E NC E 2 0 1 1 年第6 期 理的有机废弃物比较广泛，如 ： 畜禽粪 便、青贮 饲料 、厨余残 渣、生活有机垃 圾、动物屠宰的废弃物、农副产品加工 的废弃物等。德国每年的秸秆产量大约 为 4 8 0 0万

5、 t ，畜禽粪便所含干物质可 达 5 7 5 0 0 t 。农 作物和 秸秆 的产 气率 较 高 ，如玉米、甜菜、甜高粱及大麦的干 物 质产 气率 可 高达 6 0 0 l 0 0 0 m t 而动物粪便与这些原料掺在一起进行混 合发酵，可以弥补这些原料氮源不足的 问题，从而更有利于沼气的生产。 由于混 合发酵原料 S S含量和 T S 浓度都 比较高 ，适 合采 用全混合 厌氧 反 应器。在德国，约 9 0 为立式全混合反 应 器，少 数采 用卧 式反应器，主要用于 含沙和纤维量高的原料，而且受结构限 制此类 反应器 的容积 一般低于 3 0 0 m。 ， 还有不到 1 0 的工程采用两种反

6、应器联 合应 用的方式 。 沼气 工程 配 套 设备 与 技术 装 备 先 进，如进料设备、搅拌设备、脱硫设备、 沼气存储设备、热电联产成套设备等优 良性均处于世界沼气行业的领先地位 并且沼气工程自动化程度高。沼气工程 无论规模大小全部只需一人管理即可稳 定运行， 节省人力资源，降低运行成本。 此外，由于实施热电联产 ( 依靠发 电余热给厌氧消化装置增温、保温 ) ， 即使在冬季环境气温低至 一 2 0，处理 农业有机废弃物的沼气工程仍然运行良 好 ，中温 装 置产气率 1 2 1 8m d ， 高温装 置产气率 2 03 0 m3 d，沼 气工程的经济效益显著 。 l 检 测机构 I r l

7、 现 场 检 测I 因 非关 键性 问题未 通 过检 测 ，检 测机 构 将 向业 主提 出整 改 建议 ， 由业主 解 决后 可 以进 入正 常运 行 存 在 较 严 重 问 题 的 ， 问题 解 决 后 还 须 通 过 检测 机 构 的复 查 ， 才 允 许运 行 由于有质量控制法规做依据，检查 人员对工程的检查和验收相对 比较简 单 ，基本不需要检测仪器 ，特 别是对机 械设备的检查，只需检查工程是否按相 关标准要求选用设备，判断的依据就是 设备上的认证标志。 3 德国沼气工程的效益 尽管 2 0 0 9年经济危机，但是德国 新能源 产业还 是有 3 3 4亿 欧元 的总盈 利额 ，同比

8、 2 0 0 8年上涨了 8 8 。 在德国沼气工程产出的沼气主要用 于发电，因为在法律的规范和政策的补 助下 ，使得 沼气发电热 电联产 成为 一个重要的盈利点。 同时，沼气工程的建设、使用和维 修等相 关产业 不仅有很 好的 经济效 益， 还提 供 了大 量 的工作 岗位 。截 至 2 0 0 9 年，新能源行业为德国提供了 3 3 9 5 0 0 个工作岗位，其中生物质能产业提供了 1 2 8 0 0 0个工作岗位 。 4 德国沼气工程对于我国发展 的启示 德 国沼气工程对于我 国同行业 发展 的启示在于 ： 发 展沼气工程应 该立 足于 综合性基础产业建设，从法律、政策、 融资、市场、

9、技术和装备等全方位进行 研究与运作。具 体而 言包含以下 4个主 要方面 ： 一是进一步完善沼气工程质量监管 体系。相关部门应该从沼气工程安全系 数、运行性能以及工程建设过程等方面 形成一套更加完善的监督管理体系，在 保证沼气工程安全的前提下，实现其运 行的稳定性和持久性 。 二 是要加 大关键 技术 的研发 力度 ， 解决生产实际需求的一些关键技术问 题。目前中国沼气工程的工艺技术研究 比较全面和深入 ，但在一些关键装备技 术如高固体料液高效传质技术及设备、 沼气生物净化与提纯技术、沼气发电及 其 余热利用 的高效转化设 备、远程 在线 监测与 自动调控技术等方面尚有较大的 研 发空间。解决

10、 了这些问题 ，将从各个 环节保证沼气工程工艺参数的实现，进 而 保证 工程运行 的稳定性 和 经济效益 。 与此同时 ，要鼓励 投资 公司、能源公司、 设计院所等专业机构来建设和管理项 目，充分发挥这些机 构的人才优势 ，积 累项 目建设和运行管理经验，实现沼气 工程建管专业化，进而有效地促进产业 技术进步 。 三是需要进一步完善各项激励政 策，拓宽大 中型沼气工程的盈利渠道， 提 高 其 经济 效 益。通过 对 具 有一 定规 4 6猪业科学 S WI N E I N D US E R Y S C I E NC E 2 0 1 1 年 第6 期 模的沼气发电工程实行电网连接准入制 度、贷款

11、贴息政策、财政直接补助政策 和建立产品 ( 沼气及其电力、 沼渣、 沼液) 的市场流通机制等措施 ，使得沼气及发 电工程的最终产品 ( 沼气或电力、 热能、 有机肥料 )进入市场流通环节，进而将 产品价值转化成为规模性经济效益。 四是要实行工程装备与设备的专业 化、规模化生产，逐步形成产业链，以 保证工程质量，并降低工程成本。不但 要认真研究沼气工程中每种专用设备和 装 备 的制 造 技术 ，还要 研 发 出各 种设 ( 装)备的工厂化生产技术，以及工程 组装技术， 并实行专业化、 规模化生产。 只有这样，才能推动沼气工程技术的进 步，带动相关产业的发展，逐步实现沼 气工程标准化建造和降低工程

12、造价，减 少项 目实施企业的投资风险和不确定 性， 提高沼气及其发电工程的综合效益。 参考文献 【 1 】杨 世关 ， 张百 良 德国沼气 工程技术 考 察及思考 【 J 1 I 农业工程技术 新能源产 业 ， 2 0 0 7 ( 0 1 ) ： 6 2 6 5 【 2 德国沼气工程发展状况和技术特 点 【 E B OL 清洁能源 网 ： h t t p： www 2 1 c e c c b i o ma s s d e t a iL2 5 3 8 9 a s p x ( 收稿 日期 ： 2 0 1 卜o 6 一O 3 ) 供稿单位介绍 ： 德国农业协会( G e r ma n Ag ri c

13、 u l t u r a l S o c i e t y， D L G) 多年来持续研究 沼气理论 、工程技术和产业发展 ，并于 2 0 0 6 年起每两 年在德 国汉诺 威举办 ”B i o E n e r g y D e c e n t r a l ” ( “ 生物质能源本地化供应” ) ，为 全球生物质能源领域的专 业人士提供交流合 作 的平 台 。下 届展 览将于 2 0 1 2年 l 1月 l 3 日至 1 6日与 E u r o T i e r国际畜牧技术 与管理 展览会 同期 举办。在 中 国，D L G 自 2 0 1 0年 起与中国的合作伙伴持续 举办 “ 中国国际生 物质能源 展 览” ，为 中欧 沼气产 业搭建交流 合作 的优秀平台。 D L G中国办公室成立于 2 o o 7年，致力 于促进中德乃至 中欧农业、生 物质能源和食 品等领域的交流与 合作 ，并协 助中德农业合 作项 目运行 。