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中国沼气(qì)工程的出国之(zhī)路
来(lái)源: | 作者:lipunengyuan | 发布时间: 2020-06-17 | 1762 次浏览 | 分享到:

沼气(qì)技术是(shì)一(yī)种(zhǒng)既可产(chǎn)生能源又可治理农业污(wū)染的手段,特别适合在发(fā)展中国(guó)家(jiā)的偏远地区进(jìn)行(háng)推广(guǎng)应用。作为世界上沼气技术利用最广泛的国家,我国也将沼气(qì)技术作为农(nóng)业对外援助的重要(yào)组成部分。为深切落实“一带(dài)一路”战略的部署以及习近平总书记在第21届(jiè)联(lián)合国气候变化大会(huì)中的(de)承诺,沼气(qì)技术的对外援助在今后一段时间必(bì)将在我国农业对外援助(zhù)方面扮演重要的角色。


为给今后我国沼气技术对外援(yuán)助项目提供借鉴,本(běn)文主要介绍(shào)了(le)4处近年来我国对外援(yuán)助的主要沼气项目的建设和(hé)运行情况,并对沼气技术对外(wài)援(yuán)助提出了几点发(fā)展方(fāng)向(xiàng),以(yǐ)期为今(jīn)后沼气(qì)技术(shù)对(duì)外援(yuán)助工作的开展提供(gòng)借鉴和指导。


典型沼气援外项(xiàng)目


总体(tǐ)来看,我国援外沼气工程建(jiàn)设项目(mù)不多,而且多(duō)为各国际组织投资建设。完全(quán)由我国政府支持建(jiàn)设的项目还很(hěn)少。以下项目为近十几年来最(zuì)具代表性(xìng)的几处援外(wài)工程建设项目(mù)。


1突尼斯养(yǎng)鸡场沼气(qì)发电示范工(gōng)程(chéng)

突尼斯(sī)养鸡场(chǎng)沼气发电(diàn)示(shì)范工程(chéng)由(yóu)中国和突(tū)尼斯政府联合支持,建设地点位于(yú)突(tū)尼斯中部苏塞市郊的(de)私人农场,该(gāi)工程于1999年4月动工,2000年4月投入(rù)运行(háng)。示范工(gōng)程处理鸡粪及部分污水,厌氧(yǎng)消化(huà)罐为钢筋混凝土结构,有效(xiào)容积300m3,采(cǎi)用(yòng)厌氧滤器(AF)工艺,湿(shī)式储气柜为(wéi)钢结构,有效容积100m3。设计水力停(tíng)留时间为20d,每天平均进料(liào)量(liàng)为15m3左右。湿式储气柜水封(fēng)池也作为沉淀池,沼液从厌氧消化罐溢流出来进入到湿式储气柜(guì)水封池(沉淀池)进行(háng)二次发酵提升沼气发酵效(xiào)率。而(ér)沉(chén)淀(diàn)池中的一部(bù)分料液可再回(huí)流到集料池,起稀释和接种(zhǒng)新鲜鸡粪(fèn)的作用,其余大部分发酵后沼液作为(wéi)有机肥供农场(chǎng)种植业施用。工程产生的沼气脱硫后再(zài)经过流(liú)量计进(jìn)行计(jì)量,然后进入湿(shī)式储(chǔ)气柜储存。由于是示范项目(mù),加上农场本身用电量不大,所以采用2台24kW的发电机(jī)组(zǔ)。按照设(shè)计,该(gāi)工程每天可产生(shēng)200m3沼气,发电量可达300kW·h,实际运行中沼气产量达到300m3·d-1,即容积产气率(lǜ)可达1.0m3·m-3d-1,特别在夏天气(qì)温高时更加明显。



项目管(guǎn)理人员在中国技术专(zhuān)家指导下,一直在(zài)不断完善沼气(qì)、沼渣和沼液的利(lì)用。除发电用(yòng)于照(zhào)明、抽水、加(jiā)工饲料、鸡(jī)舍升降温等之外(wài),还(hái)直接(jiē)将沼气用(yòng)于做饭、烧锅炉(lú)、热水器等。一部分沼液经稀释后(hòu)直接作肥(féi)料(liào)浇灌周边农作物(wù)和橄榄树,一部分回流到集料池与新鲜鸡粪混(hún)合同时起稀(xī)释和接种(zhǒng)的作用,同时节约(yuē)用(yòng)水(shuǐ)量。沼渣经风干后用(yòng)于农场(chǎng)改良土壤,也(yě)计划生产商品(pǐn)复合肥出售。经现场调查,施用沼肥的橄榄树(shù)结果(guǒ)比未(wèi)施沼肥(féi)的要(yào)提前1个月,并粒大饱满。同时(shí),土壤质(zhì)地(dì)和团粒(lì)结构都(dōu)有明显的改善。


工程运行几年后(hòu),运行效果(guǒ)保持不错(cuò)。该工程(chéng)的(de)实体模型(xíng)也经(jīng)常(cháng)在(zài)突尼斯环保、可再生能源和农业等全国展览会上展出,并得到时任突尼斯总统(tǒng)的赞赏。


2坦桑尼亚剑麻废弃物沼气(qì)发电工程(chéng)

坦(tǎn)桑尼(ní)亚(yà)沼气发电工程是世界上(shàng)第一(yī)个以剑麻(má)废弃物为主要发(fā)酵原料(liào)的沼气工程,由联合国工(gōng)业(yè)发展组织(zhī)资助。建设地点位(wèi)于坦(tǎn)桑尼亚Tanga市Hale镇 。



剑(jiàn)麻(má)是一种硬质纤维(wéi)原料,所以对(duì)预(yù)处理的要求较高(gāo)。该工程(chéng)原料的收集和调(diào)配包括分离设(shè)备和收集装置两部分。分离(lí)设备用于去除杂草和较长的纤维;收集(jí)装置用于收集(jí)去除杂(zá)物(wù)的剑麻废水(shuǐ),作为原料暂存,然(rán)后用泵打入酸化(huà)罐,该装置有效容积50m3,池(chí)内安装1台桨式搅(jiǎo)拌机和(hé)1台的潜(qián)污(wū)泵,搅拌器主要用于剑麻废弃物原料(liào)的搅拌,使原料尽量均匀,潜污泵主要用于把混均(jun1)后的剑麻废弃物料液泵人酸化罐,进(jìn)行酸(suān)化,使进料在6-8%之间。厌氧消化罐(guàn)为(wéi)地上(shàng)式钢结构,有效容积(jī)1700m3,采用完全混(hún)合式(CSTR )中温厌氧消化工艺(yì)。罐内设(shè)有热交(jiāo)换器,利用发(fā)电余(yú)热对罐体加热,实现中温发(fā)酵。厌(yàn)氧消化罐设置两套搅拌器,额定功率15kW。二级厌氧消化(huà)罐也为地上(shàng)罐(guàn),有效容积500m3,设有(yǒu)一(yī)套 15 kW的搅拌器。湿式(shì)储气柜为地上(shàng)钢结(jié)构(gòu),有效容积350m3。发电机组为(wéi)沼气(qì)专用发电机组,额定(dìng)功率为180kW。



项目实施后,日均产气(qì)1500m3,年产沼气50万(wàn)m3,每立方米沼气发电1.5 kWh,年发电约75万kWh。因此利用剑麻废液进(jìn)行沼气发电的(de)工程,可以实现废弃资源的充分利用,能源效(xiào)益非常显著(zhe)。工程年发电约75万kWh,按(àn)当地供应价每kWh0.15美元计算,年(nián)可获(huò)利11.25万美元。工程运行后,每天可处理(lǐ)60m3的剑麻废液(yè),解决了当地(dì)剑麻加工产生的大量废弃物的出路问题,同时有效治理了剑麻(má)废液对周边天然河流和(hé)饮用(yòng)水(shuǐ)的污染。该(gāi)工程的实(shí)施,对保护水源,提(tí)高当地环境质量,保护当(dāng)地(dì)群众的身(shēn)体健康(kāng)起(qǐ)到了不可估量的作(zuò)用。项目在治理了污染的同时,通过沼(zhǎo)气发电,解决了周围约300户(hù)群(qún)众用电问(wèn)题(tí),还(hái)可以提供一定的炊事(shì)能源,减少薪柴砍伐。工程每天(tiān)可(kě)产生约60m3有机肥,促进(jìn)了当地农业的发展。该工程还可解决5-8 人就业(yè)问(wèn)题,并且为(wéi)剑麻废(fèi)弃综合开发利用(yòng)提供(gòng)了一条(tiáo)有效的途径。


3朝鲜国家科学院恩(ēn)情养殖场沼气示范工程

朝鲜国家(jiā)科(kē)学院恩情养殖场沼气(qì)示范工程建设(shè)在朝鲜平壤市恩情区,朝鲜国家科学院养殖场内。该(gāi)工(gōng)程(chéng)由联合国亚(yà)洲及太平洋经济社会委员会(ESCAP)支持。于2011年进行设计,2013年5月开工建设,同年7月启动运行。该工程(chéng)土建工程由(yóu)朝鲜国家(jiā)科(kē)学(xué)院负责完成,设备采购、运输(shū)及安装调试和技术(shù)支持工作由农业部沼气科学研究所(suǒ)负责(zé)完成。


示范工程(chéng)处理朝鲜国家科学(xué)院养殖场存栏约300头猪的粪尿污水。主(zhǔ)要设施(shī)为(wéi)30m3地下水压式钢筋混凝土沼气池,发电(diàn)机房,沼气(qì)管沟等(děng)。主要设备有:10kW静音沼气发电机组、脱硫器、汽水分离器、家用沼气净化器、沼气流量计、沼气热(rè)水(shuǐ)器(qì)和沼气灯等。工程(chéng)产生的沼气主要用(yòng)于养殖场办公(gōng)室人员炊(chuī)事使用,多余沼气用于发电,补(bǔ)充部分用(yòng)电的短缺(quē)。



关于工程的运行情况,据(jù)工程操作人员介绍该示范(fàn)工(gōng)程日产气量在8-10m3,容积产气率在0.3m·m-3d-1左右,总体运行情况良(liáng)好。朝鲜国家(jiā)科学院恩(ēn)情养殖场人(rén)员对(duì)沼气工(gōng)程管(guǎn)理(lǐ)比较认真,这也是工程运行良好的一个重要的原因。关于(yú)沼气(qì)使用方面,现在恩情养殖场食堂的炊事基本上已经全部(bù)使用(yòng)示范工程所产生的沼气,同时也安装了几盏沼气灯,沼气热水器也可(kě)以正常使(shǐ)用,但(dàn)由于调研(yán)时(shí)间是夏季,所以热水器用的不多。另外,由于沼气管(guǎn)道有限,所以现在(zài)能使用上沼气的用户不多,造成所产生的沼(zhǎo)气不能(néng)完(wán)全使(shǐ)用,基于上述情况,养(yǎng)殖场人(rén)员减少了进(jìn)料量来减少沼气的产量。同时科学院专家也(yě)提(tí)出在由沼气(qì)所(suǒ)提供一(yī)些沼气管(guǎn)道(dào),来满足更(gèng)多用户使用沼气。该工程(chéng)的沼气发(fā)电机可以正常启动,发电电压正常,但由于没(méi)有储气装置,沼气(qì)压力十分不稳定,另(lìng)外总产气(qì)速率(lǜ)也不高,所(suǒ)以(yǐ)发电机应用较(jiào)少(shǎo)。


据了解,朝鲜在之前(qián)建设了数10处(chù)地下水压式沼(zhǎo)气池(chí),但是普遍运行效(xiào)果不好,池体漏气现象时有(yǒu)发生(shēng)。朝(cháo)鲜国(guó)家科学院相关人员对(duì)此项目十分重视,主要负责人(rén)均为参(cān)加过农业部沼气科学研究所举(jǔ)办的沼(zhǎo)气技(jì)术(shù)培(péi)训班人员(yuán),操作人员(yuán)工作态度积极(jí)认真,所以该工程运行效(xiào)果很(hěn)好,对朝(cháo)鲜(xiān)沼(zhǎo)气技术的(de)发展能(néng)起到很好的示范(fàn) 、指导作用。


4 摩尔多瓦沼气(qì)示范项目

不同于前3处(chù)援(yuán)助工(gōng)程,截止收稿,摩尔多瓦(wǎ)项(xiàng)目(mù)目前还处在国内审批阶段,还没有开(kāi)工(gōng)建设。但是,摩尔多(duō)瓦处于(yú)欧亚(yà)两大洲的链接地带,是“一带一路”战略构(gòu)想(xiǎng)中重要的组成部分。该援助项目的实(shí)施,对落实“一(yī)带一路”战略构想、加强我国与(yǔ)欧(ōu)洲国(guó)家在农业领域的合作有深远的意义。该项目(mù)也(yě)为我国(guó)农业部首次承担对欧(ōu)洲(zhōu)援助工程技术建设(shè)项(xiàng)目(mù),其重要性不言而喻。


在双方专家的建议下,结合(hé)充分调研和沟(gōu)通的基础上,项目的建设(shè)规模如(rú)下:建设发酵装置(zhì)容积(jī)为500m3的大型沼气工程l处,发酵装(zhuāng)置容积(jī)为100m3的中型(xíng)沼气工程2处,发酵装置容积为6~10m3的户(hù)用(yòng)型沼气池(chí)4处。该项(xiàng)目的(de)实施可(kě)以解决摩尔多瓦相关地区至少约(yuē)500户(hù)居民的生活用能问(wèn)题,至少(shǎo)约2000人(rén)会在该项目中受益。


大型沼气工程计(jì)划建(jiàn)设正在Puhoi区奶牛养殖(zhí)场区共养殖奶牛约500头(tóu),羊200只。其中(zhōng)有约200头奶牛养殖在一个(gè)养殖场内。中型沼气(qì)工程计划建设在Orhei区(qū)东正教会奶牛场和畜牧(mù)兽医(yī)生物科学技术研究所。Orhei区东(dōng)正教会(huì)奶牛场有奶牛25头,其(qí)中11头(tóu)为小牛,猪(zhū)20只,山(shān)羊(yáng)21只,马3匹(pǐ),约250只鸡等家禽,养殖舍距教堂约500m。教堂有(yǒu)农田2公顷紧邻教堂,种植黄瓜、西(xī)红(hóng)柿(shì)等蔬菜(cài)。在(zài)此(cǐ)教(jiāo)堂的共有60个工人,附(fù)近居民约30户,此前的生活用能(néng)是薪(xīn)柴、天然气、电和地(dì)下水。畜牧兽医生物(wù)科学技术研究所(suǒ)为(wéi)国有(yǒu)研究所,目前养殖200头奶牛,600只羊,100只兔,养殖(zhí)舍采(cǎi)用干(gàn)清(qīng)粪方式将粪便(biàn)收集,粪便堆肥后(hòu)部分用(yòng)作有机肥(féi)料,其余没有经过任何处理丢(diū)弃。该养(yǎng)殖场共有1500公顷土地种植谷物,可用来消纳沼渣沼液(yè)。但是该研究所生产(chǎn)耗电量较大,每天约用电约700kW h,每月电费约450001ei(约15000人民币),所以目前该研究所养殖(zhí)量仅为最大(dà)容量的30%,所以计划建设沼气工程来补充一部分的能源消耗。户(hù)用沼(zhǎo)气池则根据(jù)摩(mó)方要求选择建设(shè)地点。


沼气(qì)援外项(xiàng)目的特点


相对(duì)于(yú)国内来说,国外(wài)的土地普遍较(jiào)为宽广,民众(zhòng)对环境污染的认识程度也比较(jiào)低,所以根据(jù)现场与资料调研(yán)的(de)情况看,对外援助的沼气项目多以解决(jué)当地能源供应问题(tí)为主要的建设目的,环境治理方面(miàn)体现的作用稍微(wēi)差一些。针(zhēn)对发展中国家现(xiàn)状,沼气援外项目普遍选(xuǎn)择地下水压式沼气池或完全(quán)混合式(CSTR )厌氧消化工艺等应用广泛、技术成熟的工(gōng)艺技术(shù)。设备、装备的选(xuǎn)择也必须(xū)考虑操作简便(biàn)、运行(háng)可靠(kào)。这样才能保(bǎo)证项(xiàng)目长期稳(wěn)定的(de)运行。由于与(yǔ)一些国家(jiā)的(de)联系(xì)和沟通(tōng)存在一些问题,所以部分援(yuán)外项目的后期项目运行情况跟踪(zōng)做得并不好。对(duì)工程的运行情况不(bú)了解,无法发现工程的(de)设(shè)计、建(jiàn)设和运(yùn)行方面(miàn)存(cún)在的问题(tí)并分析原(yuán)因。


沼气援外项目(mù)的发展方向


沼气技术(shù)对外援(yuán)助(zhù)作为我国农业“走出去”的(de)一部分,同样(yàng)承载了扩(kuò)大对外开放、提升(shēng)农业竞争力的多重任务,同时也面临着统筹国内(nèi)、国际两个(gè)市场(chǎng),科学谋划、合理布局、突(tū)出重点、优化方式等新要求(qiú)。在(zài)总结(jié)沼气工程对外援助(zhù)以及大农(nóng)业的援外工作经验(yàn),今后沼气对外援(yuán)助的发展应为(wéi)以下几个方面。


1 结(jié)合(hé)种植养殖(zhí)业

沼(zhǎo)气技术是连(lián)接种植业和养殖业循(xún)环(huán)利用的核心,它可(kě)以利(lì)用种养殖业(yè)废弃(qì)物(wù)生产能(néng)源(yuán),沼液还可以(yǐ)回用作(zuò)为有机肥料。单纯的生产能源或者处理(lǐ)废弃物并(bìng)不能(néng)发挥沼气技(jì)术的最大优势(shì)。而且,脱离了种养殖业(yè),沼气技术的行业影响还比较小。所以,在农业(yè)对外援助时,沼气(qì)技术必(bì)须依托种植业和养殖(zhí)业(yè)发展,形成能源生态循(xún)环利用模式(shì)。


2扶植(zhí)龙头企(qǐ)业

针对科研(yán)单位和高(gāo)校(xiào)在援外项目实施上存在(zài)的体制僵化、人员出国指标限制等问题。应扶持龙头企业(yè)牵头承(chéng)担对(duì)外援助项目。支持在境(jìng)外已有(yǒu)投资建(jiàn)设基础的企业承担项目(mù)。在(zài)政(zhèng)策上(shàng)为企业发展境外项 目营造 良好环(huán)境。


3完善后续服务

沼气工(gōng)程(chéng)的建设、运(yùn)行俗(sú)称“三分建,七分(fèn)管”,在境外建设沼气(qì)工程(chéng)项目在(zài)后期工程维护方(fāng)面存(cún)在一定的困难 。要解(jiě)决这(zhè)个问(wèn)题,一(yī)方面在工程(chéng)建设过程中尽量(liàng)减少在后期(qī)运(yùn)行维护(hù)中(zhōng)可能(néng)存在的问(wèn)题;另一方面,加强对外方人员的技术(shù)培(péi)训(xùn),使(shǐ)其(qí)具备独立操作、维护(hù)的能(néng)力。


4联动各(gè)部门

通常情况下,农业对外(wài)援助项目由商(shāng)务(wù)部、农业部、我国驻外机(jī)构、相关科(kē)研院(yuàn)所和企业共同参与(yǔ),有时还有国际机(jī)构参加,同时还需(xū)和受援国政府及相关机构进(jìn)行沟通。所以(yǐ),从项目的前期调研到项目后期运行管护过(guò)程中(zhōng),项目各(gè)参加单位必须加强沟通、避免因为未及时沟通所造成工程质量、工期及造价(jià)问题。


节选来(lái)源:农业部沼气科学研究所《中国典型援外沼气(qì)项目浅(qiǎn)析》,文字(zì)转(zhuǎn)载自@沼(zhǎo)气圈