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中国沼(zhǎo)气工程的出国之路
来源: | 作(zuò)者:lipunengyuan | 发(fā)布时间: 2020-06-17 | 1750 次浏览 | 分享(xiǎng)到:

沼气技术是(shì)一种既可产生能源又可治理(lǐ)农业污(wū)染的(de)手段,特别适合在(zài)发展中(zhōng)国家的偏远地区(qū)进行(háng)推广(guǎng)应(yīng)用。作为世界上沼气技术利用最广泛的国家,我国也将沼气技术作为(wéi)农业(yè)对外(wài)援(yuán)助的重(chóng)要组成部分。为深切落实“一带(dài)一(yī)路”战略的部(bù)署以(yǐ)及习近平总(zǒng)书记在第21届联(lián)合国气候变(biàn)化大会中的承诺(nuò),沼气技术的对外(wài)援助在今后一(yī)段时间必将在我国农(nóng)业(yè)对外援助方面扮(bàn)演重要的角色。


为(wéi)给今后我国沼(zhǎo)气技术对外援(yuán)助项目(mù)提(tí)供借鉴(jiàn),本文主(zhǔ)要介(jiè)绍了4处近(jìn)年来我国对外援助的主要沼气项目的(de)建(jiàn)设和(hé)运(yùn)行情况,并对沼气技术对外援助提出了几点发(fā)展方向(xiàng),以期(qī)为今后(hòu)沼气技术对外援助工作的开(kāi)展提(tí)供借鉴和指导。


典型(xíng)沼气援外项目


总体来看,我国援外沼气工程建设项目不多,而且多(duō)为各国际(jì)组织投资建(jiàn)设。完全由(yóu)我国政(zhèng)府支持建设的(de)项目还很少。以下项目为近十几(jǐ)年来最具代表(biǎo)性的几(jǐ)处援外(wài)工程建设项目。


1突尼斯养鸡场沼气(qì)发电示(shì)范工程

突尼斯养鸡场沼气发电示范工程由(yóu)中国和突尼斯政府联合(hé)支持,建设地点位于突尼(ní)斯中部苏塞市郊的私人(rén)农(nóng)场,该工程于1999年4月动工,2000年4月投入运行。示范工程处理(lǐ)鸡粪及部分污水,厌氧(yǎng)消化罐为钢筋混凝土结构,有(yǒu)效容积300m3,采用(yòng)厌氧滤器(AF)工艺(yì),湿式储气柜为钢结构,有效容积100m3。设计(jì)水(shuǐ)力停留时间为20d,每天平(píng)均进(jìn)料(liào)量为15m3左右。湿式(shì)储(chǔ)气柜水封池也作为沉(chén)淀池,沼(zhǎo)液从厌氧消化罐溢(yì)流出(chū)来进入到湿(shī)式储(chǔ)气柜(guì)水封池(沉淀池)进行二(èr)次发酵提升沼(zhǎo)气(qì)发酵效率。而(ér)沉淀池(chí)中的一部分料液可再回(huí)流到(dào)集料池,起(qǐ)稀释和接种(zhǒng)新鲜鸡粪(fèn)的作(zuò)用,其余大部(bù)分发酵后(hòu)沼液作为有机肥供(gòng)农场种(zhǒng)植业(yè)施(shī)用。工程(chéng)产生的沼气脱硫后(hòu)再经(jīng)过流量计(jì)进(jìn)行计量,然后(hòu)进入(rù)湿(shī)式储气柜储存(cún)。由于是(shì)示范项目,加上(shàng)农场本身用电量不(bú)大,所以采用2台24kW的发电机组(zǔ)。按(àn)照设计,该工程每天可产生200m3沼(zhǎo)气,发电量可达(dá)300kW·h,实际运行中沼气产量达(dá)到(dào)300m3·d-1,即容积产气率可达1.0m3·m-3d-1,特别在夏天(tiān)气温(wēn)高时更加(jiā)明显(xiǎn)。



项(xiàng)目管理人(rén)员在中(zhōng)国(guó)技术专家指导下(xià),一直在不(bú)断完善沼气、沼渣和沼液的利用。除发电用于照(zhào)明、抽(chōu)水、加工饲料、鸡舍升降温等之外(wài),还直接将(jiāng)沼气用于做饭、烧锅炉、热水器等。一部分(fèn)沼(zhǎo)液经稀释后直接作肥料浇(jiāo)灌周边农作物(wù)和橄榄树,一部分回流到集(jí)料池与新鲜(xiān)鸡粪混合同时(shí)起稀释和接(jiē)种的作用,同时节约用水量。沼渣经(jīng)风(fēng)干(gàn)后用(yòng)于农场改良土壤,也计划生产商品复合肥出(chū)售。经现场调查,施用(yòng)沼(zhǎo)肥的橄榄(lǎn)树结果比未施沼肥的(de)要提(tí)前1个月,并粒(lì)大饱满(mǎn)。同时,土壤质地和团粒结构(gòu)都有明显的改(gǎi)善(shàn)。


工程运行几(jǐ)年后,运(yùn)行效(xiào)果(guǒ)保持不错。该(gāi)工程的(de)实体(tǐ)模型也经常在(zài)突(tū)尼(ní)斯环保(bǎo)、可再生能源和农业等全国展览会上展出,并得到时任(rèn)突尼斯总统的赞赏(shǎng)。


2坦桑(sāng)尼亚剑麻废弃物沼气发(fā)电(diàn)工(gōng)程

坦桑(sāng)尼亚沼气(qì)发电工程是世界上(shàng)第一(yī)个以剑麻废弃物为主要发酵原料的沼气工程,由联合国工(gōng)业发展组织(zhī)资(zī)助。建设地点(diǎn)位于坦桑尼(ní)亚(yà)Tanga市Hale镇 。



剑麻是一种硬(yìng)质纤(xiān)维原料,所以(yǐ)对(duì)预处理的要求较高。该工程原料的(de)收集和调配(pèi)包括(kuò)分离设备(bèi)和收集装(zhuāng)置两部(bù)分。分离设备用于去除杂草和(hé)较长的纤维;收集装(zhuāng)置用于收(shōu)集去除杂(zá)物的剑麻废水,作为原(yuán)料暂存,然后用泵打入酸化罐(guàn),该(gāi)装(zhuāng)置(zhì)有(yǒu)效(xiào)容积50m3,池内安装1台桨式搅拌机和1台的潜(qián)污泵,搅拌(bàn)器(qì)主要用(yòng)于剑(jiàn)麻废弃物原料(liào)的搅拌,使原料尽量(liàng)均匀,潜污泵主(zhǔ)要用于(yú)把混均后的剑麻废弃物料(liào)液泵(bèng)人酸化罐,进行(háng)酸化,使进料(liào)在6-8%之间。厌氧消(xiāo)化罐为(wéi)地上式钢结构,有效容积1700m3,采用完全混合(hé)式(CSTR )中温厌氧(yǎng)消化工(gōng)艺。罐内设有(yǒu)热(rè)交换器(qì),利用发电余(yú)热对(duì)罐体加热,实现(xiàn)中温发酵。厌氧消化罐设置两(liǎng)套搅(jiǎo)拌器,额(é)定功(gōng)率15kW。二级厌氧消化罐(guàn)也(yě)为地上罐,有(yǒu)效容(róng)积500m3,设有(yǒu)一套 15 kW的搅(jiǎo)拌器。湿(shī)式储气柜为(wéi)地上(shàng)钢结构,有效容积350m3。发电(diàn)机组为沼(zhǎo)气(qì)专用发(fā)电机组,额定功率为180kW。



项目(mù)实施(shī)后,日均产气1500m3,年(nián)产沼气50万m3,每立方米沼气发电1.5 kWh,年(nián)发电约75万kWh。因(yīn)此利用剑麻废液进行沼(zhǎo)气发(fā)电的工程,可以实现废(fèi)弃(qì)资源的充分(fèn)利用,能源效益非常显著(zhe)。工程年发电约75万kWh,按当地供应价每kWh0.15美(měi)元计算(suàn),年可获利11.25万美元。工(gōng)程运(yùn)行后(hòu),每天可处理60m3的剑麻废液,解(jiě)决了当(dāng)地剑(jiàn)麻加工产生的大量(liàng)废弃(qì)物的出路问题(tí),同时有效治理了(le)剑麻废液对周边天(tiān)然河流和(hé)饮用水的(de)污染(rǎn)。该工程的实(shí)施,对保(bǎo)护水源,提高当(dāng)地环境质量,保护当地群众的身体健康起到(dào)了不可估量的(de)作用。项目(mù)在治理了污染的同时,通过沼气(qì)发(fā)电,解决了周围约300户群(qún)众用电问(wèn)题,还(hái)可以提供一定的炊(chuī)事能(néng)源,减少薪柴砍伐。工程(chéng)每天可产生约60m3有机肥,促进了当地农业(yè)的发展。该工程还可解(jiě)决5-8 人就业问(wèn)题,并且为剑麻废弃综合开发(fā)利用提供了一条有效的(de)途(tú)径(jìng)。


3朝鲜国(guó)家科学院(yuàn)恩(ēn)情养(yǎng)殖场沼气(qì)示范工程

朝鲜国家科学(xué)院(yuàn)恩情养殖场沼气示(shì)范工程建设在朝鲜平壤市恩(ēn)情(qíng)区,朝鲜(xiān)国家科学(xué)院养殖场内。该工程由联(lián)合国亚(yà)洲及太平(píng)洋经济社会委员会(ESCAP)支持。于2011年(nián)进(jìn)行设计,2013年5月开工(gōng)建设,同(tóng)年7月启(qǐ)动运行。该工程土建工(gōng)程由朝鲜(xiān)国(guó)家科学(xué)院负(fù)责(zé)完成,设备采购、运输及安装调试和技术支持工作由农业(yè)部沼气科学研(yán)究(jiū)所负责(zé)完成。


示范工程处理朝鲜国家科学院养殖(zhí)场存栏约300头猪(zhū)的粪尿污水。主要设施为30m3地下水压式钢筋混凝土沼气池,发电机房,沼气(qì)管沟等。主(zhǔ)要设备有:10kW静音沼气发(fā)电机组、脱硫器、汽水分(fèn)离器、家用沼(zhǎo)气净化(huà)器(qì)、沼(zhǎo)气流(liú)量计、沼气热水器(qì)和(hé)沼气灯(dēng)等。工程产(chǎn)生(shēng)的沼气主要用于(yú)养殖场办公室(shì)人员炊事使用,多(duō)余沼气用于发电,补(bǔ)充(chōng)部分用电(diàn)的短(duǎn)缺。



关于工程的运行情况,据工(gōng)程操(cāo)作(zuò)人员介(jiè)绍该示范工程日产气量在8-10m3,容积产气率(lǜ)在0.3m·m-3d-1左右,总体运行情(qíng)况良好(hǎo)。朝鲜国家科学(xué)院恩情养殖场人(rén)员对沼气工(gōng)程管理比较认真,这也(yě)是工程运行(háng)良好的一个重要的(de)原因。关于沼气使(shǐ)用方面,现(xiàn)在恩情养殖(zhí)场食堂(táng)的炊事基本上已经(jīng)全部使(shǐ)用示范工程所产生的(de)沼气,同时也(yě)安装了几盏(zhǎn)沼(zhǎo)气灯(dēng),沼气热水器也可以正常使用,但(dàn)由于调研(yán)时间是夏季,所以热(rè)水器用的(de)不(bú)多(duō)。另外,由于沼气管道有限,所以(yǐ)现在能使用上沼气(qì)的用(yòng)户不多,造成所产生的沼气不能完全使用,基于上述情况,养殖场人员减少了进料量(liàng)来(lái)减(jiǎn)少(shǎo)沼气(qì)的产量(liàng)。同时科学院专(zhuān)家也提出在由沼(zhǎo)气所提供一(yī)些沼(zhǎo)气(qì)管道,来满足更多用户使用沼(zhǎo)气。该工(gōng)程(chéng)的沼气发电机可以正(zhèng)常启动,发电电(diàn)压正常,但由于没有(yǒu)储气装置,沼气压力十分不稳定(dìng),另外总产气(qì)速率(lǜ)也不高(gāo),所以发电机应用较少。


据了解,朝鲜在之前建设(shè)了数10处地下(xià)水压(yā)式沼气池,但是普遍运行效果不好,池(chí)体漏气现象时有发(fā)生。朝鲜国(guó)家科学院相关人员对此(cǐ)项目十分重(chóng)视,主要负责(zé)人(rén)均为(wéi)参加过农业部沼气科学研(yán)究所(suǒ)举(jǔ)办的沼气技术培(péi)训班(bān)人员,操作人员工(gōng)作态度(dù)积极认(rèn)真,所以该工程运行效果很(hěn)好,对朝鲜沼气(qì)技术的(de)发(fā)展能起(qǐ)到很好(hǎo)的示范 、指导作用。


4 摩尔(ěr)多瓦沼气示范项目(mù)

不同于前(qián)3处援助工程,截(jié)止收稿,摩尔多瓦项目目前(qián)还处(chù)在国(guó)内审批阶段,还没有开(kāi)工建设。但是,摩尔多瓦处于欧亚两大(dà)洲的链接地带(dài),是“一带一路”战略构想中重(chóng)要的组成部分。该援助(zhù)项目的实施,对落实(shí)“一带一路”战略构想、加强我国与(yǔ)欧洲国家(jiā)在农业(yè)领域的合作(zuò)有深远的意义。该项(xiàng)目也为我国(guó)农业部首次(cì)承担对(duì)欧洲援助(zhù)工程(chéng)技术(shù)建(jiàn)设项目,其(qí)重要性不(bú)言而(ér)喻。


在双方专家的建(jiàn)议下,结合(hé)充(chōng)分调研(yán)和沟通的基础上,项目的建设规模如(rú)下:建(jiàn)设发酵(jiào)装置容积为500m3的大型(xíng)沼气工程l处,发(fā)酵(jiào)装(zhuāng)置容积为100m3的(de)中型沼气工(gōng)程2处,发(fā)酵装置容积(jī)为6~10m3的户用(yòng)型沼气池4处。该(gāi)项目的实施可以解决摩尔多(duō)瓦相(xiàng)关地区至少约(yuē)500户居(jū)民的生活用(yòng)能问题(tí),至少(shǎo)约2000人会(huì)在该(gāi)项目中受益。


大(dà)型沼气工程计划建设正在Puhoi区奶牛(niú)养(yǎng)殖场(chǎng)区共(gòng)养殖奶牛约500头(tóu),羊200只。其中有约(yuē)200头奶牛养殖在一个养殖场内。中型(xíng)沼气工程(chéng)计(jì)划建设在Orhei区(qū)东正教会奶牛场和畜牧(mù)兽医生物科学技术研(yán)究所(suǒ)。Orhei区东正(zhèng)教会奶牛场有奶牛25头,其中(zhōng)11头为小牛,猪(zhū)20只,山羊21只,马3匹,约(yuē)250只鸡等家禽,养(yǎng)殖舍(shě)距教堂约(yuē)500m。教堂有农田2公顷(qǐng)紧(jǐn)邻教堂,种植(zhí)黄瓜、西红柿等蔬菜。在此教堂的共有60个工人,附近居民约30户,此前的(de)生活用(yòng)能是薪柴、天然(rán)气、电和(hé)地下水。畜牧兽(shòu)医生物(wù)科学技术研究所为国有研究所,目前养殖200头奶(nǎi)牛,600只羊,100只兔,养殖舍采用干清粪方式将粪便收集(jí),粪便堆(duī)肥后部分用作有机肥料,其余(yú)没有经过任何处理丢弃。该养殖场共有1500公顷土(tǔ)地种(zhǒng)植谷物,可(kě)用来消纳沼渣(zhā)沼液。但是该(gāi)研究所(suǒ)生产耗电量较(jiào)大(dà),每天约(yuē)用(yòng)电(diàn)约700kW h,每月(yuè)电费约450001ei(约15000人民(mín)币),所以目前该研究(jiū)所养殖量仅为最大容量的30%,所以计(jì)划建设沼气工程来(lái)补(bǔ)充一部分(fèn)的能源(yuán)消耗。户用沼气池(chí)则(zé)根(gēn)据摩(mó)方要求选择建设地点。


沼气援外项目的特点


相对于国内来说(shuō),国外的(de)土地普遍较为宽广,民众对环境(jìng)污染的(de)认(rèn)识程(chéng)度也比较低,所以(yǐ)根据现场与资料调研(yán)的(de)情(qíng)况(kuàng)看,对外援助的沼气项目多以解决(jué)当地能源供应问题为主(zhǔ)要的建设(shè)目的(de),环境治理方面(miàn)体现(xiàn)的(de)作用稍微差一些(xiē)。针对发展中国家现状(zhuàng),沼气援外项目普遍选择地下水(shuǐ)压(yā)式(shì)沼气池或(huò)完全混合式(shì)(CSTR )厌氧(yǎng)消(xiāo)化工艺等应用广泛、技(jì)术成(chéng)熟(shú)的(de)工艺技(jì)术。设备、装备的选择也(yě)必(bì)须(xū)考虑操作简(jiǎn)便、运行可(kě)靠。这样才能保证项(xiàng)目长期稳定的(de)运行。由于与一些国家的联系和沟通存在一些问题,所以部分援外项目的后期项目运行情况跟踪做得并不好。对工(gōng)程(chéng)的运行(háng)情况不(bú)了解,无法发现工(gōng)程的设计、建设和运行方面存在的(de)问题并分析原因(yīn)。


沼气援外项目的(de)发展(zhǎn)方向


沼气技术对外援助作为我国(guó)农业“走(zǒu)出去”的一(yī)部分,同样承载(zǎi)了扩大对外开放、提升农业竞争力的多重任(rèn)务,同时(shí)也面临着统筹国(guó)内、国际两个市场,科学谋划、合理布(bù)局、突出重点、优化方(fāng)式等新(xīn)要求(qiú)。在(zài)总(zǒng)结沼气工程对外援助以及大农业的援(yuán)外工(gōng)作经验,今后沼气对外援助的发展应为(wéi)以下(xià)几个方面(miàn)。


1 结合种植(zhí)养殖业

沼气技术是连接种植业和(hé)养(yǎng)殖业(yè)循环利用的核心,它(tā)可以(yǐ)利(lì)用种养殖业(yè)废(fèi)弃(qì)物生产能源,沼液(yè)还可以回用(yòng)作为有机肥料。单(dān)纯(chún)的生产能源或者处理(lǐ)废弃物并不能发挥沼(zhǎo)气技术的最大(dà)优(yōu)势(shì)。而且(qiě),脱离(lí)了(le)种养(yǎng)殖业,沼气技术的行业(yè)影响还比较小。所以,在农业对(duì)外援助时,沼气技术必须依托种植业和养殖(zhí)业发展(zhǎn),形成能源生态循(xún)环(huán)利用模(mó)式。


2扶植龙头企业

针对科研单位(wèi)和高校在援外(wài)项目实施上存(cún)在的体制僵(jiāng)化(huà)、人员出国指(zhǐ)标限制等问题。应扶持(chí)龙头企(qǐ)业(yè)牵头承担对外援助项目(mù)。支持在境外已有投资建(jiàn)设基础的(de)企(qǐ)业承担项目。在政(zhèng)策上为企业发展境外项(xiàng) 目营造 良好环境。


3完善后(hòu)续服(fú)务

沼气工程的建设、运行俗(sú)称“三分建,七分管(guǎn)”,在境外建(jiàn)设沼气工(gōng)程项(xiàng)目在后期工程维(wéi)护(hù)方面(miàn)存(cún)在一定的困难 。要解决这个问题,一方面在工程建设过(guò)程中尽量减(jiǎn)少在后期运(yùn)行维护中可能存在的问题;另一方面(miàn),加强对外方人员的(de)技术培训,使其具(jù)备独立操作(zuò)、维护的能力(lì)。


4联动各部门

通常(cháng)情况下,农业对外(wài)援(yuán)助项目由商务部、农(nóng)业部、我(wǒ)国驻外机构、相关科研院所和企业共同参与,有时还有国际机(jī)构参加,同时还(hái)需和受援国政府及相关机构进(jìn)行(háng)沟通。所以,从项目的前期调研到项目后期运行管护过程中,项目各参加单位必(bì)须(xū)加强沟(gōu)通、避免因为未及时沟(gōu)通所造成工程(chéng)质(zhì)量、工期(qī)及造价问题。


节选来(lái)源:农业部沼气科学研究所《中国(guó)典型援外沼气项(xiàng)目浅析》,文字转(zhuǎn)载自@沼气圈