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中国沼气工程的出国之路
来源: | 作者:lipunengyuan | 发布时间: 2020-06-17 | 1760 次(cì)浏览 | 分享到:

沼气技(jì)术是一种(zhǒng)既(jì)可产生能源又(yòu)可治理(lǐ)农业污(wū)染(rǎn)的(de)手段,特别适(shì)合在发展中国(guó)家的偏远(yuǎn)地区进行推广应用(yòng)。作为世界上沼气(qì)技术利用最广泛(fàn)的国(guó)家,我国也将沼气技术作(zuò)为农业对(duì)外(wài)援助的重要组成部分。为深切落实“一带一路”战略的部署以及习近平总书记在第(dì)21届(jiè)联合国气(qì)候(hòu)变化(huà)大(dà)会中(zhōng)的承诺,沼气技(jì)术的对外援助在今(jīn)后(hòu)一段时间必将(jiāng)在我国农业(yè)对外援助方面扮演重要的角色。


为给今(jīn)后我国沼气技术(shù)对外援(yuán)助项目提供借鉴(jiàn),本文主要介绍了4处(chù)近(jìn)年来我国对外援助的主要沼气项目的建设(shè)和运行情况,并(bìng)对沼气技术(shù)对外援(yuán)助提出了几点发展方(fāng)向,以期(qī)为(wéi)今(jīn)后沼气技术对(duì)外援助工作的开展(zhǎn)提供借鉴(jiàn)和指(zhǐ)导。


典型(xíng)沼气援外项目


总体来看,我国援(yuán)外沼气工(gōng)程建设项目不多,而且多为各国际组织(zhī)投资建设。完全由(yóu)我国政府支持建设的项目还很少。以下(xià)项目为近十几年来最具代(dài)表性的几处援外工(gōng)程建设项(xiàng)目。


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

突尼(ní)斯养鸡场(chǎng)沼(zhǎo)气(qì)发电示范工程由中国和突尼斯政府联合(hé)支持,建设地点位于突尼斯中部苏塞市郊的私人农场,该工程于1999年4月动工,2000年4月投入运(yùn)行(háng)。示范工程处理鸡(jī)粪(fèn)及部分污水,厌氧消(xiāo)化罐为钢(gāng)筋(jīn)混凝土(tǔ)结构(gòu),有效(xiào)容积300m3,采用厌(yàn)氧滤(lǜ)器(AF)工艺,湿式储气柜为钢结构(gòu),有(yǒu)效容积100m3。设计水力(lì)停留时(shí)间为20d,每天(tiān)平均进料量为15m3左右。湿式储(chǔ)气柜水封池也作为沉淀池,沼液从厌(yàn)氧消化罐溢(yì)流出来进入到(dào)湿(shī)式储气柜水封池(沉淀池)进(jìn)行二次发酵提升沼(zhǎo)气发酵效率。而沉淀池(chí)中的一(yī)部分料液可再回流到集料池,起稀释和接种(zhǒng)新鲜鸡粪的作用,其(qí)余大(dà)部分发酵后沼液作(zuò)为(wéi)有机肥供农场种植业(yè)施用。工程产生的沼(zhǎo)气(qì)脱(tuō)硫后再经过流量计进行(háng)计量,然后进入湿式储气柜储存。由于是示范项目,加(jiā)上农场本身用(yòng)电量不大,所(suǒ)以采用2台(tái)24kW的发电机组。按照设计,该工程每天可(kě)产生200m3沼气,发电量(liàng)可达300kW·h,实际运行(háng)中沼气产量(liàng)达(dá)到(dào)300m3·d-1,即容(róng)积产气率可达1.0m3·m-3d-1,特别在夏(xià)天气温高时更(gèng)加明显。



项目管理人员在中国技术专家(jiā)指导下,一直(zhí)在不断完(wán)善沼气、沼渣和沼(zhǎo)液(yè)的(de)利用。除发电(diàn)用于照明、抽水(shuǐ)、加工(gōng)饲料、鸡舍升降(jiàng)温等之外,还直(zhí)接(jiē)将沼气(qì)用于做饭、烧锅炉(lú)、热水器等。一部分沼液(yè)经稀释后(hòu)直接作肥料(liào)浇灌周边农作物和橄(gǎn)榄树(shù),一部分回流到集料(liào)池(chí)与(yǔ)新鲜(xiān)鸡粪(fèn)混合同时起稀释(shì)和接种的作用,同时节约用水量(liàng)。沼渣经风干后用于农场改良土壤,也计(jì)划生产商品复(fù)合肥(féi)出售(shòu)。经现场(chǎng)调查,施用沼肥的橄榄树结果比(bǐ)未施沼肥的要提前1个月,并粒大饱(bǎo)满。同时,土壤质地和(hé)团(tuán)粒结构都(dōu)有明显的改善。


工程(chéng)运行几年后,运行效果保持不(bú)错。该(gāi)工程的实体模型也经常在突尼斯(sī)环保、可(kě)再(zài)生能源和农业等全国展览会上展出,并(bìng)得(dé)到时任(rèn)突尼(ní)斯总统的赞赏。


2坦桑尼亚剑麻废弃物(wù)沼气发电工程

坦桑(sāng)尼亚(yà)沼气发电工程(chéng)是世界上第一个以剑麻废弃(qì)物为主要发(fā)酵原料(liào)的沼气工程,由联合国工业(yè)发展组织资助。建设地(dì)点位于坦桑尼亚Tanga市(shì)Hale镇 。



剑麻是一种硬质纤维原料,所(suǒ)以(yǐ)对预处理的要(yào)求较(jiào)高。该工程原料的收集和调配(pèi)包括分离设备(bèi)和收(shōu)集装(zhuāng)置两部分。分离(lí)设备(bèi)用于去除杂草和较长的纤维;收集装(zhuāng)置(zhì)用于(yú)收(shōu)集去除杂物(wù)的剑麻废(fèi)水,作为原料(liào)暂存(cún),然(rán)后用泵(bèng)打入(rù)酸化罐,该装置有(yǒu)效(xiào)容积50m3,池内安装1台桨式(shì)搅拌机和1台的潜(qián)污泵,搅拌器主要用于剑麻废弃物原料(liào)的(de)搅拌,使原料尽量(liàng)均匀,潜污泵(bèng)主(zhǔ)要用于把混均后的剑麻废(fèi)弃物料液泵(bèng)人酸化罐,进(jìn)行酸化,使进料在6-8%之间。厌(yàn)氧(yǎng)消化(huà)罐为地上式(shì)钢结构,有效容(róng)积1700m3,采(cǎi)用完(wán)全混合式(CSTR )中温厌氧消化(huà)工艺。罐内(nèi)设有热交换器(qì),利用发(fā)电(diàn)余热(rè)对罐体加热,实现(xiàn)中温(wēn)发酵。厌氧消化罐(guàn)设置两套搅拌器,额定(dìng)功率15kW。二级厌氧消化罐也为地上罐,有效容积500m3,设(shè)有一套 15 kW的搅(jiǎo)拌器。湿式储气柜为地上(shàng)钢(gāng)结构(gòu),有效容积(jī)350m3。发电机组(zǔ)为沼气专用(yòng)发电机组(zǔ),额定(dìng)功率为180kW。



项目实(shí)施(shī)后,日均产气1500m3,年产(chǎn)沼气50万m3,每(měi)立(lì)方米沼气发(fā)电1.5 kWh,年发电约75万kWh。因此利用剑麻废液进行沼气发电的(de)工程,可(kě)以实现废(fèi)弃资源(yuán)的(de)充分利用,能源效益非常显(xiǎn)著。工程年发电约75万kWh,按当地供应价每kWh0.15美元计算,年可获利11.25万美元。工程运行后,每天可处(chù)理60m3的剑麻废(fèi)液,解决了(le)当地剑麻加工产生的大量废(fèi)弃物的出路问题,同时有效治(zhì)理了剑麻废(fèi)液对周边天然河流和饮用水的污染。该工程(chéng)的实(shí)施,对保(bǎo)护水源,提高当地环境质量,保(bǎo)护当地群众(zhòng)的身(shēn)体健康起到了不可估量(liàng)的作用。项目在治理了(le)污染的同时,通过沼(zhǎo)气发电,解决了周围约(yuē)300户群(qún)众(zhòng)用(yòng)电问题(tí),还可以提供一定的炊事(shì)能源,减(jiǎn)少薪柴砍伐。工(gōng)程(chéng)每天可产生约60m3有机肥,促进了当地农业的发展。该工程还可解决(jué)5-8 人就(jiù)业(yè)问题,并且为剑麻废弃综(zōng)合开发利用提供了一条有效的(de)途径。


3朝鲜(xiān)国家(jiā)科学院恩情养殖场沼气示范工(gōng)程

朝鲜国家科学院恩情养殖场沼气(qì)示范工程建设在(zài)朝鲜平壤市(shì)恩情(qíng)区,朝鲜国家科学院养殖场内。该(gāi)工程由联合国(guó)亚洲(zhōu)及太平洋经济社会(huì)委员会(ESCAP)支持。于2011年进行设计(jì),2013年5月开(kāi)工建设,同年7月启(qǐ)动运行(háng)。该工程土建工程由朝鲜国家(jiā)科学院(yuàn)负责完成(chéng),设备采(cǎi)购、运输及(jí)安装调试和技(jì)术支持工作(zuò)由农业部沼(zhǎo)气(qì)科学(xué)研究(jiū)所负(fù)责完(wán)成(chéng)。


示(shì)范(fàn)工程处理朝鲜国家(jiā)科学院养殖场存栏(lán)约300头猪的粪(fèn)尿污水。主要设(shè)施为30m3地下水压式钢(gāng)筋混凝土沼(zhǎo)气池,发电机房,沼气管沟等。主要设备(bèi)有:10kW静(jìng)音沼(zhǎo)气发电机(jī)组、脱硫(liú)器、汽水分离器、家用沼气净化器、沼气流量计、沼气热水器(qì)和沼气灯(dēng)等。工程产生的沼气主要用于养(yǎng)殖(zhí)场办公室人(rén)员炊事(shì)使用,多余沼气用(yòng)于发电,补充部分用电的短缺。



关于工程的运(yùn)行(háng)情况,据工(gōng)程操作人员介绍该示范工程日产气(qì)量在8-10m3,容积产(chǎn)气(qì)率在0.3m·m-3d-1左右,总体运行(háng)情况良(liáng)好。朝鲜(xiān)国家科学院恩情养殖场人员对沼气工程管理比较认真,这也是工程(chéng)运行良好的一个重要的原(yuán)因。关于(yú)沼气(qì)使用(yòng)方(fāng)面,现在恩情养殖场食(shí)堂的炊事基本上(shàng)已经全部使用示范工程所产生的沼气,同时也安装了几盏沼气灯(dēng),沼气热水器也可以正常(cháng)使用,但由于调研时(shí)间是夏季,所以热(rè)水器(qì)用的不多。另外,由于沼气(qì)管道(dào)有限,所以现在能使用(yòng)上沼气的用户不多,造成(chéng)所产(chǎn)生的沼气不能(néng)完全使用,基于(yú)上述情况,养殖场人员减少了进料量(liàng)来减少沼气的产量。同时科(kē)学院专(zhuān)家也提出在由沼气所提供一些(xiē)沼气管道,来满(mǎn)足更多用户(hù)使用(yòng)沼气。该(gāi)工程(chéng)的沼(zhǎo)气发电(diàn)机可以正常启动,发(fā)电(diàn)电压正常,但由(yóu)于没(méi)有储气装置,沼气压力(lì)十分不稳(wěn)定,另外总产(chǎn)气速率也不高,所(suǒ)以(yǐ)发电机应用较(jiào)少。


据了解,朝鲜在之前建设了数10处地下水压(yā)式沼(zhǎo)气池(chí),但是普遍运(yùn)行效果不(bú)好,池体漏气现(xiàn)象时有发生。朝鲜国(guó)家科学(xué)院相(xiàng)关人员对此项目十分(fèn)重(chóng)视,主(zhǔ)要负责人(rén)均为参加过(guò)农业部沼气科学研究所(suǒ)举办的沼气技术培训班人(rén)员,操作(zuò)人员工(gōng)作态(tài)度(dù)积极(jí)认真,所以该工程运行效果(guǒ)很好,对朝鲜沼气技术的(de)发展能(néng)起到很好的示(shì)范 、指导作(zuò)用。


4 摩尔(ěr)多瓦沼气示范(fàn)项目

不(bú)同于(yú)前3处(chù)援助工程,截止收(shōu)稿,摩尔多瓦(wǎ)项(xiàng)目目前还处在国内审批阶段(duàn),还没有开(kāi)工建设(shè)。但(dàn)是,摩尔多(duō)瓦处于欧亚(yà)两大洲的链接(jiē)地(dì)带,是“一带一路”战略构想(xiǎng)中重要的(de)组成部分。该援助(zhù)项(xiàng)目的实施,对落实“一带一路”战略构(gòu)想、加(jiā)强我(wǒ)国(guó)与欧洲国家在农业领域的合作有深(shēn)远(yuǎn)的意义。该项目也为我国农业(yè)部(bù)首次承担对欧洲(zhōu)援助工程技术建设项目,其重(chóng)要性不言而(ér)喻。


在双方(fāng)专家的建议(yì)下,结合充分调研和沟通(tōng)的基础上,项目的(de)建设规模如下:建设发酵装置容积为500m3的大型沼气工程l处,发酵装置容积为100m3的中型沼气工程2处,发(fā)酵装置容积为6~10m3的户用(yòng)型沼气池4处。该项目的实施可(kě)以解决(jué)摩尔多(duō)瓦相关地区至少约(yuē)500户居民的生活用能问题,至少约2000人会在该项目中受益。


大型沼气(qì)工程计划建设正在Puhoi区奶(nǎi)牛养殖场区共(gòng)养殖奶(nǎi)牛约(yuē)500头,羊200只。其中有约200头奶牛养殖在(zài)一个养(yǎng)殖场内。中(zhōng)型沼气工程计划(huá)建设(shè)在(zài)Orhei区东正教(jiāo)会奶牛(niú)场和畜牧兽(shòu)医生物(wù)科学(xué)技(jì)术研究所。Orhei区东(dōng)正教会(huì)奶(nǎi)牛(niú)场有(yǒu)奶牛25头,其中11头(tóu)为小牛,猪20只,山羊21只(zhī),马3匹,约250只鸡等家禽,养(yǎng)殖舍距教堂约500m。教堂有农田2公顷紧邻教堂,种植(zhí)黄瓜、西红柿等蔬(shū)菜。在此教堂的共有(yǒu)60个工人,附近居民约(yuē)30户,此前(qián)的生活用能是(shì)薪柴、天然气、电和地下(xià)水。畜牧兽医生物科学技术研究所为国(guó)有研究所,目前养殖200头奶牛,600只羊,100只兔,养殖舍采用(yòng)干(gàn)清(qīng)粪(fèn)方式(shì)将粪便收集,粪便堆(duī)肥后部(bù)分用作(zuò)有机肥料(liào),其余没有经过任何处理丢弃。该养殖场共有1500公(gōng)顷土地种植谷物(wù),可(kě)用来消(xiāo)纳沼渣沼液。但是该研究(jiū)所生产耗电量较大(dà),每(měi)天约用电(diàn)约700kW h,每月(yuè)电费约450001ei(约15000人民币),所以目前该研究所养殖量仅为最大容量的(de)30%,所以计划建(jiàn)设(shè)沼气工程来补充一部分的(de)能源消(xiāo)耗。户(hù)用(yòng)沼气池(chí)则(zé)根据摩(mó)方要求选(xuǎn)择(zé)建(jiàn)设地点。


二(èr)沼(zhǎo)气援(yuán)外(wài)项目的特点(diǎn)


相对(duì)于国内来说,国外的(de)土(tǔ)地普(pǔ)遍(biàn)较为宽广,民众对环境污染的认识程度(dù)也比较(jiào)低,所以根据现场与资料调研的情况看,对外援助的沼气项(xiàng)目多(duō)以解(jiě)决当地能源供应问题为主要的建设目的,环(huán)境治理方面体现的(de)作用稍微差一些。针对发展中(zhōng)国家现状,沼气援外(wài)项目普遍选择地下(xià)水(shuǐ)压式沼气池或完全混合式(CSTR )厌(yàn)氧消化工艺等应用广泛、技术成熟的工(gōng)艺技(jì)术。设(shè)备、装备(bèi)的(de)选择也必须(xū)考虑操(cāo)作简便(biàn)、运行(háng)可靠。这样才能(néng)保(bǎo)证项目长期稳(wěn)定的运行。由于与一些国家的联系和沟通存在(zài)一些(xiē)问题,所以部分援(yuán)外项目的后期(qī)项(xiàng)目运行情(qíng)况(kuàng)跟踪做得(dé)并不好。对工(gōng)程的运行情况不了解,无法发(fā)现工程的设计、建设和运行方面存(cún)在的问题并分析原因。


沼气援外项目的发展方向


沼气(qì)技(jì)术(shù)对外援助作为我国农业(yè)“走出去”的一(yī)部(bù)分(fèn),同样承载了扩大对外开放、提升农业竞(jìng)争力的多重任务(wù),同(tóng)时也面临着统筹国内、国际两个市场,科(kē)学谋划、合理布(bù)局、突(tū)出重点、优化方式等(děng)新要求。在总结沼气工程对(duì)外援(yuán)助(zhù)以及大农业(yè)的援外工作(zuò)经(jīng)验,今后沼气对(duì)外援(yuán)助的(de)发(fā)展应为以下几个方(fāng)面。


1 结合种植养殖业

沼气技术(shù)是连接种植业和养殖业循环利用的核心,它可以利(lì)用种养殖业废弃物生产(chǎn)能源,沼液还可以回(huí)用(yòng)作为有机肥料。单纯的生产(chǎn)能源或者处理废(fèi)弃(qì)物并(bìng)不能发挥沼气技(jì)术的最大优势。而且,脱离了(le)种养殖业,沼气技术(shù)的(de)行(háng)业影响还比(bǐ)较小。所(suǒ)以(yǐ),在农业对外援助时,沼气技术必须(xū)依托种(zhǒng)植业和养殖业发展,形成能源生态循(xún)环(huán)利用模(mó)式。


2扶植龙头企业(yè)

针(zhēn)对(duì)科(kē)研(yán)单(dān)位和(hé)高(gāo)校在援外项目实施上存在的体制僵化(huà)、人员(yuán)出国指标限制等问题(tí)。应扶持龙头企业(yè)牵(qiān)头承(chéng)担对外援助项目。支持在(zài)境外已有投资建设基础的企业承(chéng)担项目(mù)。在(zài)政(zhèng)策上为企业(yè)发(fā)展(zhǎn)境外项 目(mù)营造 良好环境。


3完善(shàn)后续服务

沼气(qì)工程的建(jiàn)设、运行俗称“三分建,七分管”,在(zài)境外建设沼气工程项(xiàng)目在后期工(gōng)程维护方面存在一定的困难 。要解(jiě)决这个(gè)问题,一方面在工程建设(shè)过程(chéng)中尽量(liàng)减少在后期运行(háng)维护(hù)中(zhōng)可能存(cún)在的问(wèn)题;另一方面(miàn),加(jiā)强(qiáng)对外方人员的技术培训,使其具备独立(lì)操作(zuò)、维护的(de)能力。


4联动各(gè)部门

通(tōng)常情况下,农业对外援助项目(mù)由商务部、农业部、我国驻外(wài)机(jī)构(gòu)、相关科研院所和企业共同参与,有时还(hái)有国际机构参(cān)加,同(tóng)时(shí)还需和受援国(guó)政府及相关机构进(jìn)行沟通。所(suǒ)以,从项目(mù)的前(qián)期(qī)调研到项目后期运(yùn)行(háng)管护过程中(zhōng),项目各(gè)参加单(dān)位必须加强沟通、避免因为未及时沟(gōu)通所造成工程质量、工期及造价问题。


节选来源:农业部(bù)沼气科学(xué)研(yán)究(jiū)所《中国典(diǎn)型援外沼气项目浅析》,文(wén)字转载自@沼气(qì)圈

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