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中国沼气(qì)工(gōng)程的出国之路
来源: | 作者:lipunengyuan | 发布时间: 2020-06-17 | 1755 次浏览 | 分(fèn)享到:

沼气技术是一种既可产(chǎn)生能源又可治理农业污染的手段,特别适合(hé)在发展(zhǎn)中(zhōng)国家的偏远地区进行推广应(yīng)用。作为世界上(shàng)沼气技术利用最(zuì)广泛的国家,我国(guó)也将沼气(qì)技术作为农业对外援助的重要组成部分。为深切落(luò)实“一带(dài)一路”战略的部(bù)署(shǔ)以(yǐ)及(jí)习近平总书记在第21届联合国气候(hòu)变化(huà)大会中的(de)承诺,沼气技术(shù)的对外(wài)援助在今后一(yī)段时间必将在(zài)我国农业对(duì)外援助方面扮演重要的角色。


为给今后我国沼气(qì)技术对外援(yuán)助项目(mù)提(tí)供借(jiè)鉴,本文(wén)主要(yào)介绍了4处近年来我国对外援助的主要沼气项目的建设和(hé)运行情况,并对沼气技术对(duì)外援(yuán)助提出了几(jǐ)点(diǎn)发展方向,以期为今(jīn)后沼气技术对外援助工作(zuò)的开展提供(gòng)借鉴和指导。


典型(xíng)沼(zhǎo)气援外项目


总体来看,我(wǒ)国援(yuán)外沼气工程建设项目不(bú)多,而且多(duō)为(wéi)各(gè)国际组织(zhī)投资建设。完全由(yóu)我国(guó)政府支持(chí)建设的(de)项目(mù)还很少(shǎo)。以下项目(mù)为近十几年(nián)来最具(jù)代表性的几处援外(wài)工程(chéng)建设项(xiàng)目。


1突尼斯养鸡场沼气发电示范工(gōng)程

突尼斯养鸡场沼气发电示范(fàn)工(gōng)程由中(zhōng)国和(hé)突尼斯政府联合支持,建设(shè)地点位于突尼斯中部苏塞市郊的私人农场,该(gāi)工程于1999年4月动(dòng)工,2000年4月投(tóu)入运行。示范工程处(chù)理鸡粪及部分污水,厌氧消(xiāo)化罐为钢筋混凝土(tǔ)结构,有效(xiào)容(róng)积300m3,采用(yòng)厌(yàn)氧滤器(qì)(AF)工艺,湿式储气柜为(wéi)钢(gāng)结构,有效容积100m3。设计水力停留时间为20d,每(měi)天平均进料量为15m3左右。湿式储气柜水封池也作为沉淀池,沼(zhǎo)液从厌氧(yǎng)消化罐溢流出来进入到湿式储(chǔ)气(qì)柜水封池(chí)(沉淀池(chí))进行二次发酵(jiào)提升沼气发酵效率。而沉(chén)淀(diàn)池中的一部分料液(yè)可再回流(liú)到集料池,起稀释(shì)和接种新(xīn)鲜鸡粪的作(zuò)用,其余大(dà)部分(fèn)发(fā)酵后沼液(yè)作(zuò)为(wéi)有机肥供农场种(zhǒng)植业施用。工程产生的沼气(qì)脱硫后再经(jīng)过流量计(jì)进(jìn)行(háng)计量,然后进(jìn)入湿式(shì)储气柜储存。由于是示范项(xiàng)目,加(jiā)上农场本身用电量不大,所以采用2台(tái)24kW的发电机(jī)组(zǔ)。按照设计,该工程每天可产生200m3沼气,发电量可达300kW·h,实际运行中沼气产(chǎn)量达(dá)到300m3·d-1,即容积产(chǎn)气率可达1.0m3·m-3d-1,特别在夏天气温高时更加明显(xiǎn)。



项目管理人(rén)员在中国(guó)技术专(zhuān)家指导下,一直在(zài)不断(duàn)完(wán)善沼气、沼渣和沼(zhǎo)液的利(lì)用。除发(fā)电用于(yú)照明、抽水、加(jiā)工饲料、鸡舍(shě)升降温等(děng)之外,还直接将(jiāng)沼气(qì)用于做(zuò)饭、烧锅(guō)炉(lú)、热水器(qì)等。一部(bù)分沼液经稀释(shì)后直(zhí)接作(zuò)肥(féi)料浇(jiāo)灌(guàn)周边(biān)农作物和橄榄树,一部(bù)分回流(liú)到集料池与新鲜鸡粪混合同时起稀释(shì)和接种的作用,同(tóng)时(shí)节(jiē)约用(yòng)水量。沼渣经(jīng)风干(gàn)后(hòu)用于农场(chǎng)改(gǎi)良(liáng)土壤,也计划生产商品复合肥出售(shòu)。经现场调查,施(shī)用沼肥的(de)橄榄(lǎn)树结(jié)果比未施沼肥的(de)要(yào)提前1个月(yuè),并粒大饱(bǎo)满(mǎn)。同时,土壤质地和团粒结构都有(yǒu)明(míng)显的改善。


工程运行几年(nián)后,运行效果保持不错。该工(gōng)程的(de)实体模型也经常在突尼斯环保、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的赞(zàn)赏。


2坦桑尼亚剑(jiàn)麻(má)废弃物沼(zhǎo)气发电工程

坦桑尼亚沼气发电工程是世界上第一个以剑麻废弃物(wù)为(wéi)主要(yào)发酵(jiào)原料的(de)沼(zhǎo)气工程,由(yóu)联合(hé)国工业发(fā)展组织资助。建设地点位于(yú)坦桑尼亚Tanga市Hale镇(zhèn) 。



剑(jiàn)麻是(shì)一(yī)种硬质纤维原料,所以对预处理(lǐ)的(de)要求较(jiào)高。该工(gōng)程(chéng)原料的收集和调配包括(kuò)分离设备和收集装置两部分。分离设备用于去(qù)除杂草(cǎo)和(hé)较长的纤维;收集装置用于(yú)收集去除杂物的剑(jiàn)麻废(fèi)水,作为(wéi)原料(liào)暂存(cún),然后用泵打(dǎ)入酸化(huà)罐,该装置(zhì)有效容积50m3,池内安装1台桨式搅拌机和1台(tái)的潜污泵,搅拌器主要用于(yú)剑麻废弃物原料的搅拌(bàn),使原(yuán)料尽量均匀,潜污(wū)泵主要用于把(bǎ)混(hún)均后的剑麻废弃物(wù)料液泵人酸化罐(guàn),进(jìn)行(háng)酸(suān)化,使进(jìn)料在6-8%之间。厌(yàn)氧消化罐为地上式钢结构,有效容积1700m3,采用完全混合式(CSTR )中(zhōng)温厌氧(yǎng)消(xiāo)化工艺。罐内设有热交换器,利用(yòng)发电余(yú)热对(duì)罐体加热,实现中温发(fā)酵(jiào)。厌氧消化罐(guàn)设(shè)置两套搅拌器(qì),额定功率15kW。二级厌氧消化罐也为地上罐,有效容积500m3,设有一(yī)套 15 kW的搅拌器(qì)。湿(shī)式储气(qì)柜为地(dì)上(shàng)钢结构,有效(xiào)容积(jī)350m3。发电机组(zǔ)为沼气(qì)专用发电机组,额(é)定功率为180kW。



项目实施(shī)后,日均产气1500m3,年(nián)产沼气50万m3,每立(lì)方米沼气发电1.5 kWh,年(nián)发(fā)电(diàn)约(yuē)75万(wàn)kWh。因此利用剑麻废液进行沼气发电的工程,可以(yǐ)实现废弃资源的充(chōng)分利用,能(néng)源效益非常显著。工(gōng)程年发电约75万kWh,按当地(dì)供应价每kWh0.15美元计算,年可获利11.25万美元。工程运行(háng)后(hòu),每天可处(chù)理(lǐ)60m3的剑(jiàn)麻废液,解决了当地剑麻加工产生(shēng)的大量废弃物的出路问题,同(tóng)时有效治(zhì)理了剑麻废液对周边天然河流和饮(yǐn)用水(shuǐ)的污染。该工程的(de)实施(shī),对保(bǎo)护水源,提高(gāo)当(dāng)地环(huán)境质量,保护(hù)当地群众的身体健康(kāng)起到(dào)了不(bú)可估量(liàng)的作用。项目在(zài)治(zhì)理(lǐ)了污染(rǎn)的同时,通过沼气发电,解决了周(zhōu)围约300户群众用电问题,还可以提供一定的炊事(shì)能源,减少薪柴砍伐。工程每天可产生约60m3有机(jī)肥,促进了当地农业的(de)发展。该(gāi)工程还可解决5-8 人就业问题(tí),并且(qiě)为(wéi)剑麻废弃综合开发利用提供了一条有(yǒu)效(xiào)的(de)途(tú)径。


3朝鲜国家科(kē)学院恩(ēn)情养殖(zhí)场沼气示范工(gōng)程(chéng)

朝(cháo)鲜国家科学院恩情养殖场沼(zhǎo)气(qì)示范工(gōng)程建(jiàn)设在(zài)朝鲜平壤市恩情(qíng)区(qū),朝鲜国家科学(xué)院(yuàn)养殖场内。该工程由联合国亚洲及太平洋经济社会(huì)委员会(ESCAP)支持。于2011年(nián)进(jìn)行设计,2013年5月开工建设,同年7月启动运行。该工程土建(jiàn)工程由(yóu)朝(cháo)鲜国家(jiā)科学院负责(zé)完成(chéng),设备采购、运(yùn)输及安装调试和技术支持工作由农业(yè)部(bù)沼气科(kē)学(xué)研究所负责完成(chéng)。


示(shì)范工程(chéng)处(chù)理朝鲜国家科学院养殖场存(cún)栏(lán)约300头猪的粪尿污水。主要设施为(wéi)30m3地下(xià)水压(yā)式钢筋混凝土沼气池,发电机房,沼气(qì)管沟等(děng)。主要(yào)设(shè)备(bèi)有:10kW静音沼气(qì)发电(diàn)机组、脱硫(liú)器、汽水分离器、家用沼气净化器(qì)、沼气流量计(jì)、沼气(qì)热水器和沼气灯等。工(gōng)程产生的沼气主要用于养殖场办公室人员炊事使用,多余沼气用于发(fā)电(diàn),补充(chōng)部(bù)分用电的短(duǎn)缺。



关于工程的运行情况,据工程操作人员介绍该示范工程(chéng)日(rì)产气量在8-10m3,容积产气(qì)率在0.3m·m-3d-1左右,总体运行(háng)情(qíng)况良好(hǎo)。朝鲜国家科(kē)学院恩情养(yǎng)殖场(chǎng)人(rén)员对沼气工程管(guǎn)理比较认真,这也是工程运行良好的一个重要的原因。关于沼气(qì)使用方面,现在恩情(qíng)养(yǎng)殖场食堂的炊(chuī)事基本上已经全(quán)部(bù)使用示范工程所产(chǎn)生的(de)沼气,同时(shí)也安装了几盏沼气(qì)灯,沼气热(rè)水器也可以正常使用,但由于调研时间(jiān)是夏季,所(suǒ)以热水器用的不多。另外,由于沼气管(guǎn)道有限,所以现在能使用(yòng)上沼气的用户不(bú)多,造(zào)成所产生的沼气不能(néng)完(wán)全使用,基于(yú)上述情(qíng)况,养殖场人员减(jiǎn)少(shǎo)了进料量来减少沼(zhǎo)气的(de)产量(liàng)。同时科学院(yuàn)专家也提出(chū)在由沼气所提供(gòng)一些沼(zhǎo)气管(guǎn)道,来(lái)满足更多用户使用(yòng)沼气(qì)。该(gāi)工程的沼气发电机可(kě)以正常启动,发电电压正(zhèng)常,但由于(yú)没有(yǒu)储气装(zhuāng)置,沼气压力十分不稳(wěn)定,另(lìng)外总产气速率也不高,所以发电机(jī)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(pǔ)遍(biàn)运行效果不(bú)好(hǎo),池体漏气现象时有发生。朝(cháo)鲜(xiān)国家科学院相关人员对此(cǐ)项目十分重视(shì),主要负责人均为参加过农业部沼气科学研究所举(jǔ)办的沼气(qì)技术(shù)培训班人(rén)员,操作人员(yuán)工作态度(dù)积极认真(zhēn),所以该工(gōng)程(chéng)运(yùn)行(háng)效(xiào)果很好,对朝鲜沼气技术的发展能起到很好的示范(fàn) 、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(zhù)工(gōng)程,截止(zhǐ)收稿,摩尔多瓦项目(mù)目前还(hái)处在国内审批阶段,还没有(yǒu)开工建设。但(dàn)是,摩尔(ěr)多瓦处(chù)于欧(ōu)亚两大(dà)洲的链接地带,是“一带一路”战略构想中重要的组成部(bù)分(fèn)。该援助项目的(de)实(shí)施,对落实“一带一路”战略构想、加强我(wǒ)国(guó)与欧洲国家在农业(yè)领域的(de)合(hé)作有深远的意义。该项目(mù)也为我国(guó)农业(yè)部首次承担对(duì)欧洲援助工程技术建(jiàn)设(shè)项目,其重要性不(bú)言而喻。


在双方专家的建议下,结合充(chōng)分调研和沟通的(de)基础(chǔ)上(shàng),项目的建设规模如下:建设(shè)发(fā)酵装置容积为500m3的大型沼气工程l处,发(fā)酵(jiào)装置容积为100m3的中(zhōng)型沼(zhǎo)气工程2处,发酵(jiào)装置容积为6~10m3的户用型沼气池4处。该项目的实施可以(yǐ)解决摩尔多瓦相(xiàng)关地区(qū)至少(shǎo)约500户居民的生活用能问题,至少约2000人会(huì)在该项目中受益。


大型沼气工程计划(huá)建设正在Puhoi区奶牛养(yǎng)殖场区(qū)共养(yǎng)殖奶(nǎi)牛约(yuē)500头,羊(yáng)200只(zhī)。其中有约200头奶牛养殖在一个养(yǎng)殖场内。中型沼气工程计划建设在(zài)Orhei区(qū)东(dōng)正教会奶牛场(chǎng)和畜牧兽医生物科学技术研究所。Orhei区东正教会奶牛场有奶牛25头,其中11头(tóu)为小牛,猪(zhū)20只,山羊21只,马3匹,约250只鸡等家禽,养殖(zhí)舍距教(jiāo)堂(táng)约500m。教堂有农田(tián)2公顷紧邻教堂,种(zhǒng)植黄瓜、西(xī)红(hóng)柿等蔬菜。在此教堂的(de)共有60个工(gōng)人,附近居民约30户,此前的生活用(yòng)能是薪柴(chái)、天然气、电(diàn)和地下水。畜牧兽医(yī)生物科(kē)学(xué)技术研(yán)究所为国有研(yán)究(jiū)所,目前(qián)养(yǎng)殖200头奶牛,600只(zhī)羊(yáng),100只兔,养(yǎng)殖(zhí)舍采(cǎi)用干清粪方式(shì)将(jiāng)粪便收(shōu)集,粪(fèn)便堆肥后(hòu)部分用(yòng)作(zuò)有(yǒu)机肥料,其(qí)余没有(yǒu)经过任何处理(lǐ)丢弃。该养(yǎng)殖场(chǎng)共有1500公顷土地(dì)种(zhǒng)植谷物,可用来消纳沼渣沼液。但(dàn)是该研究所生产(chǎn)耗电(diàn)量(liàng)较大,每天约(yuē)用电约700kW h,每(měi)月电费约450001ei(约(yuē)15000人(rén)民币),所(suǒ)以目前该研(yán)究所养殖量仅为最大容量的30%,所以计划建设沼气工(gōng)程来(lái)补充一(yī)部分的能(néng)源消耗。户用沼气池(chí)则根据摩方要求选择建设地点。


沼气援(yuán)外(wài)项(xiàng)目(mù)的特点


相对(duì)于国内来说,国外的土地普遍较为宽广,民众(zhòng)对环境污染的(de)认识程度也比较低,所(suǒ)以(yǐ)根据现场与资料调研的情况看,对外援助的沼气项(xiàng)目多以解决当地能源供应问题(tí)为主(zhǔ)要的建(jiàn)设目的,环境治理方(fāng)面体(tǐ)现的作用稍微(wēi)差一些(xiē)。针对发展中国家现状,沼气援外(wài)项目(mù)普遍选择地下水(shuǐ)压式(shì)沼气池或(huò)完全混合(hé)式(CSTR )厌氧消(xiāo)化(huà)工艺等应用广泛、技术成(chéng)熟的(de)工(gōng)艺技术。设备、装备的选择(zé)也必须考虑(lǜ)操作(zuò)简便、运(yùn)行(háng)可(kě)靠(kào)。这样才能保证项目长期稳定的运行。由(yóu)于与一些国家(jiā)的联(lián)系和沟通(tōng)存在一些问题,所以部分援外项目的后期项目运行情(qíng)况跟踪做得(dé)并不好(hǎo)。对工程的运(yùn)行(háng)情况不了解(jiě),无法发现工程的设计、建设和运行方面存(cún)在的问(wèn)题并分析原因(yīn)。


沼(zhǎo)气援外项目的发展方向


沼气技术对外援(yuán)助作为我(wǒ)国农业“走出去”的一部分,同样承载了扩大(dà)对外开放、提升农业竞(jìng)争力的(de)多重任务,同(tóng)时(shí)也面(miàn)临着统筹国内、国际两个市场,科(kē)学谋划(huá)、合理(lǐ)布(bù)局、突出重(chóng)点、优化(huà)方式等新要(yào)求。在总结沼气工程(chéng)对外(wài)援助以及大农业的援(yuán)外工作经验,今(jīn)后沼气(qì)对外援助的发展应为以下几(jǐ)个方面。


1 结(jié)合种植养(yǎng)殖业

沼气技术(shù)是连接种植业(yè)和养殖业循环利用的核(hé)心(xīn),它可以利用(yòng)种养(yǎng)殖业废弃物生产能源,沼液还可以回用作为(wéi)有机肥料。单(dān)纯的生产(chǎn)能源或(huò)者处理废(fèi)弃物并不能发(fā)挥沼气技术的最大优势。而且,脱离了种养殖业(yè),沼气技术的行业影(yǐng)响还比较小。所以(yǐ),在农业对外援助时,沼气技术必须依托种植(zhí)业和养殖(zhí)业(yè)发展,形成(chéng)能源生态循(xún)环(huán)利(lì)用模式(shì)。


2扶(fú)植(zhí)龙头企业

针对科研单(dān)位和高校(xiào)在援外项目(mù)实施上(shàng)存在的体制僵化、人员出国指标限制(zhì)等问(wèn)题。应扶持龙头企业(yè)牵头承(chéng)担对(duì)外援助项目(mù)。支持在境外已有投资建(jiàn)设基础的企(qǐ)业承(chéng)担项目。在政(zhèng)策上为企业发展境外项 目营造 良好环境。


3完善后续服务

沼气工程的建设、运行俗称“三分建,七分管”,在境外建设沼气工(gōng)程项目在(zài)后期工(gōng)程维护方面存在(zài)一定(dìng)的困难 。要解(jiě)决这个问题(tí),一方(fāng)面在工程建设过程中尽量减少在后期运行维(wéi)护中可能存在的问题;另(lìng)一方面,加强对外方人(rén)员的技术(shù)培训,使其具(jù)备独立操作、维(wéi)护(hù)的能(néng)力。


4联动各部门

通常情况(kuàng)下,农业(yè)对外援助项目由商(shāng)务部、农业部、我国驻外机构、相关科研院(yuàn)所和(hé)企业共同参(cān)与(yǔ),有时还有国(guó)际(jì)机构参加,同时还需和受援国政府(fǔ)及相关(guān)机构进行沟通。所以,从(cóng)项目(mù)的前期调研到项目后期运行管护过(guò)程中,项目各(gè)参加单(dān)位必须(xū)加(jiā)强沟(gōu)通、避免因为未及时沟通(tōng)所造成工程质量、工期及(jí)造价问题。


节选来源:农业部沼气科(kē)学研究所《中国典型援外沼气项目浅(qiǎn)析》,文字转载自@沼(zhǎo)气圈

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