青縣秸稈沼氣工程發(fā)展情況探討

王春國(guó)，李硯飛，楊俊芬，周 勇，劉 廣，王俊才

（1.河北省青縣發(fā)展改革局，滄州 062650；2.河北省青縣農(nóng)業(yè)局，滄州 062650）

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青縣秸稈沼氣工程發(fā)展情況探討

王春國(guó)1，李硯飛2，楊俊芬2，周 勇2，劉 廣2，王俊才2

（1.河北省青縣發(fā)展改革局，滄州 062650；2.河北省青縣農(nóng)業(yè)局，滄州 062650）

摘 要：青縣地處華北平原中部，發(fā)展秸稈沼氣有著30多年的歷史。2005年在馬廠鎮(zhèn)東姚莊建成400 m3地上磚混結(jié)構(gòu)秸稈沼氣工程，開始集中供氣，成功為該村食品廠和部分村民供氣，利用純秸稈制取沼氣這在國(guó)內(nèi)尚屬首例。

關(guān)鍵詞：青縣 秸稈沼氣近年來河北省滄州市相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)以及專家給予了極大的支持，同時(shí)青縣委縣政府，先后投入70萬(wàn)元扶持純秸稈沼氣工程建設(shè)。經(jīng)過先后4代的完善和改進(jìn)形成了鋼板焊接沼氣工程模式，進(jìn)行鋼板焊接沼氣工程建設(shè)，并申報(bào)了河北地方建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。其中龍頭企業(yè)河北耿忠生物質(zhì)能源開發(fā)有限公司在總結(jié)東姚莊經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，該公司先后為東姚莊村、耿官屯村等村建成了350 m3、650 m3、1 000 m3、2 000 m3等大型鋼板焊接發(fā)酵罐及儲(chǔ)氣罐14個(gè)，4處，供氣能力達(dá)到8 000戶。正在建設(shè)的3處大型秸稈沼氣工程，即第5代正在建設(shè)中。全部建成后秸稈沼氣工程供氣能力可達(dá)到1萬(wàn)多戶。真正實(shí)現(xiàn)了沼氣的企業(yè)化生產(chǎn)，規(guī)?；?，商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。

1 青縣秸稈沼氣工程研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)

1.1 主要研究和實(shí)施內(nèi)容

根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)沼氣技術(shù)和河北省多年來的沼氣建設(shè)成功經(jīng)驗(yàn)，研究大型沼氣發(fā)酵工程的設(shè)計(jì)、建造、防滲漏防結(jié)殼技術(shù)；研究秸稈投料配比；發(fā)酵條件及其產(chǎn)氣量；研究進(jìn)出料工藝及設(shè)備；研究集中供氣及管理辦法；提出適合全省乃至全國(guó)沼氣工業(yè)化生產(chǎn)和農(nóng)村集中供氣模式。在東姚莊及耿官屯一期沼氣工程的基礎(chǔ)上，在青縣清州鎮(zhèn)耿官屯村西南，再建2 000 m3發(fā)酵罐（1 000 m3的發(fā)酵罐2個(gè)）的沼氣工程，采用秸稈中高溫高濃度發(fā)酵工藝制取沼氣，預(yù)計(jì)正常運(yùn)行后日產(chǎn)沼氣在3 000 m3左右，通過安裝管網(wǎng)使耿官屯村及縣城內(nèi)3 000戶以上居民用沼氣代替石油液化氣用于生活、生產(chǎn)用能。在此基礎(chǔ)上，發(fā)展帶動(dòng)青縣6個(gè)村，滄州其他5個(gè)縣涉及5個(gè)村，同時(shí)帶動(dòng)河北7個(gè)村全國(guó)15個(gè)村建設(shè)大型秸稈沼氣工程，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)節(jié)能減排。

1.2 工藝技術(shù)路線

沼氣工程以攪拌機(jī)、泵為動(dòng)力，將秸稈同其它輔料按照一定比例混合均勻加水?dāng)嚢韬螅?jīng)過進(jìn)料口靠泵體動(dòng)力將發(fā)酵原料打入沼氣發(fā)酵罐，在30～55 ℃和pH 6.8～7.5的環(huán)境下進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)氣，其過程如下。

秸稈—粉碎—加土—加添加劑—加菌種—加入50～60 ℃熱水—攪拌—打入發(fā)酵罐—產(chǎn)氣—脫水—脫硫—入儲(chǔ)氣罐—輸配系統(tǒng)—供企業(yè)和農(nóng)戶使用。

1.3 技術(shù)關(guān)鍵

沼氣發(fā)酵池，必須有良好的防滲漏性能和保溫性能；適宜的pH；適量的接種物；添加劑的開發(fā)研究。

1.4 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）采用秸稈中高溫30～55 ℃高濃度發(fā)酵工藝制取沼氣，秸稈粉碎，粉碎的秸稈中加入一定比例的土和添加劑；池體采用夾層，夾層內(nèi)填充聚苯乙烯泡沫板。（2）提高秸稈轉(zhuǎn)化率，通過科技手段提升產(chǎn)氣率。（3）制定秸稈產(chǎn)氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2 實(shí)施秸稈沼氣工程預(yù)期成果的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析

僅僅青縣耿官屯2 000 m3發(fā)酵罐完成后，有效池容產(chǎn)氣率在1.5 m3左右，預(yù)計(jì)日均產(chǎn)生沼氣3 000 m3左右，可為3 000戶以上的居民供應(yīng)沼氣，年可以消耗秸稈2 300 t，年產(chǎn)沼氣115萬(wàn)m3，年產(chǎn)沼渣9 560 m3。預(yù)計(jì)沼氣生產(chǎn)成本為0.8元/m3左右，而1 m3的沼氣和500 g液化氣的熱值相當(dāng)，沼氣售價(jià)暫定1.6元/m3，而液化氣的價(jià)格為2.8元/500 g。因此，1 m3沼氣可為居民節(jié)省1.2元，全年可為居民節(jié)省130萬(wàn)元。農(nóng)作物秸稈不再入村，街道、庭院干凈衛(wèi)生了，從而徹底改善了農(nóng)村臟亂差的環(huán)境面貌；用上沼氣以后改變了農(nóng)民傳統(tǒng)的生活方式，廚房衛(wèi)生干凈了，做飯不再是煙熏火燎；用沼氣做飯時(shí)間也縮短了，可節(jié)約時(shí)間1 h/d，節(jié)約的時(shí)間可用于打工增加收入，也可用于讀書、看報(bào)、娛樂等。該工藝技術(shù)克服了純秸稈不能制取沼氣的技術(shù)難題。經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益顯著，相比秸稈氣化站、戶用沼氣池更具有推廣價(jià)值。

3 存在的問題

（1）建設(shè)成本較高。在農(nóng)村雖說用沼氣方便、衛(wèi)生，但是得花錢買氣。農(nóng)民自有秸稈，不用花錢就可以燒水、做飯；同時(shí)老人有睡火炕的習(xí)慣；有的就喜歡燒大炕做飯；另外農(nóng)村電氣普及率逐年提高，有一部分戶不用氣或少用氣，造成平均每戶用氣量達(dá)不到1 m3/d。集中供氣系統(tǒng)工程原則上不能低于1 000戶，適宜經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)且戶數(shù)500戶以上的大村。那樣會(huì)平均投資大，戶均成本較高。建一個(gè)容積為500 m3發(fā)酵罐的沼氣工程投資達(dá)500萬(wàn)元，供氣1 000多戶，戶均成本為5 200元，成本相對(duì)過高?？梢?～6個(gè)村甚至更多的村集中建設(shè)一處沼氣工程，通過鋪設(shè)管網(wǎng)給各村供氣。因而建設(shè)成本較高，建設(shè)資金不足，成為制約該項(xiàng)目發(fā)展的重要因素。

（2）純秸稈制取沼氣工程工藝技術(shù)還不太成熟，尚需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善。沼氣工程建造工藝技術(shù)；沼氣添加劑；脫水脫硫工藝；相關(guān)其他的分離和提純；沼液沼渣的深加工等還需要進(jìn)一步研發(fā)。

（3）沼氣用于取暖、發(fā)電成本較高，相比煤炭還不具備明顯經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

4 今后研發(fā)方向

（1）進(jìn)一步優(yōu)化工藝流程，降低建設(shè)成本。在完善工藝技術(shù)的同時(shí)研發(fā)新的建造技術(shù)，進(jìn)一步降低建設(shè)成本。

（2）開發(fā)利用有機(jī)肥。利用沼液沼渣通過添加相關(guān)元素，開發(fā)出無公害有機(jī)肥。

（3）研發(fā)新用途。用沼氣來替代用液化氣、秸稈氣、水煤氣的地方。把沼氣提純天然氣后，就能增加收入，從而降低成本。該成果提純的天然氣由于使用秸稈為原料，因此有很大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。按我國(guó)每年可產(chǎn)生能利用的秸稈總量7億t計(jì)算。它所能制取的沼氣再提純成天然氣后，一年的產(chǎn)氣量足夠西氣東輸工程30年的供氣量。提純成天然氣后再把分離出去的二氧化碳賣掉后，還能進(jìn)一步增加收入。

（4）利用沼氣發(fā)電。沼氣用于取暖、發(fā)電，目前成本較高，如何采取新工藝，降低沼氣取暖、發(fā)電成本是需要研究的新課題，也是今后發(fā)展的方向。同時(shí)，國(guó)家發(fā)改委對(duì)沼氣發(fā)電的補(bǔ)貼政策、新能源發(fā)展清潔機(jī)制（CDM）對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的鼓勵(lì)政策都為沼氣發(fā)電創(chuàng)造了良好發(fā)展環(huán)境，也為利用秸稈、糞便沼氣發(fā)電提供了可行性。

5 結(jié)論

純秸稈沼氣工程技術(shù)的開發(fā)利用前途是光明的，科研力量、科研經(jīng)費(fèi)、科研設(shè)備的投入也是不小的，需要各級(jí)部門對(duì)沼氣沼液的開發(fā)給予大力支持，以確保這項(xiàng)利國(guó)利民的事業(yè)順利發(fā)展壯大。