什么是沼氣發(fā)電

沼氣發(fā)電是集環(huán)保和節(jié)能于一體的能源綜合利用新技術(shù)。它利用工業(yè)、農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機廢棄物（例如：酒糟液、禽畜糞便、城市垃圾和污水等）經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生沼氣，驅(qū)動沼氣發(fā)電機組發(fā)電，并可充分利用發(fā)電機組的余熱用于沼氣生產(chǎn)，使綜合熱效率達80％左右，大大高于一般30～40%的發(fā)電效率，用戶的經(jīng)濟效益顯著。一般禽畜糞便經(jīng)厭氧處理后產(chǎn)生的沼氣都能滿足發(fā)電的氣質(zhì)要求，污水處理沼氣需要進行脫硫等技術(shù)處理，垃圾填埋沼氣需要脫水等技術(shù)處理。

國外

沼氣發(fā)電始于20世紀(jì)70年代初期。當(dāng)時，國外為了合理、高效地利用在治理有機廢棄污染物中產(chǎn)生的沼氣，普遍使用往復(fù)式沼氣發(fā)電機組進行沼氣發(fā)電。使用的沼氣發(fā)電機大都是屬于火花點火式氣體燃料發(fā)電機組，并對發(fā)電機組產(chǎn)生的排氣余熱和冷卻水余熱加以充分利用，可使發(fā)電工程的綜合熱效率高達80%以上。通常每100萬噸的家庭或工業(yè)廢物就足以產(chǎn)生充足的甲烷作為燃料供一臺一兆瓦的發(fā)電機運轉(zhuǎn) 10～40年。

國內(nèi)

在我國20世紀(jì)70年代沼氣發(fā)電開始受到國家的重視，成為一個重要的課題被提出來。到80年代中期我國已有上海內(nèi)燃機研究所、廣州能源所、四川省農(nóng)機院、南充地區(qū)農(nóng)機所、武進柴油機廠、泰安電機廠等十幾家科研院所、廠家對此進行了研究和試驗。在我國，沼氣機、沼氣發(fā)電機組已形成系列化產(chǎn)品。國內(nèi)從8千瓦到5000千瓦各級容量的沼氣發(fā)電機組均已先后鑒定和投產(chǎn)，主要產(chǎn)品有全部使用個沼氣的單燃料發(fā)電機組及部分使用沼氣的雙燃料沼氣-柴油發(fā)電機組。

沼氣燃燒發(fā)電是隨著大型沼氣池建設(shè)和沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項沼氣利用技術(shù)，它將厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)動機上，并裝有綜合發(fā)電裝置，以產(chǎn)生電能和熱能。沼氣發(fā)電具有創(chuàng)效、節(jié)能、安全和環(huán)保等特點，是一種分布廣泛且價廉的分布式能源。

沼氣發(fā)電在發(fā)達國家已受到廣泛重視和積極推廣。生物質(zhì)能發(fā)電并網(wǎng)在西歐一些國家占能源總量的10%左右。

我國沼氣發(fā)電有30多年的歷史，在“十五”期間研制出20～600kW純?nèi)颊託獍l(fā)電機組系列產(chǎn)品，氣耗率0．6～0．8m0/kw h(沼氣熱值 ~>21MJ/m0)。但國內(nèi)沼氣發(fā)電研究和應(yīng)用市場都還處于不完善階段，特別是適用于我國廣大農(nóng)村地區(qū)小型沼氣發(fā) 電技術(shù)研究更少，我國農(nóng)村偏遠地區(qū)還有許多地方嚴(yán)重缺電，如牧區(qū)、海島、偏僻山區(qū)等高壓輸電較為困難，而這些地區(qū)卻有著豐富的生物質(zhì)原料。如能因地制宜地發(fā)展小沼電站，則可取長補短就地供電

技術(shù)應(yīng)用

沼氣發(fā)酵

沼氣發(fā)酵的定義是：沼氣發(fā)酵，又稱厭氧發(fā)酵或厭氧消化，是指有機物質(zhì)（如作物秸桿、雜草、人畜糞便、垃圾、污泥及城市生活污水和工業(yè)有機廢水等）在厭氧條件下，通過種類繁多、數(shù)量巨大、功能不同的各類微生物的分解代謝，最終產(chǎn)生沼氣的過程。

沼氣發(fā)電技術(shù)是集環(huán)保和節(jié)能于一體的能源綜合利用新技術(shù)。它是利用工業(yè)、農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機廢棄物（例如酒糟液、禽畜糞、城市垃圾和污水等），經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣，驅(qū)動沼氣發(fā)電機組發(fā)電，并可充分將發(fā)電機組的余熱用于沼氣生產(chǎn)。 [1] 

沼氣發(fā)電熱電聯(lián)產(chǎn)項目的熱效率，視發(fā)電設(shè)備的不同而有較大的區(qū)別，如使用燃氣內(nèi)燃機，其熱效率為70%~75%之間，而如使用燃氣透平和余熱鍋爐，在補燃的情況下，熱效率可以達到90%以上。

沼氣發(fā)電技術(shù)本身提供的是清潔能源，不僅解決了沼氣工程中的環(huán)境問題、消耗了大量廢棄物、保護了環(huán)境、減少了溫室氣體的排放，而且變廢為寶，產(chǎn)生了大量的熱能和電能，符合能源再循環(huán)利用的環(huán)保理念，同時也帶來巨大的經(jīng)濟效益。

國內(nèi)狀況

我國沼氣發(fā)電研發(fā)有20多年的歷史，國內(nèi)0.8-5000kw各級容量的沼氣發(fā)電機組均已先后鑒定和投產(chǎn)，主要產(chǎn)品又已全部使用沼氣的純沼氣發(fā)動機及部分使用沼氣的雙燃料沼氣-柴油發(fā)動機。這些機組，各具特色，各有技術(shù)上的突破和新穎結(jié)構(gòu)，已在我國部分農(nóng)村、有機廢水、垃圾填埋場的沼氣工程上配套使用。近十幾年由于農(nóng)村家庭責(zé)任制，大、中型的工廠化畜牧場的建立及環(huán)境保護等原因，我國的沼氣機、沼氣發(fā)電機組已向兩極發(fā)展。農(nóng)村主要以3-10kw沼氣機和沼氣發(fā)電機組方向發(fā)展，而酒廠、糖廠、畜牧場、污水處理廠的大中型環(huán)保能源工程，主要以單機容量為50-200kw的沼氣發(fā)電機組方向發(fā)展。

項目狀況

如今，除西藏區(qū)以外，我國內(nèi)地其他所有省市區(qū)均建設(shè)了大中型沼氣發(fā)電項目，僅2009年，獲得發(fā)改委批復(fù)的沼氣發(fā)電CDM項目就有28個，其中大多數(shù)為垃圾填埋場的沼氣發(fā)電項目，部分為養(yǎng)殖場發(fā)電及工業(yè)廢料（酒精廠）發(fā)電項目。除這些較大的項目申請了CDM項目外，國內(nèi)還有眾多小型沼氣發(fā)電工程。

如今，國內(nèi)很多廢水厭氧處理的沼氣，CH4含量在50-60%之間，如果選用合適的沼氣發(fā)電機組，每方沼氣可發(fā)電2.2-2.6度，而如今很多企業(yè)為節(jié)省投資，上容量小的機組，每方沼氣只能發(fā)1.8度電。以17000M3/天，熱值為25MJ/M3沼氣為例，每方沼氣發(fā)1.8度電的機組比每方沼氣發(fā)2.6度電的機組每年少發(fā)300多萬度電。

沼氣中雜質(zhì)含量如 Si 、 HS 等應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，沼氣的溫度為 10~60 ℃，壓力為 0~5kpa ，具體見沼氣的氣質(zhì)要求，一般禽畜糞厭氧處理的沼氣都能滿足發(fā)電的氣質(zhì)要求，污水處理沼氣需要脫硫等處理，垃圾填埋沼氣需要脫水等處理。

發(fā)展前景

能源是國民經(jīng)濟發(fā)展和社會活動的基礎(chǔ)，隨著全面建設(shè)小康社會步伐的加快，中國對能源生產(chǎn)和消費也提出了更高的要求�？稍偕�能源是中國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要能源，沼氣發(fā)電是可再生能源的主要利用方式，合理有效利用這一新型能源，技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化水平是關(guān)鍵。 [1] 

沼氣技術(shù)即厭氧消化技術(shù)，主要用于處理畜禽糞便和高濃度工業(yè)有機廢水。我國經(jīng)過幾十年的研發(fā)應(yīng)用，在全國興建了大中型沼氣工程 2000多座；戶用農(nóng)村沼氣池 1060萬戶，數(shù)量位居世界第一。不論是厭氧消化工藝技術(shù)的積累，還是建造、運行管理等方面的經(jīng)驗，整體水平已進入國際先進行列。 沼氣發(fā)電在發(fā)達國家已受到廣泛重視和積極推廣，如美國的能源農(nóng)場、德國的可再生能源促進法的頒布、日本的陽光工程、荷蘭的綠色能源等。生物質(zhì)能發(fā)電并網(wǎng)在西歐如德國、丹麥、奧地利、芬蘭、法國、瑞典等一些國家的能源總量中所占的比例為10%左右，并一直在持續(xù)增加。 我國沼氣發(fā)電研發(fā)工作有20多年的歷史，特別是“九五”、“十五”期間有一批科研單位、院校和企業(yè)先后從事了沼氣發(fā)電技術(shù)的研究及沼氣發(fā)電設(shè)備的開發(fā)。在這一領(lǐng)域中，逐漸建立起一支科研能力強、水平高的骨干隊伍，并建立了相應(yīng)的科研、生產(chǎn)基地，積累了較多的成功經(jīng)驗，為沼氣發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用研究及沼氣發(fā)電的設(shè)備質(zhì)量再上臺階奠定了基礎(chǔ)。 沼氣發(fā)電設(shè)備方面，德國、丹麥、奧地利、美國的純?nèi)颊託獍l(fā)電機組比較先進，氣耗率≤ 0.5 m3/kWh（沼氣熱值≥25MJ/m3），價格在300～500美元/kWh。我國在“九五”、“十五”期間研制出20～600kW純?nèi)颊託獍l(fā)電機組系列產(chǎn)品，氣耗率0.6～0.8m3/kWh（沼氣熱值≥21MJ/m3），價格在200～300美元/kWh，其性價比有較大的優(yōu)勢，適合我國經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r。

沼氣發(fā)電機組

沼氣發(fā)電是一個系統(tǒng)工程， 它包括沼氣生產(chǎn)、沼氣凈化與儲存、沼氣發(fā)電及上網(wǎng)等多項單元技術(shù)的優(yōu)化組合，也涉及到國家對沼氣發(fā)電的扶持政策和技術(shù)法規(guī)等。剖析國內(nèi)已有的沼氣發(fā)電工程，借鑒發(fā)達國家的沼氣發(fā)電經(jīng)驗，以及國家對可再生能源的政策導(dǎo)向，我國沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)在未來的若干年后會有突破性進展，其依據(jù)是：

（1）國家相關(guān)政策的出臺將打通包括沼氣發(fā)電在內(nèi)的綠色電力上網(wǎng)的瓶頸 當(dāng)一個國家經(jīng)濟實力達到一定程度后，就會把目光更多地投向環(huán)保，會更關(guān)注可持續(xù)發(fā)展問題，就會把資金投向這一領(lǐng)域，出臺相關(guān)的政策來確�？沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)。 以德國為例。 戰(zhàn)后的德國經(jīng)過幾十年的經(jīng)濟復(fù)蘇，已經(jīng)具備經(jīng)濟能力來處理可持續(xù)發(fā)展問題。 為了保護環(huán)境，控制全球變暖和促進能源的可持續(xù)供應(yīng)，德國于 1990 年制定了“輸電法”， 2000年又出臺了“可再生能源法”。 “輸電法”規(guī)定公用電網(wǎng)對沼氣發(fā)電輸送來的電力實行優(yōu)惠收購價，這一政策促進德國沼氣發(fā)電技術(shù)的提高，促成了隨后 700 多個沼氣工程的建立。而“可再生能源法”提高了可再生能源發(fā)電上網(wǎng)的收購價，對于裝機達到500kW的發(fā)電站，輸送到電網(wǎng)的電力獲得的補貼比 1999 年增加了37% 。 國家站在可持續(xù)發(fā)展的高度，出臺促進綠色電力上網(wǎng)政策已為時不遠。正在研究和制定的可再生能源發(fā)電配額比例、份額標(biāo)準(zhǔn)、綠色證書以及發(fā)電上網(wǎng)的優(yōu)惠政策，會筑造起有利于綠色電力發(fā)展的交易平臺。

（2）國內(nèi)已生產(chǎn)出性價比更好的沼氣發(fā)電機組系列產(chǎn)品， [1]  為沼氣發(fā)電提供有力的設(shè)備支持。如今成熟的國產(chǎn)沼氣發(fā)電機組的功率規(guī)格，主要集中在24～600kW這個區(qū)段。 從沼氣工程的產(chǎn)氣量來看， 有不少沼氣工程適宜配建500kW以上的沼氣發(fā)電機組。從沼氣發(fā)電機組的性價來看， 在有可以利用的動力原機的情況下，單機功率越大，越利于提高燃料發(fā)電效率，越利于降低發(fā)電機組單位功率成本，從而獲得較理想的性價比。 同樣，從沼氣工程的產(chǎn)氣量以及從用電負荷性質(zhì)來看，20kW以下的發(fā)電機組也大有市場。例如一個萬頭豬場沼氣工程，日產(chǎn)沼氣80m3，顯然不適合發(fā)電上網(wǎng)，只適宜內(nèi)部用電。其沼電用途一般為驅(qū)動沼氣工程污水泵和豬場通風(fēng)機、照明等，因此宜配備 10kW 左右的發(fā)電機組。類似的沼氣工程很多，可見，小功率沼氣發(fā)電機組需求量也不少。 鑒于沼氣發(fā)電廣闊的發(fā)展前景，國內(nèi)數(shù)家有實力的研究院所和大型企業(yè)進行了強強合作，針對市場需求開發(fā)出不同規(guī)格的沼氣發(fā)電機組系列產(chǎn)品。在大機組方面，勝利油田勝利動力機械集團已全面開發(fā)出了全燒沼氣內(nèi)燃機的沼氣發(fā)電機組，并在污水處理、檸檬酸、酒精等行業(yè)應(yīng)用成功。值得一提的是，國內(nèi)新一輪開發(fā)出來的沼氣發(fā)電機組，已不是過去簡單改裝內(nèi)燃機的發(fā)電機組。新的發(fā)電機組在性能方面已縮小了與國外先進機組技術(shù)指標(biāo)的差距�？梢哉f，在發(fā)電設(shè)備方面，已可為沼氣發(fā)電的實施提供有力支持。

（3）資金支持和專業(yè)化生產(chǎn)會吸引更多的投資主體 [1]  大中型沼氣工程屬于環(huán)保性質(zhì)的項目，受益的是全社會。要在投資分?jǐn)偵�，以“誰污染、誰治理”原則為主，輔之以“誰受益、誰分?jǐn)偂钡脑瓌t，由政府、地方和企業(yè)共同投資。對于初始投資，國家將給予一定支持，如：國家或行業(yè)將制定出一系列的優(yōu)惠政策，減免工程稅費，減輕企業(yè)負擔(dān)；要廣辟資金渠道，幫助建設(shè)方獲得各類貸款；鼓勵社會各界以各種形式投資開發(fā)沼氣資源化利用項目，以優(yōu)惠政策調(diào)動各投資主體的積極性。 此外，以國家、地方和企業(yè)共同投資的方式，重點扶持一些專用設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)（沼氣生產(chǎn)裝置、沼氣凈化設(shè)備、沼氣發(fā)電機組等），對其進行必要的技術(shù)改造；擴大生產(chǎn)規(guī)模，提高產(chǎn)品種類和產(chǎn)品質(zhì)量；建立質(zhì)量保障體系（售后服務(wù)、人員培訓(xùn)、質(zhì)量監(jiān)督與檢測等）和物業(yè)化管理模式。

我國地域遼闊，沼氣資源豐富。在我國，沼氣發(fā)電技術(shù)已趨于成熟。發(fā)展分布式沼氣機組發(fā)電，可有效緩解區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰的壓力，產(chǎn)生的余熱還可以提供熱水或蒸汽；也可以帶動溴化鋰機組用來制冷，組成熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)，提高燃料的利用效率。

科學(xué)合理地開發(fā)利用沼氣，不僅能創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益，還能保護生態(tài)環(huán)境，促進可再生能源的開發(fā)利用

沼氣發(fā)電機是指利用沼氣進行發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)。其主要設(shè)備有沼氣發(fā)電機組、發(fā)電機和熱回收裝置。工作原理是沼氣經(jīng)脫硫器由貯氣罐供給燃氣發(fā)電機組，從而驅(qū)動與沼氣內(nèi)燃機相連接的發(fā)電機而產(chǎn)生電力。沼氣發(fā)電機組排出的冷卻水和廢氣中的熱量通過熱回收裝置進行回收后，大澤動力發(fā)電機作為沼氣發(fā)生器的加溫?zé)嵩础?/span>

在我國，有全部使用沼氣的單燃料沼氣發(fā)電機組及部分使用沼氣的雙燃料沼氣-柴油發(fā)電機組。

能源和環(huán)境問題已成為國際性熱點問題，引起人們的廣泛關(guān)注。開發(fā)新能源，替代原油、天然氣和煤炭這三種常規(guī)能源，迅速地逐年降低它們的消耗量，已經(jīng)成為人類發(fā)展中的緊迫課題。沼氣，是各種有機物質(zhì)，在隔絕空氣（還原條件），并必適宜的溫度、濕度下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體。我國利用沼氣，特別是沼氣發(fā)電有十分重要的意義：一、是可用本地資源代替進口能源，減少國家對進口能源的依賴性；二、是使我國燃料利用多樣化，減少對一種能源的依賴；三、是一種相對清潔的能源，用沼氣代替礦物燃料是減少CO2排放的理想方式(沼氣中主要成分是甲烷，它的溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍)；四、是沼氣資源分布廣泛，到處可以獲得，是能源分散供給體系的一種極佳能源。五、在某些方面，沼氣發(fā)電可以抵消運營成本，同時減少碳排放，降低溫室效應(yīng)。

為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，變廢為寶，建設(shè)大型沼氣工程。公司正在研發(fā)屬于自己品牌的沼氣發(fā)電機組，沼氣池采用推流式厭氧發(fā)酵工藝，新建9個地下池，容積為1200立方米。沼氣池需達到10至25℃的常溫才能產(chǎn)氣，公司通過修建地下池、加厚土層保溫、利用發(fā)電機熱水和煙氣回收加溫、豬舍消毒水分流等手段，在現(xiàn)處冬季最低溫度1至3℃的氣候條件下，使沼氣池的溫度達到19℃以上，已安裝運行近一個月的60千瓦沼氣發(fā)電機組，每天可發(fā)電6至8個小時，解決了冬季因溫度低不產(chǎn)氣發(fā)不了電的技術(shù)難題。到了夏秋兩季每天發(fā)電機組能發(fā)電10至12個小時，年發(fā)電量可達19萬千瓦/時，節(jié)省電費30多萬元。公司還配套修建了多級貯存凈化池，在山上栽杜仲樹，田間種菜、種牧草，通過管道，將厭氧發(fā)酵后的沼液作為有機肥施用，既保護了環(huán)境，又帶來可觀的經(jīng)濟效益。

當(dāng)前,我國正處在快速工業(yè)化進程中，社會經(jīng)濟發(fā)展對能源的依賴程度越來越高。在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略上，我國已提出走重質(zhì)量、高增長、高效益、能源消耗最少、環(huán)境污染最小的發(fā)展道路；在能源利用上，實行節(jié)能優(yōu)先、結(jié)構(gòu)多元、環(huán)境友好、市場推動的方針。沼氣資源豐富,熱值高；沼氣發(fā)電投資見效快，污染小，其燃燒所產(chǎn)生的污染物通常只有石油的1P40，煤炭的1P800。沼氣作為發(fā)電機組燃料，能夠有效改善我國的能源結(jié)構(gòu)，保護生態(tài)環(huán)境，緩解能源運輸壓力，滿足社會對清潔能源的需求，具有良好的發(fā)展前景

綜上所述：沼氣發(fā)電是一件利國利民利已的好事。

沼氣的主要成分是甲烷。沼氣由50%-80%甲烷（CH4）、20%-40%二氧化碳（CO2）、0%-5%氮氣（N2）、小于1%的氫氣（H2）、小于0.4%的氧氣（O2）與0.1%-3%硫化氫（H2S）等氣體組成 。由于沼氣含有少量硫化氫，所以略帶臭味。其特性與天然氣相似�？諝庵腥绾�有8.6-20.8%（按體積計）的沼氣時，就會形成爆炸性的混合氣體。沼氣屬于易燃易爆品，輸送管道需要使用阻火器來保障安全。為了保障生產(chǎn)安全，我們向大家推薦我司生產(chǎn)的GZW型管道阻燃防爆阻火器，或者ZHQ-B型氣體阻火器，F(xiàn)PB型天燃氣阻火器，這三款都可以用于沼氣輸送管道，可以參考以下鏈接了解阻火器的相關(guān)介紹。

H2S氣體溶于H2O生成氫硫酸，屬于二元弱酸，硫化氫的水溶液叫氫硫酸，氫硫酸是易揮發(fā)的二元弱酸，其酸性比碳酸稍弱。氫硫酸是溶液，屬混合物，含有不同的分子和離子(硫化氫分子、水分子、氫離子、硫氫根離子、硫離子、極少量氫氧根離子)。氫硫酸可表現(xiàn)出酸性和還原性，所以氫硫酸不宜在空氣中長久保存。硫化氫在常溫時很難被空氣中的氧氣氧化。氫硫酸不是電解質(zhì)。因此，推薦使用304不銹鋼材質(zhì)的，