生物燃气介绍及发展前景

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生物燃气介绍及发展前景

　　摘要：随着经济社会的发展，人们对于能源的利用逐渐增加，使得不可再生能源利用出现危机，面临资源短缺的问题。生物燃气作为一种利用微生物发酵来获取人类需要的能源，这种能源属于可再生能源，并且原料是生活垃圾和农业生产的废料，设备制造业较为简单，其体现的价值正被越来越多的人认可。经过许多人不断的理论和实践研究，生物燃气技术已经得到了多方面改善，开发出了多种发酵工艺，目前在所有的发酵工艺中相对高效的技术是全混式中温发酵。目前，欧洲几个经济较为发达的国家（特别是德国），这方面的技术较为先进，生物发酵被大范围的用于发电和取暖。论文主要介绍了生物燃气技术发展的最新成果，提出了技术今后的发展方向。

生物燃气介绍及发展前景

　　关键词：生物燃气发酵技术反应器沼气

　　生物燃气经常说的沼气，沼气发酵是指有机物在厌氧的条件下，被沼气微生物分解代谢，最后形成以甲烷和二氧化碳为主体的混合气体，是一个生物化学过程。沼气发酵的原料是供给微发酵生物，进行正常生命活动所需的营养和能量，是不断生产沼气的物质基础。沼气的来源十分丰富，主要是农业的剩余物包括秸秆、杂草、树叶等，还有猪、牛、羊、马等家禽的粪便，工农业产品的废水废物（如豆制品的废水、酒精和糖渣），还包括大部分的水生植物,这些都是能够用来生物发酵的理想原料。

　　生物质燃气网络资料

　　沈阳海盛人工环境有限公司基本介绍（2013）

　　沈阳海盛人工环境有限公司成立于2003年7月，是一家拥有清华大学背景的、以高精尖的节能新技术为核心的节能技术服务公司，是中国节能减排领域一站式服务的提供者，是中国合同能源管理（EMC）全国性的技术服务供应商。公司提供能源咨询与诊断、节能技术设计与研发，工程设计、工程管理、运营管理、融资与财务规划等全方位节能服务。

　　沈阳海盛作为创新型科技企业，目前公司主营业务是以国家发改委《2010年国家重点节能技术推广目录》上所重点推荐的项目，主要客户为国内大型钢铁生产企业集团。公司主营业务推行采用合同能源管理模式（简称EMC），即为客户提供节能服务措施以后，采用专业方法验证评价节能效益，为能源用户提供节能绩效保证，再以项目自偿方式由节约的能源成本偿还节能改善工程所需的投资费用并实现合理的利润。

　　公司总部位于沈阳铁西，沈阳海盛生产与研发基地的建成是海盛发展征途上一件里程碑式的大事，新建节能技术与设备的生产与研发基地，投资总额为人民币5000万元，占地面积35000㎡。一期已建办公区5000㎡，厂房6600㎡，二期将建厂房8000㎡。作为生产基地，将生产成套系列节能产品，年产值2～3亿元、利润2000万元。同时，作为研发基地，为深化现有技术，开发与集成新的节能技术提供平台。生产与研发基地的建设不仅为公司的强劲发展提供雄浑后劲和实在支撑，而且预示着公司发展将迈上新台阶，进一步为公司集团化进程铸就更加稳固的平台。

　　沈阳海盛作为国内专业从事节能改造，推行绿色能源服务的高新科技企业，在技术上，推出并储备了一批高精尖节能先进技术；在项目管理模式上，采用国家倡导、国际通行的合同能源管理模式，为客户提供全方位的节能服务，全面实施市场能源管理；在资本市场运作上，积极推进国内外创业板上市融资并已取得丰硕成果；在公司管理理念上，积极推进阳光管理理念，内部管理透明、规范、高效；在人才储备上，虚心全面引进各领域业界精英；在项目市场运作上，广交朋友，精心筹划，注重信誉；在技术研发上，厚积薄发，联合多家高等院校和相关业界专家教授，不断整合尖端技术，为企业中长期发展储备多项新型专利技术。目前海盛公司正处于快速成长期，2011年12月15日，“2011第四届中国清洁技术产业投融资峰会”在北京举行。本次峰会以“清洁技术、改变未来”为主题，峰会中揭晓了“2011年度中国清洁技术产业价值榜”的结果，其中，沈阳海盛人工环境有限公司荣获“2011年度绿色责任公司暨年度最具投资价值企业TOP10”奖。

　　海盛将按中长期战略规划陆续推出多项新型节能技术和系统集成技术进入节能市场，其指导思想是：坚持以公司可持续发展为目标，全面发挥公司的人力、设备、技术优势，以现有产品为基础，科学有序快速发展高效节能产业：

　　坚持横向联合，与国内科研院所、大型公司密切合作，充分利用已有的科研成果，进行深度开发，并将其转化为专有技术，转化为生产力，实现共赢。

　　集中优势资源，构建集节能咨询服务、节能设备研制、节能技术开发、节能产品生产、节能工程设计施工、节能运营服务为一体的节能产业体系。

　　海纳百川，聚天下英才，靠科技创新，走节能服务路；

　　盛德不泯，为节约资源，还碧水蓝天，造子孙万代福。

　　这是海盛始终秉承的理念。海盛人会用锲而不舍的艰苦努力，不断完善和加强服务能力，积极创新、大胆引领、共同迎接中国节能产业的未来。

　　在2014年新的一年中，公司坚持“提高能源利用率，减少环境污染，同时实现企业价值最大化”为最终目标，将扩大经营规模，广邀各类有能力，有魄力的有志之士加盟，海盛会与各位同仁一同见证海盛的卓越发展与辉煌成就。

　　世界生物质燃气产业发展现状与趋势（2013）

　　随着全球能源和环境问题的日益突出，开发清洁的可再生能源刻不容缓，生物质是唯一可以转化为气态、液态和固态的含碳清洁可再生资源。

　　生物质燃气，主要指沼气，不仅是低碳清洁能源，而且在生产过程中可利用各种有机废弃物，既能有效消除其带来的环境污染，又在生物质燃气的利用过程中减少空气污染物和温室气体排放。

　　当前，生物质燃气技术和产业已初步进入商业化阶段，是生物质能源领域发展最好、最成熟的方向。近日，记者就世界上主要国家生物质燃气的发展现状、商业模式、主要经验、发展趋势，以及对该产业在中国的发展带来了哪些启示采访了生物质能源产业技术创新战略联盟。

　　世界上主要国家生物质燃气的发展现状

　　据生物质能源产业技术创新战略联盟介绍，从生物质燃气总产能分析，欧盟、中国、美国名列前茅。2011年欧盟沼气产量为201.7亿立方米，其中德国的沼气产量为101.4亿立方米，占欧盟沼气生产量的50.27%。美国2011年沼气产量为126亿立方米，比2010年增长12.6%。中国2011年沼气产量约为200亿立方米，比2010年增加25%以上。

　　目前，欧洲的生物质燃气产业取得了快速发展，特别是在财税政策、技术装备、工程规模、产业模式、能源替代、环境效益等方面都已规范，代表了世界先进发展水平和模式。德国98%的生物质燃气工程用于热电联供，2011年，德国生物质燃气发电总装机容量为2559MW.瑞典率先开始生物质燃气净化提纯制车用生物质燃气和管道生物天然气，同时，开出了世界上第一辆沼气火车。目前，在瑞典交通工具的气体燃料中，沼气占58%，有100个加气站，779辆沼气燃料公共汽车，4500辆汽油、沼气与天然气混合燃料小汽车。

　　2011年欧盟各国沼气发电总量为3290亿千瓦时，比2010年增加17.39%，其中德国的沼气发电总量为1940亿千瓦时，占欧盟沼气发电总量的58.99%，比2010年增加19.88%。英国沼气发电总量为573亿千瓦时，占欧盟沼气发电总量的17.42%。德国的生物燃气净化提纯处理能力最大，2012年达到11.78万标准立方米每小时（Nm3/h），其次是美国，为7.37万Nm3/h，瑞典为2.65万Nm3/h。

　　世界生物质燃气产业的主要商业模式

　　据生物质能源产业技术创新战略联盟介绍，目前，世界上生物质燃气应用方式主要为热电联产和净化提纯制备管道、车用天然气等。采取的商业模式主要有三种：热电联产模式、车用生物天然气模式及管道生物天然气模式。

　　一是热电联产模式（CHP）。能源植物、养殖场粪污等经过预处理后，进行厌氧发酵，沼气用于热电联供、余热升温发酵罐、沼渣沼液施肥，全过程实现自动控制。主要案例有德国Wiesenau混合原料热电联供工程，主要发酵原料为牛粪，青饲料，玉米秸秆，规模为1.5MW.丹麦Ribe生物质燃气发电站，是丹麦的第一批集中型沼气站。该工厂以有限公司的形式组建，由相关的农场主们共同合作，也有其他股东，例如屠宰场、地方电力公司和一些公共养老金基金会。这个沼气站被丹麦和欧盟选定为一个示范站，并在世界范围内被认可为大规模系统中最成功的案例之一。

　　二是车用生物质燃气模式。利用有机废弃物生产沼气，经过净化提纯压缩后，提供交通燃料。主要的案例有瑞典Linkoping车用生物质天然气工程可处理瑞典东南部的有机垃圾，生物质燃气净化提纯后，每年获得470万立方米生物质天然气（97%CH4），为12个加气站的公共汽车、卡车、私家车、出租车以及火车等加气，该工程为全球生物质燃气工程起到了

　　很好的示范和指导作用。此外，瑞典Laholm生物质天然气厂，年产生物质天然气180万立方米，通过管道分别输送到附近的一个生物质燃气发电站和汽车加气站。

　　三是管道生物质天然气模式。多种混合原料生产的沼气，经过净化提纯后，并入天然气管网，减少对天然气的依赖。主要案例有德国Rathenow沼气工程，原料为青储玉米及农作物、液态牛粪及猪粪等，经沼气纯化产生物甲烷规模为520Nm3/h。

　　世界生物质燃气产业发展的主要经验

　　中科院广州能源研究所研究员马隆龙认为，世界生物质燃气发展的主要经验有三个方面：一是持续创新的技术体系。欧洲国家非常重视技术的持续创新，在生物质燃气制备与高值化利用领域已经处于世界领先水平，研究机构、企业、政府从没有中断对技术的创新。欧洲的沼气工程企业在追求更高经济效益的时候，无论在增加收入还是在节省开支方面，都是依靠先进技术和装备，通过提高产气效率和设备稳定性、降低制造成本、人工和维护费来降低沼气工程投资和运行成本。

　　二是稳定高效的政策扶持。以德国为例，在生物质能源和可再生能源领域具有持续稳定的政策扶持。自2004年德国颁布《可再生能源法2004》以来，德国沼气工程数量从1996年的370处，增加到2011年的6800处，占整个欧洲沼气工程数量的80%。2009年修订《可再生能源法2009》，出台了更多的能源利用优惠政策，进一步促进沼气的开发和发电上网能力，为德国沼气工程继续稳步发展提供了进一步的保障。

　　三是专业规范的团队运作。生物质燃气产业，离不开专业化的团队运作，从投融资、工程设计、设备制造、工程施工、运行管理到市场开发等各个环节，都需要由专业化的企业和团队来完成，保证效率和质量，提升产业竞争力。德国沼气协会拥有3000会员，涵盖了有机废弃物产生单位、农作物和能源作物种植业主、规模化养殖业主、投融资机构、生物质燃气装备制造商、沼气工程设计施工企业、工程运行管理公司、产品终端用户等，各成员单位和专业团队之间衔接紧密，从而使生物质燃气产业在原料、技术、装备、管理、市场等方面均得到强有力的保障。

　　世界生物质燃气产业发展趋势

　　生物质能源产业技术创新战略联盟认为，世界生物质燃气产业发展有四个新的趋势：一是明显的市场化趋势。目前，大中型生物质燃气工程难以依靠自身能力进入常规的能源市场，沼气工程产业发展很大程度依赖于政府各方面的政策支持和补助。政府包办，管建、管投，但管不了运营；依靠企业运行、探寻盈利模式，将是主要趋势。不论任何国家，其政策都具有阶段性，如果沼气产业不能够实现商业化，其未来发展必然会因政府政策的转移而衰退。所以商业化也是沼气产业发展的唯一正确途径。

　　二是适宜的规模化趋势。技术和成本是生物质燃气产业化发展的关键，生物质燃气工程的投资和运行同样符合规模经济的原则。以沼气发电最为成功的德国为例，沼气工程的平均池容大约为2000m3/处，我国池容在1000m3以上的大型沼气工程仅占9%左右，比例在逐年增加。

　　三是精细的专业化趋势。生物质燃气系统和其他生物质利用方式一样是个非常复杂的系统，从原料收集到生产过程再到副产品的利用消纳都必须保证中间环节的通畅，甚至在必要的时候对产业链进行分化。目前，沼气工程是作为养殖厂的附属设施建设，养殖业主的知识结构不但达不到运行的要求，在原料不稳定和沼液沼渣销路上也经常出现问题时，无暇顾及沼气工程的运营。成立沼气专业化运营企业是一条有效途径。首先，有利于规避由于微利的养殖业带来的原料风险；其次，企业可更专注于自身发展，包括技术进步，产品质量保证，队伍建设等；再次，政府的政策支持也更有针对性和操作性，有利于规范市场。

　　四是规范的标准化趋势。任何产业的商业化都伴随着设备的标准化与管理的规范化，沼气行业大量使用非标设备以及管理机制欠缺，是导致当前沼气工程成本高、质量差、运行不稳定的主要原因。长此以往，沼气工程建设也将形成恶性循环。只有设备的标准化才能摆脱非标设备制作的质量不稳定、周期长、成本高等障碍，从而统一质量、缩短工期、降低成本；只有管理规范化才能建立有章可循的技术规范和管理机制，做到设计标准化、队伍专业化、施工规范化、验收统一化、管理物业化，保障工程质量、稳定运行管理。因此，设备的标准化和管理规范化是引导沼气产业步入正轨，引导产业成熟的正确途径。

　　世界生物质燃气产业发展带给中国的启示

　　生物质能源产业技术创新战略联盟认为，世界生物质燃气产业发展带给中国的启示主要是：

　　一要加强政策扶持力度。借鉴国际上生物质燃气产业的发展模式，我们应抓紧出台配套完善的生物质燃气产业扶持政策，特别是出台可操作的政策细节，使生物质燃气产业链的每个生产经管环节都有利可图，实现生物质燃气产业化和规模化，推进沼气行业的规范化管理，在政府强有力的扶持政策和行业体系的规范管理下，紧紧依靠企业市场机制下的运作，加快我国沼气产业又好又快发展。

　　二要加强技术协同创新。组织国内从事生物质燃气领域研发的技术专家、企业家、政策规划专家，加强产学研用相结合的协同创新，为关键共性技术突破、商业模式示范工程建设、标准规范制定等提供指导和技术保障。争取多方参与投入，充分发挥财政资金的引导作用，开拓民间、社会、外资等融资渠道，引导民间资本向生物质燃气技术产业投资和促进生物质燃气项目的融资与产业化；探索创业投资、风险基金以及银行贷款的投融资机制，形成以企业投入为主体、金融为支撑和社会融资相结合的投资新体系。

　　三要加强国际交流合作。与国际著名的生物质燃气科研机构开展工程、项目合作与人才合作交流，开发适合中国城镇化发展和农村生产特点的新技术，开发适合的工业技术，鼓励产、学、研结合，抢占技术制高点。

　　EBA发布新沼气报告欧洲沼气业喜忧参半(2014)

　　近日，欧洲沼气协会（EBA）发布最新一期沼气报告，全面总结了2013年欧洲沼气及生物甲烷产业的发展情况，并对该行业前景进行了预测。

　　根据该报告，欧洲沼气业整体发展较为平稳，沼气发电厂数量持续增加，生物甲烷的利用也有所增长。据了解，目前欧洲的沼气发电厂数量超过1.45万个，EBA预计，未来几年内这一数字还将有所增加。“目前，欧洲每年利用沼气生产的电和热的总能量，已经相当于比利时和斯洛文尼亚两国所有家庭一年用电量的总和。”EBA的报告指出，“以发电量折算，这相当于15座平均装机量为500兆瓦的燃煤电厂的发电总量。”

　　从国家来看，欧洲沼气业的发展并不均衡。根据EBA的报告，2013年沼气业发展最为突出的国家主要集中在中欧地区，匈牙利、捷克、斯洛伐克，以及波兰沼气发电厂的数量增长都创了历史新高，增长率平均达到18%。此外，其他一些沼气发电“大国”，包括英国、法国和瑞典在内，沼气发电厂的数量也在稳步增长。与此形成鲜明对比的是，一些曾经的沼气利用大国，如德国、意大利，产业发展却出现了阶段性停滞，电厂数量及发电量都没有明显增长。

　　EBA在报告中指出，欧洲沼气产业前景并不乐观，在一些国家，对沼气产业的支持政策已经有所改变。比如，捷克和塞浦路斯，目前已经明确要停止对沼气发电厂的相关支持政策；另有德国和奥地利的沼气电厂在各自国内运营也是障碍重重。EBA预计，欧洲许多国家未来对沼气业还会有一些重大的政策调整，可能严重影响沼气产业的发展。

　　“欧洲沼气行业未来可能面临政策调整带来的巨大考验。”EBA会长让·斯坦巴斯基表示，“我们希望通过报告为行业提供最为可靠的数据，帮助协会的成员国做出正确的决策，支持业内科研人员持续研发新技术，帮助企业及时掌握信息。事实上，欧洲沼气行业的重大政策变化就是从德国《可再生能源法案EGG2012》发布开始的，该法案对整个欧洲沼气行业的发展都产生了影响。在一些国家，比如英国、丹麦等，沼气产业还在持续增长。我们希望欧洲所有国家，都能像这几个国家一样，继续积极地发展沼气产业。EBA将和各成员国一道，推动沼气行业在整个欧洲持续增长，以保障欧洲能源安全和低碳化进程。”

　　另外，该报告还显示，欧洲生物甲烷产业的发展也呈现增长趋势。目前整个欧洲已经拥有282个生物甲烷工厂，总产能达到13.75亿立方米。交通领域是生物甲烷的主要消费领域，占到其总产量的10%。2013年，欧洲生物甲烷添加站的数量已经翻番。EBA预计，生物甲烷未来的利用率还将持续增加。

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