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中国沼气工(gōng)程的出国(guó)之路
来源: | 作者:lipunengyuan | 发布时间: 2020-06-17 | 1761 次浏览 | 分享(xiǎng)到:

沼气(qì)技术是一(yī)种既可产生能(néng)源又可治理农(nóng)业污染的手段,特别(bié)适合在发展中国家的(de)偏远地区进行推广应用(yòng)。作(zuò)为世界上沼气技术(shù)利(lì)用最广泛的国家(jiā),我国(guó)也将沼(zhǎo)气技术作为农业对外援助的重要组成部分。为深切落实“一带(dài)一路”战略的部署以(yǐ)及习近平总书记在(zài)第21届联合国气候(hòu)变化(huà)大会中的承诺,沼气技术(shù)的对外援助在今(jīn)后一段时(shí)间必将在我国农业对外援(yuán)助方面扮演重要的角色。


为(wéi)给今(jīn)后我国沼(zhǎo)气技术对外援助项目提供借鉴,本文主要介(jiè)绍了4处近(jìn)年来我国对外(wài)援助(zhù)的主要沼气项(xiàng)目的建设和运行(háng)情况,并对沼(zhǎo)气技术对外援(yuán)助提出了几点发(fā)展方向,以期为(wéi)今后沼气技术对外援助工作的开展提供借鉴和(hé)指导。


典型沼气援外项目


总体来看(kàn),我(wǒ)国(guó)援外沼气工程(chéng)建设项目不多,而且多为各国(guó)际组(zǔ)织投资建设。完全由我国(guó)政(zhèng)府支持(chí)建设(shè)的(de)项目还(hái)很(hěn)少。以下项(xiàng)目为近十(shí)几年来最具代表性的(de)几处援(yuán)外工程(chéng)建设项(xiàng)目。


1突尼斯养(yǎng)鸡场沼气发电示范工程

突(tū)尼斯养鸡场沼气(qì)发电示(shì)范工程由中国和突尼斯政府联(lián)合支持,建设地(dì)点位于突尼斯中部苏塞(sāi)市郊的私人农场,该工程于1999年4月动工,2000年4月投入运行。示范(fàn)工程(chéng)处(chù)理鸡(jī)粪(fèn)及部分污水,厌氧消化罐为钢(gāng)筋(jīn)混凝土结构,有效容积300m3,采用厌氧(yǎng)滤器(AF)工艺,湿式储气柜(guì)为钢结构,有效容积100m3。设计水力停留时间为20d,每天平均进(jìn)料量为15m3左右(yòu)。湿式储气柜水封池也作为沉淀池,沼液(yè)从厌氧消(xiāo)化罐溢流出(chū)来进入到(dào)湿(shī)式储(chǔ)气(qì)柜水(shuǐ)封池(沉淀池)进行二次发酵提升沼(zhǎo)气发酵效率(lǜ)。而沉(chén)淀池中(zhōng)的一部分料液可再回(huí)流到集料池,起稀释和接种(zhǒng)新鲜鸡粪的作用,其(qí)余大部分发酵后沼液作为有机肥供农(nóng)场种植业施用。工程产(chǎn)生的沼气脱硫后再经过流量计进行计量,然(rán)后进入湿(shī)式(shì)储气柜储(chǔ)存(cún)。由于是示范(fàn)项目,加上农(nóng)场本身用电量不大,所以采(cǎi)用2台24kW的发电机组。按照设计,该工程(chéng)每天可(kě)产生200m3沼气,发(fā)电量可(kě)达(dá)300kW·h,实际运行中沼气产量达到300m3·d-1,即容积(jī)产气(qì)率可达1.0m3·m-3d-1,特别在(zài)夏天(tiān)气温高时更加明显。



项目管理人员在中国(guó)技术专家指导下,一直在(zài)不(bú)断完善沼气、沼渣和(hé)沼液的利用(yòng)。除发电用于照(zhào)明、抽水、加工饲(sì)料、鸡舍升(shēng)降温等之外(wài),还直接(jiē)将沼气用于做(zuò)饭、烧锅炉、热水器等。一部分沼液经稀释后(hòu)直接作(zuò)肥料浇灌周边农作物和橄榄(lǎn)树,一部分回(huí)流到集(jí)料池与新鲜鸡粪混合同时起稀释和接(jiē)种的作用,同时(shí)节(jiē)约用水(shuǐ)量。沼渣经风干后(hòu)用于农(nóng)场改良土(tǔ)壤,也计划生产商品复合(hé)肥出售。经现场调查(chá),施用沼肥的橄榄树结果比未施沼(zhǎo)肥的要提前1个月(yuè),并粒大饱满。同时,土壤质地和团粒结构都有明(míng)显的改善。


工程(chéng)运行几年(nián)后,运行效果保持不错(cuò)。该工(gōng)程的实体模型也经常在突尼斯环保(bǎo)、可再生能源和农业等全国(guó)展(zhǎn)览会上(shàng)展出,并得(dé)到时任突尼斯总(zǒng)统的赞赏。


2坦桑(sāng)尼亚(yà)剑(jiàn)麻废弃物沼气发电工程

坦桑(sāng)尼亚沼气发电工程是世界上第一个以剑麻废弃物(wù)为(wéi)主要发酵原料的沼气工(gōng)程,由联合国(guó)工(gōng)业发(fā)展组(zǔ)织资助。建设地点位于坦桑尼亚Tanga市Hale镇 。



剑麻是一(yī)种硬质纤维(wéi)原料,所以对(duì)预处(chù)理的要求(qiú)较(jiào)高。该工(gōng)程(chéng)原料的收集和调配包括分离(lí)设备和收集装置两部分。分离设(shè)备用于去除杂草和较(jiào)长(zhǎng)的纤(xiān)维;收集装置用于收集去除杂物的剑麻废水,作为原料(liào)暂存,然后用泵打入(rù)酸化罐,该装置有(yǒu)效容积(jī)50m3,池内安装(zhuāng)1台桨(jiǎng)式搅拌机和1台的潜污泵,搅拌器主要用于剑麻废(fèi)弃物原料的搅(jiǎo)拌,使原料尽(jìn)量均(jun1)匀,潜污泵主要用于把混(hún)均后(hòu)的剑麻废(fèi)弃物料液泵人酸化罐,进行酸化,使(shǐ)进(jìn)料在6-8%之间。厌氧消化罐为地(dì)上(shàng)式钢(gāng)结构,有效容积1700m3,采用(yòng)完全混合(hé)式(CSTR )中温厌氧消化工艺(yì)。罐内设(shè)有热交换器,利用发电(diàn)余热对罐体加热(rè),实现中温发酵。厌氧消(xiāo)化(huà)罐设置两(liǎng)套(tào)搅拌(bàn)器,额定(dìng)功率(lǜ)15kW。二级厌(yàn)氧(yǎng)消化罐也为地上罐,有效容(róng)积500m3,设有(yǒu)一套 15 kW的搅(jiǎo)拌器。湿式储气(qì)柜为地上钢结构,有效容积350m3。发(fā)电机组为(wéi)沼(zhǎo)气专用发(fā)电机(jī)组,额定功率为180kW。



项目实施后,日均产气1500m3,年产沼气(qì)50万m3,每立方(fāng)米沼气发电1.5 kWh,年(nián)发(fā)电约75万kWh。因此利用剑(jiàn)麻(má)废(fèi)液进行沼气发电的(de)工程,可以实(shí)现废弃资(zī)源的充分利用,能源效益非常显著(zhe)。工程年(nián)发电约75万(wàn)kWh,按(àn)当地供应价每kWh0.15美元计算,年可(kě)获(huò)利11.25万美元。工程运(yùn)行后,每天可(kě)处理(lǐ)60m3的剑麻(má)废液,解决(jué)了(le)当地剑麻加工产生的(de)大(dà)量废弃物的出路问题,同时有效治理了剑麻废液(yè)对(duì)周边天然河流和饮用水的污染。该工程的实施,对保护水(shuǐ)源(yuán),提(tí)高当地环境(jìng)质量,保护当(dāng)地群众的身体健康起到(dào)了不可估量的(de)作(zuò)用。项目在治理了污染的同时,通(tōng)过沼气发电,解决了周围约300户(hù)群众用(yòng)电(diàn)问题,还可以(yǐ)提供一定的炊(chuī)事能源,减少薪柴砍(kǎn)伐。工(gōng)程(chéng)每天(tiān)可产生约60m3有机肥,促进了当(dāng)地农业的发(fā)展。该工程还(hái)可解决5-8 人就业问题,并(bìng)且为剑麻(má)废弃综合开发(fā)利用(yòng)提供了(le)一条(tiáo)有(yǒu)效(xiào)的途径。


3朝鲜国家科学院恩情养殖场沼气(qì)示范工程(chéng)

朝鲜国(guó)家科学(xué)院恩(ēn)情(qíng)养殖场沼气示范工程建设在朝鲜(xiān)平(píng)壤市恩情(qíng)区,朝鲜国家科学院养殖场内。该工程由(yóu)联(lián)合国亚洲及太平(píng)洋(yáng)经(jīng)济社会委员会(ESCAP)支持。于2011年进行设计,2013年(nián)5月开(kāi)工建设,同年7月启动运行。该工程土建工程由(yóu)朝鲜国家科学院(yuàn)负责完成,设备采(cǎi)购、运输及安装调试(shì)和技术支持(chí)工作由(yóu)农(nóng)业部(bù)沼气科学研究所负责(zé)完成。


示范工程(chéng)处理(lǐ)朝鲜国家科学(xué)院养殖场存栏约300头猪(zhū)的粪尿污水(shuǐ)。主要设施为30m3地下水压式钢(gāng)筋混凝土沼气(qì)池,发(fā)电机房,沼(zhǎo)气(qì)管沟等。主要(yào)设备有:10kW静(jìng)音沼气发电机组、脱硫器(qì)、汽水分离器(qì)、家用沼气净化器、沼气(qì)流量计、沼气(qì)热水(shuǐ)器和沼气灯等。工程产生的沼气主要用于养殖场(chǎng)办(bàn)公室人员炊事使(shǐ)用(yòng),多余沼气用于发电,补充部(bù)分用(yòng)电的短(duǎn)缺(quē)。



关于工程的(de)运行情况,据工程操作人员介(jiè)绍该示范(fàn)工(gōng)程日产(chǎn)气量在8-10m3,容积产气率在0.3m·m-3d-1左(zuǒ)右,总体运(yùn)行情况良好(hǎo)。朝(cháo)鲜国家科学院恩(ēn)情养殖场人员对沼气工程管理比较认真,这(zhè)也是工程(chéng)运行(háng)良好的一个重要的原因(yīn)。关(guān)于沼(zhǎo)气使用方面,现在恩情养(yǎng)殖场食堂(táng)的炊事基本上已经(jīng)全部使用示范(fàn)工(gōng)程所产生(shēng)的(de)沼气,同时也安装了几盏(zhǎn)沼气灯,沼气热水器(qì)也可以正常使用(yòng),但由于调研时间是夏季,所以热水器用的不多。另外,由于(yú)沼气管道有限,所以现在(zài)能使用上沼气的用户不(bú)多,造成所产生的沼(zhǎo)气(qì)不(bú)能完全(quán)使用,基于上述情况,养殖场(chǎng)人(rén)员减少了进料量来减少沼(zhǎo)气的产量。同(tóng)时科学院专家也提出在由(yóu)沼(zhǎo)气所提供一些沼气管道(dào),来满足更多用户使(shǐ)用沼气。该工程的沼气发(fā)电机(jī)可以正常启动,发电电压正常,但由(yóu)于(yú)没有储气装置,沼气(qì)压力十分(fèn)不稳定(dìng),另外总产气速(sù)率也不高,所以(yǐ)发电(diàn)机应用(yòng)较少。


据(jù)了解,朝鲜在之前建设(shè)了数10处地(dì)下水压式沼气池,但(dàn)是普遍(biàn)运行效果不好,池(chí)体(tǐ)漏气(qì)现象时有发生。朝鲜国家科学院相关人员对(duì)此项(xiàng)目十分(fèn)重视,主要(yào)负责人均为参(cān)加过(guò)农业部沼(zhǎo)气科学研究所举(jǔ)办的沼气技术培训班人员,操作(zuò)人员工作态度积极认真(zhēn),所以该工程运(yùn)行(háng)效果很好(hǎo),对朝鲜沼气技术的(de)发展能起到很好的示范 、指导作用(yòng)。


4 摩尔(ěr)多瓦沼(zhǎo)气示范项目

不同于前3处(chù)援助工程(chéng),截止收稿(gǎo),摩尔多瓦项目目前(qián)还处在国(guó)内审批阶段,还(hái)没有开(kāi)工建设(shè)。但是,摩尔多瓦处(chù)于欧(ōu)亚两大洲的(de)链接地带,是“一带(dài)一路”战(zhàn)略构想中重要的组(zǔ)成(chéng)部分(fèn)。该援助项目的实施(shī),对落实“一带一(yī)路”战(zhàn)略构想、加强我国与(yǔ)欧洲国家(jiā)在农(nóng)业领(lǐng)域的合作有深远的意义。该项目也为(wéi)我国农业部首次(cì)承担对(duì)欧洲(zhōu)援助工(gōng)程技术建(jiàn)设项目,其重要(yào)性(xìng)不言而喻。


在双方专家的建议下,结(jié)合充分(fèn)调研和沟通的基础上(shàng),项目的建设规模如下:建设(shè)发(fā)酵装置(zhì)容(róng)积为500m3的大(dà)型沼气工程l处,发(fā)酵(jiào)装置(zhì)容积为100m3的中(zhōng)型沼气(qì)工(gōng)程(chéng)2处,发酵(jiào)装置容积为6~10m3的户(hù)用型沼气池(chí)4处。该项目的实施可以解决摩尔多瓦相(xiàng)关地区至少约500户居民的生(shēng)活用能(néng)问题,至少约2000人会在该项目中受益。


大型沼气工程(chéng)计划建(jiàn)设正(zhèng)在Puhoi区奶牛养殖场区共(gòng)养殖奶牛(niú)约500头,羊200只(zhī)。其中有(yǒu)约200头(tóu)奶牛养殖在一个养(yǎng)殖场内。中型(xíng)沼气工程计(jì)划(huá)建设在Orhei区东正教会(huì)奶牛场和畜牧兽(shòu)医(yī)生(shēng)物科学技术研究所。Orhei区东正教会奶牛场有奶牛25头(tóu),其中11头为(wéi)小牛,猪20只,山羊21只,马3匹,约250只鸡等家禽,养殖舍距教堂约500m。教堂有农田2公(gōng)顷紧邻(lín)教堂,种植黄(huáng)瓜、西红柿(shì)等蔬菜。在此教堂(táng)的共有60个工人,附近居民约(yuē)30户(hù),此前的生(shēng)活用能(néng)是薪柴、天然气、电和地(dì)下水。畜牧兽医生物科(kē)学技术研究所为国有研究所,目前养殖200头(tóu)奶牛,600只羊,100只(zhī)兔,养殖舍(shě)采用干清粪(fèn)方式(shì)将粪便(biàn)收集,粪(fèn)便(biàn)堆肥后部分用(yòng)作有机肥料,其余(yú)没有经(jīng)过任何(hé)处理丢弃。该(gāi)养殖场(chǎng)共有(yǒu)1500公(gōng)顷土地种植谷物,可用(yòng)来消纳沼渣沼液(yè)。但是该研究(jiū)所生产耗电量(liàng)较大,每(měi)天(tiān)约用电约(yuē)700kW h,每月(yuè)电(diàn)费约450001ei(约15000人民币),所(suǒ)以目前该(gāi)研究(jiū)所养(yǎng)殖量仅为(wéi)最大容量的(de)30%,所以计(jì)划建设(shè)沼气工程来补充一部分(fèn)的能(néng)源(yuán)消耗。户用(yòng)沼气池则根据摩方要求选择建设(shè)地点。


沼气援外项目(mù)的特点


相对于(yú)国内(nèi)来说,国外(wài)的土地普(pǔ)遍较为(wéi)宽广,民众对(duì)环境污(wū)染的认识程度也(yě)比较低,所以根据(jù)现(xiàn)场与资料调(diào)研的情况看,对外援助的沼气项目多以解决(jué)当地能源供应问题为(wéi)主要的建(jiàn)设目的,环境治理方(fāng)面体现的作用稍微差(chà)一些。针对发展中(zhōng)国家现状(zhuàng),沼气援外项目普(pǔ)遍选择(zé)地下水(shuǐ)压式沼气池或完全混合式(CSTR )厌(yàn)氧消化(huà)工艺等应用广泛、技术成熟的工艺技术。设备、装备的选(xuǎn)择也必须考虑操(cāo)作(zuò)简(jiǎn)便、运行可靠。这样(yàng)才能保证项目长(zhǎng)期(qī)稳定的(de)运行(háng)。由于(yú)与(yǔ)一些国家的联系和沟通存在一些问题,所以部(bù)分援外项目的后期项目运行情况跟踪做得并(bìng)不好。对工程的运行情况不了解,无(wú)法发现工程的设(shè)计、建设和运行方面存在的问题并分析原因。


三(sān)沼气援外项目的发展方向


沼气(qì)技术(shù)对外援助作为我国农业“走出去”的一部(bù)分,同样承载了扩(kuò)大对外开放、提升农业竞争力的多重任务,同时也(yě)面临着统筹国(guó)内、国际两个市场,科学谋划、合理布局(jú)、突出重点、优(yōu)化方式(shì)等新要求。在(zài)总(zǒng)结沼气工(gōng)程对外援助(zhù)以及大农业的援外工作经(jīng)验,今后沼气对外援助的发展应为以下几个方面。


1 结合种植(zhí)养殖业

沼(zhǎo)气技术是(shì)连接种(zhǒng)植业和(hé)养殖业循环利(lì)用(yòng)的核心(xīn),它(tā)可以利用种(zhǒng)养(yǎng)殖业废弃(qì)物生产能(néng)源,沼液还可以(yǐ)回用作为有(yǒu)机肥(féi)料。单纯的生产能源或(huò)者处(chù)理废弃物(wù)并不能发挥沼气(qì)技(jì)术的最大(dà)优势。而且(qiě),脱离了种养殖业,沼气技术的行业影响还比较小。所(suǒ)以,在农业对外援助(zhù)时,沼(zhǎo)气技(jì)术必(bì)须依托种植业和(hé)养殖业发展(zhǎn),形成能源生态循(xún)环利用模式。


2扶植龙头企业

针对科研单(dān)位和高校在援(yuán)外项目实施(shī)上存在的体制僵化、人员出国指标限制等问题。应(yīng)扶持龙头企业(yè)牵头承担对外(wài)援助项目。支持在境(jìng)外已有投资建设(shè)基(jī)础的(de)企业承担项目。在政策上(shàng)为(wéi)企业(yè)发展境外项 目营造 良(liáng)好环境。


3完善后(hòu)续服务

沼气工程的建设(shè)、运(yùn)行俗称“三分建,七分管”,在境外建(jiàn)设沼气工程项目(mù)在后期工程维护方面存(cún)在一定的困(kùn)难 。要(yào)解决这(zhè)个问(wèn)题,一方面在工(gōng)程建设过程中尽量减少在后期运行维护中可能存在的问题;另(lìng)一(yī)方面,加强对外方人员(yuán)的技(jì)术培训,使其具备独立操(cāo)作(zuò)、维护的能(néng)力(lì)。


4联动各部(bù)门

通常(cháng)情况下,农业对(duì)外援助项目由(yóu)商务(wù)部、农业部(bù)、我国驻外机构、相关科研院所和(hé)企业共同参与(yǔ),有时还有国(guó)际机构(gòu)参(cān)加,同时还需和受援国政府及(jí)相关机(jī)构(gòu)进行沟通。所以,从项目的前期调研到(dào)项(xiàng)目后期(qī)运行管护(hù)过程中,项目各参(cān)加单(dān)位必(bì)须加强(qiáng)沟(gōu)通、避免因为未及时沟通所(suǒ)造(zào)成工程(chéng)质量、工期及造价(jià)问(wèn)题。


节选来源:农业(yè)部沼气科(kē)学研究(jiū)所《中国典型援外(wài)沼气(qì)项目浅析(xī)》,文(wén)字转载自@沼气圈

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