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我国沼气工程商业化发展和我国沼气工程商业化发展和国家行动计划国家行动计划

顾树华 ,教授清华大学能源环境经济研究院

电话： 010-62771024Email: shuhua@inet.tsinghua.edu.cn

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主要内容主要内容

概念机遇与挑战行动与计划

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一、 概念一、 概念

1.1 什么是沼气？— 一种可燃气体

主要成份：

甲烷 CH4 55-65%

二氧化碳 CO2 30-40 ％

少量 H2S ， CO ， H2 ， O2 等

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1.2 沼气是怎么产生的—分解发酵

有机物在厌氧条件下经微生物分解发酵而生成的可燃气体，主要成分是 CH4 和 CO2

发酵过程是五群细菌参与的活动—发酵细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌

沼气发酵的条件—发酵原料、厌氧活性污泥、温度、酸碱度、负荷营养物质、搅拌等

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工艺流程一般包括五部分：原料的收集；原料的预处理；消化器（沼气池）；出料的后处理；沼气的净化、储存和输配

1.3 沼气工程工艺流程

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利用粪便制取沼气的全套工程设施 ，包括原料的预处理、厌氧消化、沼气净化及输配、发酵残留物后处理以及工艺流程的控制、监测五个部分组成

1.3 集约化禽畜场沼气工程

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万头育肥猪场，日产粪水 60 ｍ 3 ，设计池容 500m3 ，产气率为 0.39m3/m3•d ，总投资为 175 万元

年产沼气 10 万立方米，固体有机肥 540 吨

收益 = 沼气 + 有机肥 +避免排污罚款 + 畜禽发病率减少避免的损失

COD 、 BOD 去除率分别 70 % 、 75% 以上

1.3 集约化禽畜场沼气工程

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利用工业有机废水、废渣生产沼气 包括酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸、屠宰等 可转化为沼气的资源量约 107 亿立方米 / 年

1.3 工业有机废水沼气工程

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生产清洁能源—高效、可再生能源 治理环境污染—处理粪便、垃圾、有机废水、废渣

提高企业经济效益—综合利用、改善生产条件

形成新的产业—设计、施工、副产品生产销售、配套设备加工

1.4 沼气工程的作用

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二、 机遇与挑战二、 机遇与挑战2.1 粪便资源亟待开发利用 “ 菜篮子”工程发展—全国集约化畜禽养殖场达 1 万

家以上，粪便处理利用不到 10%

粪水污染严重—水体富营养化、臭气 粪便是可利用的资源—生产清洁能源、增加能源供应；

生产高效有机肥、发展生态农业 畜禽粪便资源总量（干物质）约 1.8 亿吨，实际可利用

量约 4000 万吨，可产沼气近 100 亿立方米，按热值相当于 800 万 tce ，用于发电可装机 500 万 kW ，年发电量 150 亿 kWh

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有机污染治理有物理化学和生化处理方法 物理化学办法—过滤、凝聚沉淀等，成本极高且难以

达标 生化处理方法—厌氧、好氧和厌氧 - 好氧并用 采用厌氧处理设备投资少，可同时获得环境、经济和社会效益

我国适合厌氧消化的高浓度有机废水排放量年 25.2 亿立方米以上，年废渣 7400 万 m3 ，可转化为沼气 108

亿 m3 ，热值相当于 800 万 tce ，可装机 50 万 kW ，年发电 150 亿 kWh

2.1 厌氧是处理工业有机废水的最合理方法

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2001 年工业沼气 600多座，池容 150 万 m3 ，

年 处理废水 1.5 亿 m3 ，年产沼气 10.0 亿 m3

2000 年农业沼气 853座，池容 22 万 m3 ，年处

理粪便 1500 万 t ，年产沼气 0.5 亿 m3

2.2 技术成熟，具备了规模化发展条件技术成熟，具备了规模化发展条件

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– 已实施了商业化示范项目 国内示范项目 UNDP/GEF3 个商业化发展示范项目

– 有国外发展经验可借鉴，德国在 3～ 5 年内，沼气工程发展了 2000多处，并且是商业化运作

2.3 沼气工程已成为治理污染、生产清洁沼气工程已成为治理污染、生产清洁能源和有机肥料能源和有机肥料 ((饲料饲料 ),), 实施可持续发实施可持续发展的重要措施展的重要措施

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– 初始投资大，自我融资能力不够 万头猪场沼气工程初始投入 150-200 万元

工业 2500 池容沼气工程 400-500 万元

2.4 主要障碍主要障碍

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– 治理成本和沼气产品成本高 工业废水 2.50 元 /m3 废水，发电＞ 0.35 元 /kWh

养殖场 7.5 元 /m3 粪水，发电＞ 0.7 元 /kWh

2.4 主要障碍主要障碍

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– 市场风险大 禽畜产品和食品产品不确定因素大，风险大

难以吸引各方投资者

2.4 主要障碍主要障碍

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– 环保政策执行缺乏力度三同步

排污费低于治理费

2.4 主要障碍主要障碍

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– 能源产品缺乏法律保障和政策扶持 沼气、电力市场准入和上网

经济激励政策

2.4 主要障碍主要障碍

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规模和速度与形势发展的要求很不适应：-- 德国在仅仅过去的 3-5年期间，沼气工程就发展到了约 2000处，并且都是商业化运行

-- 德国的经验：为实施可持续发展、治理污染、减少温室气体排放制定了鼓励发电上网的法律—优惠电价；优惠投资—低息、贴息贷款；环保和资源利用法律保障

-- 农场主的积极性：新的收入来源

2.4 与国外存在一定差距与国外存在一定差距

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3.1 总体目标：促进大中型沼气工程商业化，加快可再生能源开发利用和产业发展，为国家制订沼气发展规划提供科学依据

三、行动计划和目标三、行动计划和目标

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摸清家底：沼气资源分布、发展潜力、环境影响、产业化发展现状、技术路线

障碍分析：技术、融资机制及政策行动计划：目标、行动、可实施方案政策措施：法规、政策、运行机制

3.2 具体目标具体目标

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集约化畜禽养殖场沼气工程 工业有机废水沼气工程 沼气民用：集中供气 --炊事 沼气供热：锅炉 沼气发电：

3.3 范围和内容范围和内容

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1. 指导思想和目标

2. 行动框架、重点区域、流域及内容

3. 商业化运行模式与可操作的实施方案、融资机制、投资方案

4. 政策法规及激励机制（目标、配额、准入上网、电价等）

3.4 国家行动计划实施国家行动计划实施

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环境治理达标排放

年提供清洁燃料 1000万 tce以上，相当于年 200亿 kWh电力

3.5 远期目标（远期目标（ 20202020 年）年）

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