| 出版时间:2015年08月 |
随着中国经济的发展,能源需求和环境保护压力日益增加。在这一背景下,大力发展沼气这一可再生能源,对于治理环境、缓解经济发展中的能源压力而言具有十分重要的意义。本文首先回顾了我国沼气行业的四个发展阶段,指出目前我国沼气原料来源丰富,但人均沼气产量低于世界平均水平,市场前景广阔的现状;随后以沼气用于炊事,沼液、沼渣用于肥田的简单利用模式为例,用成本—效益现值分析法评价了农村家用8立方米沼气池的直接经济效益,论证了沼气利用具有经济、社会、生态等多方面的效益;最后,本文认为沼气行业的发展趋势为:在加强农户自用的前提下,推进大中型沼气和集中供气工程建设,真正发挥其作为清洁能源发电的功能。目前我国政策上已为沼气发展做好准备,沼气行业正处于爆发前夜。
一 发展沼气工程意义重大
(一)发展生物质可再生能源,缓解能源危机
由于石油、煤这类化石能源的形成需要经过上万年的时间,具有不可再生性,随着使用量的增长,这些能源将日益枯竭,20世纪70年代就曾出现两次石油危机。而生物质资源范围广泛、数量巨大,主要有工农业废弃物、畜禽粪便、城市垃圾、污泥、林业废弃物、木柴、能源植物等。世界生物质可以提供相当于当前世界能源消费量一半以上的能源。
根据中国《可再生能源中长期发展规划》对今后生物质能源发展确定的目标:到2010年,生物质能源年利用量占到一次能源消费量的1%,到2020年,生物质能源年利用量占到一次能源消费量的4%。根据有关资料,2008年我国年产生物质能源总量相当于4.87亿吨石油,随着我国工农业的发展以及城镇建设的推进,产生的可利用生物质能源量还会逐步增加。
图1 我国的生物质能源结构
我国生物质发电装机规模日益增长,其中沼气产能占了生物质产能的半壁江山。根据国家能源局的统计,到2010年底,全国建成各类生物质发电装机合计约670万千瓦。其中,蔗渣发电约170万千瓦,秸秆林木废弃物发电约226万千瓦,城市垃圾发电约223万千瓦,沼气和垃圾填埋气发电约50万千瓦。
图2 生物质发电装机规模
2010年我国全部沼气产能占生物质能的68.14%。其中,大中型沼气产能占生物质能的24.15%。
表1 各生物质能产量
沼气是生物质能的主要组成部分,资源量丰富。我国的沼气原料主要来自工农业排放的废水、废渣和城市生活污水、生活垃圾等。
(二)节能减排和生态环境压力推动沼气工程建设
化石能源的燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等,造成全球变暖、大气污染等环境问题。当前,中国经济正在高速发展,能源需求和环境保护压力日益增大。2005年在北京国际可再生能源大会上,我国承诺到2020年实现非化石能源占能源消费总量15%的目标;在哥本哈根联合国气候变化会议上我国承诺:到2020年温室气体排放比2005年下降40%~45%。碳减排的紧迫任务促使我国加快发展能效更高、更清洁的可再生能源。沼气的主要可燃成分是甲烷(CH4),每立方米沼气的热值约21MJ,相当1.45立方米煤气的热值,与煤炭等化石能源相比,沼气产生同等能效的碳排放量较少,有利于节能减排。
兴建沼气池可以减少农民对草场和林木的砍伐,对农村生态的保护有促进作用。目前,柴薪仍是中国农村的主要生活用能来源之一。2009年,中国农村生活能源消耗柴薪近1.8亿吨,相当于0.28亿公顷林地的年生物蓄积量,对生态环境造成了极大地破坏。沼气的使用可以大幅减少农民对草场和林木的砍伐。以1口8立方米的沼气池为例,一年所产沼气能量相当于3亩薪炭林一年的产炭能量,或150亩干旱草地的地头生物产品能量。
沼气的使用有利于保护水源,减少污染,改善水环境质量,改变农村“脏、乱、差”的卫生面貌。2000~2009年,我国污水排放量、单位耕地化肥使用量及农药施用量分别以年均4.0%、3.7%和4.0%的速度增长,工农业生产及居民生活造成的水体污染和土地污染严重制约了经济的可持续发展。沼气池在处理废水的同时可以产生能量和有机化肥,减少20%以上的农药和化肥施用量,降低农产品农药残留1%以上。此外,沼气池的厌氧发酵处理可以杀死绝大部分寄生虫卵和病菌体,实现人畜粪便的合理排泄和集中处理,改变农村“脏、乱、差”的卫生面貌。
(三)沼气工程有技术优势,适合大规模发展
沼气工程在我国已有30多年的历史,我国在沼气工程建造和运行管理等方面积累了丰富的经验。与其他生物质相比,沼气更适合大规模地发展和推广。
表2 各种生物能的比较
续表
中国沼气建设起步于20世纪70年代,已有30多年的发展史,主要经历了以下四个阶段。
(1)1973~1983年:仓促发展与回落
政府为解决农民生活燃料严重短缺的问题,在全国推广沼气,1976年形成了全国性的高潮,当年统计推广256.7万户。由于仓促上马、急于求成,且缺乏成熟的技术支持及管理不善等,造成仅在数量上有高速增长,而紧跟着的是大回落阶段,从1976年的700多万户回落到1982年的400万户。
(2)1984~1991年:调整与重视科技
此阶段注重沼气技术方面的科研,修理病态池,放慢发展速度,8年间新增池扣去报废池仅累计增加82.7万户,平均每年增加10万多户。
(3)1992~1998年:回升与效益凸显
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