英国人戴维在《被人类吃掉的地球》中指出:牲畜直接或间接地生产三种主要的温室效应气体--甲烷、二氧化碳和氮氧化物。例如一只牛在它的消化过程中,可由打嗝和放屁在一天内排出200升甲烷。全球动物的甲烷排放量超8700万吨,占全球甲烷排放的15%。而且,牛群惊人的产生粪便的能力,极大程度上已导致酸雨的形成。在1986年,一个关于大气中氨含量的研究发现:81%的氨来自牛群,而氨是引发酸雨的重要因素之一。造成太湖蓝藻爆发的主要原因是农业污染,其中一部分就是因为大型的养殖场,养殖污水没有妥善处理,直接或间接排入了太湖。
以大型畜禽养殖场粪便为主要原料的沼气为燃料进行发电利用,完善畜禽养殖场环境治理工程,增加清洁能源供应,提高畜禽养殖的经济效益,促进畜禽养殖废弃物资源的综合利用。是我国政府大力鼓励的支持的重要的可再生能源--生物质能的利用方式。
沼气的资源化应用主要是发电,大致相当于原煤,转化率约35%-40%,所发电力首先满足自身用电需要,多余电力向电网企业出售。除发电之外,所产生的大量的热能一般都被白白浪费了。还有对沼液的二次富氧处理,除臭、污水处理等无害化处理。更重要的是,如果不经过二次处理沼液直接用来做肥料,不仅臭味很大,而且由于容易会导致苍蝇、蚊虫孳生。
但纵观近年来我国已建成的养殖场沼气项目,却发现了并非人们想象的那般美好。总投入3400万元,号称亚洲最大的沼气发电工程的马鞍山蒙牛现代牧场,接连被报道产生二次污染。在当地老百姓看来,蒙牛现代牧场给当地带来的是污染的危害和生活质量的下降。
现在我国大多数的养殖场沼气发电项目都是做为各类如奶牛、养猪等大型养殖场的配套措施的,有的是为了环评需要,有的是为了处理粪便需要。一般工艺落后,产气率低。我国大中型沼气的利用技术还停留在原始的产气、发电、排污阶段,距离发达国家的应用水平还有很大的差距。理论和应用研究上投入不足,在国内还未建成一家运行良好的大型沼气示范工程,没有形成完整的综合利用体系。
另一方面,我国大型的养殖场大多数在北方,结合当地丰富的牧草资源,为中国提供了将近70%的肉奶资源。而北方冬季寒冷,传统沼气技术冬季产气率低的问题一直没有得到解决,而冬天却又是能源需求量大的时候,这就限制了北方大中型沼气项目的建设。
国际上,对于生物质能开展研究最早,应用水平最高的是欧洲,特别是德国、芬兰等国家,国内的生物质能占使用已经占总能源消耗量的20-30%。我国从事这个行业最早的院士石元春教授也曾多次赴德国考察。温家宝总理2006年五一后访问欧洲,回在在听取石元春教授关于生物质能发展的汇报时说,“上个月我看了。我这次到德国到这几个国家看了,几个村子就是一个沼气发电站,而且是供热发电,几个村子都可以用,没有说是一家一户的呀,这个技术我看他们是相当成熟了。”
德国BTA公司是一家国际领先的厌氧发酵生物技术垃圾处理专业公司,在中国设有北京德贝塔垃圾处理技术有限公司。在发酵罐的顶部装有隔离膜,用于收集不断产生的沼气。在发酵罐旁的一个集装箱中安装发两台CHP热电联供装置,它用沼气发电并产出热能,电力直接供应到公共电力网中,热能则用于加热发酵罐,还供应工厂及周围地区使用。与未经处理的牛粪相比,经过发酵的这些残渣不但没有多少臭味,而且是非常好的有机肥。一般还配套有专门的污水处理工程,实现了真正的无污染,无害化,是科学的清洁能源利用方式
对于生物质能源的应用,全世界范围内都在加紧新技术研发和产业化推进。站在同一起跑线上,我国大中型沼气如果要取得突破性进展,那么学习国外的先进技术是最快,也是最重要的方式,只有加强国际间的合作和交流,向一流的技术水准看齐,才能使得我国在可再生能源的资源化综合利用方面,不落后于世界。
作为新农村建设和环境保护的重要力量,沼气发电,还有很长的一段路要走,国内现在从事这个行业的企业有数十家,大都停留在工程建设阶段,加强企业的技术研发,走出一条中国特色的大中型沼气发展之路,才是我们的希望所在。
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