———路径———废料制气,为环保产业增效
此次研讨会上,程序还介绍了“产业化沼气”生产的一条新路:与污水处理相结合。“全国每年的城市和工业污水中含有约2000万吨以COD(化学需氧量)计的有机废弃物,城市生活污水处理产业近年也开始兴起。然而现有流程大多只考虑水质改善效果,却未能利用有机废弃物所含的巨量生物能源,处理后产生的污泥也只是填埋、丢弃,造成新的污染。”
程序介绍说,污水中的有机废弃物通过自然分解也会产生甲烷,而且是直接进入大气中,加剧温室效应。而若用其生产沼气,不仅可充分利用资源、实现更彻底的减排,也将为常被视为财政负担的污水处理工程带来经济效益。目前,相关技术已进入中试和示范阶段,开始规模化试运行。
刘京认为,沼气与生物燃料的生产具有互补性,生物燃料提炼产生的有机废弃物不能直接还田,却可用于制备沼气,沼气渣则可充作肥料。而且由于分子量小、热效率高,在产生相同热值时燃烧甲烷产生的二氧化碳远少于醇类和燃油,更有助于减少碳排放。
在一些西欧国家,沼气生产已从单纯的废物处理手段转向以供气、发电为主的能源产业,甚至开始种植专供制备沼气的能源作物。而在我国,投入沼气生产的原料不是太多,而是太少。
目前,我国的沼气生产原料以畜禽粪便为主,每年利用的7700余万吨只占全部“产量”的约1/30;而种植业产生的6亿多吨秸秆更只有很少一部分用于生产沼气。用秸秆直接生产沼气虽然初始建设成本较高,但原料来源较为稳定,在以种植业为主的我国也有更广阔的发展空间。
———前景———变废为气,还有几多障碍?
中科院青岛生物能源与过程研究所(筹)所长王利生表示,发展沼气的技术障碍小、见效快,“但当前在国内,沼气产业还面临发电入网困难、原料回收机制缺乏、重建设轻养护等问题,实现规模化、可持续生产的工程还很少。”
在广大农村,多使用以粪便、垃圾为原料的家用沼气池,而主要利用畜禽养殖场废弃物和秸秆的集中型沼气工程还比较少;而且由于基建及维护成本高,只能供给含热量低的粗制沼气。“当前来看,直接利用生物燃气如秸秆发电和大中型沼气池相对容易形成规模化,这就需要在乡、镇一级建立集中生产的沼气管网,并建立有效的厩粪和秸秆回收机制。”程序说。
然而,尽管近几年来各地对秸秆作为燃、饲、肥、材“四料”的用途日益重视,至今仍有30%左右的秸秆被白白焚烧。
“烧秸秆,也是农户在复种过程中抢农时、无力及时回收秸秆的无奈,同时也是引火烧掉上茬作物遗留根茬的手段。”程序表示,秸秆回收目前仍以低效率的人力作业为主,亟待开发从农田尤其是小块耕地快速回收秸秆的技术及设备。
此外,秸秆的收购价格也因种种原因而波动极大。如果在乡村建立有一定加工、储存能力的收购场站,就有助于稳定价格并保障秸秆的常年供给。
比起化石燃料,现有的沼气生产设备显得故障多发、产能不稳定,对此刘京认为这主要是由于微生物发酵过程的不可控因素较多。“随着引入更先进的智能化、自动化控制技术,未来的沼气生产也将愈加稳定可靠。”