中國能源網(wǎng)訊 10月29日， “2010首屆中國國際氣體能源峰會暨生物天然氣產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇”在舉世聞名的中華古文化發(fā)源地“殷墟”所在地河南安陽隆重開幕。

        此次峰會由中國沼氣學會、中國城市燃氣協(xié)會、中國企業(yè)投資協(xié)會、中國可再生能源學會、中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會共同發(fā)起，在安陽市人民政府的大力支持下，由安陽貞元集團、殷都區(qū)人民政府攜手中國能源網(wǎng)共同承辦。

        在29日下午舉行的“氣體能源所面臨的發(fā)展機遇與問題、最新技術(shù)”分論壇上，清華大學核能與新能源技術(shù)研究院新能源研究所助理研究員劉曉玲進行了題為《生物燃氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢》的精彩演講。


        以下為發(fā)言實錄：

        劉曉玲：各位來賓大家下午好，首先我介紹一下我自己，我叫劉曉玲，是來自清華大學核實驗李十中實驗室。下午我要講的這個議題是有關(guān)生物燃氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，那么說到這個生物燃氣發(fā)展階段我們首先回顧一下，2010年中國石油消費情況和二氧化碳排放情況：中國已成為世界第二大石油消費國和第一大二氧化碳排放國，2010年中國汽油表觀消費量達到1687.0萬噸，機動車保有量為1.8億輛，汽車尾氣成為城市污染的主要來源。

        根據(jù)環(huán)境保護部，環(huán)境規(guī)劃院數(shù)字，2006年我國空氣質(zhì)量超標城市人口約為1.7億，隨著環(huán)境狀況惡化我們有必要研發(fā)一種可低碳化化石能源的一種重要的清潔能源。那么，甲烷迎合這個需求而出現(xiàn)。首先來看看甲烷情況，地球大氣中甲烷含量為1.750bbbv，全球每年甲烷來源溫室氣體效應等等。甲烷時不時作為替代化石能源的一種清潔能源，甲烷的熱值能夠達到50.07MJ/m3，而沼氣中含有甲烷，這個數(shù)字是比較不太表觀的數(shù)據(jù)，如果我們把這個沼氣值算成我們現(xiàn)在用的煤，可以得到一標準立方米沼氣相當于0.73千克標準煤，以汽油來算相當于0.15升，乙醇是0.9升。所以，發(fā)展沼氣能夠達到控制汽油變化，替代化石能源的可以達到替代化石能源的目的，我們來看看世界上關(guān)于沼氣利用的一個概括。首先來看看歐洲，歐洲成功利用沼氣替代天然氣作為運輸燃料和民用燃氣，2009歐洲沼氣產(chǎn)量相當于700萬噸，計劃到2020年替代50%天然氣。作為北歐國家之一瑞典，沼氣也非常成功，而且是健全。目前瑞典有227家沼氣工廠，相當于11.1萬噸汽油能量，占全國能耗的1.44%，34家沼氣用于汽車。那么，說到沼氣我們來看看沼氣跟汽油、柴油的價格對比，從這個表來看相當于汽油價格1.85%，沼氣是具有相當優(yōu)勢。

        這是關(guān)于運輸車輛所用的燃料回顧，過去主要用電池，源于1984年。如今用于車載燃量有汽油還有沼氣、乙醇，未來發(fā)展趨勢可能是采用電動汽車，或者是燃料電池。說完德國之后，來到瑞典，瑞典剛才說了沼氣的產(chǎn)業(yè)化非常健全，他的首都斯德哥爾摩使用乙醇和沼氣公交車節(jié)能減排效果顯著，450輛乙醇公交和101輛沼氣公交車，當年替代柴油1600萬升，減排二氧化碳約4100噸/年，減排顆粒物約10噸/年，100NoX/年。說到沼氣應用，來看看德國，德國的沼氣應用是在于發(fā)電方面，他們發(fā)電方面是走在世界前列。德國2008年有5千套發(fā)電裝置運行，發(fā)電能力為1300MW，就業(yè)16000人，他用于沼氣發(fā)酵飲料主要是農(nóng)業(yè)飲料，占早期飲料80%，其中是以能源作物為主的。

        那么，德國這個沼氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進一步降低了德國對進口能源的依賴。由于這個可再生能源應用，德國每年減少進口石油、天然氣、煤炭42億歐元，這個產(chǎn)值是非常顯著的。那么，除此之外德國還出口沼氣，他的出口額占總額的趨勢是呈迅速增長的，這是Agr-capital專門做清除天然氣管道的。來看看我國沼氣技術(shù)，以前大多是以互用型沼氣為主，30年前聯(lián)合國曾組織在發(fā)展中國家推廣中國技術(shù)和經(jīng)驗。工業(yè)化生產(chǎn)沼氣技術(shù)已經(jīng)基本成熟，處理工藝主要有上流式厭氧污泥床，塞流式反應器，大家從我在大會上的PPT中可以明顯的了解到氣體和發(fā)電裝機容量等等，我國的沼氣指標要遠低于國外。

        其中發(fā)酵工藝多采用液體發(fā)酵方式，固體占到3%~5%，國外大于10%。第二是原料，我國大部分采用畜禽糞便，而對于早期沼氣我們國家大部分用于廚房應用，就是炊事等等。關(guān)于車輛原料，目前沒有看到產(chǎn)業(yè)化。對于沼氣生產(chǎn)技術(shù)，可以劃分為三個方面，一個是原料，第二是工程技術(shù)，第三是微生物技術(shù)。原料剛才已經(jīng)說了，我國大部分采用畜禽糞便，所以原料是多樣化的。

        那么對于目前采用液體液氧工藝有一些缺陷，包括液氧廢水能度低，沒有足夠土地，發(fā)酵效率低，尤其是畜禽糞便導致后續(xù)水處理的壓力，這些問題都存在解決。對于這些問題解決，我們認為最優(yōu)方案就是進行固體液氧發(fā)酵。我們來回顧一下，國內(nèi)關(guān)于固體液氧發(fā)酵，德國開發(fā)的車庫型固體發(fā)酵工業(yè)級裝備已投入生產(chǎn)運行，他解決了無水和發(fā)酵問題，也存在一些問題，包括結(jié)構(gòu)復雜，投資高等等問題。其中最關(guān)鍵不能控制發(fā)酵過程的全過程，我國也開發(fā)了“覆膜唐槽干法厭氧發(fā)酵”，可以達到20~30的總因形圖，溶劑產(chǎn)生率超過1/L/D。這是關(guān)于沼氣運營甲烷情況。

        剛才說了除了原料之外，工程技術(shù)方面也有一些方面需要改進，比如目前大多數(shù)采用高清高效厭氧反應，來達到降低能耗，減少投資。針對前面工程技術(shù)，它只是一個方面，如果要得到一個高產(chǎn)量的沼氣，我們必須要研發(fā)一個高效的菌種，目前我們準備研究一個低溫液氧菌種，這是根據(jù)菌種做的一個PCR的結(jié)果。除了前面采用的PCR的研究之外，我們還有熒光雜交分析活性污泥中的菌群圖分析。

        這是針對這個液氧消化過程中主要的微生物功能菌群，針對這個復雜的菌群轉(zhuǎn)變成為甲烷。在這個過程中設計非常多的功能，包括液氧發(fā)酵菌群，轉(zhuǎn)化為簡單的有機物，將這三個碳以上有機酸進行轉(zhuǎn)變，還有利用乙酸轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄椤倪@個圖來看，在這個過程設計非常多的功能。我們后面針對以前開展的一些采用基因組學和蛋白質(zhì)組學技術(shù)研究優(yōu)勢菌群。

        那么，針對這些清潔能源以及低碳城市要在哪些方面符合呢？我們認為在綠色能源，綠色食品、綠色建筑等方面進行符合。這是早期分布式能源系統(tǒng)能量，以及分布式能源系統(tǒng)等等。這是我們關(guān)于生物燃氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個目標，所列的一個發(fā)展目標。2020年我們認為替代600萬噸石油，以常規(guī)厭氧發(fā)酵技術(shù)，包括常溫的發(fā)酵技術(shù)。同時，研究液氧發(fā)酵技術(shù)，包括剛才說的高問題液氧發(fā)酵技術(shù)。在2030年替代800萬噸石油，開發(fā)低溫厭氧發(fā)酵技術(shù)為主，到2050年替代1千萬噸石油目的，好的，我的演講結(jié)束了，謝謝。

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