当前导航
产品列表
当前导航
联系我们
网站名称:沼源环保
公司名称:东莞市沼源环保节能工程有限公司
地址:广东省东莞市寮步镇坑口社区红荔路
邮编:523407
技术支持:13450018572
联系人:易工
网站:www.china-heimo.com
技术文章
您当前的位置是:沼源环保官网 > 技术文章 >

各国的沼气工程发展历史

文章来源:沼源环保    发表人:朱工    发布时间:2017-10-17 11:05    点次数击:


黑膜沼气工程沼源环保官方网站为您提供:各国的沼气工程发展历史
国外的沼气工程发展历史
沼气的生成是一种古老的生物现象,人们早已发现在湖泊或沼泽中常常有气泡从水底的污泥中冒出,这些气体收集起来可以点燃,便称这种气体为“沼气”,但是当时并不知道它的成分。直到1776年,意大利物理学家Alexander Volta测出湖泊底部植物体腐烂所产生的气体中含有甲烷,但当时仍然没有人知道它是怎样产生的。1859年,“发酵之父”法国科学家Louis.Pasteur用著名的Pasteur实验,证明发酵现象是微小生命体进行的化学反应。1875年俄国学者Popoff首先利用河泥加入纤维素物质,产生甲烷,并发现甲烷发酵是一个微生物学过程,这引起了人们广泛的兴趣。1896年英国在一个小城市里建起了一座沼气工程,用来处理生活污水所产生的污泥,所产生的沼气可以照明一条街道。1914年,美国有14座城市建立了厌氧消化池。1936年,H.A.Barker发现沼气发酵分为产酸和分解酸两个阶段产生甲烷。1940年,在澳大利亚出现了连续搅拌的厌氧消化池,改善了厌氧污泥与废水的混合,提高了处理效率。1950年,美国.E.Hungate教授建立了厌氧技术,沼气工程也由开始时的简单化粪池发展到高速消化器。1967 年布赖恩特分离纯化了沼气发酵微生物中的产氢、产乙酸菌和产甲烷菌,人们对沼气发酵的微生物学原理开始有了正确的认识。1969 年,厌氧技术出现了突破性的进展,Young和McCarty发明了厌氧滤池。与此同时,Zeikus等人提出了厌氧消化的四类群理论,更确切地阐明了复杂有机物厌氧消化的微生物过程。1979 年,厌氧技术出现了重大的突破,荷兰农业大学环境系Lettinga等研制成功了上流式厌氧污泥床。这些新工艺使可溶性原料在池内发酵时间大大缩短,使沼气发酵技术得到广泛的推广。
俄罗斯在二次世界大战之前开始研究厌氧消化技术,1941年,开始实际应用。世界性环保——能源危机之后,苏联建造了一批大型沼气工程,解决了自身环境污染和增温问题。苏联解体后,俄罗斯调整了沼气发展战略,主要发展适合于任何气候地区的工厂化生产的小型、高效沼气发酵装置,可日处理200kg畜禽粪,产沼气7-8m3。
1927年,德国开始用沼气工程发电,并用冷却发电机组的热水来加热沼气池。1948年,在德国的Odenwald小镇出现了第一个沼气设备。由于世界性的能源危机,德国沼气利用的研究和实践也取得了进展。
在英国,建立了甲烷的自动化工厂。据估计,英国利用人和动物的各种有机废物厌氧发酵所产生的甲烷,可以替代整个英国25%的煤气消耗量。苏格兰设计出一种小型甲烷发动机,可供村庄、农场和家庭使用。英国以垃圾为原料实现了沼气发电。
美国已拥有24处利用微生物厌氧发酵的能量转化工程,如爱荷华州建立沼气工程,可日处理1500头牲畜废弃物。墨西哥从1987年建成第一套厌氧装置起,到1996年一共建成了75项沼气工程。
印度也是一个沼气工程使用历史悠久的国家,18世纪后期就有了使用沼气工程的记载,1900年,印度建造了用人粪作原料的沼气池。从20世纪70年代起,印度就制定了有关沼气的发展计划。韩国在1969-1975年期间发展了近3万口农村家用沼气工程,1976年以后发展了一批150m3左右村级规模的沼气装置。在1992-1998年期间,尼泊尔总共装置37000座小型沼气工程,供应20万人使用。
国外沼气工程技术的发展
德国
在欧洲国家中,德国是发展中小型农场沼气工程的典型代表,主要动力来自于一系列优惠鼓励政策的出台。德国是农场沼气工程发展最好的国家,主要是因为激励系统刺激了农场沼气工程的快速增长。德国沼气产量的增加主要是由于农场小型沼气工程(热电联供)的大规模增加,在2006年,基本上每个月新建50座沼气工程,到2006年底,沼气工程的数量达到3500座,总装机达1100MW。德国沼气协会估计,到2020年,总装机将达到9500。2005年底,德国在沼气行业大约投资6.50亿欧元用于沼气工程建设,产生了8000个工作岗位。在国内市场快速发展的基础上,德国沼气工业的出口也持续增长,2004年达到2700万欧元,约占行业总产值的10%,在不久的将来,预计达到30%。
奥地利
根据欧盟的要求,2002年制订了《绿色电力法》,鼓励建设消化能源作物与
畜禽粪便的沼气工程,不鼓励消化有机废弃物的沼气工程。含有有机废弃物的沼气工程,上网电价比消化能源植物与畜禽粪便的沼气工程低25%。自从绿电法案颁布以来,农场沼气工程发展迅速,2001至2002年期间,沼气工程数量翻倍。2003到2005年间新建了100多座沼气工程,其中15.5%的工程,发电装机小于100kW,72%在100-500kW之间,大于500kW占12.5%。大约50座新建沼气工程将在2005年运行,平均装机500kW。到2006年底,沼气工程数量达到了350座。奥地利沼气用于发电,电并入国家电网,农场主就地利用发电余热。
英国
2002年英国开始实行绿色证书系统——《可再生能源义务证书系统》,该系统要求电力供应商逐年增加可再生能源发电的份额,从2002-2003年度的3%,增加到2003-2004年度的4.3%,2004-2005年度4.9%,2005-2006年度5.5%,在2026-2027年度达到15.4%。在该系统中,沼气是最具代表性的可再生能源。对厌氧消化生产沼气,主要有三方面的激励机制:
1:对沼气工程项目的研究、开发、示范项目进行支持。可再生能源项目覆盖了沼气产业的几乎所有类别:农场沼气工程、填埋气利用、市政垃圾厌氧消化、工业有机废水厌氧消化。
2:对农场沼气工程、填埋气利用、市政垃圾厌氧消化、工业有机废水厌氧消化工程的沼气发电,非化石燃料义务项目(NFFO)提供上网电价补贴。
3:通过增加废弃物生产者许可证、填埋税、填埋标准等措施提高废弃物处置管理费用。
与环境效益相比,厌氧消化技术的能源效益仍较低。但是,能源利用对工程运行的经济贡献十分显著。通过非化石燃料义务项目(NFFO)的实施,英国政府的能源政策鼓励可再生能源发电量达到1500MW。
以前英国是欧洲生产与利用沼气最多的国家,处于欧洲沼气的领头羊位置,2006年,这一位置被德国取代。但人均沼气产量在欧洲仍然是第一。沼气初级能源的增加主要是填埋气发电市场的增加。填埋气是绿色证书系统(可再生义务证书系统Renewable Obligation Certificate System,ROCS)的受益者。绿色证书系统要求电力提供商每年增加可再生能源发电所占的份额,2005-2006年度为
初,中国农村一些地方农户生活用能出现严重短缺。在当时条件下靠商品能源没法解决这一问题,于是沼气应用重新得到重视,在一些地方将沼气发展列入了政府的议事日程,成立了相应机构。由政府支持和组织,以解决能源为主,以户用沼气池为重点是这一时期沼气发展的主要特点。这一时期沼气发展存在的主要问题是:(1)没有对沼气技术本身进行系统研究,沼气池建造技术未过关;(2)沼气的一些基本常识还未得到普及;(3)片面强调建池速度要快,成本要低,要大力普及。
由于上述问题,虽然沼气池数量发展很快,但质量得不到保证。其中大多数沼气在短期使用后报废,但也有一部分质量好的沼气池可以长期使用。这一阶段虽然出了些问题,但为后来的发展提供了经验。随着户用沼气池的发展,70年代后期也建了一些大中型沼气工程,这些工程以工业废水和禽畜粪便为原料,以获取沼气能源为主。这批沼气工程的质量相对于户用池较高,但是配套差、池容产气率低、出料困难、综合效益不高。1979年,召开了全国沼气工作会议,总结了经验教训。1980年,成立了中国沼气协会,使沼气建设事业逐步走上依靠科学技术、保证建池质量、重视经济效益、建管并重、稳步发展的道路,使沼气事业形成了以能源、环境保护、生态农业为目标的发展方向。90年代以来通过对沼气发酵的科学原理和应用技术进行大量的科学研究与实验,取得了许多出色的研究成果。在沼气发酵工艺研究方面,基本上达到了世界先进水平。到2007年底,我国农村户用沼气已发展到2650万户,年产沼气102亿立方米,相当于替代1600万吨标准煤。各类沼气工程达到2.66万处,其中大型沼气工程1600多处。今年,中央和地方对农村沼气的投入力度进一步加大,农村沼气保持了快速发展的良好势头,预计全年新增户用沼气450万户。目标到2010年,全国将有4000万农户用上沼气,达到适宜农户的30%左右。全国规模化养殖场大中型沼气工程总数达4700处左右,达到适宜畜禽养殖场总数的39%左右。全国4000万户沼气,每年可产生约154亿立方米的沼气,相当于替代2420万吨标准煤。沼气农户每年节约燃料费、电费、化肥和农药等直接支出约500元,全国4000万户沼气可年增收节支200亿元。
过去二十多年,我国在农村沼气工程的建设方面取得了世界公认的成绩,但是在户用型沼气池的建设和利用过程中,仍然存在一些技术问题亟待解决。由以上国外的应用典型可知国外的沼气主要用于发电等工业用途,而我国的沼气目前大部分还是作为农村能源的一部分,其特殊性就决定我们必须找出适合我国的沼气发展的方法。
 


黑膜沼气池微信