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一、科學(xué)確立發(fā)展思路
全面貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,把生物質(zhì)能源建設(shè)擺上政府重要工作日程,以加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式為契機(jī),以“纖維乙醇、大中型沼氣、沼氣發(fā)電”為突破口,按照“科學(xué)規(guī)劃、分步實(shí)施,因地制宜、突出重點(diǎn),培育龍頭、創(chuàng)新技術(shù),總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、擴(kuò)張規(guī)?!钡幕舅悸?,利用法律、經(jīng)濟(jì)、行政的手段,以河南天冠集團(tuán)等骨干企業(yè)為依托,積極建設(shè)南陽國家級生物質(zhì)能等新能源高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地,構(gòu)建世界一流水平的企業(yè)研發(fā)技術(shù)平臺(tái),集中力量突破一批關(guān)鍵核心技術(shù)和重大工藝設(shè)備,完善配套政策,加大政府支持力度,創(chuàng)新支持模式,培育一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、核心競爭力強(qiáng)的生物質(zhì)能源龍頭企業(yè),做大做強(qiáng)河南省生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)。
二、完善法律法規(guī)和政策
一是制定《農(nóng)作物秸稈綜合利用管理辦法》。要從保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的高度,把《農(nóng)作物秸稈綜合利用管理辦法》上升到省級法律層面,以利于堅(jiān)決杜絕秸稈焚燒問題,也為生物質(zhì)能企業(yè)收購秸稈時(shí)防止農(nóng)民亂漲價(jià)打好基礎(chǔ)。二是制定河南省《生物質(zhì)能源中長期發(fā)展規(guī)劃》。根據(jù)國家相關(guān)法律法規(guī),結(jié)合客觀實(shí)際,對河南省生物質(zhì)資源開展調(diào)查摸底,確立全省生物質(zhì)能源建設(shè)的指導(dǎo)思想、基本原則、目標(biāo)、發(fā)展重點(diǎn)、配套政策及措施,為下一步科學(xué)發(fā)展提供依據(jù)。三是分別制定秸稈纖維乙醇、生物質(zhì)沼氣、沼氣發(fā)電等政府支持政策。四是支持沼氣發(fā)電進(jìn)入國家大電網(wǎng),落實(shí)好國家投資補(bǔ)貼和稅收減免政策,創(chuàng)新補(bǔ)助資金使用方式,提高財(cái)政資金使用效率。
三、加大政府支持力度
一是支持城市公交汽車使用沼氣替代汽油。二是對于生物質(zhì)能企業(yè)給予“零”稅率政策,比如對于秸稈收集、地溝油收集等中介組織給予免稅待遇。三是加大“省可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金”數(shù)額,其增加幅度應(yīng)不低于河南省經(jīng)濟(jì)增長速度。四是建立政府引導(dǎo)和大型生物質(zhì)能源企業(yè)參與的投入機(jī)制,積極吸引民間、社會(huì)等資本向生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)投資,形成多渠道投融資發(fā)展格局。五是進(jìn)一步提高生物質(zhì)能發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià),其中包括養(yǎng)殖場沼氣發(fā)電、秸稈沼氣發(fā)電和秸稈直燃發(fā)電等。
四、積極開展對外交流與合作
充分用好國際國內(nèi)兩個(gè)市場、兩種資源。一是積極承接國內(nèi)外生物質(zhì)能企業(yè)項(xiàng)目和技術(shù)轉(zhuǎn)移,引進(jìn)世界一流技術(shù)設(shè)備,進(jìn)行消化吸收和再創(chuàng)新,提高生物質(zhì)能企業(yè)技術(shù)裝備水平。二是加強(qiáng)國際交流與合作。拓寬交流渠道,采取多種方式,加強(qiáng)同世界一流技術(shù)水平的生物質(zhì)能企業(yè)交流與合作,建立起相對穩(wěn)定的交流與合作渠道。三是引進(jìn)一批具有國際領(lǐng)先水平的學(xué)科帶頭人、杰出學(xué)者。加強(qiáng)生物質(zhì)能領(lǐng)域領(lǐng)軍人才、核心技術(shù)研發(fā)人才培養(yǎng),加速構(gòu)建一支高水平的生物質(zhì)能發(fā)展人才隊(duì)伍。
五、搭建國內(nèi)外一流技術(shù)研發(fā)平臺(tái)
一是搭建國內(nèi)外一流企業(yè)技術(shù)研發(fā)平臺(tái)。支持企業(yè)與國內(nèi)外最高水平的大學(xué)、科研單位和企業(yè)開展聯(lián)合與合作,搭建一流水平的企業(yè)研發(fā)平臺(tái),建立起以企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新體系。二是設(shè)立生物質(zhì)能重大技術(shù)專項(xiàng)。支持生物質(zhì)能基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用技術(shù)研究,優(yōu)化生產(chǎn)工藝,引導(dǎo)人才、資金、技術(shù)等要素資源向優(yōu)勢企業(yè)積聚,提高能源利用效率和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。三是成立河南省生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟。建立由包括纖維乙醇、大中型沼氣、生物質(zhì)發(fā)電、生物柴油等企業(yè)、相關(guān)大學(xué)、科研單位參加的,以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的河南省生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟,對生物質(zhì)能關(guān)鍵核心技術(shù)進(jìn)行長期、持續(xù)的研究,力爭取得重大突破。
六、實(shí)施大企業(yè)、大項(xiàng)目帶動(dòng)戰(zhàn)略
一是重點(diǎn)支持河南天冠集團(tuán)公司做大做強(qiáng),引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級,著力提高燃料乙醇生產(chǎn)能力、綜合利用能力,在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。二是積極爭取把生物質(zhì)能項(xiàng)目列入國家碳減排計(jì)劃,特別是農(nóng)村大型養(yǎng)殖場沼氣發(fā)電、城市垃圾沼氣發(fā)電等項(xiàng)目。三是結(jié)合新型農(nóng)村建設(shè)和村容村貌整治,建設(shè)大中型沼氣項(xiàng)目,打造“養(yǎng)殖—沼氣—發(fā)電—沼氣渣肥田—農(nóng)作物—養(yǎng)殖”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,降低沼氣企業(yè)運(yùn)行成本,也讓農(nóng)民用上便宜的沼氣。四是支持生物質(zhì)能企業(yè)開展橫向聯(lián)合、兼并與重組,培育大型龍頭企業(yè)和國內(nèi)外知名品牌,形成大中小生物質(zhì)能企業(yè)和原料收購中介緊密結(jié)合、相互配套、協(xié)調(diào)發(fā)展的格局。
七、加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)
一、多能互補(bǔ)的必要性
數(shù)據(jù)顯示,我國60%左右農(nóng)村人口仍然靠傳統(tǒng)的秸桿和薪材等解決能源問題。全國農(nóng)村每年直接消耗的各種能源相當(dāng)于5.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占全國總能耗的一半左右。發(fā)展新能源已成為改變農(nóng)村能源使用結(jié)構(gòu),減少環(huán)境污染以及促進(jìn)農(nóng)村社會(huì)和諧發(fā)展的重要手段。然而,農(nóng)村新能源到底該向何發(fā)展,發(fā)展中要解決哪些問題?
農(nóng)村新能源主要包括沼氣、太陽能、風(fēng)力發(fā)電、微小水電、生物質(zhì)能這幾個(gè)方面?,F(xiàn)階段農(nóng)村能源應(yīng)該多種形式并存,不同的地區(qū)應(yīng)根據(jù)自身的特點(diǎn),確定適合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平的發(fā)展方向和發(fā)展重點(diǎn)。
在談到農(nóng)村新能源利用時(shí),國務(wù)院發(fā)展研究中心研究員周宏春教授提出了“四位一體”和“五配套”的概念?!八奈灰惑w”,就是以太陽能為動(dòng)力,以沼氣為紐帶,將種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合起來,在全封閉條件下將沼氣池、豬禽舍、廁所和日光溫室等一體化。
“這樣既解決農(nóng)村的能源供應(yīng),改善農(nóng)民衛(wèi)生和生活環(huán)境,又可以減少農(nóng)作物和蔬菜生長中農(nóng)藥化肥的使用量,提高食品品質(zhì)和食品安全?!薄拔迮涮住蹦J剑墙ㄒ粋€(gè)沼氣池、一個(gè)果園、一個(gè)暖圈、一個(gè)蓄水窖和一個(gè)看營房,實(shí)行人廁、沼氣、豬圈三結(jié)合的立體養(yǎng)殖和多種經(jīng)營系統(tǒng)。
農(nóng)村新能源代表著未來能源利用的方向,發(fā)展前景是很好的。但是,一些地區(qū)受技術(shù)水平制約,影響了農(nóng)村新能源技術(shù)的推廣使用。此外,隨著農(nóng)村養(yǎng)殖戶的減少,沼氣的替代能源問題也是需要考慮的。拿沼氣發(fā)展來說,要跳出為沼氣而建沼氣池的單純觀念,將推廣沼氣與養(yǎng)殖、種植相結(jié)合,打造“養(yǎng)殖一沼氣一種植”的模式,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變,達(dá)到“三沼(氣、渣、液)”綜合利用,增加農(nóng)民收入的目標(biāo)。
總之,農(nóng)村能源的發(fā)展應(yīng)堅(jiān)持“因地制宜,多能互補(bǔ),綜合利用,講求效益”?!疤貏e是要重視發(fā)展生物質(zhì)能技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)?!鞭r(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長朱明強(qiáng)調(diào)說。具體來說,就是大力發(fā)展以秸稈、稻草等這些原料豐富、取材容易的生物質(zhì)能,以及清潔的太陽能、風(fēng)能、微水電等可再生能源,同時(shí)通過改革爐具等措施提高能源利用效率,以實(shí)現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
國家發(fā)展改革委副主任解振華表示,未來我國將有序推進(jìn)以秸稈為主要原料的生物質(zhì)能源。為緩解資源能源約束,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),保護(hù)環(huán)境,應(yīng)對氣候變化,我國將大力推動(dòng)農(nóng)作物秸稈在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的循環(huán)利用,積極發(fā)展以秸稈為原料的加工業(yè),有序發(fā)展以秸稈為原料的生物質(zhì)能源。
二、生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)在各國的發(fā)展概況
生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)已受到了國際社會(huì)的廣泛關(guān)注,許多國家制定了促進(jìn)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策,并投入了大量的資金用于研究開發(fā)和推廣應(yīng)用。由于生物質(zhì)能作為可再生能源僅次于煤炭、石油、天然氣之后第四大能源,因此它在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要的地位。近些年來,開發(fā)利用生物質(zhì)能成為當(dāng)前國內(nèi)外廣泛關(guān)注的重大課題,既涉及農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,又關(guān)系到國家的能源安全。作為經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的中國,大力開發(fā)新型可再生能源已經(jīng)是國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略,因此開發(fā)利用生物質(zhì)能這一課題,有利于中國開拓新能源,并且能夠緩解能源供需矛盾,也是解決“三農(nóng)”問題,保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)性發(fā)展的重要任務(wù)。
生物質(zhì)能的利用分為兩種:直接用作燃料的有農(nóng)作物的秸稈、薪柴等;間接作為燃料的有農(nóng)林廢棄物及藻類等,它們通過微生物作用生成沼氣,或采用熱解法制造液體和氣體燃料,也可制造生物炭。生物質(zhì)能是世界上最為廣泛的可再生能源。據(jù)估計(jì),每年地球上僅通過光合作用生成的生物質(zhì)總量就達(dá)1440~1800億噸(干重),其能量約相當(dāng)于20世紀(jì)90年代初全世界總能耗的3~8倍。但是尚未被人們合理利用,多半直接當(dāng)薪柴使用,效率低。影響生態(tài)環(huán)境。
現(xiàn)代生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是利用農(nóng)作物及其殘?bào)w、畜禽糞便、有機(jī)廢棄物等可再生或循環(huán)的有機(jī)物質(zhì)為原料,通過TA性加工轉(zhuǎn)化生產(chǎn)化工產(chǎn)品、生物質(zhì)燃料和生物能源以及生物質(zhì)產(chǎn)品的一個(gè)格外引人關(guān)注的新興產(chǎn)業(yè)。生物質(zhì)既是可再生能源,也能生產(chǎn)出上千種的化工產(chǎn)品,且因其主要成分為碳水化合物,在生產(chǎn)及使用過程中與環(huán)境友好、又勝石油能源一籌。
目前我國的秸稈產(chǎn)出量已超過7億噸,折合成標(biāo)煤約為3.5億噸,相當(dāng)于7個(gè)神東煤田,全部利用可以減排8.5億噸二氧化碳,相當(dāng)于2007年全國二氧化碳排放量的1/8。隨著國家明確提出到2015年秸稈綜合利用率在80%的行動(dòng)目標(biāo),我國秸稈資源化駛?cè)肟燔嚨?。以“秸稈能源”為代表的生物質(zhì)能利用,在大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的背景下,進(jìn)入人們的視野。
目前。世界上較為成熟、可規(guī)?;_發(fā)利用的生物質(zhì)技術(shù)主要集中在發(fā)電、固化成型燃料、沼氣和液體燃料等方面。其中,生物質(zhì)發(fā)電在發(fā)達(dá)國家已受到廣泛重視,2005年全世界生物質(zhì)發(fā)電的裝機(jī)容量約達(dá)5000萬千瓦,主要集中在北歐和美國。
生物質(zhì)固化成型燃料在發(fā)達(dá)國家通常用來替代煤、燃?xì)獾茸鳛槊裼萌剂线M(jìn)行炊事、取暖,或用于區(qū)域供熱和發(fā)電等。美國和歐洲一些國家的生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)品已進(jìn)入商業(yè)化階段,并相應(yīng)開發(fā)了專用爐具;泰國、印度、越南、菲律賓等國也建成了一些生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)廠,逐漸進(jìn)入了規(guī)?;a(chǎn)階段。
沼氣技術(shù)已經(jīng)在有些國家普遍應(yīng)用,歐洲和印度等地已建設(shè)了大量的戶用沼氣和大中型沼氣工程。截至到2003年底,德國的大中型沼氣工程總數(shù)已超過3000個(gè),大多采用以畜禽糞便和秸稈為主要原料的厭氧消化工藝,機(jī)械化和自動(dòng)化程度很高,生產(chǎn)出來的沼氣主要用于發(fā)電。
生物液體燃料已實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)和應(yīng)用。2005年,全世界生物燃料乙醇的總產(chǎn)量約為3000萬噸,主要集中在巴西和美國;生物柴油總產(chǎn)量約220萬噸,主要集中在德國。巴西以甘蔗為原料生產(chǎn)燃料乙醇,2005年的消費(fèi)量為1200萬噸,替代了當(dāng)年汽油消費(fèi)量的45%;美國主要利用耕地多、產(chǎn)量大的玉米為原料,同時(shí)積極發(fā)展纖維素制取燃料乙醇技術(shù)。歐盟對生物燃料也很重視。主要以大豆、油菜籽和回收的動(dòng)植物廢油等為原料生產(chǎn)柴油,2005年原歐盟15個(gè)成員國年產(chǎn)量約200萬噸,占世界總產(chǎn)量的90%,其中德國年產(chǎn)量約為150萬噸。
三、中國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況
中國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源主要有農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)副產(chǎn)品和能源作物等,資源豐富,產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。農(nóng)業(yè)生物質(zhì)具有資源種類多,分布范圍廣的特點(diǎn),可轉(zhuǎn)化為電力、燃?xì)夂鸵后w燃料等多種商品位能源。
一直致力于生物質(zhì)能研究的中國農(nóng)業(yè)大學(xué)石元春院士認(rèn)為,以秸稈為原料的現(xiàn)代能源是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。在當(dāng)今發(fā)展清潔能源應(yīng)對全球氣候變暖的大形勢下,秸稈迎來了 一個(gè)發(fā)展現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)的重大機(jī)遇。
根據(jù)最新資料和有關(guān)專家預(yù)測,我國秸稈目前的用途是:還田15%,飼料16%,工業(yè)原料3%,薪柴50%和露地焚燒16%。也就是說,目前秸稈中的66%,約6_7億噸是用于能源的,具有替代2.4億噸標(biāo)煤和減排5.8億噸二氧化碳的能力。
秸稈還田、秸稈飼料、工業(yè)原料和薪柴的利用屬于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提升,而以秸稈為原料的現(xiàn)代能源是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。據(jù)了解,秸稈能源在歐洲發(fā)展已經(jīng)有30多年,特別是北歐的丹麥和瑞典,秸稈發(fā)電和顆粒燃料的技術(shù)成熟度和商業(yè)化程度最高。
1、農(nóng)作物秸稈
2004年我國小麥、玉米、稻谷、棉花、大豆、薯類、油料等主要農(nóng)作物產(chǎn)量達(dá)4.69億噸,秸稈產(chǎn)量約為5.96億噸。預(yù)計(jì)到2020年我國主要作物的秸稈總量將達(dá)到8億噸左右。其中,約有50%左右農(nóng)作物秸稈用作農(nóng)村居民生活用能,由于采用傳統(tǒng)的燃燒方式,效率低下;我國以甘蔗渣及稻殼發(fā)電為應(yīng)用方式的生物質(zhì)燃燒發(fā)電已得到初步應(yīng)用,總裝機(jī)容量達(dá)800兆瓦;固化成型燃料技術(shù)已初步形成了研究、開發(fā)和應(yīng)用同步推進(jìn)的良好勢頭;以秸稈過腹還田、粉碎還田和生產(chǎn)有機(jī)肥還田的技術(shù)已形成一定應(yīng)用規(guī)模;以秸稈為主要原料生產(chǎn)生物質(zhì)材料的技術(shù)研究已經(jīng)起步。
目前我國秸稈能源化主要有直接作為農(nóng)村生活燃料、秸稈氣化、壓塊替代煤炭燃料以及秸稈發(fā)電這幾個(gè)途徑。其中秸稈氣化、壓塊替代煤炭燃料和秸稈發(fā)電已經(jīng)在不少地方進(jìn)行了探索和推廣。
發(fā)展秸稈顆料燃料產(chǎn)業(yè)前景廣闊。中國現(xiàn)年消費(fèi)煤炭26億噸,其中中小鍋爐用約10億噸,是溫室氣體排放大戶,如果采用秸稈顆粒燃料替代,減排效益不可低估。
在中國,截至2007年底,核準(zhǔn)的生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目約百個(gè),裝機(jī)容量2500兆瓦,建成投交并網(wǎng)發(fā)電的項(xiàng)目總裝機(jī)容量400兆瓦以上。截至2008年底,中國國能生物質(zhì)發(fā)電集團(tuán)已有10個(gè)30兆瓦和7個(gè)12兆瓦的生物質(zhì)電站正在運(yùn)營,其中單縣電站裝機(jī)容量30兆瓦,年發(fā)電2.2億千瓦時(shí),可替代8.7萬噸標(biāo)煤的燃煤,減排18萬噸二氧化碳,農(nóng)民年新增收入6000萬元和獲得1000多個(gè)工作崗位。秸稈直燃發(fā)電的技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)可以全部自主與國產(chǎn)。
秸稈能源產(chǎn)業(yè)還將為農(nóng)民帶來增收的機(jī)會(huì)。以每噸秸稈農(nóng)民可獲250至300元算,全國4億噸能源用秸稈就能獲得1000億至1200億元。計(jì)劃2012年達(dá)40億元。此外,農(nóng)村的能源中,由煙熏火燎燒薪柴到燒顆粒燃料,能效可以提高2~3倍,能源消費(fèi)質(zhì)量也將顯著提高。
2、能源作物
能源作物指經(jīng)專門種植,用以作為能源原料的草本和木本植物,如甜高粱、甘蔗、木薯以及油菜等。全國未利用土地總面積為24508.79萬公頃,其中有6020.56萬公頃土地資源可供能源作物的開發(fā)種植。另外,每年還有約900萬公頃不同類型的季節(jié)性農(nóng)閑地,可以種植能源作物。
3、生物液體燃料
我國已建設(shè)了以陳化糧為原料生產(chǎn)燃料乙醇的示范工程,分別在6省市進(jìn)行示范,燃料乙醇年生產(chǎn)能力已達(dá)102萬噸。在非糧食作物生產(chǎn)燃料乙醇方面也取得了一定進(jìn)展,已培育出適應(yīng)鹽堿地種植的“醇甜系列”雜交甜高粱品種,并建成了產(chǎn)業(yè)化示范基地;培育并引進(jìn)了多個(gè)優(yōu)良木薯品種,平均畝產(chǎn)超過3噸;育成了一批能源甘蔗新品系和能、糖兼用型甘蔗品種,并篩選出了適合甘蔗清汁發(fā)酵的菌株和活性干酵母菌株。
此外,我國已對利用菜籽油、棉籽油、烏桕油、木油、茶油和地溝油等原料生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)開展了研究,目前已有年產(chǎn)10萬噸生物柴油的生產(chǎn)能力。我國在雙低油菜與雜種優(yōu)勢利用的結(jié)合上已達(dá)到國際先進(jìn)水平:在油菜、油葵等主要作物上已開發(fā)出高含油量品種,含油量高達(dá)51.6%;為了不與食用油和工業(yè)用油爭原料,還開發(fā)了利用麻瘋樹果實(shí)、黃連木籽等能源作物生產(chǎn)生物柴油的技術(shù),初步具備了商業(yè)化發(fā)展的條件;在利用季節(jié)性農(nóng)閑地種植油菜生產(chǎn)生物柴油方面具有很大潛力。
四、生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)在中國未來的前景
以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)綠色能源和環(huán)境友好產(chǎn)品是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,已成為世界科技領(lǐng)域的前沿。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,世界各國將會(huì)更加重視環(huán)境保護(hù)和全球氣候變化問題,通過制定新的能源發(fā)展戰(zhàn)略、法規(guī)和政策,進(jìn)一步加快生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
從目前生物質(zhì)的資源狀況和技術(shù)發(fā)展水平看,今后發(fā)展的主要趨勢是發(fā)電、供熱、生產(chǎn)液體燃料和生物質(zhì)材料等。最近20多年來,生物質(zhì)技術(shù)發(fā)展很快,產(chǎn)業(yè)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)性和市場化程度逐年提高,預(yù)計(jì)在2010~2020年間,大多數(shù)生物質(zhì)技術(shù)可形成較強(qiáng)的市場競爭力,在2020年以后將會(huì)有更快的發(fā)展,并逐步成為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)正成為朝陽產(chǎn)業(yè)。在中國發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)具有深遠(yuǎn)的意義,不僅有利于解決資源、能源短缺和環(huán)境污染問題,更是解決好“三農(nóng)問題”、加快社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的戰(zhàn)略舉措。中國政府高度重視生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。已經(jīng)研究制定了一系列促進(jìn)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。
加強(qiáng)生物質(zhì)技術(shù)研究與工程集成,在固化成型、燃燒、沼氣、燃料乙醇、生物質(zhì)材料等方面的關(guān)鍵技術(shù)研究和裝備開發(fā)方面取得突破性進(jìn)展,創(chuàng)新一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品;推廣一批先進(jìn)的生物質(zhì)工程技術(shù);建成一批生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)化示范工程;開展我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源現(xiàn)狀調(diào)查,初步查清我國生物質(zhì)資源的擁有量和分布情況,建立生物質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫,促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展。
全面推進(jìn)生物質(zhì)工程科技創(chuàng)新,在生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化和材料利用等方面達(dá)到國際先進(jìn)水平,部分技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,增強(qiáng)我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。提高生物質(zhì)能和產(chǎn)品在能源消費(fèi)中的比重,通過生物質(zhì)利用解決農(nóng)村生活燃料短缺問題;基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用,促進(jìn)我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
以科學(xué)發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng),以國家目標(biāo)和市場需求為導(dǎo)向,針對我國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),選擇秸稈綜合利用、農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化和能源作物開發(fā)為切入點(diǎn),通過技術(shù)研究、集成和重點(diǎn)突破,創(chuàng)新生物質(zhì)工程技術(shù),加快生物質(zhì)科研成果轉(zhuǎn)化,促進(jìn)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,為建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村、為提高國家能源保障能力、為全面實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)目標(biāo)提供重要的科技和產(chǎn)業(yè)支撐。
我國政府及有關(guān)部門已連續(xù)在四個(gè)國家五年計(jì)劃將生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,開展了生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與開發(fā),如戶用沼氣池、節(jié)柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質(zhì)壓塊成型、氣化與氣化發(fā)電、生物質(zhì)液體燃料等,取得了多項(xiàng)優(yōu)秀成果?!犊稍偕茉捶ā返暮蛯?shí)施表明中國政府已在法律上明確了可再生能源包括生物質(zhì)能在現(xiàn)代能源中的地位,并在政策上給予了巨大優(yōu)惠支持,“農(nóng)林生物質(zhì)工程”也已經(jīng)成為“十一五”國家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目。
對國際上生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和中國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,以及需要解決的緊迫問題與薄弱環(huán)節(jié),選擇秸稈綜合利用、農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化和能源作物開發(fā),增強(qiáng)我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的競爭力,提高生物質(zhì)能和在能源消費(fèi)中的比重,通過生物質(zhì)利用解決農(nóng)村生活燃料短缺問題,基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用,促進(jìn)我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。雖說生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是世界發(fā)展和新興的朝陽產(chǎn)業(yè)。但其當(dāng)前成本與價(jià)格尚難與石油基產(chǎn)品競爭。
利用取之不盡,用之不竭的農(nóng)林生物質(zhì)生產(chǎn)材料和石油化工產(chǎn)品是綠色化學(xué)的重要研究方向。
【關(guān)鍵詞】二次能源;生物質(zhì)能;開發(fā)戰(zhàn)略
1 生物質(zhì)能源的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前,國內(nèi)外對生物質(zhì)能發(fā)展主要集中在尋找生物質(zhì)資源、研發(fā)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)、探討生物質(zhì)能的生態(tài)環(huán)境效益3個(gè)方面,生物能技術(shù)主要應(yīng)用于生物乙醇燃料、生物質(zhì)氣體燃料、生物制氫、生物柴油四方面。
1.1 生物乙醇燃料
生物乙醇研究的重點(diǎn)主要集中于能源轉(zhuǎn)化效率和溫室氣體排放兩個(gè)方面。 以秸稈為原料生產(chǎn)燃料酒精的工藝中存在若干亟待解決的技術(shù)難題, 纖維素酶的生產(chǎn)是其中難點(diǎn)之一。目前提倡固體發(fā)醇, 但固體發(fā)酵不可能像液體發(fā)酵那樣隨著規(guī)模的擴(kuò)大而大幅度下降成本。故從長遠(yuǎn)發(fā)展角度來看, 應(yīng)選用液體發(fā)酵技術(shù)[1]。
1.2 生物質(zhì)氣體燃料
生物質(zhì)氣化技術(shù)是一種熱化學(xué)處理技術(shù),通過氣化爐將固態(tài)生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為使用方便而且清潔的可燃?xì)怏w,用作燃料或生產(chǎn)動(dòng)力。
德國沼氣工程普遍采用產(chǎn)氣率高專用的青貯玉米作為主要發(fā)酵原料,產(chǎn)氣率是雞糞的2.5倍,豬糞的3.4倍,牛糞4.5倍。[2]
我國生物燃料可持續(xù)發(fā)展的外部機(jī)遇較好,內(nèi)部因素中環(huán)保指標(biāo)及可再生性優(yōu)勢明顯,所以要依靠內(nèi)部優(yōu)勢抓住外部發(fā)展機(jī)遇在最優(yōu)SWOT戰(zhàn)略組合選擇上,應(yīng)側(cè)重SO戰(zhàn)略( 即增長型戰(zhàn)略),同時(shí)兼顧ST戰(zhàn)略( 即特色經(jīng)營戰(zhàn)略),突出生物燃料的特色,努力打造我國生物燃料種植生產(chǎn)和銷售的產(chǎn)業(yè)集群。
1.3 生物制氫
生物制氫過程可以在常溫常壓下進(jìn)行, 且不需要消耗很多能量。生物制氫過程不僅對環(huán)境友好, 而且開辟了一條利用可再生資源的新道路。此外, 生物制氫過程可以和廢物回收利用過程耦合。
生物制氫過程可以分為 5 類:
1)利用藻類或者青藍(lán)菌的生物光解水法;
2)有 機(jī) 化 合 物 的 光 合 細(xì) 菌 ( P SB ) 光 分解法;
3)有機(jī)化合物的發(fā)酵制氫;
4)光合細(xì)菌和發(fā)酵細(xì)菌的耦合法;
5)酶法制氫。[3]
1.4 生物柴油
所謂生物柴油,是指利用各類動(dòng)植物油脂為原料,與甲醇或乙醇等醇類物質(zhì)經(jīng)過交脂化反應(yīng)改性,使其最終變成可供內(nèi)燃機(jī)使用的一種燃料。生物柴油來自于植物油 ( 玉米、棉籽、海甘藍(lán)、花生、油菜籽、大豆、向日葵) 或動(dòng)物脂肪。
生物柴油的主要優(yōu)點(diǎn)在于其環(huán)境友好性, 大氣污染小, 尤其是硫含量低, 是一種優(yōu)良的清潔可再生燃料。
生物柴油的制造方法有以下 4 種:
(1)直接使用和混合;(2)微乳法;(3)熱解;(4)酯交換。[4]
生物柴油的生產(chǎn)在技術(shù)上已經(jīng)基本成熟, 主要生產(chǎn)工藝分為化學(xué)法、生物酶法和超臨界法化。生物柴油生產(chǎn)的主要問題是成本高, 制備成本的 75 % 是原料成本。降低成本是生物柴油能否實(shí)用化的關(guān)鍵, 目前仍處于試驗(yàn)研究及小規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用階段。
1.5 其他典型技術(shù)的例子
奶牛-沼氣-牧草0循環(huán)型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式, 即: 奶牛場排出的糞水經(jīng)沼氣池發(fā)酵, 產(chǎn)生的沼氣用于牧場鍋爐燃燒, 沼液、 沼渣用于澆灌狼尾草草地, 收獲的牧草為奶牛提供青飼料。以期通過該循環(huán)利用模式, 增強(qiáng)系統(tǒng)的自凈化能力, 實(shí)現(xiàn)資源的高效、 持續(xù)利用[5]。
DPSIR模型是由歐洲環(huán)境局( EEA) 提出的,內(nèi)容涵蓋資源 環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)等多個(gè)領(lǐng)域,可以較為準(zhǔn)確地描述系統(tǒng)的復(fù)雜性和相互之間的因果關(guān)系,廣泛用于資源可持續(xù)利用評價(jià) 城市化與資源環(huán)境相互關(guān)系分析水資源承載力評價(jià)等研究中,其科學(xué)性、應(yīng)用性已得到學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)可[6]。
在能值理論的這一特點(diǎn),Brown和Ulgiati 提出了能值可持續(xù)指標(biāo)ESI,將其定義為系統(tǒng)能值產(chǎn)出率與環(huán)境負(fù)載率之比[7]。
生物質(zhì)直燃發(fā)電作為 CDM 項(xiàng)目, 引入發(fā)達(dá)國家資金和關(guān)鍵技術(shù),不僅可有效增大系統(tǒng)的能值產(chǎn)出率,降低環(huán)境負(fù)荷,使生物質(zhì)直燃發(fā)電系統(tǒng)更具有競爭力,還能使系統(tǒng)能值可持續(xù)指標(biāo)提高,使之富有活力和發(fā)展?jié)摿?,可維持較長時(shí)間內(nèi)的可持續(xù)發(fā)展[8]。
2 面向未來的生物能源開發(fā)戰(zhàn)略
2.1 可持續(xù)發(fā)展
實(shí)行清潔生產(chǎn), 實(shí)現(xiàn)綜合利用、循環(huán)利用、盡量減少排放和能耗; 將能源開發(fā)與廢物處理結(jié)合起來, 在整體、協(xié)調(diào)、再生、循環(huán)的前提下合理建設(shè)以生物能源為紐帶的生態(tài)產(chǎn)業(yè)園, 如沼氣工程。
2.2 因地制宜
開發(fā)生物能源一定要因地制宜, 不可盲目上馬。除了上述的 3 種有前景的生物能源產(chǎn)品, 沼氣、生物質(zhì)氣化技 術(shù)等都值得好好推廣應(yīng)用。
2.3 前瞻性
開發(fā)中國的生物能源需要做到以下的政策和軟件支持:(1)加大宣傳。有必要通過輿論宣傳加強(qiáng)人們對生物能源的認(rèn)識(shí)。(2)加大政府投資和扶持。在新的生物能源初始商業(yè)化階段要進(jìn)行減免稅等優(yōu)惠政策。(3)借鑒國外經(jīng)驗(yàn), 充分調(diào)動(dòng)地方和工業(yè)界的積極性。(4)加強(qiáng)高校對于生物能源的教育及研究。[9]
2.4 以生物質(zhì)能高效利用為核心構(gòu)建農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)
(1)對農(nóng)林生物質(zhì)能開發(fā)利用應(yīng)充分考慮資源的有限性和利用方式的平衡。
(2)堅(jiān)持以沼氣為主以太陽能和風(fēng)能等新能源綜合利用系統(tǒng)構(gòu)建能滿足農(nóng)村基本用能需求的供應(yīng)體系。
(3)高度關(guān)注農(nóng)村能源加大政策扶持力度。
(4)創(chuàng)新機(jī)制推動(dòng)農(nóng)村新能源市場發(fā)展。
(5)創(chuàng)建示范工程為生物質(zhì)資源有效利用不斷探索新的途徑。[10]
3 結(jié)語
開發(fā)利用生物質(zhì)能, 既是我國緩解能源供需矛盾的戰(zhàn)略措施, 保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。隨著國際原油價(jià)格的持續(xù)攀升和資源的日漸趨緊, 石油供給壓力增大, 生物能源產(chǎn)業(yè)、生物質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保意義日漸顯現(xiàn), 生物質(zhì)能源在不遠(yuǎn)的將來一定會(huì)得到大力推廣。
【參考文獻(xiàn)】
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【關(guān)鍵詞】沼氣技術(shù)養(yǎng)殖場污染治理 應(yīng)用
中圖分類號(hào): S216.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
沼氣是一種很好的清潔燃料。沼氣技術(shù)的應(yīng)用對推進(jìn)農(nóng)村節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)境改變、生產(chǎn)生活條件改善、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等發(fā)揮了重要作用。近年來,我國政府不斷加大對農(nóng)村沼氣建設(shè)的投入,綜合效益日益顯著,在推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)中發(fā)揮了越來越重要的作用。
一、沼氣性質(zhì)
沼氣是有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件下經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用而生成的可燃?xì)怏w。沼氣由50. 0% ~ 80. 0% 甲烷( C) 、20. 0% ~ 40. 0% 二氧化碳( C) 、0 ~ 5. 0% 氮?dú)?) 、小于1. 0%的氫氣() 、小于0. 4%的氧氣() 、0. 1% ~ 3. 0%硫化氫(S) 等氣體組成。其主要成分是甲烷,甲烷是一種理想的氣體燃料,它無色、無味,與適量空氣混合后即可燃燒。由于沼氣含有少量硫化氫,所以略帶臭味。其特性與天然氣相似??諝庵腥绾?. 6% ~ 20. 8%( 按體積計(jì)算) 的沼氣時(shí),就會(huì)形成爆炸性的混合氣體。甲烷的發(fā)熱量為34 000kJ /,沼氣的發(fā)熱量為20 800 ~ 23 600 kJ /。
沼氣技術(shù)的作用
節(jié)能減排作用
沼氣能源在中國分布廣泛,是一種取之不盡、用之不竭的再生清潔能源,既可替代秸稈、薪柴等傳統(tǒng)生物質(zhì)能源,也可替代煤炭等商品能源。煤炭、秸稈、薪柴直接燃燒的熱能利用率極低,傳統(tǒng)薪柴爐灶熱效率僅為8% ~ 15%,煤爐熱效率也只有20%,而氣化后產(chǎn)生沼氣,按照GB/T 3606-2001《家用沼氣灶》技術(shù)要求,在額定熱流量時(shí)的熱效率應(yīng)大于55%,產(chǎn)生明顯的能源利用效率,又降低了因直接燃燒薪柴、煤炭等所帶來的環(huán)境污染。因此,推廣沼氣是節(jié)能減排的重要組成部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是多方面應(yīng)對環(huán)境問題的有效途徑之一。
生態(tài)環(huán)境效益
目前我國廣大地區(qū),尤其是中西部地區(qū),生活用能仍以林木、柴草、秸稈等生物質(zhì)能源為主,且傳統(tǒng)的柴灶燃燒不完全,熱效率低,C產(chǎn)生量大,造成大量的能源浪費(fèi)和大氣污染; 薪柴的大量砍伐也使我國為數(shù)不多的森林資源逐年減少,既破壞了生態(tài)環(huán)境,又加劇了水土流失現(xiàn)象。另外,隨著能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化,煤炭作為最主要的商品能源類型其消費(fèi)量增加較快,由于缺少必要的污染排放控制技術(shù),煤炭燃燒排放的S、C、N、煙塵等直接排入大氣,也給區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量帶來顯著不利影響。沼氣屬于生物能源的范疇,沼氣的能量來自太陽的光和熱。植物在生長過程中吸收太陽能貯藏在體內(nèi); 植物死亡后在微生物的作用下,有機(jī)質(zhì)發(fā)酵分解產(chǎn)生蘊(yùn)藏著大量能量的沼氣。當(dāng)沼氣燃燒時(shí),這種能量就轉(zhuǎn)變?yōu)楣夂蜔岫焕?。產(chǎn)生沼氣的原料為有機(jī)物,在自然界中來源豐富,如人畜糞便、雜草、秸稈、樹葉、垃圾等。沼氣燃燒后的產(chǎn)物是二氧化碳和水,屬清潔能源類。利用沼氣能源,秸稈資源可得到有效利用,糞便得到無害化處理,也因此減少了秸稈及薪柴燃燒所產(chǎn)生的廢氣,減少了砍伐薪柴燃燒所產(chǎn)生的二氧化碳排放量,同時(shí)使森林資源恢復(fù)其吸收二氧化碳的生態(tài)功能。
3、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)
沼肥包括沼液和沼渣,是生物質(zhì)經(jīng)過厭氧發(fā)酵后的殘余物。沼肥與化學(xué)肥料最明顯的區(qū)別就在于它具有的環(huán)保性能。尿素、碳銨等化學(xué)肥料的長期使用會(huì)改變土壤性狀,降低肥力,造成土壤板結(jié),影響農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì); 在施用期間短時(shí)間內(nèi)還會(huì)釋放大量氮、磷元素,隨地表徑流排入地表水或下滲進(jìn)入地下水。沼氣發(fā)酵過程中,作物生長所需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素基本上都保持下來,因此,沼肥是很好的有機(jī)肥料,也有植物生長所需的抗生素,其中沼渣還是一種緩速兼?zhèn)涞膬?yōu)質(zhì)有機(jī)肥。由于沼肥是厭氧發(fā)酵后的殘留物,寄生蟲卵數(shù)量顯著減少,沼肥中大量的抗生素和維生素也可有效抑制和殺滅植物病原菌和害蟲,減少病蟲害的發(fā)生,因而施用沼肥的植物可減少農(nóng)藥施用量或不施農(nóng)藥,有利于無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn),從而改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì),提高產(chǎn)量和附加值,增強(qiáng)市場競爭力。
沼氣技術(shù)在養(yǎng)殖場污染治理中的應(yīng)用
實(shí)例
某養(yǎng)殖場年存欄生豬5000頭,每天排放大量的污水和糞便,由于未作有效處理,糞水通過污水渠直接流向附近河流,不僅嚴(yán)重污染地表水域,而且產(chǎn)生惡臭,污染周圍環(huán)境與空氣。該企業(yè)為使污染物達(dá)標(biāo)排放,經(jīng)過充分調(diào)研,采用USR升流式厭氧發(fā)酵工藝有效處理廢水和糞便進(jìn)而產(chǎn)生沼氣,同時(shí)副產(chǎn)沼液和沼渣,不僅減輕了環(huán)境污染,而且所產(chǎn)沼氣作為燃料供居民使用,沼液和沼渣作為肥料施于農(nóng)田,取得了較好的環(huán)境效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。
2、養(yǎng)殖場污染物排放情況
養(yǎng)豬場采用干清糞工藝,污染物主要為糞便和廢水,其中糞便量為10t/d,廢水主要來自豬尿、沖洗糞水、夏季豬舍降溫用水等,廢水排放量為75t/d,廢水中含有大量的COD、懸浮物、氨氮、病菌等。
3、糞污治理對策
對養(yǎng)豬場廢水治理,應(yīng)改變過去的末端治理模式,采用以厭氧發(fā)酵為核心的農(nóng)業(yè)生態(tài)模式,該養(yǎng)殖場就采用了USR升流式固體厭氧發(fā)酵工藝。原料從底部進(jìn)入消化器內(nèi),與消化器內(nèi)的活性污泥接觸,使原料得到快速消化。未消化的生物質(zhì)固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi),上清液從消化器上部溢出,這樣可以得到比水力滯留期(HRT)高得多的固體滯留期(SRT)和微生物滯留期(MRT),從而提高了有機(jī)物的分解率和消化器的效率。發(fā)酵溫度30℃左右,在pH=6.8~7.4條件下,加上適量的水,產(chǎn)甲烷細(xì)菌群將有機(jī)物消化生成甲烷(C)、二氧化碳(C)、硫化氫(S)等物質(zhì)。這種發(fā)酵工藝,水力滯留期為10d,整個(gè)流程比較穩(wěn)定。沼氣生產(chǎn)工藝流程如圖1。高濃度養(yǎng)殖污水經(jīng)過厭氧發(fā)酵處理,有機(jī)物含量如COD可降解85% ~90% ,產(chǎn)生的沼液、沼渣是適合于農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)無公害肥料,將沼肥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),可一舉多得,即實(shí)現(xiàn)污水的“零排放”,降低養(yǎng)豬場的治污成本,又可為種植業(yè)提供優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥源,促進(jìn)無公害農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。本項(xiàng)目建成后,沼氣供居民使用,沼液作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥用于蔬菜種植,解決了沼液的出路,同時(shí)使廢水實(shí)現(xiàn)了零排放,對水環(huán)境質(zhì)量起到改善作用。
圖1 養(yǎng)豬場沼氣凈化處理工藝流程
總結(jié)
該養(yǎng)殖場污染物經(jīng)沼氣發(fā)酵處理后,較好地解決了糞便污水的污染問題,每年可以降解COD在50t以上,為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ),也為同類型企業(yè)污染物處理提供了有益的借鑒,具有較好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū);沼氣工程;發(fā)展模式
[中圖分類號(hào)]X382.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-6848(2012)04-0068-06
[作者簡介]李雪寒(1985—),女,廣西南寧人,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院碩士研究生,主要從事農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程研究;溫春云(1988—),男,江西贛州人,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國土院碩士研究生,主要從事污染防治與生態(tài)修復(fù)研究;張廬陵(1964—),男,江西南康人,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院副教授,主要從事材料科學(xué)與工程、生物質(zhì)及復(fù)合材料、材料熱行為、非線性科學(xué)及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)研究。(江西南昌 330045)
在全球要求發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)節(jié)能減排的驅(qū)動(dòng)下,生物質(zhì)能源以其含量巨大、可再生、具有普遍性、易取性、燃燒過程對環(huán)境污染小、可儲(chǔ)存和運(yùn)輸、碳活性高、易燃的優(yōu)點(diǎn),①在近20年來得到迅速發(fā)展,我國的生物質(zhì)能源成為國家重要的戰(zhàn)略資源。特別是在廣大農(nóng)村,探索新的農(nóng)村生物質(zhì)能源發(fā)展模式,不僅可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益,還能為農(nóng)民提供潔凈能源,改善農(nóng)村環(huán)境。鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略,要發(fā)展以生態(tài)為特色的經(jīng)濟(jì)區(qū),大力開發(fā)該地區(qū)的生物質(zhì)能源成為關(guān)鍵。但是,在鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi),生物質(zhì)能源的利用率還很低。據(jù)調(diào)查,鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)每年有7000萬噸畜禽糞便及大量工業(yè)有機(jī)廢棄物成為水體的污染源,這些任意排放的廢棄物對生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)的地面土壤 / 湖區(qū)、濕地及地下水體造成嚴(yán)重的污染。①同時(shí),農(nóng)村地區(qū)的秸稈50%被直接燒掉或拋棄,這種粗放式的使用,導(dǎo)致大量秸稈能源利用效率低,浪費(fèi)嚴(yán)重,產(chǎn)生的大量顆粒物和煙霧污染空氣,因此,現(xiàn)階段急需運(yùn)用一定的技術(shù)和管理手段,尋求適合生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的能源發(fā)展模式,特別是沼氣工程的應(yīng)用生態(tài)發(fā)展模式,恰當(dāng)?shù)乩媒斩?、畜禽糞便等生物質(zhì)能來發(fā)展沼氣,這是鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)利用清潔的可再生能源改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,實(shí)施新農(nóng)村建設(shè)最有效的方法。
一、鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展沼氣工程的必要性及能源利用中存在的問題
(一)鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展沼氣工程的必要性
國務(wù)院正式批復(fù)的《鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃》已經(jīng)明確了生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的范圍:包括南昌、景德鎮(zhèn)、鷹潭3市,以及新余、九江、上饒、撫州、宜春、吉安的部分縣(市、區(qū)),共38個(gè)縣(市、區(qū)),國土面積為5.12平方公里。該區(qū)域占江西省國土面積的30%,承載了全省總?cè)丝诘慕?0%。②生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)面積廣,人口眾多,資源少,人均資源少,能源總量和資源的短缺必將成為發(fā)展的瓶頸,要擔(dān)負(fù)起科學(xué)發(fā)展、綠色崛起的神圣責(zé)任,發(fā)展適合該區(qū)的沼氣工程模式變得非常有必要性。
1.是鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的要求
鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的本質(zhì)內(nèi)涵是:特色是生態(tài),核心是發(fā)展,關(guān)鍵是轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展,綠色崛起;③目標(biāo)是:保護(hù)生態(tài)環(huán)境,爭取創(chuàng)建全國一流的生態(tài)示范區(qū);主要的措施是:通過以水污染治理為重點(diǎn),推進(jìn)污水達(dá)標(biāo)排放工程,嚴(yán)禁非法采砂工程,治理農(nóng)業(yè)面源污染工程,提出節(jié)能降耗減排工程,加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)、森林公園及濕地保護(hù)工作等建設(shè),實(shí)現(xiàn)“綠色生態(tài)江西工程”。要使污水達(dá)標(biāo)排放,治理農(nóng)業(yè)面源污染防治工程,現(xiàn)階段可行又有效的生態(tài)環(huán)保措施是進(jìn)行厭氧消化處理技術(shù),即通過發(fā)展沼氣工程的厭氧處理降低水污染程度,特別是濃度高的畜禽養(yǎng)殖場的糞便都需要采用沼氣工程處理,才能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.是緩解能源緊張、自然資源緊缺的需要
根據(jù)南昌市第一次農(nóng)業(yè)污染源普查,種植業(yè)方面,僅南昌市耕地面積314萬畝,農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量242.65萬噸,秸稈主要為家庭燃燒,直接還田和田間焚燒。養(yǎng)殖業(yè)方面,截至2008年底,全市生豬存欄213.43萬頭,生豬出欄343.09萬頭,家禽出籠4643.48萬羽,家禽存籠3324.31萬羽,全市共有畜禽場16027個(gè),各類畜牧養(yǎng)殖小區(qū)191個(gè),全市畜禽糞便年產(chǎn)量49.28萬噸,尿液年產(chǎn)量81.79萬噸。④如果這些污染源能夠充分利用為厭氧發(fā)酵原料,將緩解當(dāng)?shù)剞r(nóng)民及養(yǎng)殖戶能源緊張的問題,同時(shí)能夠防治農(nóng)業(yè)面源污染。
3.是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、減低碳排放量的需要
我國現(xiàn)階段的能源嚴(yán)重緊缺、消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理,主要以煤炭、石油、天然氣為主,而且絕大部分都依賴進(jìn)口,這些能源的開發(fā)利用又是造成當(dāng)今地球溫室效應(yīng)的主要元兇,給人類的生存環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染和危機(jī)。想要改善這個(gè)狀況,需要向能源多元化和可再生能源時(shí)代過渡,其中最佳選擇是開發(fā)生物質(zhì)能。生物質(zhì)能利用的碳循環(huán)零排放對解決溫室氣體排放問題有重要貢獻(xiàn);同時(shí),采用先進(jìn)的生物質(zhì)能利用技術(shù)可以消除農(nóng)村傳統(tǒng)低效的利用技術(shù)以及秸稈就地焚燒引起的環(huán)境污染問題。
4.是改善農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)生態(tài)環(huán)境、建設(shè)新農(nóng)村的需要
沼氣工程是處理畜禽糞便的一種有效方法,它通過厭氧消化技術(shù)對畜禽糞便進(jìn)行處理,產(chǎn)生沼氣、沼渣、沼液,實(shí)現(xiàn)畜禽糞便的無害化、減量化、資源化。沼氣為高品質(zhì)的清潔能源,可用于農(nóng)村炊事、發(fā)電、為大棚種植提供暖氣,如果充分利用起來,能改善我國的農(nóng)村能源結(jié)構(gòu),解決因燃燒秸稈和薪柴等造成的森林覆蓋率低,土壤肥力下降,水土流失等問題。沼渣和沼液是優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料,不僅可以減少化肥和農(nóng)藥的使用量,還可以改良土壤,提高作物產(chǎn)量品質(zhì)和抗寒抗病能力。自沼氣工程推廣以來,極大地促進(jìn)了我國種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,提高了農(nóng)民收入,改善了農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境,也有力促進(jìn)了我國的社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)。①
關(guān)鍵詞:生物質(zhì) 生物質(zhì)能發(fā)電 技術(shù)狀況
中圖分類號(hào):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)05(b)-0120-01
1 生物質(zhì)概述
生物質(zhì),從廣義上講,是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體,包括了所有的動(dòng)植物和微生物。生物質(zhì)所蘊(yùn)含的能量稱為生物質(zhì)能,是一種可再生能源,它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用。
生物質(zhì)能是地球上最古老的能源,一直以來是人類賴以生存的重要能源之一。在目前世界能源消耗中,生物質(zhì)能占總能耗的14%,僅次于石油、煤和天然氣,是世界第四大能源。在生物質(zhì)能的利用過程中產(chǎn)生的二氧化碳可被等量的植物通過光合作用所吸收,從而實(shí)現(xiàn)二氧化碳的零排放和生物質(zhì)能的循環(huán)利用,同時(shí)生物質(zhì)能也是一種含硫量低的可再生能源,可以轉(zhuǎn)化得到氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)燃料,從而補(bǔ)充和替代化石燃料,減少對礦物能源的依賴。
目前,世界各國,尤其是發(fā)達(dá)國家,都在致力于開發(fā)高效、無污染的生物質(zhì)能利用技術(shù),以達(dá)到保護(hù)礦產(chǎn)資源,保障國家能源安全,實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排,保持國家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目的。
2 生物質(zhì)能的利用轉(zhuǎn)化方式
目前,我們對生物質(zhì)能的利用主要有生物質(zhì)直接燃燒、氣化、液化、固化和沼氣技術(shù)等方式。
生物質(zhì)直接燃燒是通過燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,從而獲取熱量。直接燃燒可分為鍋爐燃燒、爐灶燃燒、爐窯燃燒和炕連灶燃燒。
生物質(zhì)氣化是在一定的熱力學(xué)條件下,將組成生物質(zhì)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為含一氧化碳和氫氣等可燃?xì)怏w的過程。氣化過程不同于燃燒過程,一方面,燃燒過程中需供給充足的氧氣,使原料充分燃燒,從而獲取熱量,而氣化過程希望盡可能多地將能量保留在反應(yīng)后得到的可燃?xì)怏w中,所以只供給較少的氧氣以滿足熱化學(xué)反應(yīng)的需要;另一方面,燃燒后產(chǎn)生的是水蒸氣和二氧化碳等不可再燃燒的煙氣,而氣化后的產(chǎn)物是含氫、一氧化碳和低分子烴類的可燃?xì)怏w。
生物質(zhì)液化是生物質(zhì)熱裂解技術(shù)的一部分。生物質(zhì)熱裂解是生物質(zhì)在完全無氧供給的條件下熱降解為可燃?xì)怏w、液體生物油和固體生物質(zhì)炭三種成分的過程。其中,反應(yīng)產(chǎn)生的生物油可進(jìn)一步分離,制成燃料油和化工原料。
在生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用的各種途徑中,利用生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化后的熱能來發(fā)電具有高效、環(huán)保等優(yōu)勢,在丹麥、瑞典、芬蘭、荷蘭以及巴西和印度等國家已得到廣泛應(yīng)用。近年來,隨著能源和環(huán)保壓力的增大,我國生物質(zhì)能發(fā)電得到快速發(fā)展。
3 生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)
生物質(zhì)發(fā)電的主要形式有:生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電、生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電、生物質(zhì)氣化發(fā)電、沼氣發(fā)電和垃圾發(fā)電。
生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電與燃煤火力發(fā)電在原理上沒有本質(zhì)區(qū)別,主要區(qū)別體現(xiàn)在原料上,火力發(fā)電的原料是煤,而直接燃燒發(fā)電的原料主要是農(nóng)林廢棄物和秸稈。直接燃燒發(fā)電是把生物質(zhì)原料送入適合生物質(zhì)燃燒的特定蒸汽鍋爐中,產(chǎn)生蒸汽,驅(qū)動(dòng)蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。直接燃燒發(fā)電對原料預(yù)處理技術(shù)、蒸汽鍋爐的多種原料適用性、蒸汽鍋爐的高效燃燒、蒸汽輪機(jī)的效率等方面都有較高要求。
生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電,顧名思義,即為生物質(zhì)與煤混合作為燃料發(fā)電?;旌先紵姆绞街饕袃煞N:一種是將生物質(zhì)原料直接送入燃煤鍋爐,與煤共同燃燒;另一種是先將生物質(zhì)原料在氣化爐中氣化生成可燃?xì)怏w,再通入燃煤鍋爐與煤共同燃燒,最后發(fā)電??梢?,在混合燃燒方式中,對生物質(zhì)原料的預(yù)處理過程顯得尤為重要。一般情況下,通過改造現(xiàn)有的燃煤電廠就可以實(shí)現(xiàn)混合燃燒發(fā)電,只需在廠內(nèi)增加儲(chǔ)存和加工生物質(zhì)燃料的設(shè)備和系統(tǒng),同時(shí)對原有燃煤鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)改造就可以了。
生物質(zhì)氣化發(fā)電是利用生物質(zhì)氣化技術(shù)產(chǎn)生的氣體燃料,經(jīng)凈化后直接進(jìn)入燃?xì)鈾C(jī)中燃燒發(fā)電或者直接進(jìn)入燃料電池發(fā)電的過程,可以分為內(nèi)燃機(jī)發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、燃?xì)猕D蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和燃料電池發(fā)電。生物質(zhì)氣化發(fā)電是生物質(zhì)能最有效、最潔凈的利用方式之一,它不僅能解決生物質(zhì)難于燃用、分布分散等缺點(diǎn),還能充分發(fā)揮燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備緊湊和污染小的優(yōu)點(diǎn)。
沼氣發(fā)電是一種新型的發(fā)電方式,也是沼氣能量利用的一種有效形式。在沼氣發(fā)電中,驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電的是沼氣而非蒸汽。
垃圾發(fā)電包括垃圾焚燒發(fā)電和垃圾氣化發(fā)電,簡而言之,垃圾發(fā)電就是將垃圾直接作為燃料或者將垃圾制成可燃?xì)怏w作為燃料來進(jìn)行發(fā)電的方式。垃圾發(fā)電不僅能夠回收利用垃圾中的能量,達(dá)到節(jié)約資源的目的,同時(shí)還解決了垃圾的處理問題。
我國的生物質(zhì)能資源及其發(fā)電的狀況
我國作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國,生物質(zhì)資源非常豐富。我國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為6.5億噸,2010年達(dá)到7.26億噸;薪柴和林業(yè)廢棄物資源中,可開發(fā)量每年達(dá)到6億噸以上。近年來,高產(chǎn)的能源作物如甘薯、甜高粱、巨藻、綠玉樹、木薯、芭蕉芋等,作為現(xiàn)代生物質(zhì)能源已受到廣泛關(guān)注,越來越多的科研機(jī)構(gòu)、科技企業(yè)也不斷參與到研究和發(fā)展生物質(zhì)能資源的隊(duì)伍中來,為生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)提供了可靠的資源保障。
我國的生物質(zhì)發(fā)電以直接燃燒和氣化發(fā)電為主要方式,原料主要采用農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢棄物等。我國生物質(zhì)發(fā)電起步較晚,但也有近30年的歷史,2006年我國生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量約為2000 MW,其中蔗渣發(fā)電約為1700 MW;從2006年12月,我國第一個(gè)生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目―― 國能單縣生物發(fā)電廠正式投產(chǎn)開始,截止2008年8月,我國累計(jì)核準(zhǔn)農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目130多個(gè),總裝機(jī)容量約3000 MW,已有25個(gè)生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電;2009年我國6 MW及以上火電設(shè)備中生物質(zhì)發(fā)電共占到0.37%,預(yù)計(jì)到2020年將建成總裝機(jī)容量為20000 MW的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目,這樣每年就可以節(jié)約7500萬噸煤,而且減少大量的污染排放,此外,秸稈銷售還可以給農(nóng)民增加200~300億元的收入。
4 結(jié)語
從總體上看,我國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段,商業(yè)化程度較低,效益也不高,市場競爭力較弱。但是,近年來,國家對生物質(zhì)能的開發(fā)利用逐漸重視,已連續(xù)在4個(gè)“五年計(jì)劃”中將生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,并先后制定了《可再生能源法》《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄》和《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》,提出了生物質(zhì)能發(fā)展的目標(biāo)和任務(wù),明確了相關(guān)扶持政策。有了這些政策和技術(shù)支持,相信生物質(zhì)能的未來必定會(huì)生機(jī)勃勃。
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一、城市垃圾產(chǎn)生量、主要成分及危害
1、城市垃圾產(chǎn)生量
根據(jù)中國環(huán)境科學(xué)研究院的統(tǒng)計(jì)分析,大中城市人均生活垃圾產(chǎn)生量為0.8~1.1kg/(人·d)。目前,全球每年產(chǎn)生的垃圾量在激增,達(dá)到5億噸,中國約1.5億t,這就需要更多的土地堆放垃圾,需要更多的資金來處理垃圾。
2、城市垃圾主要成分
城市生活垃圾中有機(jī)成份占總量的60%,無機(jī)物約占40%,其中,廢紙、塑料、玻璃、金屬、織物等可回收物約占總量的20%。
3、城市垃圾危害
城市垃圾對人類生活和環(huán)境的主要危害是:第一、破壞農(nóng)田。越來越多的城市的垃圾,不但侵占了城郊的大量農(nóng)田,也影響了農(nóng)田質(zhì)量。第二、污染空氣。在運(yùn)輸和露天堆放過程中,有機(jī)物分解產(chǎn)生惡臭,并向大氣釋放出大量的氨、硫化物、甲烷等污染物,其中含有機(jī)揮發(fā)氣體達(dá)100多種,這些釋放物中含有許多對人體有毒、有害的物質(zhì),污染了空氣;第三、污染水體。垃圾中的有害成份易經(jīng)雨水沖入地面水體,在垃圾堆放或填坑過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的酸性和堿性有機(jī)污染物,同時(shí)將垃圾中的重金屬溶解出來。垃圾直接棄入河流、湖泊或海洋,則會(huì)引起更嚴(yán)重的污染;第四、有害生物的巢穴。垃圾不但含有病原微生物,而且能為老鼠、鳥類及蚊蠅提供食物、棲息和繁殖的場所,也是傳染疾病的根源。第五、影響城市形象。城市垃圾到處堆放,不但給空氣、水源帶來污染,而且還直接影響了城市的美觀,影響了城市的形象。
二、城市垃圾處理現(xiàn)狀
目前城市垃圾處理主要采取衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥、發(fā)電等方式,但衛(wèi)生填埋占地大、投資量大,很多沒有做防滲處理,其滲出液對地下水污染很大;焚燒雖然占地小,但會(huì)產(chǎn)生二惡英有毒氣體污染空氣,而且玻璃、金屬不能燃燒;堆肥則由于混雜有害、有毒物質(zhì),作為肥料會(huì)帶來食品污染,目前也很少用;垃圾發(fā)電,雖然是比較理想的,但由于投資大,技術(shù)及設(shè)備要求高,目前全國推廣的僅有幾個(gè)??傊瑢Τ鞘欣壳暗膸追N處理方法比較,雖然各有一定的優(yōu)缺點(diǎn),但總體上說目前沒有很理想的辦法。
三、利用戶用沼氣技術(shù)處理城市垃圾優(yōu)點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)
1、沼氣發(fā)酵原理
沼氣發(fā)酵又稱厭氧消化,是指各種有機(jī)物在厭氧條件下,被各類沼氣微生物分解轉(zhuǎn)化,最終生成沼氣的過程。沼氣發(fā)酵的原料包括所有光合作用的產(chǎn)物以及其他有機(jī)廢物,這些原料中的碳水化合物、氨基酸和長鏈脂肪等,在一定的條件下經(jīng)過一系列沼氣微生物的共同作用下分解、合成轉(zhuǎn)化為以甲烷(CH4)為主的可燃混合氣體以及富含活性微生物和營養(yǎng)物質(zhì)的分解產(chǎn)物(沼液)。
2、利用戶用沼氣處理城市垃圾的優(yōu)點(diǎn)
我們在農(nóng)村戶用沼氣建設(shè)的實(shí)踐中,掌握了戶用沼氣對處理畜禽糞便的技術(shù)和作用,各地已非常普及,其成熟的技術(shù)和效果已被大家所認(rèn)可。但利用戶用沼氣技術(shù)在處理城市垃圾方面應(yīng)用的還很少。城市家庭中生活垃圾主要來源于日常生活產(chǎn)生的瓜果蔬菜的不可食部分(如果皮、菜皮等)及剩菜、剩飯,約占家庭垃圾總量的60%以上,為此我們開展了以戶用沼氣技術(shù)處理這類家庭生活垃圾的相關(guān)試驗(yàn)和一些技術(shù)改進(jìn),并取得了很好的處理和應(yīng)用效果,這對減少城市垃圾的排放量,特別是對處理城市垃圾中容易變質(zhì)發(fā)臭的有機(jī)廢棄物,使城市的垃圾更容易處理,既可減少城市垃圾處理費(fèi)用,同時(shí)又可產(chǎn)生沼氣和沼肥,沼氣供居民生活用能,沼肥經(jīng)過厭氧發(fā)酵后變成一種腐熟、無害的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥,使城市垃圾變廢為寶,是一種處理城市垃圾“減量化、無害化、資源化”的很好辦法,成本低廉、技術(shù)成熟、容易推廣、綜合效益很好。
3、技術(shù)要點(diǎn)
(1)垃圾分類
利用沼氣技術(shù)只能處理城市垃圾中的有機(jī)物成分,所以要求城市垃圾首先必須進(jìn)行分類。在城市垃圾中,按分類可分為可降解的有機(jī)廢棄物和不可降解的其他廢棄物??山到獾挠袡C(jī)廢棄物包括剩菜、剩飯、果皮、爛水果、爛蔬菜,少數(shù)家庭里的庭院雜草等,這些都是光合作用的產(chǎn)物,也都是有機(jī)物。在進(jìn)行垃圾發(fā)酵前須把這些有機(jī)物分開。
(2)沼氣池改進(jìn)
與處理畜禽糞便沼氣池不同的是在戶用沼氣池(戶用沼氣池池容8m3)的基礎(chǔ)上,在沼氣池的邊上增加一個(gè)體積約為1.5m3左右的預(yù)處理池(或稱酸化池),預(yù)處理池底部比沼氣池的進(jìn)料口高些即可,在預(yù)處理池底部留一個(gè)出口,出口直徑約7~8cm,并用PVC管道聯(lián)結(jié)到沼氣池的進(jìn)料口,在離進(jìn)料口的20cm處設(shè)置一個(gè)開關(guān),以便控制浸出液的進(jìn)料。預(yù)處理池頂部要有蓋板,蓋板下面用塑料薄膜把預(yù)處理池上口密封住。預(yù)處理池可以是圓形也可以是方形,用磚砌好,內(nèi)外用水泥抹面,以防滲漏。
(3)試驗(yàn)地點(diǎn)及操作要點(diǎn)
試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在明溪縣城關(guān)湯柏清家里,建池時(shí)間2004年6月,開始啟動(dòng)使用時(shí)間2004年7月。第一次投料時(shí),投入約1200斤的新鮮牛糞,之后就沒有再另外加畜禽糞便或人糞尿。每天把已分離好的容易腐爛的有機(jī)物垃圾如剩菜、剩飯、果皮、爛水果、爛蔬菜,直接從沼氣池進(jìn)料口倒入沼氣池,比較難腐爛的如花生殼、堅(jiān)果核、貝殼等放入預(yù)處理池,加入一些水,并把開關(guān)關(guān)閉。預(yù)處理池內(nèi)的有機(jī)物垃圾經(jīng)過一段時(shí)間的預(yù)處理,在微生物的作用下會(huì)變質(zhì)腐爛,產(chǎn)生一定量的浸出液,浸出液視沼氣池的需要決定是否打開開關(guān)通過沼氣池進(jìn)料口流入沼氣池。浸出液在沼氣池內(nèi)部進(jìn)一步進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生沼氣,沼氣通過管道供家庭使用,沼肥供作物施肥。預(yù)處理池內(nèi)的有機(jī)垃圾通過堆漚,大部分可以轉(zhuǎn)變成腐爛物質(zhì)并隨著浸出液流入沼氣池產(chǎn)生沼氣,少數(shù)渣可定期打澇并作有機(jī)肥使用。
在將近9年的使用中從來沒有出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,也沒有出現(xiàn)過沼渣沉淀嚴(yán)重事項(xiàng),在平時(shí)的使用中只是不定期用抽渣器從沼氣池中抽一些渣;預(yù)處理池內(nèi)也從未清理過。
四、成效
1、使用效果
自2004年建池使用以來,經(jīng)過將近九年來的使用至今還在正常使用,原來一家三口每月用液化氣1罐左右,一年用12罐,自使用沼氣后一年平均用5罐,節(jié)約7罐,節(jié)約用氣接近60%,年節(jié)約燃料費(fèi)約800元。
2、垃圾處理效果
通過生活垃圾的沼氣處理,家庭中的生活垃圾特別是可降解的生活有機(jī)物垃圾基本得到利用,大大地減少了生活垃圾的排放,是一項(xiàng)很好的處理方法。
五、結(jié)論
1、本試驗(yàn)雖然只是一個(gè)單獨(dú)的試驗(yàn),但由于戶用沼氣技術(shù)是一個(gè)成熟的技術(shù),垃圾分類也是一個(gè)簡單的過程,而且本試驗(yàn)經(jīng)過這么多年的使用到現(xiàn)在還是正常的,說明此試驗(yàn)完全是成功的,也是值得推廣的。
2、此技術(shù)的應(yīng)用對城市垃圾的減量化排放、資源化利用有很好的借鑒作用,對探索城鄉(xiāng)垃圾處理辦法具有積極的意義。
3、一個(gè)三口之家的城市居民,其正常的有機(jī)生活垃圾日排放量約2~3kg,全部用于沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣供家庭使用,年可節(jié)約60%左右的家庭生活用能。
20世紀(jì)70年代,國際上第一次石油危機(jī)使發(fā)達(dá)國家和貧油國家重視石油替代,開始大規(guī)模發(fā)展生物質(zhì)能源。生物質(zhì)能源是以農(nóng)林等有機(jī)廢棄物以及利用邊際土地種植的能源植物為主要原料進(jìn)行能源生產(chǎn)的一種新興能源。生物質(zhì)能源按照生物質(zhì)的特點(diǎn)及轉(zhuǎn)化方式可分為固體生物質(zhì)燃料、液體生物質(zhì)燃料、氣體生物質(zhì)燃料。中國生物質(zhì)能源的發(fā)展一直是在“改善農(nóng)村能源”的觀念和框架下運(yùn)作,較早地起步于農(nóng)村戶用沼氣,以后在秸稈氣化上部署了試點(diǎn)。近兩年,生物質(zhì)能源在中國受到越來越多的關(guān)注,生物質(zhì)能源利用取得了很大的成績。沼氣工程建設(shè)初見成效。截至2005年底,全國共建成3764座大中型沼氣池,形成了每年約3.4l億立方米沼氣的生產(chǎn)能力,年處理有機(jī)廢棄物和污水1.2億噸,沼氣利用量達(dá)到80億立方米。到2006年底,建設(shè)農(nóng)村戶用沼氣池的農(nóng)戶達(dá)2260萬戶,占總農(nóng)戶的9.2%,占適宜農(nóng)戶的15.3%,年產(chǎn)沼氣87.0億立方米,使7500多萬農(nóng)民受益,直接為農(nóng)民增收約180億元。生物質(zhì)能源發(fā)電邁出了重要步伐,發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到200萬千瓦。液體生物質(zhì)燃料生產(chǎn)取得明顯進(jìn)展,全國燃料乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到:102萬噸,已在河南等9個(gè)省的車用燃料中推廣使用乙醇汽油。
(一)固體生物質(zhì)燃料
固體生物質(zhì)燃料分生物質(zhì)直接燃燒或壓縮成型燃料及生物質(zhì)與煤混合燃燒為原料的燃料。生物質(zhì)燃燒技術(shù)是傳統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)化形式,截止到2004年底,中國農(nóng)村地區(qū)已累計(jì)推廣省柴節(jié)煤爐灶1.89億戶,普及率達(dá)到70%以上。省柴節(jié)煤爐灶比普通爐灶的熱效率提高一倍以上,極大緩解了農(nóng)村能源短缺的局面。生物質(zhì)成型燃料是把生物質(zhì)固化成型后采用略加改進(jìn)后的傳統(tǒng)設(shè)備燃用,這種燃料可提高能源密度,但由于壓縮技術(shù)環(huán)節(jié)的問題,成型燃料的壓縮成本較高。目前,中國(清華大學(xué)、河南省能源研究所、北京美農(nóng)達(dá)科技有限公司)和意大利(比薩大學(xué))兩國分別開發(fā)出生物質(zhì)直接成型技術(shù),降低了生物質(zhì)成型燃料的成本,為生物質(zhì)成型燃料的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。此外,中國生物質(zhì)燃料發(fā)電也具有了一定的規(guī)模,主要集中在南方地區(qū)的許多糖廠利用甘蔗渣發(fā)電。廣東和廣西兩省(區(qū))共有小型發(fā)電機(jī)組300余臺(tái),總裝機(jī)容量800兆瓦,云南也有一些甘蔗渣電廠。中國第一批農(nóng)作物秸稈燃燒發(fā)電廠將在河北石家莊晉州市和山東菏澤市單縣建設(shè),裝機(jī)容量分別為2×12兆瓦和25兆瓦,發(fā)電量分別為1.2億千瓦時(shí)和1.56億千瓦時(shí),年消耗秸稈20萬噸。
(二)氣體生物質(zhì)燃料
氣體生物質(zhì)燃料包括沼氣、生物質(zhì)氣化制氣等。中國沼氣開發(fā)歷史悠久,但大中型沼氣工程發(fā)展較慢,還停留在幾十年前的個(gè)體小厭氧消化池的水平,2004年,中國農(nóng)戶用沼氣池年末累計(jì)1500萬戶,北方能源生態(tài)模式應(yīng)用農(nóng)戶達(dá)43.42萬戶,南方能源生態(tài)模式應(yīng)用農(nóng)戶達(dá)391.27萬戶,總產(chǎn)氣量45.80億立方米,相當(dāng)于300多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。到2004年底,中國共建成2500座工業(yè)廢水和畜禽糞便沼氣池,總池容達(dá)到了88.29萬立方米,形成了每年約1.84億立方米沼氣的生產(chǎn)能力,年處理有機(jī)廢物污水5801萬噸,年發(fā)電量63萬千瓦時(shí),可向13.09萬戶供氣。
在生物質(zhì)氣化技術(shù)開發(fā)方面,中國對農(nóng)林業(yè)廢棄物等生物質(zhì)資源的氣化技術(shù)的深入研究始于20世紀(jì)70年代末、80年代初。截至2006年底,中國生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)的秸稈氣化站保有量539處,年產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)?.5億立方米;年發(fā)電量160千瓦時(shí)稻殼氣化發(fā)電系統(tǒng)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。
(三)液體生物質(zhì)燃料
液體生物質(zhì)燃料是指通過生物質(zhì)資源生產(chǎn)的燃料乙醇和生物柴油,可以替代由石油制取的汽油和柴油,是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。近年來,中國的生物質(zhì)燃料發(fā)展取得了很大的成績,特別是以糧食為原料的燃料乙醇生產(chǎn)已初步形成規(guī)模。“十五”期間,在河南、安徽、吉林和黑龍江分別建設(shè)了以陳化糧為原料的燃料乙醇生產(chǎn)廠,總產(chǎn)能達(dá)到每年102萬噸,現(xiàn)已在9個(gè)?。?個(gè)省全部,4個(gè)省的27個(gè)地(市))開展車用乙醇汽油銷售。到2005年,這些地方除軍隊(duì)特需和國家特種儲(chǔ)備外實(shí)現(xiàn)了車用乙醇汽油替代汽油。
但是,受糧食產(chǎn)量和生產(chǎn)成本制約,以糧食作物為原料生產(chǎn)生物質(zhì)燃料大規(guī)模替代石油燃料時(shí),也會(huì)產(chǎn)生如同當(dāng)今面臨的石油問題一樣的原料短缺,因此,中國近期不再擴(kuò)大以糧食為原料的燃料乙醇生產(chǎn),轉(zhuǎn)而開發(fā)非糧食原料乙醇生產(chǎn)技術(shù)。目前開發(fā)的以木薯為代表的非食用薯類、甜高粱、木質(zhì)纖維素等為原料的生物質(zhì)燃料,既不與糧油競爭,又能降低乙醇成本。廣西是木薯的主要產(chǎn)地,種植面積和總產(chǎn)量均占全國總量的80%,2005年,木薯乙醇產(chǎn)量30萬噸。從生產(chǎn)潛力看,目前,木薯是替代糧食生產(chǎn)乙醇最現(xiàn)實(shí)可行的原料,全國具有年產(chǎn)500萬噸燃料乙醇的潛力。
此外,為了擴(kuò)大生物質(zhì)燃料來源,中國已自主開發(fā)了以甜高粱莖稈為原料生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)(稱為甜高粱乙醇),目前,已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)5000噸燃料乙醇的生產(chǎn)規(guī)模。國內(nèi)已經(jīng)在黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆、遼寧和山東等地,建立了甜高粱種植、甜高梁莖稈制取燃料乙醇的基地。生產(chǎn)1噸燃料乙醇所需原料--甜高粱莖稈收購成本2000元,加上加工費(fèi),燃料乙醇生產(chǎn)成本低于3500元,噸。由于現(xiàn)階段國家對燃料乙醇實(shí)行定點(diǎn)生產(chǎn),這些甜高粱乙醇無法進(jìn)入交通燃料市場,大多數(shù)摻入了低質(zhì)白酒中。另外,中國也在開展纖維素制取燃料乙醇技術(shù)的研究開發(fā),現(xiàn)已在安徽豐原生化股份有限公司等企業(yè)形成年產(chǎn)600噸的試驗(yàn)生產(chǎn)能力。目前,中國燃料乙醇使用量已居世界第三位。生物柴油是燃料乙醇以外的另一種液體生物質(zhì)燃料。生物柴油的原料來源既可以是各種廢棄或回收的動(dòng)植物油,也可以是含油量高的油料植物,例如麻風(fēng)樹(學(xué)名小桐子)、黃連木等。中國生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展率先在民營企業(yè)實(shí)現(xiàn),海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源發(fā)展公司等都建成了年生產(chǎn)能力l萬~2萬噸的生產(chǎn)裝置,主要以餐飲業(yè)廢油和皂化油下腳料為原料。此外,國外公司也進(jìn)軍中國,奧地利一家公司在山東威海市建設(shè)年生產(chǎn)能力25萬噸的生物柴油廠,意大利一家公司在黑龍江佳木斯市建設(shè)年生產(chǎn)能力20萬噸的生物柴油廠。預(yù)計(jì)中國生物柴油產(chǎn)量2010年前約可達(dá)每年100萬噸。
二、中國生物質(zhì)能源發(fā)展政策
為了確保生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展,中國政府出臺(tái)了一系列法律法規(guī)和政策措施,積極推動(dòng)了生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用。
(一)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范生產(chǎn),法律法規(guī)提供保障
本世紀(jì)初,為解決大量庫存糧積壓帶來的財(cái)政重負(fù)和發(fā)展石化替代能源,中國開始生產(chǎn)以陳化糧為主要原料的燃料乙醇。2001年,國家計(jì)劃委員會(huì)了示范推行車用汽油中添加燃料乙醇的通告。隨后,相關(guān)部委聯(lián)合出臺(tái)了試點(diǎn)方案與工作實(shí)施細(xì)則。2002年3月,國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)等8部委聯(lián)合制定頒布了《車用乙醇汽油使用試點(diǎn)方案》和《車用乙醇汽油使用試點(diǎn)工作實(shí)施細(xì)則》,明確試點(diǎn)范圍和方式,并制定試點(diǎn)期間的財(cái)政、稅收、價(jià)格等方面的相關(guān)方針政策和基本原則,對燃料乙醇的生產(chǎn)及使用實(shí)行優(yōu)惠和補(bǔ)貼的財(cái)政及價(jià)格政策。在初步試點(diǎn)的基礎(chǔ)上,2004年2月,國家發(fā)展和改革委員會(huì)等8部委聯(lián)合《車用乙醇汽油擴(kuò)大試點(diǎn)方案》和《車用乙醇汽油擴(kuò)大試點(diǎn)工作實(shí)施細(xì)則》,在中國部分地區(qū)開展車用乙醇汽油擴(kuò)大試點(diǎn)工作。同時(shí),為了規(guī)范燃料乙醇的生產(chǎn),國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于2001年4月和2004.年4月,分別GBl8350-2001《變性燃料乙醇》和GBl8351-2001《車用乙醇汽油》兩個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)及新車用乙醇汽油強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)(GBl835l一2004)。在國家出臺(tái)相關(guān)政策措施的同時(shí),試點(diǎn)區(qū)域的省份均制定和頒布了地方性法規(guī),地方各級政府機(jī)構(gòu)依照有關(guān)規(guī)定,加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào),嚴(yán)格市場準(zhǔn)入,加大市場監(jiān)管力度,對中國生物質(zhì)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展和車用生物乙醇汽油推廣使用起到了重大作用。
此外,國家相關(guān)的法律法規(guī)也為生物質(zhì)能源的發(fā)展提供保障。2005年,《中華人民共和國可再生能源法》提出,“國家鼓勵(lì)清潔、高效地開發(fā)利用生物質(zhì)燃料、鼓勵(lì)發(fā)展能源作物,將符合國家標(biāo)準(zhǔn)的生物液體燃料納入其燃料銷售體系”。國家“十一五”規(guī)劃綱要也提出,“加快開發(fā)生物質(zhì)能源,支持發(fā)展秸稈、垃圾焚燒和垃圾填埋發(fā)電,建設(shè)一批秸稈發(fā)電站和林木質(zhì)發(fā)電站,擴(kuò)大生物質(zhì)固體成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生產(chǎn)能力”。
(二)運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手段和財(cái)政扶持政策推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展
除制定相應(yīng)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)外,2002年以來,中央財(cái)政也積極支持燃料乙醇的試點(diǎn)及推廣工作,主要措施包括投入國債資金、實(shí)施稅收優(yōu)惠政策、建立并優(yōu)化財(cái)政補(bǔ)貼機(jī)制等。一是投入國債資金4.8億元用于河南、安徽、吉林3省燃料乙醇企業(yè)建設(shè);二是對國家批準(zhǔn)的黑龍江華潤酒精有限公司、吉林燃料乙醇有限公司、河南天冠燃料乙醇有限公司、安徽豐原生化股份有限公司4家試點(diǎn)單位,免征燃料乙醇5%的消費(fèi)稅,對生產(chǎn)燃料乙醇實(shí)現(xiàn)的增值稅實(shí)行先征后返;三是在試點(diǎn)初期,對生產(chǎn)企業(yè)按保本微利的原則據(jù)實(shí)補(bǔ)貼,在擴(kuò)大試點(diǎn)規(guī)模階段,為促進(jìn)企業(yè)降低生產(chǎn)成本,改為按照平均先進(jìn)的原則定額補(bǔ)貼,補(bǔ)貼逐年遞減。
為進(jìn)一步推動(dòng)生物質(zhì)能源的穩(wěn)步發(fā)展,2006年9月,財(cái)政部、國家發(fā)展和改革委員會(huì)、農(nóng)業(yè)部、國家稅務(wù)總局、國家林業(yè)局聯(lián)合出臺(tái)了《關(guān)于發(fā)展生物質(zhì)能源和生物化工財(cái)稅扶持政策的實(shí)施意見》,在風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避與補(bǔ)償、原料基地補(bǔ)助、示范補(bǔ)助、稅收減免等方面對于發(fā)展生物質(zhì)能源和生物化工制定了具體的財(cái)稅扶持政策。此外,自2006年1月1日《可再生能源法》正式生效后,醞釀中與之配套的各項(xiàng)行政法規(guī)和規(guī)章也開始陸續(xù)出臺(tái)。財(cái)政部2006年10月4日出臺(tái)了《可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金管理暫行辦法》,該辦法對專項(xiàng)資金的扶持重點(diǎn)、申報(bào)及審批、財(cái)務(wù)管理、考核監(jiān)督等方面做出全面規(guī)定。該《辦法》規(guī)定:發(fā)展專項(xiàng)資金由國務(wù)院財(cái)政部門依法設(shè)立,發(fā)展專項(xiàng)資金的使用方式包括無償資助和貸款貼息,通過中央財(cái)政預(yù)算安排。
三、中國生物質(zhì)能源發(fā)展中存在的主要問題
盡管中國在生物質(zhì)能源等可再生能源的開發(fā)利用方面取得了一些成效,但由于中國生物質(zhì)能源發(fā)展還處于起步階段,面臨許多困難和問題,歸納起來主要有以下幾個(gè)方面。
(一)原料資源短缺限制了生物質(zhì)能源的大規(guī)模生產(chǎn)
由于糧食資源不足的制約,目前,以糧食為原料的生物質(zhì)燃料生產(chǎn)已不具備再擴(kuò)大規(guī)模的資源條件。今后,生物質(zhì)燃料乙醇生產(chǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)為以甜高粱、木薯、紅薯等為原料,特別是以適宜在鹽堿地、荒地等劣質(zhì)地和氣候干旱地區(qū)種植的甜高粱為主要原料。雖然中國有大量的鹽堿地、荒地等劣質(zhì)土地可種植甜高粱,有大量荒山、荒坡可以種植麻風(fēng)樹和黃連木等油料植物,但目前缺乏對這些土地利用的合理評價(jià)和科學(xué)規(guī)劃。目前,雖然在西南地區(qū)已種植了一定數(shù)量的麻風(fēng)樹等油料植物,但不足以支撐生物柴油的規(guī)?;a(chǎn)。因此,生物質(zhì)燃料資源不落實(shí)是制約生物質(zhì)燃料規(guī)模化發(fā)展的重要因素。
(二)還沒有建立起完備的生物質(zhì)能源工業(yè)體系,研究開發(fā)能力弱,技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)薄弱
雖然中國已實(shí)現(xiàn)以糧食為原料的燃料乙醇的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),但以其他能源作物為原料生產(chǎn)生物質(zhì)燃料尚處于技術(shù)試驗(yàn)階段,要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),還需要在生產(chǎn)工藝和產(chǎn)業(yè)組織等方面做大量工作。以廢動(dòng)植物油生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)較為成熟,但發(fā)展?jié)摿τ邢蕖:髠滟Y源潛力大的纖維素生物質(zhì)燃料乙醇和生物合成柴油的生產(chǎn)技術(shù)還處于研究階段,一些相對成熟的技術(shù)尚缺乏標(biāo)準(zhǔn)體系和服務(wù)體系的保障,產(chǎn)業(yè)化程度低,大規(guī)模生物質(zhì)能源生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的格局尚未形成。
(三)生物燃油產(chǎn)品市場競爭力較弱
巴西以甘蔗生產(chǎn)燃料乙醇1980年每噸價(jià)格為849美元,1998年降到300美元以下。中國受原料來源、生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)組織等多方面因素的影響,燃料乙醇的生產(chǎn)成本比較高,目前,以陳化糧為原料生產(chǎn)的燃料乙醇的成本約為每噸3500元左右,以甜高粱、木薯等為原料生產(chǎn)的燃料乙醇的成本約為每噸4000元。按等效熱值與汽油比較,汽油價(jià)格達(dá)到每升6元以上時(shí),燃料乙醇才可能贏利。目前,國家每年對102萬噸燃料乙醇的財(cái)政補(bǔ)貼約為15億元,在目前的技術(shù)和市場條件下,擴(kuò)大燃料乙醇生產(chǎn)需要大量的資金補(bǔ)貼。以甜高粱和麻風(fēng)樹等非糧食作物為原料的燃料乙醇和生物柴油的生產(chǎn)技術(shù)才剛剛開始產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn),產(chǎn)業(yè)化程度還很低,近期在成本方面的競爭力還比較弱。因此,生物質(zhì)燃料成本和石油價(jià)格是制約生物質(zhì)燃料發(fā)展的重要因素。
(四)政策和市場環(huán)境不完善,缺乏足夠的經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)政策和激勵(lì)機(jī)制
生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是具有環(huán)境效益的弱勢產(chǎn)業(yè)。從國外的經(jīng)驗(yàn)看,政府支持是生物質(zhì)能源市場發(fā)育初期的原始動(dòng)力。不論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,生物質(zhì)能源的發(fā)展均離不開政府的支持,例如投融資、稅收、補(bǔ)貼、市場開拓等一系列的優(yōu)惠政策。2000年以來,國家組織了燃料乙醇的試點(diǎn)生產(chǎn)和銷售,建立了包括燃料乙醇的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)基地、銷售渠道、財(cái)政補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠等在內(nèi)的政策體系,積累了生產(chǎn)和推廣燃料乙醇的初步經(jīng)驗(yàn)。但是,由于以糧食為原料的燃料乙醇發(fā)展?jié)摿τ邢?,為避免對糧食安全造成負(fù)面影響,國家對燃料乙醇的生產(chǎn)和銷售采取了嚴(yán)格的管制。近年來,雖有許多企業(yè)和個(gè)人試圖生產(chǎn)或銷售燃料乙醇,但由于受到現(xiàn)行政策的限制,不能普遍享受到財(cái)政補(bǔ)貼,也難以進(jìn)入汽油現(xiàn)有的銷售渠道。對于生物柴油的生產(chǎn),國家還沒有制定相關(guān)的政策,特別是還沒有生物柴油的國家標(biāo)準(zhǔn),更沒有生物柴油正常的銷售渠道。此外,生物質(zhì)資源的其它利用項(xiàng)目,例如燃燒發(fā)電、氣化發(fā)電、規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖場大中型沼氣工程項(xiàng)目等,初始投資高,需要穩(wěn)定的投融資渠道給予支持,并通過優(yōu)惠的投融資政策降低成本。中國缺乏行之有效的投融資機(jī)制,在一定程度上制約了生物質(zhì)資源的開發(fā)利用。
四、中國生物質(zhì)能源未來的發(fā)展特點(diǎn)和趨勢
(一)逐步改善現(xiàn)有的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),降低石油的進(jìn)口依存度
中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,必須構(gòu)筑在能源安全和有效供給的基礎(chǔ)之上。目前,中國能源的基本狀況是:資源短缺,消費(fèi)結(jié)構(gòu)單一,石油的進(jìn)口依存度高,形勢十分嚴(yán)峻。2004年,中國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,煤炭占67.7%,石油占22.7%,天然氣占2.6%,水電等占7.0%;一次能源生產(chǎn)總量中,煤炭占75.6%,石油占13.5%,天然氣占3.O%,水電等占7.9%。這種能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致對環(huán)境的嚴(yán)重污染和不可持續(xù)性。中國石油儲(chǔ)量僅占世界總量的2%,消費(fèi)量卻是世界第二,且需求持續(xù)高速增長,1990年的消費(fèi)量剛突破1億噸,2000年達(dá)到2.3億噸,2004年達(dá)到3.2億噸。中國自1993年成為石油凈進(jìn)口國后,2005年進(jìn)口原油及成品油約1.3億噸,估計(jì)2010年將進(jìn)口石油2.5億噸,進(jìn)口依存度將超過50%。進(jìn)口依存度越高,能源安全度就越低。中國進(jìn)口石油的80%來自中東,且需經(jīng)馬六甲海峽,受國際形勢影響很大。
因此,今后在厲行能源節(jié)約和加強(qiáng)常規(guī)能源開發(fā)的同時(shí),改變目前的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),向能源多元化和可再生清潔能源時(shí)代過渡,已是大勢所趨,而在眾多的可再生能源和新能源中,生物質(zhì)能源的規(guī)模化開發(fā)無疑是一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)可行的選擇。
(二)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的多功能性進(jìn)一步推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展
生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是以農(nóng)林產(chǎn)品及其加工生產(chǎn)的有機(jī)廢棄物,以及利用邊際土地種植的能源植物為原料進(jìn)行生物能源和生物基產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)。中國是農(nóng)業(yè)大國,生物質(zhì)原料生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一部分,生物質(zhì)能源的蘊(yùn)藏量很大,每年可用總量折合約5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,僅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈,就折合1.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國有不宜種植糧食作物、但可以種植能源植物的土地約l億公頃,可人工造林土地有311萬公頃。按這些土地20%的利用率計(jì)算,每年約可生產(chǎn)10億噸生物質(zhì),再加上木薯、甜高粱等能源作物,據(jù)專家測算,每年至少可生產(chǎn)燃料乙醇和生物柴油約5000萬噸,農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用潛力巨大。生物基產(chǎn)品和生物能源產(chǎn)品不僅附加值高,而且市場容量幾近無限,這為農(nóng)民增收提供了一條重要的途徑;生物質(zhì)能源生產(chǎn)可以使有機(jī)廢棄物和污染源無害化和資源化,從而有利于環(huán)保和資源的循環(huán)利用,可以顯著改善農(nóng)村能源的消費(fèi)水平和質(zhì)量,凈化農(nóng)村的生產(chǎn)和生活環(huán)境。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的這種多功能性使它在眾多的可再生能源和新能源中脫穎而出和不可替代,這種多功能性對擁有8億農(nóng)村人口的中國和其他發(fā)展中國家具有特殊的重要性。
(三)凈化環(huán)境,進(jìn)一步為環(huán)境“減壓”
隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速增長,以石化能源為主的能源消費(fèi)量劇增,在過去的20多年里,中國能源消費(fèi)總量增長了2.6倍,對環(huán)境的壓力越來越大。2003年,中國二氧化碳排放量達(dá)到8.23億噸,居世界第二位。2025年前后,中國二氧化碳排放量可能超過美國而居首位。2003年,中國二氧化硫的排放量也超過了2000萬噸,居世界第一位,酸雨區(qū)已經(jīng)占到國土面積的30%以上。中國二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2/3均來自燃煤。預(yù)計(jì)到2020年,氧化硫和氮氧化物的排放量將分別超過中國環(huán)境容量30%和46%?!毒┒甲h定書》已對發(fā)達(dá)國家分配了2012年前二氧化碳減排8%的指標(biāo),中國是《京都議定書》的簽約國,承擔(dān)此項(xiàng)任務(wù)只是時(shí)間早晚的問題。此外,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和廢棄物排放也對生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重傷害。因此,發(fā)展生物質(zhì)能源,以生物質(zhì)燃料直接或成型燃燒發(fā)電替代煤炭以減少二氧化碳排放,以生物燃油替代石化燃油以減少碳?xì)浠?、氮氧化物等對大氣的污染,將對于改善能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率、減輕環(huán)境壓力貢獻(xiàn)巨大。
(四)技術(shù)逐步完善,產(chǎn)業(yè)化空間廣闊
從生物質(zhì)能源的發(fā)展前景看,第一,生物乙醇是可以大規(guī)模替代石化液體燃料的最現(xiàn)實(shí)選擇;第二,對石油的替代,將由E85(在乙醇中添加15%的汽油)取代E10(汽油中添加10%的乙醇);第三,F(xiàn)FVs(靈活燃料汽車)促進(jìn)了生物燃油生產(chǎn)和對石化燃料的替代,生物燃油的發(fā)展帶動(dòng)了傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的更新改造;第四,沼氣將規(guī)模化生產(chǎn),用于供熱發(fā)電、(經(jīng)純化壓縮)車用燃料或罐裝管輸;第五,生物質(zhì)成型燃料的原料充足,技術(shù)成熟,投資少、見效快,可廣泛用于替代中小鍋爐用煤,熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)能效在90%以上,是生物質(zhì)能源家族中的重要成員;第六,以木質(zhì)纖維素生產(chǎn)的液體生物質(zhì)燃料(Bff。)被認(rèn)為是第二代生物質(zhì)燃料,包括纖維素乙醇、氣化后經(jīng)費(fèi)托合成生物柴油(FT柴油),以及經(jīng)熱裂解(TDP)或催化裂解(CDP)得到的生物柴油。此外,通過技術(shù)研發(fā)還將開拓新的資源空間。工程藻類的生物量巨大,如果能將現(xiàn)代生物技術(shù)和傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合,優(yōu)化育種條件,就有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模養(yǎng)殖高產(chǎn)油藻。一旦高產(chǎn)油藻開發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,由藻類制取生物柴油的規(guī)模可以達(dá)到數(shù)千萬噸。
據(jù)專家預(yù)測估計(jì),到2010年,中國年生產(chǎn)生物燃油約為600萬噸,其中,生物乙醇500萬噸、生物柴油100萬噸:到2020年,年生產(chǎn)生物燃油將達(dá)到1900萬噸,其中,生物乙醇1000萬噸,生物柴油900萬噸。
一、沼肥的特性
由于參與沼氣發(fā)酵的微生物群類很多,有水解性細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、耗氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌以及合成功能的細(xì)菌等,所以,沼肥中富集了大量養(yǎng)分,主要包括礦物質(zhì)元素、營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)三大類。
1、礦物質(zhì)元素
在沼氣發(fā)酵的代謝過程中,有機(jī)廢棄物中的礦物質(zhì)元素參與微生物的代謝,因此,沼肥中的礦物質(zhì)元素非常豐富,可分為鈣、鈉、氯、硫、鎂、鉀等常量元素和鐵、鋅、銅、錳、鈷、鉻、釩等微量元素。
2、營養(yǎng)成分
沼肥中有大量的氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì),這些元素以簡單的化合物存在,易于被動(dòng)物、植物吸收利用:例如,有機(jī)廢棄物中的有機(jī)氮素,一部分被轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮(NH3-N)的形式,相當(dāng)于速效氮,另一部分則參與代謝或分解為氨基氮——游離氨基酸的形式。氨態(tài)氮是理想的氮肥,而氨基酸則是飼料的最佳氮素來源。
3、生物活性物質(zhì)
在沼氣發(fā)酵過程中,參與厭氧消化和代謝的微生物菌群相當(dāng)復(fù)雜。大致分為四大類:①水解性細(xì)菌;②產(chǎn)乙酸細(xì)菌;③產(chǎn)甲烷菌;④其它具有合成能力的細(xì)菌。
沼氣發(fā)酵過程是一個(gè)多菌群相互交潛作用而又復(fù)雜的過程,其代謝產(chǎn)物是極為豐富的。經(jīng)研究檢測表明,沼肥中含有成分較全的氨基酸、豐富的微量元素、B族維生素、各種水解酶類、有機(jī)酸類、植物激素類、抗生素類以及腐植酸等生物活性物質(zhì)。
(1)各種水解酶類。
研究測試表明,沼肥中含有蛋白質(zhì)水解酶、脂肪水解酶、纖維素水解酶和淀粉水解酶等酶類物質(zhì),這些酶類的存在為沼氣發(fā)酵殘留物做畜禽飼料添加劑,促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展,降低成本提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。
(2)氨基酸。
沼氣發(fā)酵過程實(shí)際就是沼氣菌群的不斷繁殖和代謝過程,最后在其殘留物中必然有大量的菌體蛋白。這些菌體蛋白的氨基酸組成非常全面,無論是必需氨基酸,還是非必需氨基酸都可與魚粉相媲美。
(3)B族維生素。
維生素是動(dòng)植物生產(chǎn)必不可少的物質(zhì),它們不能在動(dòng)植物體內(nèi)合成,只能通過某些微生物合成。通過檢測證實(shí),經(jīng)過沼氣發(fā)酵,沼肥中的B族維生素不僅比原料中的含量大,而且數(shù)量多,這些維生素能促進(jìn)植物和動(dòng)物的生長發(fā)育,同時(shí)能提高動(dòng)植物抵御病蟲害的抗逆性。
(4)腐植酸。
腐植酸是植物殘?bào)w腐解后所形成的一種高分子化合物,包括胡敏酸、富里沃酸和草木糯酸三種。沼氣發(fā)酵殘留物中的腐植酸含量在10~20%之間。腐植酸在改良土壤方面,有利于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成;作為飼料添加劑,可抑制脂肪氧化,防治抗菌素和維生素添加劑的失活。沼氣發(fā)酵殘留物作為土壤改良劑和飼料添加劑所獲得的效果,均與其腐植酸的作用有著直接的關(guān)系。
二、沼肥的綜合利用機(jī)理
1、沼氣發(fā)酵原料本身是開展沼肥綜合利用的物質(zhì)基礎(chǔ)
發(fā)酵原料經(jīng)過一段時(shí)間發(fā)酵后,原料中的一部份固形物雖然被沼氣微生物分解,但尚未消化形成沼氣,這些固形物殘留在沼渣中可以作為動(dòng)物飼料或植物的肥料使用。
2、沼氣發(fā)酵產(chǎn)物是沼氣綜合利用物質(zhì)
沼氣發(fā)酵產(chǎn)物除沼氣與料液自動(dòng)分離外,其它物質(zhì)都保存在發(fā)酵料液中,這些物質(zhì)可分為礦物質(zhì)元素、營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì)三大類。
礦物質(zhì)元素存在于發(fā)酵原料中,通過沼氣發(fā)酵變成離子形式,它們的濃度不高,其中含量最高的是鈣,可達(dá)到萬分之二;其次是磷,可達(dá)到萬分之一;此外鐵可達(dá)到萬分之零點(diǎn)一;其它銅、鋅、錳、鉬等只能達(dá)到萬分之零點(diǎn)零一以下。它們可滲透到中子細(xì)胞內(nèi),能夠刺激種子發(fā)芽和生長。
營養(yǎng)物質(zhì)是由發(fā)酵原料中的大分子物質(zhì)被沼氣微生物分解形成的,由于其結(jié)構(gòu)相對較分解前簡單,因此能夠被作物直接吸收,向作物提供氮、磷、鉀等主要營養(yǎng)元素。
沼肥中的生物活性物質(zhì)包括氨基酸、生長素、赤酶素、激動(dòng)素、單糖、腐殖酸、不飽和脂肪酸、維生素及某些抗菌素類物質(zhì)。它們對作物生長發(fā)育具有刺激作用,參與了作物從種子萌發(fā)、植株長大、開花、結(jié)實(shí)的整過程。例如赤霉素可以刺激種子提早發(fā)芽,生長素能促進(jìn)種子發(fā)芽,提高發(fā)芽率。在作物生長階段,赤霉素可促進(jìn)作物莖、葉快速生長,而生長素可使作物根深葉茂。干旱時(shí),某些核酸、單糖可增強(qiáng)作物抗旱能力。在低溫時(shí)游離氨基酸、不飽和脂肪酸可使作物免受凍傷。某些維生素能增強(qiáng)作物抗病能力。在作物生殖期,赤霉素等能誘發(fā)作物抽苔、開花,生長素則能有效防止落花、落果,提高座果率。激動(dòng)素對于防止作物衰老,防止棉花落鈴、落果效果顯著。
3、沼氣微生物菌體本身也是沼氣綜合利用的物質(zhì)基礎(chǔ)
沼氣微生物菌體的蛋白質(zhì)含量極高,是很好的飼料蛋白。沼氣發(fā)酵后的微生物菌體,一部分來自原料中的可溶性組分,另一部分來自原料中的固形物。這些菌體在分解原料有機(jī)物的過程中也在不斷增長,使沼氣發(fā)酵料液中蛋白質(zhì)含量較之發(fā)酵前增加。
三、沼肥的綜合利用途徑
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,沼液及沼渣常用于浸種、葉面施肥、防蟲、喂豬、盆栽、種梨、種西瓜、種蔬菜、旱土育秧、種水稻、種花生、養(yǎng)魚、栽培蘑菇、養(yǎng)殖蚯蚓等。
1、沼液浸種
(1)技術(shù)要點(diǎn)。
1)曬種:除雜、翻曬1~2天。
2)裝袋:選擇編織袋或布袋,將種子裝入,留出袋內(nèi)四分之一空間。
3)浸種:將編織袋或布袋浸于裝有沼液的容器中。
4)清洗:浸種結(jié)束后,應(yīng)將種子用清水洗凈,然后晾干、催芽或播種。洗凈,可將種子倒入盛有清水的容器中或?qū)⑹⒂蟹N子的袋直接放入水中清洗。
5)浸種方式與時(shí)間。
常規(guī)水稻:一次性或間歇式。早稻48h,中稻36h,晚稻36h,粳稻、糯稻應(yīng)適當(dāng)延長。
雜交水稻:一般為間歇式。早稻浸14h,晾6h,浸4h,晾6h,再浸14h,浸種不少于42h,清水洗凈,然后催芽。中稻浸12h,晾6h,浸12h,晾6h,再浸12h。浸種不少于36h,清水洗凈,然后催芽。晚稻浸8h,晾6h,三浸三晾,破胸為止,清水洗凈,然后催芽。
小麥:適用于土壤墑情較好時(shí)采用,播前一天進(jìn)行,浸種12h。清水洗凈,瀝干水分即可播種。
玉米:一次浸種12~16h,清水洗凈,晾干后即可播種。
棉花:非包衣種子一次浸14~18h。浸時(shí)注意袋內(nèi)加石塊,以防種子袋浮起。
甘薯與馬鈴薯:一次4h,也可盛入缸、桶容器中,取正常沼液浸泡。浸種結(jié)束后,清水洗凈,然后催芽或播種。
花生:一次浸4~6h,清水洗凈晾干后即可播種。
瓜類與豆類種子:一次浸2~4h,清水洗凈,然后催芽或播種。
(2)注意事項(xiàng)。
用于浸種的沼液要充分發(fā)酵1個(gè)月以上。
浸種時(shí)間以種子吸足水分為宜。
沼液浸過的種子,都應(yīng)用清水淘凈,然后催芽或播種。
由于地區(qū)、墑情、溫度、農(nóng)作物品種不同,浸種時(shí)間各地可先進(jìn)行一些簡單的對比試驗(yàn)后確定。
2、沼液葉面噴肥
(1)技術(shù)要點(diǎn)。
方式:可單施,也可與化肥、農(nóng)藥、生長劑等混合施。
沼液:采自正常發(fā)酵1個(gè)月以上的沼氣池,澄清、紗布過濾。
施肥時(shí)期:農(nóng)作物萌動(dòng)抽梢期(分蘗期),花期(孕穗期、始果期),果實(shí)膨大期(灌漿結(jié)實(shí)期),病蟲害暴發(fā)期。每隔10天噴施1次。
施肥時(shí)間:上午露水干后(10:00左右)進(jìn)行,夏季傍晚為宜,中午高溫及暴雨前不施。
濃度:幼苗、嫩葉期,1份沼液加1~2份清水;夏季高溫,1份沼液加1份清水;氣溫較低,老葉(苗)時(shí),不加水。
用量:視農(nóng)作物品種和長勢而定,一般每畝40~100kg。
(2)注意事項(xiàng)。
沼液采自正常發(fā)酵1個(gè)月以上的沼氣池。
以噴施葉背面為主,以利養(yǎng)分吸收。
3、沼液防蟲
沼液經(jīng)厭氧發(fā)酵后,殺滅了有害病菌,因此它本身具有無菌和抑制病菌生長的作用。沼液中還含有吲哚乙酸、赤霉素和較高溶量的氨和銨鹽,通常含量可達(dá)0.2~0.3%。因此沼液有抑制大多數(shù)病菌生長功能。
(1)技術(shù)要點(diǎn)。
玉米螟:沼液50kg,加入2.5%敵殺死乳油10ml,攪勻,灌玉米心葉。
水稻螟:取沼液1份加清水1份混合均勻,潑澆。
蔬菜、小麥蚜蟲:準(zhǔn)備兩只洗凈糞桶,噴霧器一個(gè),煤油、洗衣粉各0.05kg。將0.05kg洗衣粉充分溶于0.5kg水中,取0.05kg洗衣粉水和0.0025kg煤油倒入噴霧器中,再取過濾沼液14kg裝入噴霧器中,充分?jǐn)嚢韬?,就成了沼氣?fù)方治蟲劑,將此劑均勻地噴在被蚜蟲危害的農(nóng)作物上,一畝田噴35kg。如遇蚜蟲危害嚴(yán)重時(shí),第二天再噴一次,注意選擇晴天治蟲,效果更佳。
使用效果:對小麥、黃豆、豇豆、蓮花白、大芹菜、白菜、蒿筍、厚皮菜、等不同農(nóng)作物治蚜蟲效果好,與樂果治蚜蟲一樣,其死亡率在90%以上,并且對作物增產(chǎn)效果顯著。同時(shí)還能減少農(nóng)業(yè)投資,減輕環(huán)境污染和補(bǔ)充農(nóng)作物葉面追肥。實(shí)踐證明,以畝增產(chǎn)計(jì),小麥畝可達(dá)10%,田埂豇豆、田埂黃豆和厚皮菜均達(dá)30%,每年可節(jié)省農(nóng)藥開支10元以上,增加產(chǎn)值90多元。
4、沼液沼渣種蔬菜
(1)技術(shù)要點(diǎn)。
沼渣作基肥:采用移栽秧苗的蔬菜,基肥以穴施方法進(jìn)行。秧苗移栽時(shí),每畝用腐熟沼渣2000kg施入定植穴內(nèi),與開穴挖出的園土混合后進(jìn)行定植。對采用點(diǎn)播或大面積種植的蔬菜,基肥一般采用條施條播方法進(jìn)行。對于瓜菜類,例如南瓜、冬瓜、黃瓜、西紅柿等,一般采用大穴大肥方法,每畝用沼渣3000kg、過磷酸鈣35kg、草木灰100kg和適量生活垃圾混合后施入穴內(nèi),蓋上一層厚約5~10cm的園土。定植后立即澆透水分,及時(shí)蓋上稻草或麥稈。
沼液作追肥:一般采用根部淋澆和葉面噴施2種方式。根部淋澆沼液量可視蔬菜品種而定,一般每畝用量為500~3000kg。施肥時(shí)間以晴天或傍晚為好。雨天或土壤過濕時(shí)不宜施肥。葉面噴施的沼液需經(jīng)紗布過濾后方可使用。在蔬菜嫩葉期,沼液應(yīng)兌水l倍稀釋,用量在40~50kg之間,噴施時(shí)以葉背面為主,以布滿液珠而不滴水為宜。噴施時(shí)間,上午露水干后進(jìn)行,夏季以傍晚為好,中午、下雨時(shí)不噴施。葉菜類可在蔬菜的任何生長季節(jié)施肥,也可結(jié)合防病滅蟲時(shí)噴施沼液。瓜菜類可在現(xiàn)蕾期、花期、果實(shí)膨大期進(jìn)行,并在沼液中加入3%的磷酸二氫鉀。
(2)注意事項(xiàng)。
沼渣作基肥時(shí),沼渣一定要堆漚腐熟。
沼液葉面追肥時(shí),應(yīng)觀察沼液濃度。如沼液呈深褐色,有一定稠度時(shí),應(yīng)兌水稀釋后使用。
沼液葉面追肥,沼液一般要在沼氣池外停置半天。
蔬菜上市前7天,一般不追施沼肥。
5、沼液沼渣養(yǎng)魚
(1)技術(shù)要點(diǎn)。
原理:將沼肥施入魚塘,系為水中浮游動(dòng)、植物提供營養(yǎng),增加魚塘中浮游動(dòng)、植物產(chǎn)量,豐富濾食魚類餌料的一種飼料轉(zhuǎn)換技術(shù)。
基肥:春季清塘、消毒后進(jìn)行。每畝水面用沼渣150kg或沼液300kg均勻施肥。沼渣,可在未放水前運(yùn)至大塘均勻撒開,并及時(shí)放水入塘。
追肥:4~6月,每周每畝水面施沼渣100kg或沼液200kg;7~8月,每周每畝水面施沼液150kg;9~10月,每周每畝水面施沼渣100kg或沼液150kg。
施肥時(shí)間:晴天8:00~10:00施沼液最好;陰天可不施;有風(fēng)天氣,順風(fēng)潑撒;悶熱天氣、雷雨來臨之前不施。
(2)注意事項(xiàng)。
魚類以花白鰱為主,混養(yǎng)優(yōu)質(zhì)魚(底層魚)比例不超過40%。
水體透明度大于30cm時(shí)每2天施1次沼液,每次每畝水面施沼液100~150kg,直到透明度回到25~30cm后,轉(zhuǎn)入正常投肥。
6、沼渣栽培蘑菇
準(zhǔn)備沼渣:播種前,將沼渣瀝干,趁天晴攤薄曝曬,去除未腐熟好的長殘?jiān)F貢駮r(shí)間以手緊捏沼渣,指縫有水而不下滴為宜。處理后的沼渣,按其重量加入1%熟石膏粉、1%過磷酸鈣及0.5%尿素備用。
準(zhǔn)備菇房及床架:菇房一般可選用有對開門窗的空房。菇床可用竹、木、鐵搭成多層床架,第一層距地不低于25cm,以上各層相距60cm,以秸稈、樹枝鋪平。菇房用20倍福爾馬林溶液熏蒸或50倍液噴灑,也可用50倍石硫合劑全面噴灑墻壁、地面和菇床,關(guān)閉菇房1~2天。將沼渣平鋪在菇床上,俅持自然疏松,厚度1~14cm。
播種:選擇純潔菌種,按10cm×10cm的間距,用手指均勻打2cm深的播種穴,將菌種掏出按每穴拇指大小一塊放入,隨手蓋一薄層培養(yǎng)料,以利菌絲生長。播種后,把料面整平稍拍一下,讓培養(yǎng)料和菌種接觸緊密,但不能用力拍實(shí),以免密不透氣。用清水浸濕的干凈報(bào)紙覆蓋,關(guān)好門窗。保持房內(nèi)溫度30℃以下,空氣濕度60%~70%,以利菌絲早日定植。
覆土前的管理:從播種到覆土約需20天,這段時(shí)間主要是促菌絲生長,管理重點(diǎn)是防高溫,盡量使室溫維持在22℃~25℃,濕度65%。播種后的10天內(nèi),每天需揭動(dòng)報(bào)紙1~2次。以通風(fēng)換氣。10天后可揭去報(bào)紙,早晚開門窗,并逐步增加通風(fēng)次數(shù),注意防雜菌。
覆土:覆土就是在長滿菌絲的料面上覆蓋一層土粒。覆土的土質(zhì)最好選用水田犁底層以下略帶砂性的土壤或池塘底層泥土。覆土?xí)r先覆大粒(直徑2~3cm),做到料面不外露,土粒不重疊。然后覆蓋小粒(如蠶豆大小)。土粒含水量20%左右,pH7.0~8.0為宜,如過酸,可用0.5%石灰水噴霧調(diào)節(jié)。