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      新聞媒體

      農民日報:碳中和征程起始之年,農村沼氣“持續發酵”

       國家推薦性標準《秸稈收儲打包體系建設規范》參編單位征集

             經全國供銷合作總社《關于組織執行2019年第四批國家推薦性標準計劃的通知》(供銷科標字【2020年03號)文件批復,中國再生資源資源回收利用協會\安徽省質量和標準研究院作為起草單位,起草推薦性國家標準《秸稈收儲打包體系建設規范》?,F誠邀地方政府、研究機構及秸稈設備、秸稈收儲運和秸稈相關生產企業參與此標準的意見回饋、現場調研及研討會等,并歡迎各企業機構參與起草單位。

       秸稈、畜禽糞污等農林廢棄物企業、項目、技術推廣征集

             因疫情影響,導致各種會議、展會暫?;蜓悠谂e辦,為了充分展示秸稈、畜禽糞污等農林廢棄物行業發展,展示優品牌企業、挖掘創新技術、推廣應用產品,傳播區域項目信息,宣傳先進經驗,現誠邀地方政府、研究機構及秸稈設備、秸稈收儲運、裝備制造和秸稈產品相關生產企業參與,展示企業品牌、應用產品、先進技術、市場項目和應用成果。

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      2021-10-22  來源:農民日報

      編者按

         中國沼氣行業利用厭氧發酵技術處理各種有機物生產清潔能源、優質有機肥,一直在為中國減排固碳、循環利用、綠色發展、環境保護、能源安全做著貢獻。近日,《中國沼氣行業“雙碳”發展報告》發布,本報本期結合沼氣行業先進技術、典型模式與示范項目等進行總結,并刊發專家針對行業典型問題提出建設性的政策建議,以饗讀者。

        今年是全面推進鄉村振興和開啟碳中和征程的起始之年。沼氣利用厭氧發酵技術處理各種有機物生產清潔能源、優質有機肥,一直在為中國減排固碳、循環利用、綠色發展、環境保護、能源安全做著應有的貢獻。

        新中國成立后,黨和國家歷屆領導都對沼氣建設與發展給予了高度關注與支持。特別是進入21世紀以來,中央加大了對沼氣建設與發展的支持力度,累計安排中央預算內投資超過700億元,專項用于戶用沼氣池和各種類型沼氣工程建設補助,支持村級沼氣服務網點建設,并開展了農村沼氣轉型升級試點項目。截至2020年,全國已推廣戶用沼氣3900萬戶,建設各類沼氣工程超過10萬處,形成年產沼氣200多億立方米的能力??梢宰院赖卣f,經過多年長期的發展,中國的沼氣技術水平已經站在了世界前沿,推廣規模全球一,應用領域實現了農業農村、城市和工業的全覆蓋。

        就地、就近、循環有機

        農村沼氣工程“轉型升級”

        在農村沼氣發展過程中,逐漸形成了多種原料底物的沼氣工程,如以秸稈、畜禽糞污、城鄉生活垃圾及混合原料為底物的沼氣工程都已具備工程先進性。各地規?;锾烊粴馐痉俄椖砍浞掷蒙飶U棄物為原料,生產沼氣和有機肥,符合國家產業政策,具有較好的環境效益和社會效益。針對高含固率物料,干式發酵已逐漸成為新型的農業農村有機廢棄物厭氧處理技術。針對厭氧消化過程中仍存在大量沼液消納困難和北方地區保溫性差的工藝問題,黑龍江省林甸畜禽養殖生物廢棄物資源化利用項目做出了較好的示范作用,在處理高寒地區畜禽糞便和秸稈的同時,利用干式厭氧發酵大大減少了沼液的產生量。

        近年來,農村沼氣工程依托農業廢棄物資源利用和循環發展理念,因地制宜形成了多種發展模式,為農村沼氣工程的可持續發展打下堅定的基礎。比如,梁家河沼氣示范項目形成以果、沼、畜為核心的區域農業農村綠色有機循環模式,以畜禽糞污為生產原料,每年可處理1800噸原料,年產沼氣7萬立方米,年發電量約12萬千瓦時,年減排約800噸二氧化碳;年產沼渣100噸,沼液1500噸。沼渣沼液作為有機肥用于千畝現代生態果園,實現了農業廢棄物的能源化利用及后續沼渣沼液的肥料化利用。

        除厭氧消化沼氣產物可進行能源化利用外,在農村沼氣工程中沼渣沼液產物綜合利用成效也較為突出。經厭氧消化過程消毒滅菌及蟲卵等處理,沼渣沼液富含多種營養成分,是優質的農用有機肥。山東省煙臺市蓬萊區南王鎮建有8個體積為3200立方米的沼氣發酵罐,日處理雞糞300噸、沖刷雞舍的污水300噸,日產沼氣3萬立方米,日均發電量6.5萬千瓦時,年發電并網2200萬千瓦時。該項目每年產生8萬噸溫室氣體減排量,該減排量通過國際第三方核查機構核證及聯合國簽發后,通過世界銀行進行碳交易,每年可獲700萬元碳減排收益。沼液直接就近還田利用,或給沼液膜濃縮項目提供沼液原料,沼渣與雞糞混合可以做有機肥。

        變廢為寶 綠色生產

        助力雙碳目標實現

        我國是世界大農產品生產和消費國,農業廢棄物的資源量極大,對環境的影響不容忽視。由于秸稈等固體廢物就地焚燒產生大量的廢氣,同時,在自然條件影響下,固體廢物中的一些有害成分轉入大氣、水體和土壤,參與生態系統的物質循環,具有潛在的、長期的危害性。因此,對農業固體廢物進行綜合治理是十分必要的,它們均可作為厭氧生物發酵的原料。

        農業廢棄物是指在整個農業生產過程中被丟棄的有機類物質,包含農業生活生產和畜禽養殖業中產生的廢棄物,主要包括農作物秸稈、果蔬廢棄物、畜禽糞便和農村生活垃圾。厭氧發酵的產物為高熱值的能源——沼氣,屬于可再生能源,具有綠色、低碳、清潔等特點,可替代傳統化石燃料燃燒,可在一定程度上緩解農村能源緊張的矛盾,實現溫室氣體減排。

        根據《中國有機肥養分志》數據分析,我國畜禽糞污產沼氣能力為100-480立方米/噸VS,基于當前總體不超過10%的資源沼氣化利用率,按照單位糞污可產沼氣16立方米/噸鮮重計算,當前畜禽糞污的沼氣生產量約為26.9億立方米。2030年畜禽養殖規?;屎托笄菁S污綜合利用率分別達到75%和85%以上,預測畜禽糞污可利用量可達29.9億噸,按照資源沼氣化利用率50%,單位糞污產沼氣30立方米/噸鮮重計算,可獲得沼氣生產潛力約為447.8億立方米。預期至2060年,我國畜禽養殖的主要畜種將實現全部規?;B殖,即糞污可利用量為35.7億噸,按照資源沼氣化利用率80%,單位糞污產沼氣50立方米/噸鮮重計算,可獲得沼氣生產潛力約為1428億立方米。

        2015年全國范圍內已建成大中型秸稈沼氣工程共458處,每個沼氣工程日產氣量大約為1000-2000立方米/天,全部秸稈沼氣工程全年運行的沼氣產量為2.5億立方米。我國農作物秸稈產沼氣潛力為200-350立方米/噸VS。2030年,全國將建立完善的秸稈收儲運體系,形成布局合理、多元利用的秸稈綜合利用產業化格局,資源沼氣化利用率增加到20%,可用于沼氣生產的作物秸稈資源量為1.9億噸,單位秸稈產沼氣能力為300立方米/噸,估算農作物秸稈可獲得沼氣生產潛力為513億立方米。預測到2060年,資源沼氣化利用率約為40%,可用于沼氣生產的作物秸稈量為3.6億噸,單位秸稈產沼氣能力為320立方米/噸,估算農作物秸稈可獲得沼氣生產潛力為1094億立方米。

        在全面推進“高質量發展”要求、“鄉村振興”戰略和實現“雙碳”目標的背景下,包括沼氣在內的生物質能行業將會發揮不可替代的作用。能源革命與高質量發展、綠色低碳清潔能源體系構建、農村生態環境保護與綠色宜居村鎮建設將成為“雙碳”和鄉村振興戰略的重要著力點。與此同時,由于產業政策不完善、標準體系不健全、行業發展不均衡、現有政策補貼機制待完善、市場化動力不足等因素,需要整個沼氣行業迎接挑戰,砥礪前行。

        綜合利用模式分析

        模式一:山東依水禾香“土地流轉+生態農業生態園”模式

        清華大學與山東依水禾香公司合作,成立農業公司,流轉周圍土地,雇傭農民勞動,科學化、精細化和統一化管理。以濟南市為對象并對該市1348家餐飲單位的餐廚垃圾收運情況進行實地調研,分析其產生、收運在時間和空間上的分布規律,并基于現有集中式運輸模式現狀,規劃了分散式的收運模式;對餐廚垃圾厭氧處理后的沼渣沼液的農業利用進行了實驗研究和綜合分析,明確了其資源化利用的潛力及環境影響;評價不同“收運—處理—利用”模式的溫室氣體排放進行綜合評價,對比分析了不同模式下的環境影響。

        餐廚垃圾總產量406噸/天分散式收運模式運輸環節的溫室氣體減排5.39噸二氧化碳/天;對餐廚垃圾厭氧處理后的沼渣沼液的農業利用,進行了1000畝土地流轉用來種植黃河大米,施用量為15噸/畝,多可比化肥增產14.7%。在沼氣、沼液(渣)充分利用的前提下,厭氧技術所產生的溫室氣體總排放量低,為-6.87噸二氧化碳/天。如果沼液未經農田消納而是作為廢水進行處理,排放量則增至6.27噸二氧化碳/天。

        初步計算,如果1萬畝的種植規模,可對應200噸的餐廚垃圾處理,處理餐廚垃圾投資1億元,從原來的1000萬元利潤,增加至5000萬元。水稻每畝利潤是5300元,1萬畝水稻就是5000萬的利潤,投入沒有增加太多,利潤卻增加了2-3倍。這是跨界從餐廚垃圾競爭的紅海初步走向生態農業的藍海。

        模式二:貴州茅臺生態循環經濟產業示范園

        該模式位于貴州省遵義市播州區鴨溪鎮茅臺生態循環經濟產業示范園內,2019年開始投產運營,年處理茅臺酒糟10萬噸、高濃度廢水5萬噸,可生產生物天然氣產品1178萬立方米,利用沼渣和沼液生產有機肥料10萬噸。

        項目采用厭氧發酵技術,將酒糟廢棄物與高濃度廢水經過物料調配、厭氧發酵、沼氣脫硫、脫碳提純等工序,得到生物天然氣和沼渣沼液產品。沼氣提純生物天然氣經壓縮增壓成CNG對外銷售,沼渣作為有機肥原料外售,沼液還田利用。

        采用厭氧發酵技術后,溫室氣體年排放量減少了2.6萬噸二氧化碳當量。沼液還田地塊的土壤每公頃固碳量約為1.5噸,折合每公頃年均固碳5.48噸二氧化碳當量。該項目沼液還田面積為500公頃,每年可以固碳2740噸二氧化碳當量。該項目為國內白酒廠釀酒廢棄物的資源循環利用,提供了較好的示范意義,實現了酒糟的綜合循環利用。

        專家觀點

        中國農業大學生物能源科學與技術國際聯合研究中心主任董仁杰:

        我國農業農村生物廢棄物40多億噸,但目前用于沼氣生產的僅僅10%左右。如果將農業農村生物廢棄物資源全部用于生產沼氣,沼氣潛力約為1200-6800億立方米,僅沼氣熱電聯產的熱量即可實現溫室減排潛力1億-5.5億噸二氧化碳當量,如果考慮電力和肥料的化石資源替代以及沼渣沼液還田產生的穩定碳匯,農業農村生物廢棄物“應氣盡氣”全量沼氣處理的減排潛力巨大。

        我國農業農村沼氣工程的發展面臨著內部挑戰和外部機遇。內部挑戰包括需要進一步凝練成功的沼氣工程運營模式,提升沼氣工程從原料收運貯、厭氧發酵、到沼渣沼液沼氣利用全產業鏈條的技術與裝備水平,在成功經驗和現實需求的基礎上重構沼氣工程標準體系,在生態文明建設、鄉村振興、農業綠色發展和碳達峰碳中和戰略背景下進一步完善政策體系和重新認識沼氣工程的戰略定位,通過沼氣工程技術革命實現沼氣工程的社會經濟生態價值。沼氣工程發展的外部機遇則是國家整體發展戰略下對農業農村生物廢棄物的處理與循環利用的需求以及國家碳達峰與碳中和對農業農村生物廢棄物處理的戰略需求。農業農村沼氣工程發展的歷史已經證明,只有跳出沼氣工程產業的小圈子,站在國家發展大戰略背景下,才能真正找到沼氣工程可持續發展的成功之路。  

        北京化工大學教授劉秀金:

        目前,我國沼氣行業的發展面臨多方面的挑戰,我認為,根本的問題是沼氣工程只有環境效益、沒有經濟效益。建成的工程不盈利,后續就沒有人再愿意投資建設,整個行業也就很難發展起來。不盈利的主要原因有:處理農業農村廢物,建設運營方不僅無法收取處理費、反而需要支付產廢者(如養殖場)費用,或者需要自己去花錢收集和處理廢物(如秸稈),導致沼氣生產成本高、無法與常規能源實現市場競爭;沼氣和生物天然氣發電、并入管網、建加氣站難度大,或者并網價格很低(由于管網壟斷),覆蓋不了生產成本;沼渣沼液生產有機肥是個好事,但目前我國有機肥市場推廣難度大,很難獲得經濟收益;其他清潔能源(如風電、光電等)國家都有后端補貼,同樣是清潔能源,而且還多個環保效益,沼氣和生物天然氣產品卻沒有補貼,“待遇”不同等。

        因此,未來沼氣行業的發展必須要針對上述四個方面開展工作:實現“排污收費”制度(像城市垃圾一樣),減少原料成本;實現綠色能源“配額”制度,讓用氣用戶主動找我們,掌握市場話語權和定價權,解決沼氣和生物天然氣市場和價格問題;大力推廣有機肥料,增加經濟收益渠道;制訂“后端補貼”政策,實現與其他清潔能源的“同等待遇”。只要行業扭轉了“不盈利”的狀況,技術、裝備、管理、模式、人才和投資等具體問題就會迎刃而解,才能夠實現成功的“轉型升級”,從而推動我國沼氣行業快速和可持續發展。

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             中國再生資源回收利用協會農林廢棄物綜合利用分會探索建立規范可行的農林廢棄物回收利用體系,與種養殖合作社、收儲運環節、再利用企業及科研機構共同搭建平臺,探索秸稈、畜禽糞便、農膜地膜及林業廢棄物等農林廢棄物綜合利用循環模式,促進綠色生態發展。

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