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

        此次峰會由中國沼氣學會、中國城市燃氣協會、中國企業投資協會、中國可再生能源學會、中國農村能源行業協會共同發起，在安陽市人民政府的大力支持下，由安陽貞元集團、殷都區人民政府攜手中國能源網共同承辦。

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


        以下為發言實錄：

        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生物燃氣產業發展現狀與趨勢，那么說到這個生物燃氣發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。

        根據環境保護部，環境規劃院數字，2006年我國空氣質量超標城市人口約為1.7億，隨著環境狀況惡化我們有必要研發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。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，這個數字是比較不太表觀的數據，如果我們把這個沼氣值算成我們現在用的煤，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%，沼氣是具有相當優勢。

        這是關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業化非常健全，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電方面，他們發電方面是走在世界前列。德國2008年有5千套發電裝置運行，發電能力為1300MW，就業16000人，他用于沼氣發酵飲料主要是農業飲料，占早期飲料80%，其中是以能源作物為主的。

        那么，德國這個沼氣產業化發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，以前大多是以互用型沼氣為主，30年前聯合國曾組織在發展中國家推廣中國技術和經驗。工業化生產沼氣技術已經基本成熟，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電裝機容量等等，我國的沼氣指標要遠低于國外。

        其中發酵工藝多采用液體發酵方式，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。關于車輛原料，目前沒有看到產業化。對于沼氣生產技術，可以劃分為三個方面，一個是原料，第二是工程技術，第三是微生物技術。原料剛才已經說了，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，發酵效率低，尤其是畜禽糞便導致后續水處理的壓力，這些問題都存在解決。對于這些問題解決，我們認為最優方案就是進行固體液氧發酵。我們來回顧一下，國內關于固體液氧發酵，德國開發的車庫型固體發酵工業級裝備已投入生產運行，他解決了無水和發酵問題，也存在一些問題，包括結構復雜，投資高等等問題。其中最關鍵不能控制發酵過程的全過程，我國也開發了“覆膜唐槽干法厭氧發酵”，可以達到20~30的總因形圖，溶劑產生率超過1/L/D。這是關于沼氣運營甲烷情況。

        剛才說了除了原料之外，工程技術方面也有一些方面需要改進，比如目前大多數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，它只是一個方面，如果要得到一個高產量的沼氣，我們必須要研發一個高效的菌種，目前我們準備研究一個低溫液氧菌種，這是根據菌種做的一個PCR的結果。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變成為甲烷。在這個過程中設計非常多的功能，包括液氧發酵菌群，轉化為簡單的有機物，將這三個碳以上有機酸進行轉變，還有利用乙酸轉變為甲烷。從這個圖來看，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組學技術研究優勢菌群。

        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能量，以及分布式能源系統等等。這是我們關于生物燃氣產業發展的一個目標，所列的一個發展目標。2020年我們認為替代600萬噸石油，以常規厭氧發酵技術，包括常溫的發酵技術。同時，研究液氧發酵技術，包括剛才說的高問題液氧發酵技術。在2030年替代800萬噸石油，開發低溫厭氧發酵技術為主，到2050年替代1千萬噸石油目的，好的，我的演講結束了，謝謝。

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