1 概述
利用生物质生产生物燃气 ( 又名沼气) 作为一种替代能源,已经得到世界各国的高度重视。欧洲国家在生物质厌氧消化方面,走在了世界前列,不论是技术研发、政策的制定实施,还是将成果转化为经济、环境和能源效益,都极具有模范价值。
其一些大型沼气工程主要消化原料为: 禽畜粪便、农作物秸秆、城市生活垃圾中的有机组分[1].这些国家中,德国农场沼气工程的迅速发展,成为了世界上最大的生物燃气生产地。这主要是因为其一系列优惠鼓励政策的出台,为沼气工程的发展创造了极好的法律环境。该国多次修订 《可再生能源法》,鼓励沼气发电上网的一系列配套政策相继出台。其沼气工程最重要的混合消化原料是能源作物,在整个沼气发酵潜力组成中,有超过50% 的沼气潜力来自能源作物[2,3].
截止到 2011 年,德国约有 7000 座沼气工程[4].截止到 2010 年,沼气发电总装机容量达2300MW,年发电量为 200 亿 kW·h ,占整个德国发电量的 1. 5%.目前,德国对沼气的利用由直接驱动发电机组的热电联产,开始向生产管道生物天然气及车用燃气方向转变[5].
近年来,我国农村沼气事业也得到了快速发展,以沼气为纽带的各种类型能源生态模式和工程技术得到了政府的大力支持,中央每年投入大量专项资金予以扶持[6].表 1 显示了 2001-2009 年我国每年大中型沼气投资与建设数量。“十一五”以来,中央为农村沼气建设投资资金达 212 亿元,中央投资政策的带动,加上各方面共同努力,农村沼气实现了跨越式发展,成为新时期最重要的民生工程之一和新农村建设的一大亮点[7].在国家的生态文明建设总体要求下,农村环境保护、废弃物综合利用等越来越得到各级政府的重视。
在政策鼓励和财政支持的双重作用下,沼气事业取得了举世瞩目的成就。但面对环境与生态效益越来越高的要求,我国农村沼气工程建设中还存在一些问题,比如: 相关管理和政策有待完善; 设计还不够科学规范、施工不到位; 工程运行效率不高,“三沼”高效利用率