1
我国沼气工程商业化发展和国家行动计划顾树华,教授清华大学能源环境经济研究院电话,010-62771024
Email,shuhua@inet.tsinghua.edu.cn
2
主要内容
概念
机遇与挑战
行动与计划
3
一,概念
1.1 什么是沼气？ — 一种可燃气体主要成份：
甲烷 CH4 55-65%
二氧化碳 CO2 30-40％
少量 H2S,CO,H2,O2等
4
1.2 沼气是怎么产生的 — 分解发酵
有机物在厌氧条件下经微生物分解发酵而生成的可燃气体，主要成分是 CH4和 CO2
发酵过程是五群细菌参与的活动 — 发酵细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌
沼气发酵的条件 — 发酵原料、
厌氧活性污泥、温度、酸碱度、负荷营养物质、搅拌等
5
工艺流程一般包括五部分：原料的收集；原料的预处理；消化器（沼气池）；出料的后处理；
沼气的净化、储存和输配
1.3 沼气工程工艺流程
6
利用粪便制取沼气的全套工程设施,包括原料的预处理、厌氧消化、沼气净化及输配、发酵残留物后处理以及工艺流程的控制、监测五个部分组成
1.3 集约化禽畜场沼气工程
7
万头育肥猪场，日产粪水 60ｍ 3，设计池容
500m3，产气率为
0.39m3/m3?d，总投资为
175万元
年产沼气 10万立方米，
固体有机肥 540吨
收益 =沼气 +有机肥 +避免排污罚款 +畜禽发病率减少避免的损失
COD,BOD去除率分别
70 %,75%以上
1.3 集约化禽畜场沼气工程
8
利用工业有机废水、废渣生产沼气
包括酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸、屠宰等
可转化为沼气的资源量约 107亿立方米 /年
1.3 工业有机废水沼气工程
9
生产清洁能源 — 高效、可再生能源
治理环境污染 — 处理粪便、垃圾、有机废水、废渣
提高企业经济效益 — 综合利用、改善生产条件
形成新的产业 — 设计、施工、副产品生产销售、配套设备加工
1.4 沼气工程的作用
10
二,机遇与挑战
2.1 粪便资源亟待开发利用
,菜篮子”工程发展 — 全国集约化畜禽养殖场达 1万家以上，粪便处理利用不到 10%
粪水污染严重 — 水体富营养化、臭气
粪便是可利用的资源 — 生产清洁能源、增加能源供应；
生产高效有机肥、发展生态农业
畜禽粪便资源总量（干物质）约 1.8亿吨，实际可利用量约 4000万吨，可产沼气近 100亿立方米，按热值相当于 800万 tce，用于发电可装机 500万 kW，年发电量 150
亿 kWh
11
有机污染治理有物理化学和生化处理方法
物理化学办法 — 过滤、凝聚沉淀等，成本极高且难以达标
生化处理方法 — 厌氧、好氧和厌氧 -好氧并用
采用厌氧处理设备投资少，可同时获得环境、经济和社会效益
我国适合厌氧消化的高浓度有机废水排放量年 25.2亿立方米以上，年废渣 7400万 m3，可转化为沼气 108亿
m3，热值相当于 800万 tce，可装机 50万 kW，年发电
150亿 kWh
2.1 厌氧是处理工业有机废水的最合理方法
12
2001年工业沼气 600多座，池容 150万 m3，
年 处理废水 1.5亿 m3，年产沼气 10.0亿 m3
2000年农业沼气 853座，池容 22万 m3，年处理粪便 1500万 t，年产沼气 0.5亿 m3
2.2 技术成熟，具备了规模化发展条件
13
– 已实施了商业化示范项目
国内示范项目
UNDP/GEF3个商业化发展示范项目
– 有国外发展经验可借鉴，德国在 3～ 5年内，
沼气工程发展了 2000多处，并且是商业化运作
2.3 沼气工程已成为治理污染、生产清洁能源和有机肥料 (饲料 ),实施可持续发展的重要措施
14
– 初始投资大，自我融资能力不够
万头猪场沼气工程初始投入 150-200万元
工业 2500池容沼气工程 400-500万元
2.4 主要障碍
15
– 治理成本和沼气产品成本高
工业废水 2.50元 /m3废水，发电＞ 0.35元 /kWh
养殖场 7.5元 /m3粪水，发电＞ 0.7元 /kWh
2.4 主要障碍
16
– 市场风险大
禽畜产品和食品产品不确定因素大，风险大
难以吸引各方投资者
2.4 主要障碍
17
– 环保政策执行缺乏力度
三同步
排污费低于治理费
2.4 主要障碍
18
– 能源产品缺乏法律保障和政策扶持
沼气、电力市场准入和上网
经济激励政策
2.4 主要障碍
19
规模和速度与形势发展的要求很不适应：
-- 德国在仅仅过去的 3-5年期间，沼气工程就发展到了约 2000处，并且都是商业化运行
-- 德国的经验：为实施可持续发展、治理污染、
减少温室气体排放制定了鼓励发电上网的法律 — 优惠电价；优惠投资 — 低息、贴息贷款；
环保和资源利用法律保障
-- 农场主的积极性：新的收入来源
2.4 与国外存在一定差距
20
3.1 总体目标：
促进大中型沼气工程商业化，加快可再生能源开发利用和产业发展，
为国家制订沼气发展规划提供科学依据三、行动计划和目标
21
摸清家底：沼气资源分布、发展潜力、环境影响、产业化发展现状、技术路线
障碍分析,技术、融资机制及政策
行动计划,目标、行动、可实施方案
政策措施,法规、政策、运行机制
3.2 具体目标
22
集约化畜禽养殖场沼气工程
工业有机废水沼气工程
沼气民用：集中供气 --炊事
沼气供热：锅炉
沼气发电：
3.3 范围和内容
23
1,指导思想和目标
2,行动框架,重点区域,流域及内容
3,商业化运行模式与可操作的实施方案,
融资机制,投资方案
4,政策法规及激励机制 （ 目标,配额,
准入上网,电价等 ）
3.4 国家行动计划实施
24
环境治理达标排放
年提供清洁燃料 1000万 tce以上，
相当于年 200亿 kWh电力
3.5 远期目标（ 2020年）
25
欢迎批评指正谢谢！
我国沼气工程商业化发展和国家行动计划顾树华,教授清华大学能源环境经济研究院电话,010-62771024
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2
主要内容
概念
机遇与挑战
行动与计划
3
一,概念
1.1 什么是沼气？ — 一种可燃气体主要成份：
甲烷 CH4 55-65%
二氧化碳 CO2 30-40％
少量 H2S,CO,H2,O2等
4
1.2 沼气是怎么产生的 — 分解发酵
有机物在厌氧条件下经微生物分解发酵而生成的可燃气体，主要成分是 CH4和 CO2
发酵过程是五群细菌参与的活动 — 发酵细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌
沼气发酵的条件 — 发酵原料、
厌氧活性污泥、温度、酸碱度、负荷营养物质、搅拌等
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工艺流程一般包括五部分：原料的收集；原料的预处理；消化器（沼气池）；出料的后处理；
沼气的净化、储存和输配
1.3 沼气工程工艺流程
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利用粪便制取沼气的全套工程设施,包括原料的预处理、厌氧消化、沼气净化及输配、发酵残留物后处理以及工艺流程的控制、监测五个部分组成
1.3 集约化禽畜场沼气工程
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万头育肥猪场，日产粪水 60ｍ 3，设计池容
500m3，产气率为
0.39m3/m3?d，总投资为
175万元
年产沼气 10万立方米，
固体有机肥 540吨
收益 =沼气 +有机肥 +避免排污罚款 +畜禽发病率减少避免的损失
COD,BOD去除率分别
70 %,75%以上
1.3 集约化禽畜场沼气工程
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利用工业有机废水、废渣生产沼气
包括酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸、屠宰等
可转化为沼气的资源量约 107亿立方米 /年
1.3 工业有机废水沼气工程
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生产清洁能源 — 高效、可再生能源
治理环境污染 — 处理粪便、垃圾、有机废水、废渣
提高企业经济效益 — 综合利用、改善生产条件
形成新的产业 — 设计、施工、副产品生产销售、配套设备加工
1.4 沼气工程的作用
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二,机遇与挑战
2.1 粪便资源亟待开发利用
,菜篮子”工程发展 — 全国集约化畜禽养殖场达 1万家以上，粪便处理利用不到 10%
粪水污染严重 — 水体富营养化、臭气
粪便是可利用的资源 — 生产清洁能源、增加能源供应；
生产高效有机肥、发展生态农业
畜禽粪便资源总量（干物质）约 1.8亿吨，实际可利用量约 4000万吨，可产沼气近 100亿立方米，按热值相当于 800万 tce，用于发电可装机 500万 kW，年发电量 150
亿 kWh
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有机污染治理有物理化学和生化处理方法
物理化学办法 — 过滤、凝聚沉淀等，成本极高且难以达标
生化处理方法 — 厌氧、好氧和厌氧 -好氧并用
采用厌氧处理设备投资少，可同时获得环境、经济和社会效益
我国适合厌氧消化的高浓度有机废水排放量年 25.2亿立方米以上，年废渣 7400万 m3，可转化为沼气 108亿
m3，热值相当于 800万 tce，可装机 50万 kW，年发电
150亿 kWh
2.1 厌氧是处理工业有机废水的最合理方法
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2001年工业沼气 600多座，池容 150万 m3，
年 处理废水 1.5亿 m3，年产沼气 10.0亿 m3
2000年农业沼气 853座，池容 22万 m3，年处理粪便 1500万 t，年产沼气 0.5亿 m3
2.2 技术成熟，具备了规模化发展条件
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– 已实施了商业化示范项目
国内示范项目
UNDP/GEF3个商业化发展示范项目
– 有国外发展经验可借鉴，德国在 3～ 5年内，
沼气工程发展了 2000多处，并且是商业化运作
2.3 沼气工程已成为治理污染、生产清洁能源和有机肥料 (饲料 ),实施可持续发展的重要措施
14
– 初始投资大，自我融资能力不够
万头猪场沼气工程初始投入 150-200万元
工业 2500池容沼气工程 400-500万元
2.4 主要障碍
15
– 治理成本和沼气产品成本高
工业废水 2.50元 /m3废水，发电＞ 0.35元 /kWh
养殖场 7.5元 /m3粪水，发电＞ 0.7元 /kWh
2.4 主要障碍
16
– 市场风险大
禽畜产品和食品产品不确定因素大，风险大
难以吸引各方投资者
2.4 主要障碍
17
– 环保政策执行缺乏力度
三同步
排污费低于治理费
2.4 主要障碍
18
– 能源产品缺乏法律保障和政策扶持
沼气、电力市场准入和上网
经济激励政策
2.4 主要障碍
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规模和速度与形势发展的要求很不适应：
-- 德国在仅仅过去的 3-5年期间，沼气工程就发展到了约 2000处，并且都是商业化运行
-- 德国的经验：为实施可持续发展、治理污染、
减少温室气体排放制定了鼓励发电上网的法律 — 优惠电价；优惠投资 — 低息、贴息贷款；
环保和资源利用法律保障
-- 农场主的积极性：新的收入来源
2.4 与国外存在一定差距
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3.1 总体目标：
促进大中型沼气工程商业化，加快可再生能源开发利用和产业发展，
为国家制订沼气发展规划提供科学依据三、行动计划和目标
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摸清家底：沼气资源分布、发展潜力、环境影响、产业化发展现状、技术路线
障碍分析,技术、融资机制及政策
行动计划,目标、行动、可实施方案
政策措施,法规、政策、运行机制
3.2 具体目标
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集约化畜禽养殖场沼气工程
工业有机废水沼气工程
沼气民用：集中供气 --炊事
沼气供热：锅炉
沼气发电：
3.3 范围和内容
23
1,指导思想和目标
2,行动框架,重点区域,流域及内容
3,商业化运行模式与可操作的实施方案,
融资机制,投资方案
4,政策法规及激励机制 （ 目标,配额,
准入上网,电价等 ）
3.4 国家行动计划实施
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环境治理达标排放
年提供清洁燃料 1000万 tce以上，
相当于年 200亿 kWh电力
3.5 远期目标（ 2020年）
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欢迎批评指正谢谢！
