德国沼气工程现状分析
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德国生物质发电激励政策20世纪70年代、80年代,由于世界范围内出现的能源危机,使德国不得不努力寻找其他可替代的能源,同时第一次将能源和环保结合起来,沼气利用的研究和实践得到重新重视。
到1980年德国巴伐利亚州已建成15座沼气发电装置,巴符州10座。
随着1990年《电力输送法》特别是2000年《可再生能源法(EEG)》的出台,德国鼓励沼气发电上网的一系列优惠政策为广大农庄建设沼气工程并通过发电上网增加收入创造了极好的法律环境。
《电力输送法》规定公用电网对沼气发电输送来的电力实行优惠收购价,这一政策促进德国沼气发电技术的提高,促成了随后 700 多个沼气工程的建立。
而《可再生能源法》提高了可再生能源发电上网的收购价,对于装机达到500kW的发电站,输送到电网的电力获得的补贴比 1999 年增加了37% 。
由于《可再生能源法》(EEG)的实施,德国的沼气工程数量从1996年的370座增加到了2005年的3800多座(其中处理农业废弃物沼气工程约2700座),发电装机容量约970MW(其中处理农业废弃物的沼气发电工程约650MW)。
特别是2005年新建的沼气工程数量几乎是2000年以前的3倍(见图1)。
自2000年出台后,EEG在2004年及2008年经历了两次重大修订,因而称为EEG-2000、EEG-2004和EEG-2009。
1.1 EEG -20002000年德国联邦参议院批准的《可再生能源法》对于由生物质(包括沼气)生成的电力,其最低补偿标准规定如下:1)装机容量为500千瓦以下(含500千瓦)的电站,为至少20芬尼/千瓦时(相当于10欧分/千瓦时);2)装机容量为5兆瓦以下(含5兆瓦)的电站,为至少18芬尼/千瓦时(相当于9欧分/千瓦时);3)装机容量为5兆瓦以上的电站,为至少17芬尼/千瓦时(相当于8.5欧分/千瓦时)。
1.2 EEG-20042004年5 月,政府对《可再生能源法》进行了修订,进一步强化了鼓励沼气发电的措施,并增加了对使用能源作物、热电联产和新的发电技术的鼓励。
2021德国沼气工程全流程监测管理政策法规探析范文 引言 大力发展沼气工程,对于解决能源危机、改善人民生活质量、保护生态环境有着重要的现实意义。
中国人口基数大,并且正处在工业化、城市化的关键时期,产业结构的变化、国民经济的增长,再加上与国际众多的能源需求主体之间的竞争,能源供给紧张,需求巨大[1-3].但目前来看,国内大多数沼气工程技术条件还比较落后,不具有完备的工业自动化控制系统,池容产气率较低[4],多数沼气工程尚未建立发电和余热回收系统[5].加上国内没有针对沼气的终端能源产品补贴政策,致使沼气工程总体运行效率低,造成投资、能源、原料和劳动力浪费。
从欧洲发达国家沼气工程发展与政策制定情况来看,沼气工程建设运行与监管等方面的技术方案、标准体系、体制机制已经比较完善,信息化管理与激励机制趋于科学。
已经建立了完善的工程全流程监管体系、产能测算体系、策略分析与智能响应机制、应急联动机制、补助产品数据测算方法和工程后评估机制等。
近年来,德国政府将发展新能源作为“基本国策”大力推进[6],主要通过政府政策引导资金扶持,企业自主运作,走市场化经验之路[7-8],在沼气领域取得了长足的发展[9],德国政府把大力发展沼气工程提高到能源安全、资源环境和可持续发展的战略目标,对于沼气产业发展起到了很好的引导作用。
在国内市场快速发展的基础上,德国沼气工业的出口份额也实现持续增长[10]. 引进先进的沼气工程全流程监管体系和体制机制将有效的缩短差距,对完善中国沼气工程项目投资和行业监管模式,促进中国可再生能源产业健康发展具有重要意义。
笔者全面了解了德国沼气工程全流程监测管理相关的政策法规、体制机制和技术模式,并从法律政策、工程数量、分布情况、装机容量、行业监管、沼渣沼液利用全流程监督管理的角度对德国沼气工程产业发展进行了综合介绍。
笔者拟解决中国沼气工程缺乏有效的信息化监控手段和科学的项目监管评价模式的问题,旨在通过引进德国等发达国家的产业管理制度与激励机制,提升政府为沼气行业和产业提供全过程在线服务和系统解决方案的能力。
德国沼气工程技术考察及思考根据对德国沼气技术的考察情况,分析总结了德国沼气工程技术的特点、发展驱动力与发展趋势,借鉴德国沼气发展的经验并结合中国沼气工程技术发展中存在的一些问题,从政策、管理和技术角度对如何发展中国的沼气工程提出了几条建议。
1 德国沼气工程发展现状与趋势;许多农场建的沼气工程多采用2个发酵罐串联发酵,其中第一个发酵罐采用连续进出料方式,其排出的料液进入第二个发酵罐储存并在其中继续产气,同时该罐还兼作沼气储气装置。
储存在第二个发酵罐的料液经过一段时间后被排放出来,然后作为有机肥喷施到农田里,所以不存在废液二次污染问题。
2)沼气主要用于发电和供热德国的沼气工程所产生的沼气主要用来发电,同时多数将发电过程中产生的废热用于供热,即热电联产工艺。
这也是“Renewable Energy Act”所鼓励的。
沼气发电的方式主要是利用内燃机带动发电机进行发电。
所采用的内燃机以双燃料内燃机为主,占72%,其余28%为单燃料内燃机。
图6所示为一小型沼气发电设备。
3)沼气生物脱硫技术的应用在德国一些沼气工程采取有控制的向沼气反应器内充空气的方法来脱硫。
这种脱硫方法的原理是利用兼性厌氧微生物在微量氧气(<0.1mg/L)存在的情况下,将硫化物氧化为单质硫[4]。
这类细菌属于无色硫细菌,其中硫杆菌Thiobacillus就是一种典型的脱硫细菌,它属于自养细菌,以无机硫化物为电子供体,以CO2为碳源。
这种生物脱硫方法的关键在于氧含量的控制,控制不好就会破坏反应器的厌氧环境,导致沼气发酵效果下降或停止产气。
目前较为可靠的控制方法是采用氧化还原电位OPR在线监测的方法控制料液的充氧浓度[3]。
3 德国沼气工程发展的驱动力近年来德国沼气工程的快速发展,主要得益于以下2个方面。
1)强有力的政策推动近年来德国非常重视可再生能源的发展,为了促进包括沼气在内的可再生能源的发展,制订了“Renewable Energy Act”,该法于2000年开始实施,并在2004年进行了重新修订以加大对可再生能源的扶持力度。
沼气的国内外技术竞争状况沼气是一种可再生能源,由有机废料经过产气菌发酵产生的一种混合气体。
现如今,越来越多的国家开始将沼气作为一种重要的能源来利用。
作为一种可再生能源,沼气不仅污染少,而且富含氧化亚氮、二氧化碳和甲烷等气体,是一种优质的天然气。
目前,国内外的沼气技术的发展状况都在发生着巨大的变化。
一、国内沼气技术的竞争状况我国的沼气技术起步较早,发展快速,产业规模逐步壮大。
目前,全国沼气系统装机总容量已近7000万立方米,沼气发电装机容量达270万千瓦,占全国可再生能源发电总装机容量的4%左右。
而在国内市场中,南方地区占据沼气利用市场的主导地位,其余地区历经形式政策引导和市场竞争,沼气行业明显加速发展,特别是在气电、市政工程、生态农业、水务等领域的应用正在加速推进。
具体来讲,国内沼气技术在多年的发展过程中,已经取得了重大的技术研究和成果。
在沼气发电上,采用有机废弃物、家禽粪便、畜禽粪便等垃圾生产沼气是目前我国沼气产业发展的主要方式,所以沼气发电成为一个热门的话题。
而且从目前的情况来看,我国成功开发一种高效的沼气生产和集中处理技术,不仅能够缓解农作物秸秆和畜禽养殖厂的废弃物的问题,又能够有效地收集、利用和转化废弃物,大大节约了资源和环境的负担。
二、国外沼气技术的竞争状况沼气的利用已经在很多国家发展起来,国外的沼气技术也在发展过程中经历了多次创新和革新,与国内相比起来,更有先进的技术和经验。
1. 德国沼气技术:德国的沼气技术是世界闻名的,它以高效率、高可靠性、高可持续性为优势。
沼气工程技术曾经荣获“德国最佳环境技术”称号,被誉为是全球沼气利用技术的标杆之一,同时还被多个国家和地区的绿色公司所信任与采用。
德国沼气技术最显著的特点是,能够充分发挥废弃物的能量和价值,做到废弃物变能。
2. 美国沼气技术:美国沼气技术的开发还处于初级阶段,但是在过去的几年中得到了迅速的发展。
美国华特迪斯尼公司神奇王国内的“牛排饭团”巨大漩涡发电厂是美国前沿的沼气发电厂建设之一。
德国新增150个沼气厂去年德国新建的150间沼气厂,添加沼气发电23兆瓦,其中大局部是小型的粪肥厂。
与其他国度的沼气行业开展相比的话,这个数字确实令人印象深入。
德国在2021年经过了可再生动力法〔EGG〕,的最大年增幅,德国沼气协会表示,去年发布的数据〝全体树立的步伐是有点令人绝望。
〞如今德国正在运作的工厂接近9000间,这主要是由于可再生动力法〔EGG〕的公布。
EGG树立了散布式动力发电模型,即固定每种类型的可再生动力发电的购卖价钱,并保证和电网的衔接。
每三年更新和修正鼓舞机制,最近的革新失效时间在2021年。
德国沼气协会〔GBA〕表示,之前的调整给行业带来了一些不利的影响。
德国沼气协会的总经理Claudius da Costa Gomez说,他们曾经〝为德国沼气行业发明了极为恶劣的条件。
作为对风能和太阳能发电厂的一种灵敏补充,沼气发电的平安和动摇的可再生动力供应是至关重要的。
〞据德国沼气协会指出,一切8856间沼气厂的总装机容量达4018兆瓦,在德国为约800万户家庭供应电力。
德国沼气协会说,在德国沼气不单是重要电力供应商,当供电需求较高时,或许当像风能和太阳能等间歇动力供应低时,可以运用存储的沼气。
德国沼气行业以后的存储才干总计100兆瓦。
德国沼气协会预测,该行业在2021年将新增26兆瓦容量。
在2021年,大局部是小型的粪肥厂。
更新于1月1日失效,沼气厂的年度下限2021年至2021年设定为150兆瓦的发电才干,2020至2022年每年添加至200兆瓦。
随着新规那么出台,上网电价制度将被淘汰,取而代之的将是拍卖系统。
〝沼气沼气具有重要的功用,作为牢靠的电力、热源供应的一种存储动力,有助于完成区域无机废物循环价值,〞da Costa Gomez说。
〝随着2021年可再生动力法,我们希望可以克制目前德国沼气市场的停滞,我们可以看到更多新的投资,维护现有资产和愈加灵敏扩展消费。
〞。