欧洲沼气工程技术
世界最新干法(固体)沼气发酵技术简介
世界最新干法（固体）沼气发酵技术简介传统的沼气发酵均采用湿法技术，由于湿法技术发酵耗能高、处理干物质的成本高等一系列缺点，限制了其适应的范围和地域。
由于连续性干法沼气发酵工艺太复杂、成本过高，因此未能得到推广。
从90年代起，德国大量资助了新型的间歇式干法沼气发酵技术的研发。
90年代末，德国间歇式干法沼气工艺和装备通过了中试，2002年，生产出工业级装备并投入实际运行。
新型的间歇式干法沼气发酵技术比起传统的湿法技术有下述优点：1）自身耗能低，冬季仅耗用自身产生的能量10-15%。
而湿法要耗用30%左右的能量，在北方寒冷地区冬季甚至会达到45%，因而大大限制了沼气技术在北方寒冷地区的推广。
2）可以直接处理农作物秸秆和城市垃圾等固体可发酵有机物，大大节省了预处理成本。
3）由于没有搅拌器和管道，发酵不受干扰物质如塑料、木块、沙石等的影响，因而不需花费人力和设备将其在发酵前检出。
4）在发酵罐/室中没有搅拌器等运动部件，因此系统的可靠性很高。
5）沼气质量高（含硫量远远低于湿法沼气，只有50-300ppm，可以不经洗气直接供沼气发动机使用），发酵物出气率高。
6）发酵室为地面车库型不透气混凝土结构，底部管道暖气供热，因而土建费用很低。
7）发酵室为模块化结构，易扩展。
8）建设和运营成本随规模增长很慢，占地省，适于建设年处理可发酵垃圾一万吨以上、年产沼气100万立方米以上的大型沼气工程。
9）进料出料可使用通用的装载机等工程机械，设备效率高，通用性强。
10）因为发酵剩余物无湿法发酵的沼液，所以不用脱水处理，发酵剩余物经简单的过筛和短时间的堆肥即可用作园林肥料或农作物肥料，因而存储和后处理费用低，价值高。
11）耗水量比起湿法大大降低，几乎没有污水排放，大大节省了水费和污水处理费。
12）由于上述的原因，因而新型的间歇式干法沼气发酵工艺的初期投资、运营成本和环境成本都远远低于湿法技术。
间歇式干法沼气发酵技术与湿法沼气技术相比，有两个关键的技术问题需要解决：1）发酵初期与发酵结束时发酵室沼气浓度与空气浓度达到临界点15:85时的防爆安全，需要高度安全可靠的自动控制系统。
德国智康环境科技_沼气技术详细介绍
Fermentative Bakterien
发酵性细菌
Acetogene Bakterien
产乙酸菌
Methanogene Bakterien
食乙酸产甲烷菌
5
无氧条件下可降解性
®
Abbau- 降解性 barkeit
绝对 不行 很差
Substratart (Beispiele) 物料种类
木 质 素
Keine
• 粉碎
• 混合匀质化
滚筛
• 卫生消毒处理
这些机械的设计取决于处理的数量
多轴破碎机
发酵罐
发酵罐是在密闭的状态下工作的，它是沼气厂的核心。每天都有发酵原料被 泵送到发酵罐 (发酵罐进料)。为使气体的生产量提高，控制定量的进料 就十分重要。 这样沼气产生的4个阶段就能建立一个平衡。 发酵罐必需是有气密性和液密性。除此外，还要考虑到实验样品采样和清除 罐底沉积。
- 与微型的天然气网进行并网 - 处理及净化后进入天然气管网
* 使用的条件类似于原地使用
热电联产
热电联产发动机
®
能源使用
®
沼气的经验值 甲烷: ~10 kWh/m³ 甲烷含量为60%的沼气:~6 kWh/m³ 热电联产发电机的效率 Ƞ电效率:~40% Ƞ热效率:~43% Ø 热电联产发电机的全年标准工作运作时间 ~8000 Bh/a
© GICON
智康工艺 – 干式发酵法
®
4 7
两段, 两级, 间歇式干式发酵法 – 智康工艺示意图
渗滤器带排水 用工艺水进行喷淋 物料堆积
换热器
自来水
多余的水
沼气 甲烷反应器 填充料
WT 联合贮存罐
渗滤液 工艺水
渗滤液导流
国外沼气生物燃气的利用现状及技术发展
国外沼气生物燃气的利用现状及技术发展大型工业化沼气工程的发展拓展了沼气的应用领域，沼气的用途将包括大规模集中供气（城镇管道生物燃气）、燃气发电（热电联产）、车用燃气和沼气燃料电池等高附加值产品等，未来的沼气将成为以各种生物质为原料、通过大型自动化的现代工业发酵过程生产的、可以用于部分取代石油和天然气的一种能源产品——生物燃气。
据世界银行统计数据显示：截止2007年年底，欧洲沼气产量达到590万吨油当量（相当于70亿Nm3天燃气）。
其中德国为191万吨油当量/年，英国为170万吨油当量/年。
在欧美，市政污水处理厂、农场、固体废弃物处理沼气工程主要以热电联产（CHP）形式利用，余热用于厌氧消化加温。
也有一部分用作汽车燃料或注入城市燃气管道替代天然气。
近几年车用燃气发展迅速，多个发达国家已经投入实际应用，瑞典、瑞士、法国、冰岛都有将沼气作为车用燃气的实例。
以下就部分国家沼气利用现状作简要介绍。
一、德国据统计：1992年德国沼气发电工程的数量为139家，2003年底迅速发展到3000家。
2004年德国国会对《可再生能源优先法》进行了修订，使小型农场沼气发电上网更有吸引力。
到2006年，沼气工程的数量已达到3500座。
截止到2008年已建成4000余座沼气工程（占整个欧洲沼气工程数量的80%），总装机容量为1400MW，年发电量为89亿度，占整个德国发电量的1.5%。
沼气发电的装机总量由1999年的50兆瓦猛增到2008年的1300兆瓦，其中热电联产的占绝大部分。
德国沼气协会估计,到2020年,沼气发电总装机将达到9500MW，年发电量达到760亿度，约占整个德国发电量的17%。
2006年，德国在与波兰接壤的东部小镇Penkun建设了世界上最大的沼气发电项目，该项目安装了40台奥地利GE Jenbach公司生产的JMS 312型沼气发电机，每台500kW，装机容量达到20MW。
2006年6月，德国Wusthof沼气有限公司在德国北部Jameln建立的第一个公共沼气加气站开张营业。
《沼气工程技术》复习提纲
第一讲1、沼气的产生沼气是多种有机质在一定温度、湿度、酸碱度及厌氧条件下，经微生物分解代谢所产生的一种可燃性混合气体。
沼气的产生过程称为沼气发酵，国际上统称厌氧消化。
地球上每年由光合作用生成4×1011吨有机物，其中约5%以不同形式在厌氧条件下被微生物分解生成沼气。
2、沼气工程的概念①最初是指以粪便、秸秆等农业废弃物为原料，以沼气生产为目标的系统工程。
单纯追求能源生产。
目前已拓展为以各种有机废弃物厌氧发酵为手段，以追求能源为目标，最终实现沼气、沼液、沼渣的综合利用。
②沼气工程是以农业废弃物和有机垃圾的厌氧消化为主要技术环节，集污水处理、沼气生产、资源化利用为一体的系统工程。
3、发展沼气的意义减少碳排放，保护生态环境；为农村（城市）提供清洁、可再生能源（资源）；合理处置农业有机废弃物资源；改善农村卫生条件，提高农民生活水平；开展综合利用，调整农业生产模式，发展“生态高值”农业；减少农业生产投资，增加农民收入；带动沼气及相关产业发展；缓解能源供应紧张局面等。
第二讲沼气发酵是一个由多种类群细菌参与完成的，通过分解有机物并产生以CH4和CO2为主要产物的，复杂的微生物学过程。
1、沼气发酵的特点沼气发酵是一个复杂的生物化学过程，具有以下特点：（1）参与发酵微生物种类繁多，混菌发酵。
（2）发酵原料复杂，来源广泛，可处理高浓度有机废水（COD大于50000mg/L）；（3）厌氧发酵自身能耗低，相同条件下仅为好氧分解的1/30~1/20；（4）沼气发酵装置（厌氧反应器）种类繁多，条件适合，均可产气；（5）产甲烷菌要求氧化还原电位-330mv以下，即严格厌氧环境。
2、参与沼气发酵的细菌（沼气发酵的微生物类群）（1）发酵性细菌水解纤维素、蛋白质、脂类为可溶性糖类、肽、氨基酸和脂肪酸等。
水解菌（大多为厌氧菌，也有兼性菌）：梭状芽孢杆菌、拟杆菌、丁酸菌、嗜热双歧杆菌、产气梭状芽孢杆菌、产琥珀酸梭状菌、北京丙酸杆菌和产氢螺旋体等。
瑞典沼气提纯技术发展
瑞典沼气提纯技术发展情况为了减少能源的对外依赖，提升自身的能源供应安全，瑞典政府对生物质能源的开发利用非常重视，对于生物质能源的发展规划制定有明确的目标，在沼气发酵技术产业化方面已取得了显著的进展。
2004年，沼气驱动公交车在瑞典首都斯德哥尔摩街道上开始运行，该城市计划到2025年将所有公交车都用可再生能源驱动。
2005年世界上首列沼气火车在瑞典投入运营（这列火车只有一个车厢，可乘坐60名乘客，时速达到130km，安装有11个储气罐，一次充气行驶距离为600km）。
2006年，瑞典政府宣布将在15年内摆脱对石油的依赖，成为世界上第一个不依赖石油的国家。
2005年，瑞典禁止了有机废弃物采用填埋法的处置方式，提出到2010年至少有35%的来自于家庭和餐馆等的厨余垃圾回收并进行生物处理。
目前，瑞典已建有227个沼气厂。
这些沼气厂积极利用各种的有机废弃物为发酵底物进行厌氧消化产沼气。
沼气年总产量约为1.4 TWh（约2.3亿立方米），约占瑞典石油年消耗总量（90太瓦时）的1.4%。
沼气生产总量中有大约60%产自200多家市政污水处理厂的污泥，30%来自垃圾填埋场，10%来自其它混合发酵原料。
最初瑞典发展沼气的初衷是要实现热电联产，可是由于水电和核电在瑞典电力供应结构中占的比重很大，电价较低，沼气发电没有竞争力。
这种情况促使沼气向交通运输业寻找出路。
当前，瑞典沼气产量的25%供给车用，只有8%用来发电。
瑞典对于乙醇和生物燃料不征能源税。
自2006年4月开始，瑞典所有的大型加油站都要求提供至少一种生物燃料供应。
个人购买“绿色”汽车可获得1万瑞典克朗（约1665美元）的政府奖励（2007-2010），“绿色”汽车不收停车费。
2007年，瑞典登记注册的“绿色”汽车已达到5.5万辆，2008年“绿色”汽车的年销量达到1万辆，占到非纯汽油燃料汽车销售总量的34%。
2008年，瑞典的车用天然气消费总量为0.6TWh（5300万立方米），其中55%为沼气提纯气为0.33TWh，比2006年的0.23TWh略有提高。
沼气的国内外技术竞争状况
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。
欧盟沼气利用的经验及对中国的启示
欧盟沼气利用的经验及对中国的启示Experience of biogas utilization in the EU and its enlightenment to China
■文 / 胡涛 赵源坤
欧盟在沼气利用方面处于世界领先地位，欧盟成员国拥有10吉瓦的装机容量和17400座沼气发电厂。
2015年，欧盟沼气产量为180亿立方米（654拍焦耳），占全球沼气产量的一半，这些沼气为欧盟提供了127万亿焦耳的热量和61太瓦时的电力。
同时，欧盟还是生物甲烷生产大国，2015年欧洲有459座工厂生产12亿立方米生物甲烷，这些生物甲烷主要用于发电和输运燃料供给。
德国是欧盟沼气发电的领导者，无论是沼气装机发电技术还是装机量和发电量都在欧盟成员国中处于最高水平。
欧盟沼气发电的绝对优势是由于欧盟决策者对沼气利用的深刻认识以及政府对沼气发电的政策支持和上网电价补
WORLD ENVIRONMENT 2021年第4期 总第191期。
国外沼气生物燃气的利用现状及技术发展汇总
国际合作：加强国际合作，引进国 外先进技术和管理经验，共同推动 沼气生物燃气技术的发展和应用。
国外沼气生物燃气 技术的成功案例
德国是全球沼气技术最为成熟的国家之一，拥有大量的沼气工程实例。
德国的沼气工程主要依靠厌氧消化技术，将有机废弃物转化为沼气，用于发电或供 热。 德国的沼气工程不仅减少了废弃物的排放，同时为可再生能源的发展做出了贡献。
政策支持：美国政府 出台了一系列政策， 鼓励沼气产业发展， 提高沼气利用率。
亚洲国家：中国、印度、日本等
利用现状：在亚洲，沼气生物燃气已 经成为一种重要的可再生能源，广泛 应用于家庭、工业和农业等领域
技术发展：随着技术的不断进步， 亚洲沼气生物燃气产业正朝着更加 高效、环保和可持续的方向发展
未来展望：随着人们对可再生能源需 求的不断增加，亚洲沼气生物燃气产 业有望在未来继续保持增长态势
德国政府对沼气工程给予了大力支持，包括资金补贴、税收优惠等政策措施。
项目名称：美国威斯康星州沼气工程 建设时间：2015年 处理规模：每天处理3200吨牛粪和1600吨农业废弃物 产出：沼气、有机肥料
案例名称：巴西 塞拉多沼气工程
案例简介：该工程 利用废弃物发酵产 生沼气，为周边地 区提供清洁能源
非洲沼气资源丰富，主要分布在南非、肯尼亚等国家。 非洲沼气利用技术不断提高，沼气发电、沼气供热等领域得到广泛应用。 非洲沼气生物燃气的发展受到政府支持，政策环境良好。 非洲沼气生物燃气面临的主要问题是基础设施不完善、技术落后和管理不规范等问题。
国外沼气生物燃气 技术发展
定义：高效厌氧发酵 技术是一种利用厌氧 微生物将有机物转化 为沼气的技术。
技术特点：采用高 效厌氧消化技术， 提高沼气产量和品 质
国外沼气生物燃气的利用现状及技术发展
沼气生物燃气的应用领域
交通工具：沼气生物燃气可作为汽 车燃料，减少对石油的依赖。
供暖：沼气生物燃气可用于供暖， 为建筑物提供热能。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
发电：沼气生物燃气可用于发电， 为工业和居民提供清洁能源。
烹饪：沼气生物燃气可用于家庭和 餐饮业的烹饪。
沼气生物燃气的经济效益
单击此处添加标题
对未来发展的展望与建议
加大技术研发力 度，提高沼气生 物பைடு நூலகம்气产气率
推广沼气生物燃气 在交通领域的应用， 减少化石燃料的使 用
制定相关政策， 鼓励沼气生物燃 气技术的发展
加强国际合作，共 同推进沼气生物燃 气技术的进步
感谢您的观看
汇报人：
国际合作：加强国际合 作，共同研发和推广沼 气生物燃气技术，实现 技术共享和互利共赢。
技术发展方向的探讨
高效厌氧发酵技术：提高沼气产气率，降低能耗。 生物质能与燃气发电技术结合：实现能源的梯级利用，提高能源利用效率。 碳捕获和储存技术：降低沼气生产过程中的碳排放，实现低碳发展。 智能化和自动化技术：提高沼气生产过程的监控和管理水平，确保稳定和安全的生产。
排放。
促进农业废弃物 利用：沼气技术 可将农业废弃物 转化为生物燃气， 提高废弃物利用 率，促进循环农
业发展。
创造就业机会： 沼气生物燃气技 术的发展将催生 相关产业链的发 展，从而创造更 多的就业机会。
推动技术创新： 沼气生物燃气技 术的发展将促进 相关技术的不断 创新和进步，提 高能源利用效率。
国外沼气生物燃 气技术的发展趋 势
发展趋势的预测与分析
技术创新：随着科技的 不断进步，国外沼气生 物燃气技术将不断革新， 提高产气效率和使用安 全性。
德国沼气工程发展现状分析与借鉴
一、德国沼气工程建设现状德国位于欧洲中部，国土面积为万km2，人口总数8211万人。
德国的地形复杂多样，从连绵起伏的山峦、高原台地、丘陵、山地、湖泊直至辽阔宽广的平原，整个地势南高北低分为北部平原、中部丘陵以及阿尔卑斯高地3个部分。
德国处于大西洋和东部大陆性气候之间的凉爽的西风带，温差不太大，主要是海洋性气候，夏季无酷暑，冬季无寒冬，平稳温和是德国气候的总体特征，冬季平均温度在℃（低地）和一6℃（山区）之间。
7月份平原地区平均温度为18℃，在南方山谷地区为20℃左右，这种气候条件非常适宜发展沼气。
德国沼气工程从20世纪90年代初开始建设至2011年，经历了不同发展阶段。
其主要原因来源于德国政府对可再生能源的政策导向，特别是对沼气发电上网和能源作物的开发利用使其市场经济效益发生明显变化，加上其先进的技术和设备生产，在全世界位居首位。
近年来，特别是在2000年德国可再生能源法开始实施以后，沼气工程得到了快速发展。
在2000年之前的10年间德国沼气工程的数量增加了1050座，而从2000年到2010年的10年间就增加了4750座，到2011年已累计建成沼气工程7200座，遍布整个德国，分别应用于私人农庄、畜禽养殖场、垃圾处理，总装机容量为2700MW，最大规模沼气电站装机容量高达55MW,而最小沼气发电工程装机容量仅为7kW。
沼气发电每年在200亿度以上，超过我国三峡工程的年发电量，占德国年平均用电量的%。
目前，可再生能源已占德国整个能源消耗的%，而且发展势头良好，潜力巨大。
用于沼气生产为目的的能源作物种植面积已达80万hm2，占德国耕地面积的%。
德国计划到2020年建成12000个沼气能源工程，发电装机总量达4800MW，使沼气发电占全国发电总量的%；要用全国1700万hm2农业用地中的420万hm2（约占农业用地的25%，在不影响国家粮食供应安全的情况下），用于能源作物生产，确保沼气原料的供应，到2030年在天然气管网中至少含10%的沼气。
德国城市污泥处理中沼气回收利用的现代技术水平
•在锅炉中利用沼气产生热能
•氢气-热电联产发电机产生热和电 •沼气作为专门气体出售
•加氢站 •输入天然气管网
Titel der Präsentation
•天然气
•沼气
•氢
27
Quelle: Nach Schröder
•输送氢气到外部用户 •( •家庭燃烧器 )
德国沼气利用发展
6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0
2
污水与能源的关系
来自德国的经验表明，在工业化国家城镇污水处理厂的电能消耗占总 电能消耗的0.6%-1%（德国0.7%），是城镇的最大能耗单位。 另一方面，污水中含有能量，以热能和有机化学能的形式存在于污水 中。 其中潜在的能量可提供污水处理所需要的能量。
其中的化学能，可在污水处理过程中，通过厌氧处理工艺回收利用。
25,0
20,0 15,0
-
+
12,5
10,0 7,5
资本费用
10,0
Titel der Präsentation
5,0 沼气-马达运行费用 0,0 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000
2,5 0,0 发电机使用时间 7.000 8.000 9.000 [(度/(千瓦装机容量 ·年)]
16 99
kWh/(EW a) kWh/(EW a) % % l/kg oTR % %
Quelle: N.N.: Handbuch Energie in Kläranlagen. Hrsg.: Ministerium für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft des Landes NRW, Düsseldorf (1999)
欧洲大型沼气工程技术国产化思路探讨
欧洲大型沼气工程技术国产化思路探讨随着全球对可再生能源的需求不断增加，沼气作为一种清洁能源备受关注。
欧洲在沼气工程技术方面拥有丰富的经验和先进的技术，然而，这些技术大多来自于发达国家，对于发展中国家来说，引进这些技术需要付出巨大的成本。
因此，如何将欧洲大型沼气工程技术国产化成为了一个重要的课题。
首先，国产化需要对欧洲大型沼气工程技术进行深入的研究和理解。
欧洲在沼气工程技术方面积累了大量的经验和成果，这些成果包括了从沼气生产到利用的整个技术链条。
因此，我们需要深入研究这些技术，理解其原理和特点，找出适合国内情况的技术路径。
其次，国产化需要进行技术改进和创新。
欧洲的沼气工程技术虽然先进，但是并不完全适用于中国的国情。
在国产化的过程中，需要对这些技术进行改进，使其更适合中国的实际情况。
同时，也需要进行创新，开发出符合中国特色的沼气工程技术，提高其适用性和竞争力。
另外，国产化还需要加强人才培养和技术交流。
欧洲在沼气工程技术方面拥有大量的专业人才和技术专家，他们的经验和知识对于国产化是非常宝贵的。
因此，我们需要加强与欧洲的技术交流，吸收其先进的技术理念和管理经验。
同时，也需要加强国内人才的培养，培养出一批懂技术、懂管理的沼气工程专业人才，为国产化提供有力的支持。
此外，国产化还需要政府的支持和政策引导。
政府可以通过出台相关的政策，引导企业加大对沼气工程技术国产化的投入和支持。
同时，也可以通过政策的扶持，鼓励企业开展技术研发和创新，提高其国产化的速度和水平。
最后，国产化需要加强与相关行业的合作和交流。
沼气工程技术涉及到多个领域，包括生物能源、环境保护、农业等多个领域。
因此，国产化需要加强与这些领域的合作和交流，形成产学研合作的良好模式，共同推动沼气工程技术的国产化进程。
总之，欧洲大型沼气工程技术国产化是一个复杂的工程，需要多方面的努力和支持。
只有通过深入研究和理解欧洲的沼气工程技术，进行技术改进和创新，加强人才培养和技术交流，政府的支持和政策引导，以及与相关行业的合作和交流，才能实现沼气工程技术的国产化，推动我国沼气产业的健康发展。
德国沼气产业发展现状及对我国的启示
德国沼气产业发展现状及对我国的启示1．德国沼气工程发展现状及特点1.1推广混合原料，突出能源作物德国沼气工程处理的有机废弃物比较广泛，包括畜禽粪便、青贮饲料、厨余残渣、生活有机垃圾、动物屠宰废弃物、农副产品加工废弃物等。
但近年来，由于德国政府按每公顷45欧元标准对种植能源作物（用于生产可再生能源的各类农作物）予以补助，能源作物青贮已成为主要原料。
目前，德国年产秸秆约4800万吨，其中主要为青贮玉米。
1.2采用全混发酵，提高产气效率德国沼气工程均以获取能源为主要目的，追求最大产气率是首要经济指标。
德国沼气工程90%以上采用、沼气发电、余热升温、中温发酵”模式，发酵装置容积一般为800 - 1500立方米，部分集中处理区域农业废弃物的沼气工程可达到2000 - 5000立方米，池容产气率一般为1.5～2.5立方米／天。
1.3强化自动控制，降低管理成本德国沼气工程配套设备与技术装备先进，进料设备、搅拌设备、脱硫设备、沼气存储设备、热电联产成套设备性能均处于世界领先地位。
同时，德国沼气行业已发展成集设计、生产、运营、服务、设备制造及出口为一体的专业化全产业模式。
较大的沼气工程均由公司独立运营管理，或由专业设计和技术服务公司为其托管经营。
沼气工程自动化程度非常高，沼气工程无论规模大小全部只需一人管理即可稳定运行，运行成本很低。
1.4鼓励热电联产，综合利用能源德国制定了有效的热电联产激励政策，鼓励企业利用发电余热给沼气工程厌氧消化装置增温、保温。
目前，德国98%的沼气工程均是热电联产，工程平均发电效率为38%，平均热能转换率为45%，其中约10%的沼气发电量和45%的余热用于工程自身运行，55%的发电余热用于公共建筑或农舍供暖、农作物干燥、沼渣烘干、农产品冷藏库制冷等。
1.5推进并网供气，拓展应用范围在推进沼气发电的同时，德国部分大型沼气工程已将提纯后的沼气（甲烷含量一般高于96%，沼气中的其他杂质气体成分被清除）并入天然气网络进行集中供气，或作为汽车燃料出售。
德国沼气发电工程的建设模式和运行管理模式
德国沼气发电工程的建设模式和运行管理模式德国沼气发电工程是一个技术和安全要求都很高的系统工程。
其工程设计报告需要得到有关行政主管部门，如环保、农业、消防等部门的审查批准。
一般这些工作都是由专门的技术服务公司来完成。
有的技术服务及设备公司采用交钥匙工程的方式为用户建设沼气发电工程。
在德国农场搞一个沼气发电工程一般经过下列阶段：1 准备阶段:在这一阶段需要对农场基本条件作一个初步的分析：1)有多少头牛或猪，每年可产多少粪便作为发酵原料供沼气发电工程使用？2)有多少土地可用来种玉米，黑麦或其它可再生能源作物以供沼气发电工程使用？3)有多少土地可供沼气发电工程建厂房，发酵原料堆场，发酵罐使用？4)建厂地点对周围环境的影响如何？5)建厂地点的交通条件，供水供电条件如何？6)建厂地点与上网地点的距离多远？2 设计阶段:在这一阶段需要对项目可性行作一个详细的分析：1)建多少千瓦的沼气发电站？2)采用哪种发酵方式？3)建多大的发酵原料堆场和发酵罐？4)采用哪种发电机组？5)是否需要投资一个变电站？6)工程总投资需多少钱？7)每年运行成本如何？8)自家农场可供的发酵原料是否足够？如不够，何处购买，需多少钱？9)自有资金多少？10)需向银行贷款多少？利息多少？11)可获国家资助多少？可能性多大？12)其它集资渠道可能性多大？13)上网电价补助多少？每年赢利多大？3 实施阶段:在这一阶段需要作许多书面工作：1)视工程大小，设计报告送有关行政主管部门审查是否符合下列法律规定：i.预防由于空气污染，噪音，震动和与之类似的事件而对环境造成有害影响的法律（Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge ，简称联邦防污染法BImSchG -Bundes-Immissionsschutzgesetz）ii.农村沼气装置的安全规则（Sicherheitsregeln für landwirtschaftliche Biogasanlagen）iii.垃圾处理法（Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz u.a.)iv.水源保护法（Gewässerschutz）v.肥料施放规定（Düngeverordnung, Düngemittelverordnung）vi.建筑法（Bauwesengesetz)2)书面报告送有关部门，申请国家或州政府资助3)书面资料送商业银行，申请贷款4)与电网企业签定按国家优惠电价收购上网电量的书面协定5)与用热企业签定供热的书面协定6)如果发酵原料不能自给自足，则须与有关企业签定长期按时保质保量提供发酵原料的书面协定7)如果自有资金不足，可以按规定搞基金筹资安全要求是沼气发电设备运行获得批准的基本要点。
德国大中型沼气工程建设与发展
德国大中型沼气工程建设与发展——赴德国下萨克森州考察报告安徽省政府发展研究中心课题组应德国汉诺威中国中心邀请，并受安徽省农业委员会委派，我们于2011年1月22日至26日赴德国下萨克森州考察交流学习大中型沼气工程工艺、建设技术、运行管理、沼气能源化利用、沼气发酵残留物的开发利用、沼气相关政策等。
在汉诺威中国中心的安排下，考察团先后与德国下萨克森州农业部及有关大学、职业技术培训机构、融资机构（银行）和沼气生产企业代表进行了交流，并实地考察了德国KWS种子股份有限公司（能源作物种子的研发）、Hardegsen以秸秆为主要发酵原料的大型沼气工程。
德国在沼气工程建设方面的许多成果和经验，印象深刻，值得学习和借鉴。
一、下萨克森州沼气工程及关联农业发展现状下萨克森州位于德国西北部，西部与荷兰接壤，是德国面积第二大州。
该州分为4个区，下设9市39县。
南北和东西的公路和铁路线在此交叉而过，埃姆斯河与易北河之间的内河运河在此与莱茵河、易北河和奥得河相连，形成了西欧和东欧的内河航道。
农业资源十分丰富。
下萨克森州三分之二的土地用于农业，主要种植粮食、甜菜、饲料玉米和马铃薯，北海沿岸是重要的产鱼区，被誉为是德国的“鱼米”之乡。
全州总人口800万，其中农业人口占80%，纯农业人口占54%，全州面积18%为草地，42%为耕地，耕地面积约160万公顷，森林覆盖率22%。
全州共有各类农场约5万家，农场从业人员100万以上，2007年全州农业生产总值90亿欧元。
德国非常重视可再生能源的开发和利用，仅沼气项目，2010年德国已有400万户居民使用沼气发电所产生的电能，总发电装机容量达到2300MW，相当于2—3个核电站。
作为德国重要的农业大州，沼气工程是下萨克森州重点发展的可再生能源技术之一（另外为风力发电、太阳能光伏发电等），绝大部分养殖场均建有沼气工程，同时建有一批利用能源植物（主要为能源玉米）为原料生产沼气的大型工程。
沼气工程95%以上由农场主或企业联系银行（一般为北德州银行）享受低息贷款建设，项目建设成功运行后，政府给予约总投资30%左右的资金补贴（拨付给银行抵消相应贷款），根据工程不同投资规模，补贴额度设定一个上限。
德国沼气工程现状分析
德国沼气工程现状分析德国作为欧洲最大的经济体之一，近年来一直在致力于推进可再生能源的发展和利用，其中沼气作为一种很有发展潜力的能源已经在德国得到了广泛的应用和推广。
本文将对德国沼气工程的现状进行分析。
一、德国沼气工程的发展历程德国沼气工程发展历程可以追溯到20世纪80年代，当时沼气技术刚刚被引入到德国，并受到了政府的大力支持。
在经过多年的努力推广和应用，现在德国已经成为全球最活跃的沼气国家之一，拥有了庞大的沼气产业链和完善的技术体系。
二、德国沼气工程的现状分析1、沼气产业链的完善德国的沼气产业链已经非常完善，从沼气发酵设备的制造、沼气生产和利用，再到沼气污染治理和环保等环节都已经形成了成熟的产业链。
德国也有着庞大的沼气企业集群，比如，KRAFTANLAGEN MÜNCHEN（KAM），AATBioquest等企业在德国沼气市场上占据着很大的份额。
2、技术水平的成熟德国在沼气技术方面的研发实力也非常强大，尤其在沼气发酵技术和沼气利用技术上已经形成了比较成熟的技术体系。
在沼气发酵方面，德国拥有世界最先进的沼气发酵技术，能够有效地实现高效的沼气生产。
而在沼气利用方面，德国不仅将沼气用作发电、供热和供气，还广泛应用于天然气网的注气，实现了可持续发展。
3、政策支持力度大作为一个绿色能源的发展国家，德国的政府在沼气工程方面给予了大力支持，不仅为企业提供低成本融资和优惠税收政策，还制定了一系列的优惠政策，鼓励企业对沼气工程进行投资。
4、市场需求增长迅速随着环保意识的提升和能源需求的增长，德国沼气市场需求不断增长。
在能源领域，沼气被广泛应用于发电、供热和供气等领域，而在环保方面，沼气被更广泛地应用于废物处理和污水处理等领域。
在未来，这种市场需求还将继续增长。
三、德国沼气工程存在的问题和未来发展前景1、高投资成本德国沼气工程在初始投资成本方面比较高，尤其是在沼气设备的制造、安装和维护等方面存在较大的成本压力，这对企业来说是一个不小的挑战。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
深度对比|欧洲沼气究竟领先我们多少？
编者按
通过对比欧洲与我国沼气工程发展现状及各自技术特点，本文提出了欧洲大型沼气工程技术国产化尝试方向，阐述了沼气工程监测技术对于促进沼气工程自动化运行的重要意义，并介绍了沼气工程监测系统在沼气工程中的应用。
一、欧洲沼气工程技术现状
欧洲沼气工程技术发展较早，始于20世纪70年代，目前已是世界上沼气厂最普及的地区。
欧洲的沼气工程技术主要以高浓度有机废弃物联合消化工艺（CSTR）为主，绝大多数配备热电联产系统。
欧洲沼气工程具体的技术特点如下：
①重视原料复配，产气率高
欧洲沼气工程原料不仅包括牛粪、猪粪、鸡粪等畜禽粪便，还有玉米、马铃薯等能源作物，以及屠宰场废弃物、城市餐厨垃圾、城市污泥等。
通过这些原料的混合和合理复配，可以提高原料中
的碳、氮含量，并调整出可使产气率最高的碳氮比。
德国90%以上的农场沼气工程采用混合原料发酵。
②工艺统一，热电联产，效益高
在德国和丹麦，90%以上沼气工程选用CSTR工艺，统一的工艺有利于制定统一的技术标准和管理办法，同时便于接管运营后续服务的开展。
热电联产指产出的沼气主要用于发电，33%~37%的能量转换为电能，在发电的过程中产生大量的余热，用于CSTR加热和农场或社区供热，提高了沼气的利用效率，增加了沼气工程的经济效益。
③实现自动控制，运行管理便捷
利用厌氧消化系统专用的自动控制系统与软件，实现沼气工程的自动化管理和远程监控，节省大量人力的同时又提高了工程生产效率。
比如国内一万头牧场大型沼气工程，操作管理人员达30人之多，而同等规模沼气工程中欧洲利用远程监控系统只需1~2人。
④沼渣沼液及时还田，杜绝二次污染
沼渣、沼液贮存期约3~6个月，施于周围农田。
许多农场建的沼气工程多采用2个发酵罐串联发酵，其中第一个发酵罐贮存并在其中连续产气，同时该罐还兼做沼气贮气装置。
贮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。
此外，沼气工程配套设备与技术装备先进，如进料设备、搅拌设备、脱硫设备、沼气存储设备、热电联产设备、沼气工程监测成套设备等优良性均处于世界沼气行业的领先地位，并且沼气工程自动化程度高。
沼气工程无论规模大小全部只需一人管理即可稳定运行，节省人力资源，降低运行成本。
二、我国沼气工程技术现状
中国沼气建设同样起步于20世纪70年代，至今已有30多年的发展史，中间经历了快速发展期和回落阶段，如今也已步入了新的发展局面。
我国沼气工程技术具有如下特点：
①工艺类型多，效率普遍不高
我国在发展沼气工程的过程中，在户用沼气方面取得了较大成就，而大中型沼气工程由于缺乏行业权威组织统一的技术指导，南北方地区差异较大，各地分别用土法建沼气工程，发酵温度低，缺搅拌，沼气产气率低。
②产品利用率低，经济效益差
我国建大中型沼气工程开始以处理废弃物和生产能源为出发点，而不是以充分利用资源为出发点，在工艺设计中对产品的应用重视不够，包括有机肥的生产、沼气发电余热的利用等。
在产品产量低、使用率低的情况下，工程的经济效益自然就差，这也是我国沼气工程发展缓慢、运行困难的根本原因。
③工程设备化低，生产方式落后
受限于技术水平和成本控制，普遍采用传统的现场加工安装的方式，没有实现工程的设备化和标准化，传统安装方式工期长，难维护，不便于检修，质量难保障。
同时，进出料方式落后，手动操作管理，不但需要人工较多，而且外观不佳，影响厂区整体环境。
三、欧洲沼气工程技术国产化方法
近年来，国内沼气工程技术的进步有目共睹，例如根据本地的温度环境及原料等综合情况选择合适的工艺，沼液沼渣综合利用，杜绝二次污染等。
笔者认为，为了使我国能尽快达到欧洲沼气发展水平，我们还可以在以下两个方面进行尝试：
①走原料集约化道路
目前我国的沼气工程原料比较分散，多数以自己供给为主，这样的原料比较单一，且不能维持大型沼气工程的产气需要，重复建设，浪费严重。
所以我们在设计沼气工程时，充分考虑当地的原料资源，如工业废水、生活垃圾、生活污水、工厂废料，农畜粪便等，将这些有用的资源全部为我所用，在当地单独建立一个大型的沼气工厂。
②走自动化道路
我国目前的沼气生产基本靠人力装料，人员监控，没有使用自动化设备来进行生产，所以效率较低，且生产维护成本较高，难以推广。
因此，我国的沼气生产应该走自动化道路，实现自动装料出料，自动监控发酵、存储及输送，这样我国的沼气生产才能提高效率，且有利于推广。
此外，沼气工程本身有公益的性质，可以走“企业自筹资金，申请国家资助，利用国际援助，引进投资运营”的模式，提高项目建设水平，确保项目的收益。
四、沼气工程监测系统在沼气工程中的应用
沼气工程监测技术是促进沼气工程自动化、智能化运行的关键因素。
近年来，我国关于推动沼气工程向工业化、智能化、自动化方向发展的呼声日益高涨。
农业部也曾于去年11份在武汉召开了国际农业废弃物资源化利用全流程信息化管理培训班，并组织参观了国内沼气工程远程监测领域的先行企业湖北锐意自控。
沼气工程监测系统以气体成分和流量传感器为依托，集成监测设备，同时结合软件开发技术，把沼气工程运行过程中的关键参数与互联网连接起来，进行信息传递，将沼气工程与业主、操作者、管理部门联系起来，以实现对沼气及附属产品生产销售的智能化识别、定位、跟踪、监控、服务、管理和决策。
大中型沼气工程监测方案Gasboard-9230
早在2013年，湖北锐意自控自主研发的沼气工程物联网系统就经湖北省科技厅鉴定达到国际先进水平，并获得了工信部物联网发展专项资助。
目前，该系统已实现了多个省市沼气工程的远程监控。
红外气体分析仪(防爆型）在大型沼气工程现场的应用
沼气工程监测系统在沼气工程验收、监督、运行中，扮演者不可或缺的重要角色，是沼气工程管理和运行可靠的数据来源。
在实际应用中，业主可根据沼气工程流量、成分数据，指导确定沼气工程的运行参数；另一方面，该系统可分省、市、县、业主四级网络访问权限，对各大中型沼气工程数据进行统计报表和历史趋势分析。
总的来说，沼气工程监测系统的作用主要体现在以下两点：
①提高沼气工程管控水平和生产效率
对沼气工程生产全程进行在线监测，通过监测数据可及时发现并解决设备问题，排除运行故障；通过系统优化，能提高产气量、提升脱硫效率、热电联产效率，掌控沼气生产质量，实现沼气工程管理科学化、运行智能化，同时节约劳动成本，降低能耗，提高沼气工程总体生产效率。
②保障沼气工程运行安全
通过沼气工程物联网智能预警系统和视频监控，能对运行参数异常、设备故障、操作违规和灾害天气发出警报，及时通知操作人员和管理人员，如:沼气站内烟雾探测报警、水位超高报警、沼气泄漏、物料过载报警，无关人员误入、违规操作报警等，能排除人员伤亡、工程损坏、起火爆炸
等安全隐患，有效保障沼气工程运行安全。