在2012年全国绿色产业项目推介 暨农业项目投融洽资谈会上重点推介的项目
---华夏石油化工科学研究院执行院长 任笑儒
华夏石油化工科学研究院是由国家著名石油化工专家领军,中国三大石油公司离退休专家、石油大学、中国地质大学、北京化工学院教科研人员为基本骨干的社会团体性质的科研机构，是一支数十年从事油气勘探开发和化工炼制研究的资深专家科研队伍。十多年来移军对生态农业资源的研究，旨在把石油工业的尖端技术应用在农业资源的开发和利用上，把农业资源开发过程中的剩余资源作为石油工业的生产资料加以充分利用。在这次全国绿色产业项目推介暨农业项目投融洽谈会上，我院重点推介的五个项目如下：
大型沼气工程项目重点介绍
十二五期间，我国沼气产业将稳步快速发展。国家多项法规和政策已明确支持发展农村沼气事业建设，中央财政支持资金从“十五”期间的35.34亿元增加到“十一五”的212亿元。而从沼气专项规划透露的信息来看，“十二五”期间的资金规模还将随着产业发展现状的不断改善有所扩大。《规划》提出：“十二五”期间，现代农业发展的重点任务之一是要加强农业资源和生态环境保护。加快开发以农作物秸秆等为主要原料的肥料、饲料、工业原料和生物质燃料。从2000年开始，农业部在全国范围内组织实施了“生态家园富民示范工程”建设，以沼气为纽带的各种类型能
1 源生态模式和工程技术得到广泛推广和应用。2003年至2005年，国家每年投资10亿元用于沼气示范工程建设。2006年至2007年，这一数字增加到25亿元。2008年初，国家投资增加到30亿元。2009年和2010年，国家又分别投入50亿元和52亿元。大中型沼气工程日渐受到重视，2009年国家用于大中型沼气工程的投资额度占总投资额的35.1%。
国家投资沼气工程建设额度（单位：亿元人民币）
继续实施农村沼气工程，大力推进农村清洁工程建设，清洁水源、田园和家园。《规划》指出：围绕重点建设任务，以最急需、最关键、最薄弱的环节和领域为重点，将组织实施十四个重大工程，其中第十二个重大工程为农村沼气工程。加快户用沼气、养殖小区和联户沼气、大中型沼气工程建设，完善沼气服务和科技支撑体系。我国农村地区沼气资源十分丰富，畜禽粪便和秸秆年产量约39亿吨，沼气发展潜力巨大，若全部加以利用，每年可产沼气3000亿立方米，可替代标煤3.36亿吨，既可以解决广大农村使用清洁能源问题，又可解决农业污染问题，也可有力促进生态循环农业发展。发展生物天然气可以补充民用、车用天然气不足，是大有可为的。沼气作为清洁能源的重要组成部分，对
2 天然气补充替代将发挥越来越重要的作用。因为我们国家规模化的饲养，据最新资料：猪，鸡，蛋和奶牛已经分别占很大比例，污水的问题没有得到很好解决。由于沼气有很多问题，20多年来累计修建3万多个沼气工程，运用的效果非常差，不具备经济的可持续性，跟国外的利用相差几十倍。大中型沼气工程之所以示范了20多年没有越过这个阶段，关键是一种“瘸腿”的状况。造成这种瘸腿的原因，传统沼气工程利用方式达不到沼气经济工程，收益很差的。我国的大中型沼气工程的建设在推广气化集中供气技术的进程中，由于我国农村的经济基础还很薄弱，许多示范工程正是由于焦油堵塞管道而停止运行，难于进行商业化运行，影响进一步发展和推广。形成产业沼气，实际上是要开发一种具有商业化价值的生物天然气。沼气的提纯进化采用化学吸附，脱硫是常规工艺，每天生产生物天然气是1.2-1.5万立方米，经过净化和提纯以后甲烷含量提高至97%，其他指标，如氧气含量都比一般车用天然气还要好，燃气公司愿意来收购。售价卖到4.95元，跟当地天然气价一样，成本在2元/立方米。我国农作物秸秆年产量约为7亿t左右，列世界之首。每年收获的秸秆除去用于造纸的2800万吨秸秆和作为饲料或饲料原料的2.13亿t秸秆，造肥还田及收集损失的1.089亿t，可作为能源加以利用的秸秆总量为3.761亿t。我国秸秆资源丰富，我国的农村主要有水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆，其中玉米秸秆占36.7％，稻草秸秆占27.5％，小麦秸秆占15.2％。其粮食作物秸秆占了总量
3 的90.5％。我国秸秆资源化利用现状。我国秸秆资源化技术呈现多元化发展。如秸秆还田、制有机肥料、秸秆气化及压块燃料、动物饲料、作造纸业和纺织业的原料及秸秆培养食用菌等等。但与西方某些国家相比还有相当大的差距，相当多的一部分农作物秸秆仍被弃置在田间地头和河沟，或者焚烧。通过沼气项目的推广应用，农业废弃物经过沼气池分解还原后还田，使土壤有机质含量得到提高，通过沼气替代传统的生物燃料，减少了乱砍滥伐林草树木的现象，有效地保护了林木植被，节省了柴草，使植被覆盖率大幅度上升，改变了庭院村落普遍存在的脏、乱、臭现象，减少了传染性急病的传播，农村生态环境得到了很好地保护和改善。改变了农村生活用能方式，促进了种植业结构的调整，使种养业有机结合，相互促进，加快了农业无公害、绿色农产品的发展。形成农村生产生活良性循环的新局面，实现家居温暖清洁化、庭院经济高效化和农业生产无害化。
大型沼气工程项目建议书
一．项目名称：大型沼气工程建设项目
二．立项依据：
1．国家计委颁布的《建设项目经济评价方法与参数》 (第二版)；
2．2004 年农业部基本建设项目申报指南；
3．建设厅，计委发布的《建设工程其他费用标准》； 4．农业部《大中型沼气工程项目主要建设内容(参考)；》《沼
4 气生产利用技术》；
5．项目单位以及洁能环保工程有限公司提供的有关基础资料。
三．我国有丰富的沼气资源原料作保证：
在我国，沼气的开发利用主要是通过厌氧工艺处理工农业有机废弃物、城市生活垃圾和生活污水的途径。即工业有机废弃物、养殖场畜禽粪便、城市生活垃圾和废水以及农村家庭畜禽养殖和农作物秸秆等五个方面。生产沼气的原料主要是农作物秸秆、养殖场猪、牛、鸡等粪便。目前，我国大中型规模化养殖场：即养猪场，养牛场，养鸡场发展很快，农作物秸秆在农村到处都是。尤其是农作物秸秆，是一种重要的生物资源，千百年来一直是农村主要燃料用于炊事。随着农村经济的发展，农民生活条件极大地改善，秸秆已不再作为主要燃料，秸秆成了废弃物。目前全国农作物秸秆除1/3～1/2用作还田、氨化饲料和工业原料外，其余全部被废弃或焚烧，造成部分河道堵塞和水体污染，每到收获季节，出现“处处点火，村村冒烟”的现象，严重污染了大气。这些现象不仅浪费了宝贵的资源，同时也污染了农村环境。将秸秆变废为宝，走农业可持续发展的道路，实现农业转型升级，是摆在农村能源部门面前的重大课题。农作物秸秆生物气化（沼气化）技术，是根据沼气工艺学和微生物学等技术原理，以厌氧发酵为核心并集成其它技术形成的秸秆综合利用与处理系统。该技术采用“粉碎—堆沤—厌氧—利用”工艺，特点是方便、安全、易管理，
5 并可根据不同原料特点，选择具体农作物秸秆、养殖场猪、牛、鸡等粪便利用与处理模式进行综合利用。对改善农民用能结构、改善农村环境状况和促进农业生态建设具有广阔的发展前景。
四．必要性：
目前国内沼气利用技术研究尚未引起足够的重视，特别是沼气的经济利用技术没有引起足够的重视，远远满足不了产业发展需求，并且严重阻碍了产业的发展，致使大量的宝贵能源得不到合理利用，被白白地排放掉。保守估计，国内沼气年产量至少超过200×104m3，相当于1500×104t标准煤。为此，依据沼气的基本特性和天然气管网实际需求，研究出能够适应各种不同工况的沼气利用工艺技术方案，即沼气实施完全提纯技术和部分提纯技术。针对沼气产地的具体情况，通过技术经济分析比较后，优选工艺流程，采用最优化工艺技术路线，使沼气经过相应的净化处理后，一是直接输入天然气管网；二是与其他燃气混配后进入天然气管网；三是生产出压缩天然气产品外运；制取压缩沼气后外运，或者在加油站建设加气系统销售，以实现沼气利用成本最低化、附加值最大化的目标；四是利用最新进口设备（工艺简单的一种新技术，是将沼气转换成柴油的大型装置小型化的技术），将沼气转换成符合国标的柴油在加油销售。简捷实用的工艺流程和方法，可达到沼气低值产品高值利用的目的。
五．可行性：
1．沼气与天然气的参数与基本特性
6 1.1沼气的基本参数与特性：典型的沼气组分、热值及燃烧特性参数如下：体积含量：CH4为61.28%；CO2为38.09%；H2S及其他组分为0.63%；高位热值5708kcal/m3(23.90MJ/m3)；低位热值5 148kcal/m3(21.55MJ/m3)
；
华
白
指
数5873kcal/m3(24.59MJ/m3)；燃烧势(CP)18.52；气体密度1.22kg/m3。
1.2典型的天然气基本参数与特性：按照行业习惯，一般来说，天然气被分为两大类别：①管输天然气；②液化天然气。
1.3分析及结论：分析沼气的基本参数、特性可看出，沼气中的C02组分含量高是造成上述差异的最根本的原因。对沼气进行深度净化处理，使C02组分体积含量低于3.0%(国标要求值)，并脱除掉其他杂质，比如水分、H2S组分等，使其各项指标符合国家标准(以下简称“国际”)要求，则沼气实际上就已成为真正意义上的天然气。此时，被深度净化的沼气与管输天然气组分、热值、燃烧特性参数完全相同。按照“国标”要求，每一类别的天然气均允许其组分(热值、华白指数、燃烧势)有一定幅度的变化，杂质含量有一定的许可范围。也就是说，这种变化和含量范围只要在“国标”所规定的范围内即可。鉴于此，为减少生产成本，不对沼气进行深度净化处理，只对沼气进行浅度净化处理，甚至完全不进行净化处理，通过与天然气或接近天然气燃烧特性的其他可燃气体相混合的方式，使混合后的气体各项指标符合“国标”相关要求，则可以达到沼气低成本利用的目的。这种利用方式是可
7 行的、经济的，应优先采用。
2．沼气利用的基本思路：依据是否对沼气进行组分分离以及分离深度的不同，将利用沼气方式分为“沼气完全提纯”和“沼气部分提纯”两种利用方式，终极目标都是一致的：制取与管输天然气燃烧特性完全一致的代天然气产品。
3．利用沼气的工艺技术方案：以沼气为原料生产代天然气产品的总体工艺流程如图所示。
六．建设规模：项目拟建设大型沼气工程 5 处。
七．建设地点：大型沼气工程拟建在大中型规模化养殖场：如养猪场，养牛场，养鸡场和农作物秸秆充足的地区。
八．建设期限：项目建设从2012年开始分3年实施，于2015年结束。
九．项目总投资及资金筹措：项目总投资1200万元(平均每处大型沼气工程投资200万元)；资金拟从两个渠道筹措：一是
8 申请国家投资1000万元；二是地方配套与企业自筹200万元。
十．建设内容和数量及投资：每处大型沼气工程建筑面积370平方米；其中粪草分离间60平方米，有机肥加工厂房150平方米，办公生活用房30平方米，化验计量室30平方米，泵房40平方米，锅炉房60平方米，建筑容积5650立方米，其中格栅集水池60立方米，水解酸化池60立方米，调节池30立方米，厌氧消化器500立方米，沉淀池50立方米，沼气贮气柜300立方米，简易贮液池4500立方米，发酵槽150立方米，硬化场区道路800米，建花格围墙150米，绿化 400米。每处大型沼气工程新增设备30台(套)，包括废水处理，沼气生产仪器设备26台(套)，,有机肥加工设备2台，车辆2台。项目总投资1100万元，其中：土建工程费用490万元；仪器设备购置费315万元；其他费用50万元，不可预见费45元，平均每处大型沼气工程投资220万元，其中土建工程费用98万元；仪器设备购置费63万元，其他费用10万元；不可预见费49万元。
十一．项目效益：项目建成后年需运行费用100万元，年经营收入300万元。项目采用环保——生态模式，解决了当前养殖场发展带来的环境污染和生态恶化问题，较好的使农作物秸秆和养殖场粪便，污水得到综合利用，使养殖场和周围居民用上清洁能源，改善炊事环境，提高生活质量，又解决了周围农田浇地用水和使用有机肥，生产无公害农作物。改善了周围空气质量，减少了水资源的污染，有利于控制人畜共患病发生，项目生态效益，
9 社会效益显著。
十二．结论：
沼气应用在城市燃气领域，利用方式有多种，可供选择的工艺路线也较多，不同的工艺适应不同工况，且生产成本有差异。因此，积极争取和利用国家农村沼气建设国债项目和中央补助资金200多亿元的政策，依据沼气产地条件和天然气管网的实际情况，经过技术经济分析比较后，选取最优化的工艺技术方案加以利用，有利于提高整体经济效益，实现最大化提升沼气利用附加值的目标。
十三．项目进展情况：正在进行市场调查和编制可行性研究报告的前期工作。
