问题1：不同原料的产气规律和前处理方案不同
常用原料的产气速率(单位：%)及产气量 发酵时间/d 猪粪 人粪 马粪 牛粪 玉米秸 麦秸 稻草 青草 10 74.2 40.7 63.7 34.4 75.9 48.2 46.2 75.0 20 86.3 81.5 80.2 74.6 90.7 71.8 69.2 93.5 30 97.6 94.2 89.0 86.2 96.3 85.9 84.6 97.8 40 98 98.2 94.5 92.7 98.1 91.8 91.0 98.9 60 100 100 100 100 100 100 100 100 产气量 /(m³ /kg) 0.42 0.43 0.34 0.30 0.50 0.45 0.40 0.40
养殖废水
沼液 沼渣
1．0×108
1．1×103 4．6×103个·100g-1
77．8
100．0 96．0
24
三、几种主要的生物质分布式能源技术
【污水厌氧沼气热电联产的技术路线问题】
锅炉燃烧 沼气用于锅炉燃烧产生蒸汽，蒸汽用于生产的工艺过程。 锅炉燃烧+蒸汽轮机发电 沼气用于锅炉燃烧产生蒸汽，蒸汽用于蒸汽轮机发电，多余蒸汽或发电之后的乏汽
转化类型 直接燃烧 生物转换 初级产品 热能 次级产品 热能或电力
乙醇
沼气 热解气化 热裂解液化
燃料
燃料、电力 热能或电力 燃料、化工原料
◎ 生物质能
热化学转换
◎ 海洋能 ◎ 地热能
其他转换
高压液化
压缩成型 生物柴油 制氢
燃料、化工原料
燃料 燃料 燃料
5
◎ ……
二、生物质分布式能源的特点
【特点一：与环境治理紧密联系】
2. 厌氧沼气热电联产技术
生物质经过预处理后进入厌氧反应器，在厌氧菌的作用下产生沼气（60%甲 烷），气体经脱硫、过滤、除湿后，送入发动机发电，发电产生余热用于厌氧 反应器的加热。
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
【污水厌氧沼气的原理】
液化过程（水解和发酵）： 多糖→单糖→乙醇和脂肪酸 蛋白质→氨基酸→脂肪酸和氨 脂类→脂肪酸和甘油→脂肪酸和醇类 酸化过程（产氢、产乙酸）：脂肪酸和醇类→乙酸、氢气和二氧化碳 产甲烷过程：70%来自乙酸分解，少量来自氢气和二氧化碳的结合。 沼气在4℃到65℃之间都能产气，产量在35℃和54℃左右出现两个产气高峰。 大中型沼气发酵工程的温度波动不超过3℃。
填埋气
有利于消除安全隐患、改进周边大气环境
畜禽粪污沼气 解决规模化养殖的污水问题，保护水资源 污水污泥沼气 降低处置成本，消除安全隐患 生物质裂解和颗粒燃料 减少农林废弃物在田间焚烧造成的大气污染 生物质分布式能源 ≠ 环保工程
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二、生物质分布式能源的特点
【特点一：与环境治理紧密联系】
【特点二：决定生物质能项目的关键是原料成本】
填埋气 技术成熟，成本可控，有大量成功运行的商业化案例 畜禽粪便沼气
技术成熟，投资大，存在环保压力，项目以示范为主
污水沼气 技术成熟，多作为污水处理的配套工程，成本可控，难以独立商业运行
生物质热解气
技术未完全成熟，气体处理工艺复杂，投资大，存在环保压力，示范阶段 生物质颗粒燃料 技术成熟，城市应用存在环保压力，以供热为主
2ห้องสมุดไป่ตู้
目录
一、概述
二、生物质分布式能源的特点 三、几种主要的生物质分布式能源技术 四、相关国家政策 五、行业发展趋势
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一、概述
分布式能源的概念
指在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户端自发自用为主、多余电量上网，且 在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。 ——国家发改委《分布式发电管理暂行办法》（[2013]1381号文）
案例：城市生活垃圾焚烧 • 强调生活垃圾的“资源化”，忽视“无 害化”，为行业发展树立了错误的目 标。日本垃圾发电最多，达149座，但 装机效率只有9%，效率之所以较低，反 映了项目不同的出发点，即环境保护， 而非“以电养电”。
附属健康中心
焚烧发电厂
东京市第23区垃圾焚烧发电厂
7
二、生物质分布式能源的特点
【分布式能源的特点】
选址：靠近用户 能效：梯级利用 设备：小型化、清洁化、智能化
燃料：就地取材
4
一、概述
【分布式能源的一次能源种类】 我国每年有7亿多吨农作物秸秆剩余物和
◎ 天然气 ◎ 太阳能 ◎ 小型风能 ◎ 氢能 ◎ 小水电 2亿多吨林地废物与木材加工利用剩余物， 未得到充分利用。
◎
浙江平湖景兴纸业 ——造纸厂污水沼气发电，2.0MW
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
3. 生物质裂解气
生物质热解是生物质在缺氧
的高温条件下，将大分子的生物
质转化小分子的液体、气体、固 体三种产物。热解气（含CO、H2 和CH4）就是产物之一，通过净化 后可以用于发电和供热。
温度 ℃ 820 CO2 CO
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
1. 生活垃圾填埋气发电技术
生活垃圾经填埋处理后，其中的有机物厌氧发酵，产生填埋气（50%甲烷）。 沼气通过机械导排后经过干燥、脱硫，可以作为燃料供发电机组发电。
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
【填埋气的产生过程】
• • • 好氧期：持续时间为几天到 数周，产生的主要气体是CO2； 厌氧、不产甲烷期：厌氧分 解开始，产生大量的CO2和H2； 厌氧、产甲烷不稳定期：出 现甲烷，CO2的产生量减少，
【生活垃圾填埋气发电案例】
◎ 上海老港四期垃圾填埋气发电 ——15MW
发电机组
发电厂房
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
【生活垃圾填埋气发电案例】
广东潮州填埋气发电项目
福州红庙岭垃圾填埋气发电项目
山东莱芜填埋气发电项目
宁波鄞州垃圾填埋气发电项目
长春三道垃圾填埋场填埋气发电项目
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
2019
2020 2021 2022 2023 2024 2025
456
474 493 513 533 555 577
166,409
173,065 179,988 187,188 194,675 202,462 210,561
544
566 589 612 637 662
4,768,249
4,958,979 5,157,338 5,363,631 5,578,177 5,801,304
1,717
1,785 1,857 1,931 2,008 2,088 2,172
1,128
1,174 1,221 1,269 1,320 1,373 1,428 13
689 6,033,356 上海齐耀新能源技术有限公司
三、几种主要的生物质分布式能源技术
【填埋气的收集工程】
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
【畜禽粪污沼气热电联产案例】
◎ 山东民和牧业 ——鸡粪厌氧沼气发电，3.0MW
◎
上海牛奶集团大丰农场 ——牛粪厌氧沼气发电，1.0MW
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
【工业污水沼气热电联产案例】
◎ 三得利上海东海啤酒厂 ——啤酒厂污水沼气发电，80kW
发酵罐
沼气
对策：采用干式厌氧技术，减少污水排放量20％ 以上；采用沼液滴灌技术和鱼菜共生系统消耗部
沼液池
分沼液
问题3：沼气产生量小，产生电力不满足上
压滤机
沼渣 沼液
网电量的标准，就地没有足够负荷
对策：采用沼气提纯技术，作为商用天然气使
用；普遍采用“T接”方式接入电网
样品名称 大肠菌群个/100ml 蛔虫卵死亡率/％
H2被耗尽；
• 厌氧、产甲烷稳定期：气体 的成分趋于稳定，通常要达 到厌氧稳定状态需1～2年的 时间。
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
【填埋气的产量预测】
时间 2011 2012 2013 2014 日填埋量 (吨/天) 333 346 360 375 年填埋量 (吨) 121,593 126,457 131,515 136,776 填埋气收集 流量(Nm3/h) 276 355 431 447 年填埋气收集量 (Nm3/y) 2,414,720 3,113,299 3,771,748 3,919,153 年甲烷收集 量(tCH4/y) 869 1,121 1,358 1,411 发电装机容 量（kW） 571 737 893 928
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二、生物质分布式能源的特点
【特点二：决定生物质能项目的关键是原料成本】
低能流密度的生物质能源需要集约化开发， 如果缺乏对资源的详细规划和法制化管理， 会造成过度的市场化竞争，导致收益前景 不确定，打击投资者的积极性，影响了行 业的长远发展。
案例：秸秆焚烧
缺乏省市一级和地区一级的规划，并 在地方相应的立法中未得到体现，这对新 能源资源丰富的省区尤其影响大。
气体基本成分 CH4 CnHm 1.3 H2 N2 O2
热值 kJ/Nm3 5667
30
16.3 16.5 6.71
4.17 55.3 1.0
三、几种主要的生物质分布式能源技术
【生物质裂解气原理】
氧化反应：
还原反应：
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
【生物质裂解气化炉的产品】
生物质热解气化同时可制取固、气、液三相产品，未来有望发展为一种高效、
电力系统基础知识
薛 飞
2018年10月23日
自我简介