养殖场畜禽粪便沼气发电变身低碳新能源技术研究

　　从原料种植-饲料生产-种鸡养殖-鸡苗孵化-商品鸡养殖-食品加工-沼气发电-有机肥生产的循环产业链模式，从养鸡向生物能源企业转型。新业务利润超越原养鸡主业，转身成为以生物工程、能源为导向的新型农业科技一体化企业。目前政策中明确的农林生物质是指农业、林业的废弃物(比如秸秆)，而民和等家禽养殖企业属于大农业范畴，也能享受电价政策，会有更多的畜牧企业介入利用畜禽粪便发电的清洁能源产业。

　　众所周知，堆积如山的畜禽粪便会污染环境，而利用畜禽粪便发电，不但能解决环境污染问题，还能变废为宝，更为重要的是，还可发展下游产业，形成一条循环产业链……人们一提到节能减排，往往首先想到的是调整优化产业结构，严格控制高耗能、高排放行业过快增长，这当然是问题的关键，不过我们也不能忽视其他方面的努力。如果能把类似畜禽粪便这样的废物利用好，也可以大大减轻节能减排的现实压力。在人们的印象里，畜禽粪便除了用作肥料，好像没有什么其他价值，可如今，畜禽粪便有了身价。近几年，从国外传入我国的利用畜禽粪便发电技术，不但能解决环境污染问题，变废为宝，尤为重要的是，还可发展下游产业，形成一条循环产业链。昔日的畜禽粪便正在变成“香产业”，据报道，我国已有养殖基地利用畜禽粪便发电，并把生产中的残渣加工成有机肥。整个处理过程无需额外能源消耗，且污染物零排放。这是一个产业发展的大好商机，为节能减排另辟了一条新路，值得有关人士的关注。

　　一、农村沼气综合利用给节能减排带来的效益突显

　　我国农村现行推广的沼气利用技术，已经突破了传统的燃料范畴，正向其它领域开发创新。农村沼气利用技术，是为节能增效、农业增收和环保清等方面的洁综合技术。

　　农村沼气能节能增效，可用于农民煮饭、点灯、洗澡，可选的设备是沼气灶、沼气饭煲、沼气灯和沼气热水器;可用于农民储粮、保鲜水果、孵化家禽、增温、诱杀害虫等;沼气可用于发电，将柴油发动机改装成全燃气发动机或沼气——柴油双燃料发动机，配套小型同步电机或异步电机就可实现沼气发电。

　　论文网推荐：《中外能源》杂志创刊于1996年，主管单位：中国科学技术协会;主办单位：中国能源研究会;出版单位：《中外能源》杂志社。《中外能源》为中央级科技期刊，月刊，国内外公开发行，国内统一连续出版物号CN11-5438/TK，国际标准连续出版物号ISSN 1673-579X，大16开，每期112页，全年12期，国内邮发代号：80-674，国际邮发代号：MO4252。刊发内容主要立足能源领域，特别是石油、天然气、煤炭及新型能源和可再生能源领域，重点围绕能源战略规划和建设、新技术开发和应用、节能与清洁化技术的研究及其产业化应用等热点问题进行报道。

　　农村沼气能使农业增产增收，沼液沼渣是优质有机肥，可作农作物的基肥和追肥，沼液还可作根外追肥，生产无公害农产品。沼液浸种就是将农作物种子放在沼液中浸泡，能显著提高种子的发芽率，增强秧苗的抗逆能力。沼液治虫防病技术，沼液对蚜虫、红黄蜘蛛、清虫、稻叶蝉、稻飞虱等有明显的防治效果，对纹枯病、小球菌核病等也有一定的效果。沼渣种菇、沼液养鱼技术、用沼渣种菇、养花等，节约成本，效果明显;用沼液养鱼(猪、禽)，能节约饲料，降低生产成本，具有明显的经济效益。

　　农村沼气能使环保清洁，农村沼气建设与圈舍、厨房、厕所结合，实行改圈舍、改厨房、改厕所，实现农村家庭清洁生产生活，实现人、畜分离，厨、圈分离，圈、厕分离。生猪饲料生喂，就是将饲料不通过加热煮熟直接喂生猪，是畜牧部门推广的一项成熟技术，现已在大中型生猪养殖场和部分农户推广应用。

　　由于沼气的建设使用，农民有更多的时间、精力和心情，彻底整治“柴草乱放、垃圾乱倒、污水乱泼、粪土乱堆、畜禽乱跑、衣鞋乱甩”，从而实现文明卫生的生活。

　　从节能效益看，根据农户建设沼气前后的燃料和耗电量对比测算，一口8m3的沼气池年产沼气380m3，能解决3～5口人的农户一年的生活燃料，每年可节约薪柴1.5吨或节煤1吨，节电100kw/h左右，每年可节省燃料和电费1000元左右;从经济效益看，一个8m3的沼气池每年可为20亩耕地提供肥料，每亩节约农药、化肥支出100多元，施用沼肥后的农产品产量增加，品质也能提升。农田施用沼渣、沼液，可减少化肥、农药的使用量200kg以上，节支400元，即沼气户每年节能增收在1400元以上。在南方推广的“猪-沼-果”能源生态模式，户均年增收3000元;北方推广“四位一体”能源生态模式，户均年增收4000元以上。以蔬菜、茶叶等专业合作社为载体，推广“猪-沼-菜、猪-沼-茶、猪-沼-烟”等综合利用模式，实施立体经营，效益更为显著。沼渣、沼液作为优质有机肥料，提高土地有机质含量，农作物病虫害发生率明显下降，有效控制了农业源污染。同时减少了农民的生活用柴量，有效保护了林地，“青了一片山，绿了一河水，富了一方民”。从减排效益看，一口沼气池平均能省出1.5t薪柴，相当于封育了3.5亩山林，保护了森林植被的同时还可减少15kg二氧化硫和2.7t二氧化碳排放。人畜粪便是农村的主要污染源和瘟疫传染源，发展沼气，将人畜粪便实行无害化处理和资源化利用，变“废”为“宝”，使农民用上了现代清洁炊事用能，告别了烟熏火燎的生活习俗，提高了生活质量，农村生态效益不断改善。沼气的综合利用，减轻了农村环境污染，改善了农村卫生状况，带动了无公害农产品及绿色农产品的发展，保护了森林，减轻了村民的劳动强度，使农村经济效益、生态效益和社会效益相得益彰，促进了人与自然的和谐发展，农村社会效益不断增强。

　　来自农业部的数据显示，截止到2010年全国农村户用沼气已达到4000万户：适宜农户普及率达到30%，各类沼气工程超过6万处，其中养殖小区等小型沼气工程2万多处、大中型沼气工程4700多处，受益人口达1.55亿人;产业规模不断壮大，全国沼气生产工达27万多名，各类沼气生产和服务企业4000多个，实现年产值260多亿元。根据农业部的规划，到2020年力争使适宜农户普及率达到70%，基本普及农村沼气。与此同时，将在集约化养殖场和养殖小区建设大中型沼气工程。在把沼气建成一个大产业的同时充分发挥沼气在缓解能源压力、减少污染和排放方面不可替代的作用，为实现国家节能减排目标做出贡献。

　　二、节能减排让畜禽粪便变成宝沼气发电形成循环经济链

　　我国农业源污染中，比较突出的是畜禽养殖业污染问题。据《第一次全国污染源普查公报》显示，我国畜禽养殖业的化学需氧量、总氮和总磷分别占农业源的96%、38%和56%。畜禽养殖业快速发展带来的废物和污水排放量剧增，已成为农村三大面源污染之一。就拿亚洲单体规模最大的蛋鸡养殖场——德青源生态园来说，年产5亿枚鸡蛋，就要产生8万吨鸡粪和12万吨污水。养殖场坐落在北京松山国家自然保护区，如果这些污染物不及时处理干净的话，那山清水秀的佳境将沦为臭气熏天的垃圾场。不过，在该生态养殖场并闻不到令人作呕的鸡屎味，嗅到的却是山区里清新的空气，据说这里空气中负氧离子含量是市区的近3倍。原来通过将鸡粪发酵过程中产生的甲烷收集并发电，2009年实现了并网。这在当时是国内乃至世界上第一个利用鸡粪产生的沼气发电的项目。鸡粪发电不仅解决了令人头疼的污染问题，还变成了能赚钱的买卖。《可再生能源法》鼓励可再生能源开发利用，因而，生物质能源电价比普通能源发电售价要高。德青源每年向华北电网提供1400万kw/h电，相当于3500户居民一年的用电量，全年算下来约有800万元。同时，每年还能实现二氧化碳减排8.4万t，这些减排指标卖给发达国家，每年收入也有大约600万元。鸡粪不光能用来发电，鸡粪发酵后产生的沼液和秸秆混合产生沼气、经提纯压缩后还能变成生物燃气输送给村民使用。纯用鸡粪和纯用秸秆都不如沼液和秸秆混合产气效率高。德青源的做法给我们

　　带来一个“未来农场”模式的启示：传统的农业模式是把自然资源变成农产品和农业废弃物——粪便、二氧化碳等。而德青源在做的事，正是将农业废弃物重新转化成可被利用的能源，形成新的产业链，实现绿色农业的循环经济。这种“未来农场”模式是生态效益、社会效益与经济效益并重的农业生态发展新模式，是农业可持续发展的必然选择，也是全球农业生态建设的必然选择。

　　据报道，在蓬莱民和股份的养殖基地用鸡粪发电，在实施沼气发电项目之前，该公司大量堆积的鸡粪，主要采用露天堆放的方式存储，只有到了春季或秋季作物需肥季节才能以较低的价格卖给周边农户，以直接还田利用的方式消纳。这里也是目前国内大多数养鸡企业，处理粪便的主要方式。以前公司规模小，所产鸡粪卖给农户就能够基本消纳，但伴随着企业规模的扩张，每天上百吨鸡粪和污水的排放量，着实成为公司头疼的问题。这不仅增加了养殖场的存储成本和粪便处理成本，鸡粪中含有大量的有机质以及恶臭气味，还会对周围的水质、空气、土壤带来恶劣影响，且鸡粪中携带大量的细菌、病毒、有害气体，长期堆积也危害养殖环境和周围居民的健康。

　　后来，通过研究国外的沼气工程技术，发现养殖场日常产生的鸡粪和污水，也可以用来发电。该公司利用笼养模式便于鲜鸡粪的搜集，有助于后期发酵，通过厌氧发酵技术产生沼气。这不仅及时处理了养殖场的粪污，还生产出了清洁能源，同时发电厂排放的沼液和沼渣，还可以转化成养分更多的有机肥料。建设鸡粪污处理太型沼气工程及资源化利用，日发电量6万余度的沼气发电项目实现并网发电，每天可以消耗300t鸡粪及500t废水，发出的电力以每度0.6474元的价格被输入当地电网，而发电机组产生的热量，还可以用于厌氧罐自身的增温和保温，并供给鸡舍取暖。随后，这一项目通过交易认证减排量，获得了世界银行的碳交易资金支持，成为国内农业领域内首个CDM减排项目。

　　延伸循环产业链更好的利用鸡粪及其养殖、加工等废弃物资源。比如沼气工程中的附属产品沼液如果处理不好，也可能产生另一种污染，而由于鸡的肠道短，所食饲料中75%左右的营养物质未被吸收而直接排出体外，因此鸡粪经过厌氧发酵后中还含有多种对植物生长有益的物质，通过研发的提纯浓缩技术，沼液成功变成了“植物生长促进液”，这种高端有机叶面肥料可以用于各类的蔬菜、果树、花卉等经济作物，增加了产量、提高了品质。由于是利用鸡粪为原料，成本很低，预计植物生长促进液形成规模销售后，毛利率可以达到70%～80%，净利润率在40%～50%。这比养鸡一般20%～30%的毛利率要高得多。

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文章名称： 养殖场畜禽粪便沼气发电变身低碳新能源技术研究

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