青县秸秆沼气工程发展情况探讨

王春国，李砚飞，杨俊芬，周 勇，刘 广，王俊才

（1.河北省青县发展改革局，沧州 062650；2.河北省青县农业局，沧州 062650）



青县秸秆沼气工程发展情况探讨

王春国1，李砚飞2，杨俊芬2，周 勇2，刘 广2，王俊才2

（1.河北省青县发展改革局，沧州 062650；2.河北省青县农业局，沧州 062650）

摘 要：青县地处华北平原中部，发展秸秆沼气有着30多年的历史。2005年在马厂镇东姚庄建成400 m3地上砖混结构秸秆沼气工程，开始集中供气，成功为该村食品厂和部分村民供气，利用纯秸秆制取沼气这在国内尚属首例。

关键词：青县 秸秆沼气近年来河北省沧州市相关部门领导以及专家给予了极大的支持，同时青县委县政府，先后投入70万元扶持纯秸秆沼气工程建设。经过先后4代的完善和改进形成了钢板焊接沼气工程模式，进行钢板焊接沼气工程建设，并申报了河北地方建设标准。其中龙头企业河北耿忠生物质能源开发有限公司在总结东姚庄经验的基础上，该公司先后为东姚庄村、耿官屯村等村建成了350 m3、650 m3、1 000 m3、2 000 m3等大型钢板焊接发酵罐及储气罐14个，4处，供气能力达到8 000户。正在建设的3处大型秸秆沼气工程，即第5代正在建设中。全部建成后秸秆沼气工程供气能力可达到1万多户。真正实现了沼气的企业化生产，规模化供气，商业化运营。

1 青县秸秆沼气工程研究内容和创新点

1.1 主要研究和实施内容

根据国内外有关沼气技术和河北省多年来的沼气建设成功经验，研究大型沼气发酵工程的设计、建造、防渗漏防结壳技术；研究秸秆投料配比；发酵条件及其产气量；研究进出料工艺及设备；研究集中供气及管理办法；提出适合全省乃至全国沼气工业化生产和农村集中供气模式。在东姚庄及耿官屯一期沼气工程的基础上，在青县清州镇耿官屯村西南，再建2 000 m3发酵罐（1 000 m3的发酵罐2个）的沼气工程，采用秸秆中高温高浓度发酵工艺制取沼气，预计正常运行后日产沼气在3 000 m3左右，通过安装管网使耿官屯村及县城内3 000户以上居民用沼气代替石油液化气用于生活、生产用能。在此基础上，发展带动青县6个村，沧州其他5个县涉及5个村，同时带动河北7个村全国15个村建设大型秸秆沼气工程，发展循环经济，促进节能减排。

1.2 工艺技术路线

沼气工程以搅拌机、泵为动力，将秸秆同其它辅料按照一定比例混合均匀加水搅拌后，经过进料口靠泵体动力将发酵原料打入沼气发酵罐，在30～55 ℃和pH 6.8～7.5的环境下进行发酵产气，其过程如下。

秸秆—粉碎—加土—加添加剂—加菌种—加入50～60 ℃热水—搅拌—打入发酵罐—产气—脱水—脱硫—入储气罐—输配系统—供企业和农户使用。

1.3 技术关键

沼气发酵池，必须有良好的防渗漏性能和保温性能；适宜的pH；适量的接种物；添加剂的开发研究。

1.4 创新点

（1）采用秸秆中高温30～55 ℃高浓度发酵工艺制取沼气，秸秆粉碎，粉碎的秸秆中加入一定比例的土和添加剂；池体采用夹层，夹层内填充聚苯乙烯泡沫板。（2）提高秸秆转化率，通过科技手段提升产气率。（3）制定秸秆产气行业标准。

2 实施秸秆沼气工程预期成果的经济、社会效益分析

仅仅青县耿官屯2 000 m3发酵罐完成后，有效池容产气率在1.5 m3左右，预计日均产生沼气3 000 m3左右，可为3 000户以上的居民供应沼气，年可以消耗秸秆2 300 t，年产沼气115万m3，年产沼渣9 560 m3。预计沼气生产成本为0.8元/m3左右，而1 m3的沼气和500 g液化气的热值相当，沼气售价暂定1.6元/m3，而液化气的价格为2.8元/500 g。因此，1 m3沼气可为居民节省1.2元，全年可为居民节省130万元。农作物秸秆不再入村，街道、庭院干净卫生了，从而彻底改善了农村脏乱差的环境面貌；用上沼气以后改变了农民传统的生活方式，厨房卫生干净了，做饭不再是烟熏火燎；用沼气做饭时间也缩短了，可节约时间1 h/d，节约的时间可用于打工增加收入，也可用于读书、看报、娱乐等。该工艺技术克服了纯秸秆不能制取沼气的技术难题。经济、社会、生态效益显著，相比秸秆气化站、户用沼气池更具有推广价值。

3 存在的问题

（1）建设成本较高。在农村虽说用沼气方便、卫生，但是得花钱买气。农民自有秸秆，不用花钱就可以烧水、做饭；同时老人有睡火炕的习惯；有的就喜欢烧大炕做饭；另外农村电气普及率逐年提高，有一部分户不用气或少用气，造成平均每户用气量达不到1 m3/d。集中供气系统工程原则上不能低于1 000户，适宜经济较发达且户数500户以上的大村。那样会平均投资大，户均成本较高。建一个容积为500 m3发酵罐的沼气工程投资达500万元，供气1 000多户，户均成本为5 200元，成本相对过高。可以4～6个村甚至更多的村集中建设一处沼气工程，通过铺设管网给各村供气。因而建设成本较高，建设资金不足，成为制约该项目发展的重要因素。

（2）纯秸秆制取沼气工程工艺技术还不太成熟，尚需要进一步改进和完善。沼气工程建造工艺技术；沼气添加剂；脱水脱硫工艺；相关其他的分离和提纯；沼液沼渣的深加工等还需要进一步研发。

（3）沼气用于取暖、发电成本较高，相比煤炭还不具备明显经济价值。

4 今后研发方向

（1）进一步优化工艺流程，降低建设成本。在完善工艺技术的同时研发新的建造技术，进一步降低建设成本。

（2）开发利用有机肥。利用沼液沼渣通过添加相关元素，开发出无公害有机肥。

（3）研发新用途。用沼气来替代用液化气、秸秆气、水煤气的地方。把沼气提纯天然气后，就能增加收入，从而降低成本。该成果提纯的天然气由于使用秸秆为原料，因此有很大的价格优势。按我国每年可产生能利用的秸秆总量7亿t计算。它所能制取的沼气再提纯成天然气后，一年的产气量足够西气东输工程30年的供气量。提纯成天然气后再把分离出去的二氧化碳卖掉后，还能进一步增加收入。

（4）利用沼气发电。沼气用于取暖、发电，目前成本较高，如何采取新工艺，降低沼气取暖、发电成本是需要研究的新课题，也是今后发展的方向。同时，国家发改委对沼气发电的补贴政策、新能源发展清洁机制（CDM）对低碳经济的鼓励政策都为沼气发电创造了良好发展环境，也为利用秸秆、粪便沼气发电提供了可行性。

5 结论

纯秸秆沼气工程技术的开发利用前途是光明的，科研力量、科研经费、科研设备的投入也是不小的，需要各级部门对沼气沼液的开发给予大力支持，以确保这项利国利民的事业顺利发展壮大。