● 為應(yīng)對環(huán)境問題和解決能源危機(jī),世界經(jīng)合組織(OECD)提出了重視和利用工業(yè)生物技術(shù)的倡議,。目前許多國家制定了相關(guān)開發(fā)研究計劃,,生物質(zhì)能有望成為具有競爭力的能源之一,。
● 低品位生物質(zhì)是水體污染的主要來源,太湖40%的總磷和總氮來自于此,,是藍(lán)藻頻發(fā)的重要原因,。如能采用適合的資源化利用技術(shù)發(fā)展生物質(zhì)能源和生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)則可變廢為寶,緩解能源和環(huán)境壓力,,并拉動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,。
● 我省在發(fā)展新能源方面已取得了明顯成果,下一步應(yīng)在全省范圍內(nèi)推廣和運(yùn)用低品位生物質(zhì)資源綜合利用技術(shù),,努力實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益,、環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益的三贏。
一,、推廣低品位生物質(zhì)資源綜合利用技術(shù)是節(jié)能減排的重要途徑
1,、未經(jīng)處理的低品質(zhì)生物是水體污染的主要來源
生物質(zhì)是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體,包括所有的動植物和微生物,。依據(jù)來源的不同,,生物質(zhì)分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源,、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水,、城市固體廢物和畜禽糞便五大類。低品位生物質(zhì)重點(diǎn)指農(nóng)作物秸稈,、禽畜糞便,、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢物等,,這些物質(zhì)正是水體污染的主要來源,。例如我國養(yǎng)豬數(shù)量占世界51%,,養(yǎng)殖家禽數(shù)量占世界20%以上(1頭豬的糞便排放量相當(dāng)于7個人,1只雞的生化需氧量排放量相當(dāng)于0.7個人),,每年產(chǎn)生禽畜糞便約8.5億噸,,其中大部分直接排放到了水系中,導(dǎo)致了水體的富營養(yǎng)化,。
2,、現(xiàn)行處理技術(shù)還達(dá)不到節(jié)能減排的要求
現(xiàn)在使用的低品位生物質(zhì)處理技術(shù),大多還達(dá)不到低排放,、資源化和再利用的效果,。如糞便自然堆漚、填埋或焚燒等方法,,不僅會導(dǎo)致蚊蠅滿天,、病菌滋生,,甚至?xí)a(chǎn)生致癌物二噁英和高溫氯腐蝕等問題,。由于傳統(tǒng)技術(shù)手段不能實(shí)現(xiàn)對所有低品位生物質(zhì)的合理處理和轉(zhuǎn)化,,導(dǎo)致至少50%以上的低品位生物質(zhì)資源被浪費(fèi),。據(jù)測算,,到2020年蘇南和蘇中農(nóng)業(yè)﹑工業(yè)和生活用水的總量大約在800~1000億立方米,,相應(yīng)將產(chǎn)生污水560~700億立方米,;此外,,全省每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量約3700多萬噸,、畜禽糞便產(chǎn)量達(dá)6825萬噸,、城市污泥產(chǎn)量約200萬噸、城市生活垃圾產(chǎn)量為898.4萬噸,。數(shù)量如此龐大的低品位生物質(zhì)資源,,對其如何處理和利用與可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。
3,、資源化綜合利用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)變廢為寶
由南京工業(yè)大學(xué)開發(fā)的低品位生物質(zhì)資源聯(lián)產(chǎn)熱,、電、油,、肥利用技術(shù),,可以系統(tǒng)處理農(nóng)作物秸稈、禽畜糞便,、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水,、城市固體廢物,將低品位生物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化為蛋白飼料,、生物燃?xì)?、生物柴油、有機(jī)肥料,,最后排放完全達(dá)標(biāo)的水,,實(shí)現(xiàn)了零排放,。因此,該技術(shù)是資源化的高效綜合利用技術(shù),,能將低品位生物質(zhì)利用率提高至100%,,而且新產(chǎn)出的各項(xiàng)能源、資源量是傳統(tǒng)處理技術(shù)下產(chǎn)量的4倍,,是變廢為寶的重要途徑,。因此,在全省范圍內(nèi)建立一套完善的綜合利用處理體系,,提高低品位生物質(zhì)有效利用率,,并產(chǎn)生節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益勢在必行,。
4,、國內(nèi)外低品位生物質(zhì)綜合利用概況
世界發(fā)達(dá)國家如歐盟、日本,、美國對低品位生物質(zhì)的處理和利用目前主要集中于生物燃?xì)猓ㄉ锶細(xì)饽苡行У乩糜袡C(jī)垃圾,、人畜糞便,、廢棄農(nóng)作物秸稈等低品位生物質(zhì)原料,,具備綠色、清潔,、環(huán)保的特點(diǎn))的開發(fā)和使用,。歐盟開展了生物燃?xì)庥媱潱蝗毡締恿薒otus計劃,;瑞典的生物燃?xì)馍a(chǎn)已從單純的廢物處理手段轉(zhuǎn)向以供氣,、發(fā)電為主的能源產(chǎn)業(yè),甚至開始種植專供制備生物燃?xì)獾哪茉醋魑?。美?007年推出的“微型曼哈頓計劃”宗旨就是向海洋藻類要能源,,目標(biāo)是到2010年每天產(chǎn)出百萬桶生物原油,實(shí)現(xiàn)藻類產(chǎn)油的工業(yè)化,。此外,,紐約的斯塔藤垃圾處理站采用濕法處理垃圾,回收沼氣用于發(fā)電,,同時生產(chǎn)肥料,。
我國若將禽畜糞便資源轉(zhuǎn)化為生物燃?xì)饪烧酆铣^7840萬噸標(biāo)煤。國內(nèi)對生物燃?xì)獾拈_發(fā)利用起步于50年代,,主要是用糞便和農(nóng)作物秸稈制取沼氣,,而在大中型沼氣工程中。更多的是將對工業(yè)廢水的治理與沼氣生產(chǎn)結(jié)合起來,,雖然取得了一些成績,,但產(chǎn)業(yè)規(guī)模小,、系統(tǒng)集成化低,無法適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化的需要,。2007年,,內(nèi)蒙古蒙牛集團(tuán)建成了全球最大的畜禽類沼氣發(fā)電廠,可日產(chǎn)沼氣1.2萬立方米,,日發(fā)電3萬千瓦時,,每年可向國家電網(wǎng)提供1000萬千瓦時的電力,還可生產(chǎn)有機(jī)肥約20萬噸,。
二,、我省自主研發(fā)的綜合利用技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平
1、低品位生物質(zhì)資源綜合利用技術(shù)工程體系概況
進(jìn)行低品位生物質(zhì)綜合處理需要建立5套處理工程:秸桿處理工程,、沼氣工程,、柴油工程、光合細(xì)菌工程,、有機(jī)肥料工程,。科技部設(shè)在南京工業(yè)大學(xué)的國家生化中心,,系統(tǒng)地進(jìn)行了原料預(yù)處理,、原料輸送、高效厭氧消化,、生物燃?xì)鈨艋瘍Υ胬眉夹g(shù)研究,,完成了植物秸稈、水生植物,、人畜禽糞尿,、城市生活生物質(zhì)垃圾、城市污水處理廠剩余污泥等原料的預(yù)處理,、厭氧發(fā)酵制備生物燃?xì)饧夹g(shù)研究,,進(jìn)行了根據(jù)原料特點(diǎn)、區(qū)域特點(diǎn),、處理要求特點(diǎn)的系統(tǒng)配套技術(shù)研究,。特別是今年與美國硅谷加德綠色能源有限公司合作,提高了污水淤泥的甲烷產(chǎn)率,,比傳統(tǒng)甲烷沼氣池效率提高30%,;利用加德微生物燃料電池,直接從污水產(chǎn)生電力,,收回50%以上的用于污水處理的電力能源,。
2、綜合利用低品位生物質(zhì)資源的經(jīng)濟(jì)效益分析
若將我校已有的技術(shù)應(yīng)用于南京市浦口全區(qū)(總?cè)丝跒?7萬),將其作為一個示范點(diǎn)建設(shè),,總投資預(yù)算為1.83億元,,年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約為1.81億元。每年可處理浦口13個污水處理廠的3萬噸淤泥和附近城市生活垃圾5.48萬噸,,年產(chǎn)出沼氣1800萬立方,,相當(dāng)于標(biāo)煤16.8萬噸、一年減排二氧化碳20萬噸,、化學(xué)需氧量10萬噸,、氮磷1300噸。(對該示范點(diǎn)效益的詳細(xì)分析見附件1)
三,、關(guān)于在全省推廣低品位生物質(zhì)綜合利用技術(shù)的建議
1,、設(shè)立專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)
建議將該項(xiàng)目納入江蘇省綠色能源發(fā)展計劃,制定《低品位生物質(zhì)能源發(fā)展規(guī)劃綱要》,,形成爭取政策支持和經(jīng)費(fèi)補(bǔ)貼,,特別是設(shè)立“低品位生物質(zhì)綜合利用基金”,用于支持該項(xiàng)目推廣過程中的建設(shè)和試運(yùn)行,。
2,、進(jìn)一步建立和完善技術(shù)支撐平臺
依托國家生化工程技術(shù)研究中心和江蘇省工業(yè)生物技術(shù)創(chuàng)新中心,建立和完善該項(xiàng)技術(shù)的科研與應(yīng)用平臺,。增設(shè)“低品位生物質(zhì)綜合利用實(shí)驗(yàn)室”和“生產(chǎn)性試驗(yàn)基地”,,開展人員的技術(shù)培訓(xùn)和新技術(shù)的研發(fā);建立咨詢服務(wù)體系,,利用網(wǎng)絡(luò),、現(xiàn)場服務(wù)等形式進(jìn)行技術(shù)咨詢,;建立成果推廣轉(zhuǎn)化部門,,吸引企業(yè)參與該項(xiàng)成果的產(chǎn)業(yè)化。
3,、在重點(diǎn)示范基礎(chǔ)上逐漸推廣
建議采用重點(diǎn)示范,、分散建設(shè)、逐步推廣的方式,,在全省大力發(fā)展低品位生物質(zhì)的資源化綜合利用技術(shù),。具體建議為:在南京浦口區(qū)著力建設(shè)低品位生物質(zhì)綜合利用示范點(diǎn),以十年為期,,將該技術(shù)輻射至全省60個具備推廣利用該技術(shù)條件的縣(市,、區(qū)),實(shí)現(xiàn)對全省低品位生物質(zhì)資源的有效利用,,形成社會循環(huán)可持續(xù)發(fā)展模式,。在推廣順序上,建議在蘇中、蘇南,、蘇北循序進(jìn)行,。原因是蘇中的農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和城市化程度均比較高,,相比之下蘇南農(nóng)業(yè)不發(fā)達(dá),、蘇北城市化較低。(生物谷 Bioon.com)