生物氣體生產(chǎn)至少來(lái)自三種來(lái)源:農(nóng)業(yè)廢棄物、污水污泥和固體生活廢棄物,。
生物質(zhì)發(fā)酵可產(chǎn)生生物氣體(沼氣),。沼氣(生物氣體)發(fā)酵又稱厭氧消化,是在厭氧環(huán)境中微生物分解有機(jī)物最終生成沼氣的過(guò)程,,其產(chǎn)品是沼氣和發(fā)酵殘留物(高效的有機(jī)肥),。沼氣發(fā)酵是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化最重要的技術(shù)之一,它不僅能有效處理有機(jī)廢物,,降低化學(xué)需氧量(OD),,還有殺滅致病菌,減少蚊蠅孿生的功能,。此外,,沼氣發(fā)酵作為廢物處理的手段,不僅能耗省,,還能產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的燃料沼氣和肥料,。嚴(yán)格地說(shuō),有機(jī)物在一定的條件下,,經(jīng)微生物轉(zhuǎn)化都可轉(zhuǎn)化成沼氣,,只是物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不同,被轉(zhuǎn)化利用的時(shí)間存在差異,。能轉(zhuǎn)化成沼氣的生物質(zhì)可包括畜禽業(yè)污物(牛糞,、豬糞、雞糞,、屠宰場(chǎng)污水污物),;工廠廢物廢水(豆制品廠廢水、酒廠廢物,、肉品加工廠廢水),;植物類(青草、水葫蘆,、作物秸稈),;其它(生活垃圾、廢水處理廠污泥),。
生物氣體發(fā)電廠系將厭氧消化系統(tǒng)與相連的發(fā)電機(jī)如燃?xì)廨啓C(jī)或氣體發(fā)動(dòng)機(jī)相組合,。生產(chǎn)的電力定義為可再生或綠色能源,。
在前20年內(nèi),生物氣體的使用在污水處理設(shè)施,、工業(yè)加工應(yīng)用,、埋地和農(nóng)業(yè)部門已取得了
1. 國(guó)外利用進(jìn)展
1994年,美國(guó)環(huán)保局確立埋地甲烷利用計(jì)劃(LMOP),,該計(jì)劃將埋地地點(diǎn)與氣體和生物燃料應(yīng)用結(jié)合在一起,。美國(guó)擁有400多處埋地氣體能源利用項(xiàng)目已在實(shí)施之中。
埋地氣體用于生產(chǎn)生物燃料有二種方法,??蔀槌R?guī)的乙醇或生物柴油生產(chǎn)用電提供燃料,或者用作生物柴油的原材科,。在美國(guó),,這些用途包括:為汽車提供壓縮天然氣,、為垃圾卡車提供液化天然氣(LNG),、制取合成柴油、生產(chǎn)甲醇和生產(chǎn)生物柴油,。
2007年,,通用汽車公司使其第5個(gè)埋地氣體項(xiàng)目投用,這些項(xiàng)目使其年節(jié)約達(dá)500萬(wàn)美元,。寶馬公司也有類似的項(xiàng)目,,年節(jié)約達(dá)100萬(wàn)美元。在美國(guó)北卡羅林納州Jackson郡,,Smoky Mountain生物燃料公司采用埋地甲烷和廢油轉(zhuǎn)而生產(chǎn)了100萬(wàn)加侖/年生物柴油,,應(yīng)用于社區(qū)汽車和向外零售。
PPL公司旗下的PPR可再生能源公司2007年11月上旬宣布,,在美國(guó)維蒙特州Moretown的埋地場(chǎng)開(kāi)發(fā)和設(shè)置4.8MW甲烷發(fā)電廠,。該200英畝Moretown埋地場(chǎng)可提供240立方英尺/天甲烷氣體。埋地場(chǎng)的甲烷變能源系統(tǒng)具有雙重效益,,環(huán)境效益是可從可再生燃料產(chǎn)生電力,,也可避免甲烷排放,甲烷會(huì)導(dǎo)致全球變暖,。該設(shè)施產(chǎn)生的電力將送入電網(wǎng),。該項(xiàng)目于2008年12月31日投用。
美國(guó)POET公司與南達(dá)科塔州Sioux Falls市于2008年4月中旬簽署合同,,將利用Sioux Falls市垃圾堆積場(chǎng)埋地產(chǎn)生的甲烷應(yīng)用于POET公司Chancellor工廠的用能,。使用甲烷將替代POET生物煉制所用的天然氣,發(fā)揮埋地沼氣的效益,。按照這一項(xiàng)目初期將替代該工廠天然氣用量的10%,,到2025年將增加到30%,。甲烷將通過(guò)10英里的低壓管道運(yùn)送。使用項(xiàng)目于2009年第二季度完成,。
美國(guó)環(huán)境電力公司2007年11月7日宣布,,在美國(guó)得州Stephenville建成可再生天然氣(RNG)設(shè)施,這是北美最大的可再生天然氣設(shè)施,,該設(shè)施可生產(chǎn)約6350億英熱單位可再生天然氣(RNG),,相當(dāng)于超過(guò)460萬(wàn)加侖的采暖用油。該設(shè)施為環(huán)境電力公司旗下的Microgy公司擁有,,從糞肥和其他農(nóng)業(yè)廢物產(chǎn)生富甲烷的生物氣體,,調(diào)制該生物氣體可達(dá)天然氣標(biāo)準(zhǔn),并可通過(guò)商業(yè)管道進(jìn)行分銷,。RNG(R)成為Microgy公司的可再生天然氣品牌,。環(huán)境電力公司已與太平洋天然氣和電力公司(PG&E)簽署了為期10年的購(gòu)買合同,后者自2008年10月1日起正式接受RNG(R),。PG&E公司同意購(gòu)買80億英熱單位/天RNG(R),。
美國(guó)廢物管理(Waste Management)公司2008年4月中旬宣布在弗吉尼亞州利用埋地沼氣發(fā)電提供電力。位于Bethel Landfill的埋地沼氣產(chǎn)能設(shè)施((LFGTE)生產(chǎn)綠色電力4.8MW,,足以可供超過(guò)4700戶家庭用電,。該公司還計(jì)劃建設(shè)另外二個(gè)更大的埋地沼氣產(chǎn)能設(shè)施((LFGTE),利用King George郡和Gloucester郡的埋地沼氣,,將產(chǎn)生19.2MW綠色電力,,足以可供超過(guò)2萬(wàn)戶家庭用電。
美國(guó)舊金山廢物管理公司與林德北美公司于2008年4月底組建合資企業(yè),,在加州Livermore附近Altamont填埋地將埋地沼氣用作汽車燃料,。兩家公司合資建設(shè)液化天然氣(LNG)設(shè)施系統(tǒng),使埋地沼氣液化,。廢物管理公司收集填埋地有機(jī)廢物自然分解產(chǎn)生的沼氣,。該設(shè)施于2009年投用,生產(chǎn)高達(dá)1.3萬(wàn)加侖/天LNG,。項(xiàng)目投資為1500萬(wàn)美元,,得到加州一體化廢物管理局、加州空氣資源局和南部海岸空氣質(zhì)量管理區(qū)的大力資助,。這一埋地沼氣用于汽車燃料項(xiàng)目將減少溫室氣體排放超過(guò)3萬(wàn)噸/年,。