生物氣體生產(chǎn)至少來自三種來源: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物最終生成沼氣的過程,,其產(chǎn)品是沼氣和發(fā)酵殘留物(高效的有機肥)。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。嚴格地說,,有機物在一定的條件下,,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)電機如燃氣輪機或氣體發(fā)動機相組合,。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. 國外利用進展
1994年,,美國環(huán)保局確立埋地甲烷利用計劃(LMOP),,該計劃將埋地地點與氣體和生物燃料應(yīng)用結(jié)合在一起,。美國擁有400多處埋地氣體能源利用項目已在實施之中,。
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,,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個埋地氣體項目投用,,這些項目使其年節(jié)約達500萬美元,。寶馬公司也有類似的項目,年節(jié)約達100萬美元,。在美國北卡羅林納州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,,在美國維蒙特州Moretown的埋地場開發(fā)和設(shè)置4.8MW甲烷發(fā)電廠。該200英畝Moretown埋地場可提供240立方英尺/天甲烷氣體,。埋地場的甲烷變能源系統(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)。該項目于2008年12月31日投用,。
美國POET公司與南達科塔州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10英里的低壓管道運送,。使用項目于2009年第二季度完成,。
美國環(huán)境電力公司2007年11月7日宣布,在美國得州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),相當于超過460萬加侖的采暖用油,。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)制該生物氣體可達天然氣標準,,并可通過商業(yè)管道進行分銷,。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公司同意購買80億英熱單位/天RNG(R)。
美國廢物管理(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4700戶家庭用電。該公司還計劃建設(shè)另外二個更大的埋地沼氣產(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2萬戶家庭用電,。
美國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1.3萬加侖/天LNG,。項目投資為1500萬美元,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目將減少溫室氣體排放超過3萬噸/年。