沼氣技術(shù)是一種既可產(chǎn)生能源又可治理農(nóng)業(yè)污染的手段，特別適合在發(fā)展中國(guó)家的偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行推廣應(yīng)用。作為世界上沼氣技術(shù)利用泛的國(guó)家，我國(guó)也將沼氣技術(shù)作為農(nóng)業(yè)對(duì)外援助的重要組成部分。為深切落實(shí)“一帶一路”戰(zhàn)略的部署以及*在第21屆氣候變化大會(huì)中的承諾，沼氣技術(shù)的對(duì)外援助在今后一段時(shí)間必將在我國(guó)農(nóng)業(yè)對(duì)外援助方面扮演重要的角色。
為給今后我國(guó)沼氣技術(shù)對(duì)外援助項(xiàng)目提供借鑒，本文主要介紹了4處近年來我國(guó)對(duì)外援助的主要沼氣項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)行情況，并對(duì)沼氣技術(shù)對(duì)外援助提出了幾點(diǎn)發(fā)展方向，以期為今后沼氣技術(shù)對(duì)外援助工作的開展提供借鑒和指導(dǎo)。
一
典型沼氣援外項(xiàng)目
總體來看，我國(guó)援外沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目不多，而且多為各組織投資建設(shè)。*由我國(guó)政府支持建設(shè)的項(xiàng)目還很少。以下項(xiàng)目為近十幾年來代表性的幾處援外工程建設(shè)項(xiàng)目。
1突尼斯養(yǎng)雞場(chǎng)沼氣發(fā)電示范工程
突尼斯養(yǎng)雞場(chǎng)沼氣發(fā)電示范工程由中國(guó)和突尼斯政府聯(lián)合支持，建設(shè)地點(diǎn)位于突尼斯中部蘇塞市郊的私人農(nóng)場(chǎng)，該工程于1999年4月動(dòng)工，2000年4月投入運(yùn)行。示范工程處理雞糞及部分污水，厭氧消化罐為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效容積300m3，采用厭氧濾器(AF)工藝，濕式儲(chǔ)氣柜為鋼結(jié)構(gòu)，有效容積100m3。設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為20d，每天平均進(jìn)料量為15m3左右。濕式儲(chǔ)氣柜水封池也作為沉淀池，沼液從厭氧消化罐溢流出來進(jìn)入到濕式儲(chǔ)氣柜水封池(沉淀池)進(jìn)行二次發(fā)酵提升沼氣發(fā)酵效率。而沉淀池中的一部分料液可再回流到集料池，起稀釋和接種新鮮雞糞的作用，其余大部分發(fā)酵后沼液作為有機(jī)肥供農(nóng)場(chǎng)種植業(yè)施用。工程產(chǎn)生的沼氣脫硫后再經(jīng)過流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，然后進(jìn)入濕式儲(chǔ)氣柜儲(chǔ)存。由于是示范項(xiàng)目，加上農(nóng)場(chǎng)本身用電量不大，所以采用2臺(tái)24kW的發(fā)電機(jī)組。按照設(shè)計(jì)，該工程每天可產(chǎn)生200m3沼氣，發(fā)電量可達(dá)300kW·h，實(shí)際運(yùn)行中沼氣產(chǎn)量達(dá)到300m3·d-1，即容積產(chǎn)氣率可達(dá)1.0m3·m-3d-1，特別在夏天氣溫高時(shí)更加明顯。
項(xiàng)目管理人員在中國(guó)技術(shù)專家指導(dǎo)下，一直在不斷完善沼氣、沼渣和沼液的利用。除發(fā)電用于照明、抽水、加工飼料、雞舍升降溫等之外，還直接將沼氣用于做飯、燒鍋爐、熱水器等。一部分沼液經(jīng)稀釋后直接作肥料澆灌周邊農(nóng)作物和橄欖樹，一部分回流到集料池與新鮮雞糞混合同時(shí)起稀釋和接種的作用，同時(shí)節(jié)約用水量。沼渣經(jīng)風(fēng)干后用于農(nóng)場(chǎng)改良土壤，也計(jì)劃生產(chǎn)商品復(fù)合肥出售。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，施用沼肥的橄欖樹結(jié)果比未施沼肥的要提前1個(gè)月，并粒大飽滿。同時(shí)，土壤質(zhì)地和團(tuán)粒結(jié)構(gòu)都有明顯的改善。
工程運(yùn)行幾年后，運(yùn)行效果保持不錯(cuò)。該工程的實(shí)體模型也經(jīng)常在突尼斯環(huán)保、可再生能源和農(nóng)業(yè)等全國(guó)展覽會(huì)上展出，并得到時(shí)任突尼斯總統(tǒng)的贊賞。
2坦桑尼亞劍麻廢棄物沼氣發(fā)電工程
坦桑尼亞沼氣發(fā)電工程是世界上個(gè)以劍麻廢棄物為主要發(fā)酵原料的沼氣工程，由工業(yè)發(fā)展組織資助。建設(shè)地點(diǎn)位于坦桑尼亞Tanga市Hale鎮(zhèn) 。
劍麻是一種硬質(zhì)纖維原料，所以對(duì)預(yù)處理的要求較高。該工程原料的收集和調(diào)配包括分離設(shè)備和收集裝置兩部分。分離設(shè)備用于去除雜草和較長(zhǎng)的纖維；收集裝置用于收集去除雜物的劍麻廢水，作為原料暫存，然后用泵打入酸化罐，該裝置有效容積50m3，池內(nèi)安裝1臺(tái)槳式攪拌機(jī)和1臺(tái)的潛污泵，攪拌器主要用于劍麻廢棄物原料的攪拌，使原料盡量均勻，潛污泵主要用于把混均后的劍麻廢棄物料液泵人酸化罐，進(jìn)行酸化，使進(jìn)料在6-8%之間。厭氧消化罐為地上式鋼結(jié)構(gòu)，有效容積1700m3，采用*混合式(CSTR )中溫厭氧消化工藝。罐內(nèi)設(shè)有熱交換器，利用發(fā)電余熱對(duì)罐體加熱，實(shí)現(xiàn)中溫發(fā)酵。厭氧消化罐設(shè)置兩套攪拌器，額定功率15kW。二級(jí)厭氧消化罐也為地上罐，有效容積500m3，設(shè)有一套 15 kW的攪拌器。濕式儲(chǔ)氣柜為地上鋼結(jié)構(gòu)，有效容積350m3。發(fā)電機(jī)組為沼氣發(fā)電機(jī)組，額定功率為180kW。
項(xiàng)目實(shí)施后，日均產(chǎn)氣1500m3，年產(chǎn)沼氣50萬m3，每立方米沼氣發(fā)電1.5 kWh，年發(fā)電約75萬kWh。因此利用劍麻廢液進(jìn)行沼氣發(fā)電的工程，可以實(shí)現(xiàn)廢棄資源的充分利用，能源效益非常顯著。工程年發(fā)電約75萬kWh，按當(dāng)?shù)毓?yīng)價(jià)每kWh0.15美元計(jì)算，年可獲利11.25萬美元。工程運(yùn)行后，每天可處理60m3的劍麻廢液，解決了當(dāng)?shù)貏β榧庸ぎa(chǎn)生的大量廢棄物的出路問題，同時(shí)有效治理了劍麻廢液對(duì)周邊天然河流和飲用水的污染。該工程的實(shí)施，對(duì)保護(hù)水源，提高當(dāng)?shù)丨h(huán)境質(zhì)量，保護(hù)當(dāng)?shù)厝罕姷纳眢w健康起到了不可估量的作用。項(xiàng)目在治理了污染的同時(shí)，通過沼氣發(fā)電，解決了周圍約300戶群眾用電問題，還可以提供一定的炊事能源，減少薪柴砍伐。工程每天可產(chǎn)生約60m3有機(jī)肥，促進(jìn)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展。該工程還可解決5-8 人就業(yè)問題，并且為劍麻廢棄綜合開發(fā)利用提供了一條有效的途徑。
3朝鮮國(guó)家*恩情養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣示范工程
朝鮮國(guó)家*恩情養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣示范工程建設(shè)在朝鮮平壤市恩情區(qū)，朝鮮國(guó)家*養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)。該工程由亞洲及太平洋經(jīng)濟(jì)社會(huì)委員會(huì)(ESCAP)支持。于2011年進(jìn)行設(shè)計(jì)，2013年5月開工建設(shè)，同年7月啟動(dòng)運(yùn)行。該工程土建工程由朝鮮國(guó)家*負(fù)責(zé)完成，設(shè)備采購(gòu)、運(yùn)輸及安裝調(diào)試和技術(shù)支持工作由*沼氣科學(xué)研究所負(fù)責(zé)完成。
示范工程處理朝鮮國(guó)家*養(yǎng)殖場(chǎng)存欄約300頭豬的糞尿污水。主要設(shè)施為30m3地下水壓式鋼筋混凝土沼氣池，發(fā)電機(jī)房，沼氣管溝等。主要設(shè)備有：10kW靜音沼氣發(fā)電機(jī)組、脫硫器、汽水分離器、家用沼氣凈化器、沼氣流量計(jì)、沼氣熱水器和沼氣燈等。工程產(chǎn)生的沼氣主要用于養(yǎng)殖場(chǎng)辦公室人員炊事使用，多余沼氣用于發(fā)電，補(bǔ)充部分用電的短缺。
關(guān)于工程的運(yùn)行情況，據(jù)工程操作人員介紹該示范工程日產(chǎn)氣量在8-10m3，容積產(chǎn)氣率在0.3m·m-3d-1左右，總體運(yùn)行情況良好。朝鮮國(guó)家*恩情養(yǎng)殖場(chǎng)人員對(duì)沼氣工程管理比較認(rèn)真，這也是工程運(yùn)行良好的一個(gè)重要的原因。關(guān)于沼氣使用方面，現(xiàn)在恩情養(yǎng)殖場(chǎng)食堂的炊事基本上已經(jīng)全部使用示范工程所產(chǎn)生的沼氣，同時(shí)也安裝了幾盞沼氣燈，沼氣熱水器也可以正常使用，但由于調(diào)研時(shí)間是夏季，所以熱水器用的不多。另外，由于沼氣管道有限，所以現(xiàn)在能使用上沼氣的用戶不多，造成所產(chǎn)生的沼氣不能*使用，基于上述情況，養(yǎng)殖場(chǎng)人員減少了進(jìn)料量來減少沼氣的產(chǎn)量。同時(shí)*專家也提出在由沼氣所提供一些沼氣管道，來滿足更多用戶使用沼氣。該工程的沼氣發(fā)電機(jī)可以正常啟動(dòng)，發(fā)電電壓正常，但由于沒有儲(chǔ)氣裝置，沼氣壓力十分不穩(wěn)定，另外總產(chǎn)氣速率也不高，所以發(fā)電機(jī)應(yīng)用較少。
據(jù)了解，朝鮮在之前建設(shè)了數(shù)10處地下水壓式沼氣池，但是普遍運(yùn)行效果不好，池體漏氣現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。朝鮮國(guó)家*相關(guān)人員對(duì)此項(xiàng)目十分重視，主要負(fù)責(zé)人均為參加過*沼氣科學(xué)研究所舉辦的沼氣技術(shù)培訓(xùn)班人員，操作人員工作態(tài)度積極認(rèn)真，所以該工程運(yùn)行效果很好，對(duì)朝鮮沼氣技術(shù)的發(fā)展能起到很好的示范 、指導(dǎo)作用。
4 摩爾多瓦沼氣示范項(xiàng)目
不同于前3處援助工程，截止收稿，摩爾多瓦項(xiàng)目目前還處在國(guó)內(nèi)審批階段，還沒有開工建設(shè)。但是，摩爾多瓦處于歐亞兩大洲的鏈接地帶，是“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想中重要的組成部分。該援助項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)落實(shí)“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想、加強(qiáng)我國(guó)與歐洲國(guó)家在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的合作有深遠(yuǎn)的意義。該項(xiàng)目也為我國(guó)**承擔(dān)對(duì)歐洲援助工程技術(shù)建設(shè)項(xiàng)目，其重要性不言而喻。
在雙方專家的建議下，結(jié)合充分調(diào)研和溝通的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模如下：建設(shè)發(fā)酵裝置容積為500m3的大型沼氣工程l處，發(fā)酵裝置容積為100m3的中型沼氣工程2處，發(fā)酵裝置容積為6~10m3的戶用型沼氣池4處。該項(xiàng)目的實(shí)施可以解決摩爾多瓦相關(guān)地區(qū)至少約500戶居民的生活用能問題，至少約2000人會(huì)在該項(xiàng)目中受益。
大型沼氣工程計(jì)劃建設(shè)正在Puhoi區(qū)奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)區(qū)共養(yǎng)殖奶牛約500頭，羊200只。其中有約200頭奶牛養(yǎng)殖在一個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)。中型沼氣工程計(jì)劃建設(shè)在Orhei區(qū)東正教會(huì)奶牛場(chǎng)和畜牧獸醫(yī)生物科學(xué)技術(shù)研究所。Orhei區(qū)東正教會(huì)奶牛場(chǎng)有奶牛25頭，其中11頭為小牛，豬20只，山羊21只，馬3匹，約250只雞等家禽，養(yǎng)殖舍距教堂約500m。教堂有農(nóng)田2公頃緊鄰教堂，種植黃瓜、西紅柿等蔬菜。在此教堂的共有60個(gè)工人，附近居民約30戶，此前的生活用能是薪柴、天然氣、電和地下水。畜牧獸醫(yī)生物科學(xué)技術(shù)研究所為國(guó)有研究所，目前養(yǎng)殖200頭奶牛，600只羊，100只兔，養(yǎng)殖舍采用干清糞方式將糞便收集，糞便堆肥后部分用作有機(jī)肥料，其余沒有經(jīng)過任何處理丟棄。該養(yǎng)殖場(chǎng)共有1500公頃土地種植谷物，可用來消納沼渣沼液。但是該研究所生產(chǎn)耗電量較大，每天約用電約700kW h，每月電費(fèi)約ei(約人民幣)，所以目前該研究所養(yǎng)殖量?jī)H為大容量的30%，所以計(jì)劃建設(shè)沼氣工程來補(bǔ)充一部分的能源消耗。戶用沼氣池則根據(jù)摩方要求選擇建設(shè)地點(diǎn)。
二
沼氣援外項(xiàng)目的特點(diǎn)
相對(duì)于國(guó)內(nèi)來說，國(guó)外的土地普遍較為寬廣，民眾對(duì)環(huán)境污染的認(rèn)識(shí)程度也比較低，所以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)與資料調(diào)研的情況看，對(duì)外援助的沼氣項(xiàng)目多以解決當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)問題為主要的建設(shè)目的，環(huán)境治理方面體現(xiàn)的作用稍微差一些。針對(duì)發(fā)展中國(guó)家現(xiàn)狀，沼氣援外項(xiàng)目普遍選擇地下水壓式沼氣池或*混合式(CSTR )厭氧消化工藝等應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟的工藝技術(shù)。設(shè)備、裝備的選擇也必須考慮操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行可靠。這樣才能保證項(xiàng)目長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。由于與一些國(guó)家的聯(lián)系和溝通存在一些問題，所以部分援外項(xiàng)目的后期項(xiàng)目運(yùn)行情況跟蹤做得并不好。對(duì)工程的運(yùn)行情況不了解，無法發(fā)現(xiàn)工程的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行方面存在的問題并分析原因。
三
沼氣援外項(xiàng)目的發(fā)展方向
沼氣技術(shù)對(duì)外援助作為我國(guó)農(nóng)業(yè)“走出去”的一部分，同樣承載了擴(kuò)大對(duì)外開放、提升農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的多重任務(wù)，同時(shí)也面臨著統(tǒng)籌國(guó)內(nèi)、兩個(gè)市場(chǎng)，科學(xué)謀劃、合理布局、突出重點(diǎn)、優(yōu)化方式等新要求。在總結(jié)沼氣工程對(duì)外援助以及大農(nóng)業(yè)的援外工作經(jīng)驗(yàn)，今后沼氣對(duì)外援助的發(fā)展應(yīng)為以下幾個(gè)方面。
1 結(jié)合種植養(yǎng)殖業(yè)
沼氣技術(shù)是連接種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)循環(huán)利用的核心，它可以利用種養(yǎng)殖業(yè)廢棄物生產(chǎn)能源，沼液還可以回用作為有機(jī)肥料。單純的生產(chǎn)能源或者處理廢棄物并不能發(fā)揮沼氣技術(shù)的大優(yōu)勢(shì)。而且，脫離了種養(yǎng)殖業(yè)，沼氣技術(shù)的行業(yè)影響還比較小。所以，在農(nóng)業(yè)對(duì)外援助時(shí)，沼氣技術(shù)必須依托種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，形成能源生態(tài)循環(huán)利用模式。
2扶植
針對(duì)科研單位和高校在援外項(xiàng)目實(shí)施上存在的體制僵化、人員出國(guó)指標(biāo)限制等問題。應(yīng)扶持牽頭承擔(dān)對(duì)外援助項(xiàng)目。支持在境外已有投資建設(shè)基礎(chǔ)的企業(yè)承擔(dān)項(xiàng)目。在政策上為企業(yè)發(fā)展境外項(xiàng) 目營(yíng)造 良好環(huán)境。
3完善后續(xù)服務(wù)
沼氣工程的建設(shè)、運(yùn)行俗稱“三分建，七分管”，在境外建設(shè)沼氣工程項(xiàng)目在后期工程維護(hù)方面存在一定的困難 。要解決這個(gè)問題，一方面在工程建設(shè)過程中盡量減少在后期運(yùn)行維護(hù)中可能存在的問題；另一方面，加強(qiáng)對(duì)外方人員的技術(shù)培訓(xùn)，使其具備獨(dú)立操作、維護(hù)的能力。
4聯(lián)動(dòng)各部門
通常情況下，農(nóng)業(yè)對(duì)外援助項(xiàng)目由*、*、我國(guó)駐外機(jī)構(gòu)、相關(guān)科研院所和企業(yè)共同參與，有時(shí)還有機(jī)構(gòu)參加，同時(shí)還需和受援國(guó)政府及相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行溝通。所以，從項(xiàng)目的前期調(diào)研到項(xiàng)目后期運(yùn)行管護(hù)過程中，項(xiàng)目各參加單位必須加強(qiáng)溝通、避免因?yàn)槲醇皶r(shí)溝通所造成工程質(zhì)量、工期及造價(jià)問題。
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