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规模化生物天然气项目建设、运营经验分享

2019-09-18 11:13:51 中国能源网   作者: 潘家浩,三河市盈盛生物能源科技有限公司技术工程师  

 编者按:2019年9月5~6日,以“多元化布局和产业链延伸”为主题的“2019(第十五届)中国分布式能源国际论坛”在北京召开,本次会议由中国能源研究会分布式能源专业委员会、中国能源网、能源Link主办。会上,三河市盈盛生物能源科技有限公司技术工程师潘家浩发表了《规模化生物天然气项目建设、运营经验分享》的报告。

以下为中国能源网根据会议录音整理,内容有删减。

潘家浩:首先非常荣幸能够站在这与大家一起分享和交流我们项目建设的一些经验,同时也非常感谢主办方能够借力这样一个平台供我们交流和沟通。我今天主要向大家分享有关规模化生物天然气项目在建设和运营方面的经验。我从三个方面向大家介绍,第一,公司简介。我们公司成立于2018年,是一家以生物天然气和有机肥为主的企业,右边的图片是我们现在公司现场的实际照片。我们公司有三个方面,秸秆收处运,生物天然气项目建设运营,后端生物天然气有机肥的加工。我们实现了从原料收集到废弃物处理到有机肥生产销售,以及最后有机农业种植整个闭环的产业链。我们公司目前旗下经营规模化生物制经营的项目,这个项目全部已经建设完成,我们现在处在生产运营的阶段。这是发改委和农业农村部试点项目,这个项目总投资1.12亿元,主要原料是秸秆和粪便,年产沼气在1100万立方,通过净化提纯650万方生物天然气,与此同时我们后端有机肥生产加工,每年可以生产五万吨固体有机肥。

这是项目的整体的工艺流程图,我们原料主要是秸秆和粪便,秸秆占了主要一部分,我们前端采用秸秆预处理技术,使发酵周期可以缩短到30天之内,产生的沼气通过一级模提纯使甲烷回收率可以达到98%,产生沼渣进行有机肥生产,沼液重新回流到水解池循环利用,还有一部分还田灌溉。我们公司是集团化企业,我们有将近400亩种植果园,我们沼液全国自己果园消纳,我们整个流程没有任何外排废水废渣,实现了零五零排放。

现场照片,原料储存的池子,预处理阶段的水检,进出料系统,后端固液分离和净化提纯系统。这个项目以秸秆为主,这个项目也有几个特色,第一,我们的秸秆预处理技术,为了手段我们秸秆发酵的周期长的问题,我们引进了德国的水解技术,通过将秸秆中纤维素进行水解,缩短发酵时间。在水解池当中浓度可以最高达到12-14%,这也增加了后端发酵罐的浓度提高产出效率。第一张照片是前端破碎的工艺,而破碎完的秸秆能够保证在一到两公分秸秆长度。

智慧化的控制系统。整个项目实现全自动化控制,整个厂区目前运行人员只有六个人,这还是通过三班倒班制,现场人员是非常少的。智能的用电监测系统,通过系统可以监测各工艺段耗能情况,通过反馈调整之后能够节约成本,同时实现经济效益的最大化。

多功能连锁保护控制,能够确保我们厂区所有设备处于安全稳定状态,这是实施检测数据和运行的状况。

秸秆收储运体系,我们项目所在地是农业大县,每年秸秆的产生量在20万吨以上,为了保证原料稳定供应,我们建立了自己收处运体系,这个体系通过采购将近四千万元农作物收储设备,企业为主体、农户参与模式实施,国家和地方还给予一些农机购买补贴和收储运补贴,也大大降低了我们的成本。我们秸秆并不是技术性问题,而是政策和政府的主导问题,我们地方政府对我们秸秆收储运体系给予非常大支持,对我们玉米收储每吨给150元补贴,这也大大降低了我们的收储运成本。前面是购买收储运设备,后面是运输存储过程。

我们根据地方种植情况以及地方政府的政策情况,我们采用的是政府推广和企业实施秸秆收储运模式,这种模式在政府的主导下,我们在全市范围内设立了试点乡镇,整个乡镇推广,机械化收割,并以试点为基础,逐步推广到全市。通过整乡镇作业,我们也提高了作业效率和秸秆收储效益。这个过程中政府积极发挥他们各类媒体对我们收储运工作宣传,特别是在我们收储运季节,新闻媒体全程跟踪报道我们整个收储运的过程,也能够让农户更加清楚了解我们收储运体系的优势和好处。

在这个过程中我们企业充分发挥我们的主体实施的作用,为农户提供一条龙专业化服务,我们向农户提供我们的收割、储运设备机械,为农户收割运输播种一条龙服务,可以让农户实现足不出户,零劳动力完成收割和播种,这个过程中我们会向农户收取一定费用,我们收取费用远远低于他们社会上正常的收割的价格。通过这种方式我们既保证了原料的稳定供应,同时也降低了农民收割的成本,也可以说增加了农民的收入,这是我们派车以及为农户收割和最终农户装车的过程。

整个收储运体系的运输和储存也是非常关键的,我们根据地方的作物种植情况以及收储运半径,我们在全市范围内建立收储点三处,委派专门人员在每个收储点进行管理,我们就近集中统一转运原则实现收集和运输最优化。除了以企业为主体收储运之外,我们还会采用秸秆经纪人合作社模式,这主要是针对小的农机合作社,以及秸秆经纪人,我们提前与他们签订收割作业和秸秆收储协议,到了收储季节通过购买的方式将他们手中秸秆集中统一运送到各个收储点进行储存。我们也在积极探索新的其他收储运模式,比如说沼肥换秸秆,我们探索新的收储运模式目的想降低我们秸秆收储运成本的同时,我们也想积极地推广有机肥料和有机绿色种植,为我们打造生态循环农业奠定基础。下面是我们秸秆经纪人将手中秸秆运到我们秸秆收储点,这是他们秸秆装卸的过程。

有机肥,我们后期沼渣会进行有机肥生产,我们也用传统槽式发酵,我们宽度会达到12米,我们增加发酵槽处理的同时也大大降低了我们在土建上成本的投入。我们采用全液压式的、轮式搅拌翻肥机,能够将混合搅拌以及粉碎多种功能结合在一起,简化了工艺,同时满足我们无论在不同水份条件下的要求。最后发酵槽底部能够使我们的发酵向可调以及可控的方向发展,我们的有机肥目前还是处在建设过程中,还没有达到实际生产效果。

我们的项目是2015年项目,2016为年建设,2017年建设完成,到目前已经稳定运行一年多的时间,在这一年多的时间也总结和分析了运行和建设过程中的问题,也得到了一些经验,我们下面将得到的经验与在座的各位一起分享。

第一,优化设备选型,降低后期运行成本。生物天然气项目自身盈利性相对来说比较差,我们在后期运行过程中降低我们的运行成本是后期稳定运行的关键,我们项目在后期运行过程中采用三种方式降低我们的运行成本。首先是所有核心设备,包括我们的螺杆机、搅拌、提纯等设备全部进口。降低能耗,我们全部采用电瓶运行,我们在工艺端通过回流方式,将沼液中热量回收,通过这些方式降低我们在运行过程中的能耗。我们在后期的运行过程当中所有的电机和设备采用全自动化的控制,通过降低人工成本也降低我们后续的运行成本。

第二,整合各方资源,建设创新平台,推进产业化的示范作用。我们从项目建设到项目运行积极地和中国农业大学,农业农村部规划设计研究院等高校和研究院合作,希望通过开展创新的平台,开展一些应用研究,最终促进科技化的技术进行产业化。我们与农村农业部规划设计研究院合作研发的有机肥的滚筒设备,目前也处在加工生产过程中,马上会投入到生产运行当中,我们与中国农业大学签订了长期科研合作关系,农大每年会委派学生到我们项目现场进行实验研究。通过产学研的紧密合作,我们也能够促进企业持续的创新,能够起到引领和带头的作用,最终在行业中起到示范作用。

第三,延伸产业链,打造循环经济模式。我们规模化生物天然气项目,我们从实际运行到现在,在运行过程中发现原料和我们运行过程中成本是相对较高,我们在后端生产的生物天然气销售价格又相对较低,如果紧紧依靠产品销售,我们整个项目是很难实现盈利。通过延伸我们上下游,打通整个产业链,能为我们规模化生物天然气盈利模式提供一种可能。像我们前端建立收储运体系,能够降低原料的成本,后端通过有机肥以及高附加值的附加产品生产,可以增加很大一部分项目的利润空间。通过全产业链的循环经济模式,能够有可能使我们整个规模化生物天然气长效稳定的运行。

第四,加大宣传力度,形成品牌效益。我们的项目从开始建设到目前运行,也受到了各级领导和社会各界的密切关注,我们作为企业,也积极的加强我们对外的宣传力度。对于我们企业来说,这样一个项目可能不仅仅关乎我们企业自身的利益,同时也是我们对于社会,对于区域的生态环境一种责任的承担,通过这样一个项目,我们不仅解决了区域秸秆粪便污染问题,我们同时也生产了沼气、天然气这种清洁能源,同时净化了空气。我们加强我们的宣传,不仅仅是为了企业自身,同时我们也希望能够使社会更多的人关注和加入到这个行业来,我们也相信在座的各位领导、专家以及企业的同仁们的共同努力,我们可以探索出一种集经济、社会以及生态效益于一体的好的规模化生物天然气生产运营模式,我们也相信在未来我们这个行业也会发展的越来越好。

下面介绍一下我们公司目前筹备的二期项目,我们公司计划投资6.3个亿建设年产1800万立方生物燃气的二期工程,这个项目目前已经被河北省列为重点前期项目,目前正在走前期的手续,预计在2020年三月份开始开工建设。这个项目在一期的基础上,将我们一期以秸秆基础上,使有机废弃物加入到原料种类当中,项目建成后会消纳城乡有机废物60万吨,如果大家对我们二期项目感兴趣,也欢迎与我们合作,一起共同打造一个区域性的有机废弃物的处置中心,我的汇报完毕,谢谢大家。

主持人:这个项目情况整体做了一个介绍,从理论上来讲沼气和生物天然气是非常有综合效益的项目,但是前提条件是产业链相对比较长,涉及到原料收储运,也涉及到能否就地就近对于产品消纳。三河市政府对这个项目很重视,在整个产业链全过程当中,不光是收储运体系建成了,还给了每吨300多块钱补贴,在后端有机肥应用上,当地农业部门也做了大量的推广,去年农业部部长韩长赋专门去这个点看过,非常遗憾我没有去,下次找机会向你们学习去。

在整个运行过程当中,包括当地政府给他的收储运以及厂地用地的问题,也是一个很大的成本。我的一种建议,如果当地政府确实重视,而且作为环保的项目,这个项目是可做的,而且效益是可以的、有期待的,如果当地政府只是作为一种幌子,为了要国家的钱,这个项目建议你们还是慎重为好。

按照整个的日程安排,我们今天下午五位发言者的发言到此结束,下面再给十分钟时间对上述专家的演讲内容进行提问,我在提问之前先做个广告,今年的11月11日中国沼气学会每年会在中国国内的不同城市跟不同的合作伙伴要举行一次中国沼气学会的学术年会及中德沼气学术论坛,今年11月11日将在成都有农业部沼气科学研究所召开今年的学术年会,今年选择在成都有一个很重要的意义,农业部成都沼科所,据我了解这是全世界唯一国家级以沼气为单一内容的研究所,这个所是1979年成立的,今年整整四十周年,这个所跟我们国家的改革开放几乎是一路同行的,我们也希望配合他们四十周年所庆举办学术年会。这几年国家比较重视,尤其是我们国家老大习总书记有一种个人情怀,1974年作为北京知青在陕西梁家河村亲自建了陕西省第一口沼气池,据我了解全世界没有哪个国家领导人有这样经历,在我们国家体制上,今天上午有的专家说到国家很多都是老大说的,在这个国家目前的政治体制下,这种方式真就好使。习总书记在2016年和2018年多次在非常重要的中央层面的不同场合下提出以沼气和生物天然气为主要的利用方向是解决我们国家目前粪污处理的有效方式,也是我们国家这两年在一些局部地区搞北方动机清洁取暖气源不足的一种补充方式,提出了到2020年十三五末要基本解决我们国家粪污处理的问题。尽管目前这个行业发展有一些障碍,但是我对未来发展还是充满的期盼,也欢迎在座的各位如果有兴趣,自己已经参与到这的,欢迎大家今年11月11日在成都相见。




责任编辑: 张学坤

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