把污染源變成新氣源
- 發佈時間:2014-11-26 01:31:26 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
是由從事城市生物質燃氣領域的企業、高校、科研院所和行業服務機構聯合發起的産業技術創新聯盟,首批會員單位21家。
城市集中式生物質燃氣産業是一個新興的戰略性産業,以大規模産生的城市生活源和工業源生物質廢物為對象,通過先進的能量資源化技術將固體廢物轉化為高品位的清潔能源,從而達到減少污染物排放、減排溫室氣體、回收利用資源的目的。生物質燃氣聯盟旨在通過整合科技創新資源、培育産業骨幹隊伍,推動生物質燃氣産業的發展壯大,實施國家生物質燃氣戰略。
根據中國環境監測總站預測,11月22日—26日,京津冀中南部區域可能出現連續重度至嚴重污染過程。影響地區包括北京、天津、石家莊、廊坊、唐山、保定、滄州、邯鄲、邢臺和衡水等城市,首要污染物為細顆粒物(PM2.5)。
11月份的霧霾只是我國霧霾情況的一個縮影。為解決大氣污染問題,國務院《大氣污染防治行動計劃》要求,“加快清潔能源替代利用。加大天然氣、煤制天然氣、煤層氣供應。”
一方面是對清潔能源的需求日益增大,另一方面,由於我國“富煤、貧油、少氣”的自然條件,天然氣已探明、能開採的儲量有限,供不應求。
“因此,尋找新的天然氣‘源’成為當務之急的事情。”城市生物質燃氣産業技術創新戰略聯盟秘書長、清華大學教授汪誠文説,城市生物質廢物中潛藏著大量生物質能,其高含有機物特性又為這類廢物的生物能量轉化提供了有利條件。以城市和工業生物質廢物為原料生産生物質燃氣,不但可實現廢物減量化、改善城市生態環境,並可生産清潔的生物能源,緩解天然氣供應不足的現狀。
從6億噸生物質廢物到450億立方米生物質燃氣
“城市生物質燃氣産業是把生活垃圾,城市污水處理廠處理後的含水污泥,廚余垃圾,食品和造紙等企業高濃度有機廢水、殘渣以及城郊養殖業廢棄物等污染物作為原料,生産出生物天然氣,真正實現‘化污為寶’。”城市生物質燃氣産業技術創新戰略聯盟副理事長、清華大學教授王偉説。
據悉,我國目前每年産生的固體廢物超過70億噸,其中約70%為各種形態的生物質廢物,也是我國環境污染的重要污染源。
王偉説,“十二五”期間,可用生物質燃氣開發的集中源産生和可實現集中收集的生物質廢物總量為6億噸。其中,城郊源生物質廢物2.5億噸、生活源生物質廢物1.5億噸、工業源生物質廢物2億噸。如果這部分廢物轉化為生物質燃氣,轉化潛力為450億立方米,能減排溫室氣體2.6億噸,減排化學需氧量(COD)3000萬噸。所謂COD,是指水體中能被氧化的物質進行化學氧化時消耗氧的量——水中的有機物在被環境分解時,會消耗水中的溶解氧。如果水中的溶解氧被消耗殆盡,水裏的厭氧菌就會投入工作,從而導致水體發臭和環境惡化。因此COD值越大,表示水體受污染越嚴重。COD指標下降,則説明我們身邊的水正變得越來越清澈。
據預測,到2015年,全國全年城鎮污水處理廠濕污泥(含水率80%)産生量將達3359萬噸。其中,80%污泥未能得到有效處理,甚至被直接丟棄在農田、河流等公共環境中,變成新污染源。污泥難以解決,生活垃圾也是城市發展極大的困擾。數據顯示,2012年全國城市生活垃圾清運量達1.71億噸,並以超過年10%的速度增長。由於傳統的填埋方式佔地大,無處填埋等,如今垃圾焚燒發電成為目前通行的做法。但焚燒可能導致二噁英等污染,也讓不少人“談燒色變”。
“其實,無論高含水的污泥還是生活垃圾、畜禽養殖等廢棄物,包括不被工業園區所歡迎的食品業、造紙業的廢水、廢渣等都是生物質燃氣的生産原料。”汪誠文説,據測算,1噸COD能産生350立方米的燃氣。“如果COD不轉變成燃氣,就會以別的形式存在,成為對環境壓力很大的污染物。”
一個數千億元人民幣的潛在市場正在發展壯大
據《2013年國內外油氣行業發展報告》顯示,2013年,我國天然氣消費量達1676億立方米,對外依存度達31.6%。若完全滿足用氣需求,全年供需缺口達220億立方米。預計2014年,我國天然氣消費量將同比增長11%,至1860億立方米,季節性用氣矛盾將更突出。
“生物質燃氣不僅能成為天然氣的有益補充,除銷售收入外,加上技術研發、成套設備生産
銷售等,生物質燃氣産業將可能是一個産值高達數千億元人民幣的潛在市場。”汪誠文説,這還不包括污染削減獲得環境效益。
生物質燃氣産業,既能解決生活垃圾、污泥等城市發展難題,又能避免垃圾場把生活垃圾自然腐化産生的沼氣“點天燈”,促使有機質利用企業清潔生産,還能生産清潔能源,這麼好的産業以前在我國為何沒有發展壯大呢?
與可以集中、大規模生産的傳統煤礦、油田等不同,城市生物質燃氣産業分佈在垃圾填埋場、污水處理廠、食品廠……就單個項目而言,規模相對較小而且分散。
“從行業來説,包括食品業、造紙業、餐飲業、農業種植、畜禽養殖、市政管理等;從業務主管和指導部門來説,有國家科技部、住建部、農業部、發改委和輕工聯合會等。從屬性來説,涉及了節能環保和新能源兩個戰略性新興産業。”汪誠文説。
不過,令人欣慰的是,“就像是把散落在大海裏的珍珠找出來,並串成一串項鍊。”汪誠文表示,城市生物質燃氣産業技術創新戰略聯盟發揮了科技創新中的平臺作用,把分散在各行業的生物質産業遴選出來,形成了5大板塊;並整合了生物質燃氣産業鏈上的優勢資源,立足於我國環保需求,發展迴圈經濟産業鏈,培育生物質燃氣戰略性新興産業;以科技創新為動力,按照突破關鍵技術與重大裝備、開展整合示範、構建標準化體系、引領産業發展、建設創新環境和培養領軍人才的總體思路,突破生物質廢物能源轉化和能量利用的核心技術,形成一批具有自主智慧財産權的科技成果,建設一批競爭力較強的生物質燃氣相關産業集群,帶動傳統産業的領域拓展和升級優化,為我國加強環境污染治理、減排溫室氣體、發展可再生能源、優化區域能源結構、實現經濟社會發展的歷史性跨越提供科技支撐,引領生物質燃氣産業發展。
一條科技創新型技術産業鏈基本形成
在深圳市清水河環境園內,聯盟深圳的示範工程已經投入運作,以市政污泥、糞渣污泥和生活垃圾為處理對象,處理規模為500噸/天。在這裡,生物質廢物經水熱預處理後進入ASBR高效厭氧反應器産生沼氣,沼氣經分離提純後年産清潔燃氣約380萬立方米,同時可獲4000噸工業二氧化碳。經上述處理後,出料通過固液分離後,泥餅送至深圳糞渣無害化處理廠進行好氧堆肥處理,做成生物肥等。
“城市生物質燃氣産業‘關鍵技術—重大裝備—示範工程—新興産業’一體化的科技産業化發展機制已初步構建起來。”汪誠文表示,“這條科技創新型技術産業鏈已基本形成。”
除了研發技術、打造産業鏈外,聯盟還配合科技部組織開展“十二五”期間國家科技計劃環境領域項目申請工作,並組織聯盟專家委員會的相關領域專家對項目建議書進行篩選、審核,擇優推薦;聯盟還受科技部委託,組織管理“城市生物質廢物聯合集中處理技術及燃氣利用工程示範”“區域化餐廚垃圾聯合處置及生物燃氣産業化技術研發、商業模式構建與工程示範”這兩項環境領域國家科技支撐計劃項目。
“上述兩個項目將開發可推廣複製的生物質廢物燃氣化處理利用産業技術模式,形成有利於推動生物質燃氣産業化的標準化與政策體系,將生物質廢物的傳統無害化處理模式轉變為高效資源利用模式,將極大推動我國固體廢物處理産業升級,促進我國生物質燃氣這一戰略性新興産業的發展。”汪誠文説。
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