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中科院广州能源研究所孙永明:生物燃气科技创新与产业发展

时间:2019-05-10 01:02 来源: 作者: 点击:

火力发电网讯:2019年5月9日-10日,由中国产业发展促进会生物质能产业分会主办的2019全国规模化生物天然气技术创新交流大会在河北石家庄召开。

“厌氧发酵过程中要提倡适度的规模化、高效化、高值化,厌氧发酵其实更多考虑其他能源产品互补。”中科院广州能源研究所国家能源生物燃料研发中心研究员孙永明在2019全国规模化生物天然气技术创新交流大会上发表了重要讲话。、电力头条APP对大会进行全程直播。

专题:2019全国规模化生物天然气技术创新交流大会

以下为发言实录:

孙永明:大家下午好!非常高兴也非常荣幸能参加本次会议。我主要从四方面做个介绍:

关键技术的分析

生物质厌氧转化,热点电肥联供技术体系。主要是原料、转化、利用这些方面。我们对工艺技术进行解析,这是大家都非常清楚的,根据这样的工艺链(实际上主要由四大模块组成:预处理、厌氧发热、沼气利用发酵剩余物利用)。这四个环节实际上都有一些技术关键点。比如预处理环节里面重要强调的是原料氧分、组成结构。预处理决定了后面的原料降解效率。而厌氧发酵过程重点是在发酵浓度还有稳定运行方面。在燃气利用方面,重点是在产品品质,还有能源效益。而参与物处理当中是试图使氧份得到很好的循环利用和二次污染的问题。其实主要是厌氧微生物+工程设备。厌氧微生物起着关键的作用,涉及到稳定运行就是工程设备能否符合要求。第三个大的方面就是单元系统集成度。我们在做过程中物料平衡、能源平衡等,如果做不好平衡就会使很多设备、关键环节受到影响。所以把这些方面都做好,才能产生良好的经济、生态环境和社会效益。

原料处理技术这块资源包括蛋白及油脂类资源、糖淀粉类资源、木质纤维类资源。这里有很多原料预处理技术主要就是物理技术、化学技术、生物技术。像物理技术包括机械处理、热液处理、电子束辐照处理等。比如有多原料预处理及营养调配技术,这里面用生物的处理,通过预处理,经过预处理确实可以使原材料降解率有所提升。同时这里面还要强调多元原料营养调控,因为匹配了才能使微生物生长过程中有它比较喜欢的饲料,才能更好的转化。

新型生物质原料的扩展

这里展示的是五种能源植物产气的对比,现在江西定南做了一个“能源草-生物天然气”项目。还有一个技术是混合原料高负荷湿法厌氧发酵,还有干发酵,无论是哪种技术,在运行过程中会遇到一个问题,氨氮抑制还有丙酸抑制,针对两种抑制开发了一个菌系,通过生物强化技术来进行恢复。我们做了挥发性脂肪酸阈值,还有游离氨抑制阈值。同时也开发了预警和调控系统,针对厌氧过程中,包括甲烷、二氧化碳、PH值等指标体系,最终目的是通过预警系统能提前预判这个系统会不会产生氨抑制等等,通过添加微生物或者其他的一些手段来促使这个系统能恢复。通过这个体系能提升厌氧发酵的厌氧负荷,同时也能产气率有效提升。

再一个是低能耗组合式机械搅拌。这里提的是低功耗搅拌装置,这些搅拌装置在厌氧过程中能起到很好的调节原料产气和菌浓度的过程。还有生物燃气提纯的各种方法,提纯方法上午也有讲过了,有水洗等等各种方法,我认为这些方法是根据各个工厂的需求条件去确定。这和运营、产品定位是相关的。

还有产品高值化。这个是做肥料的实验,因为厌氧过程中太多强调能源的属性,而厌氧这个过程更多注重肥料应用,因为肥料占60%,能源占30%。我们做生物天然气工程中太多强调了能源,还有沼液的综合利用。

前段时间做了一个工作,对国内典型工程进行了调研,对余热的利用没有充分利用,如果说把余热利用好了实际上也是节省了很多能源,节省下来的能源实际上也是产值。这两个饼图,一个是温度比较高的季节,还有一个是温度比较低的季节,这里显示大部分的余热存在沼液里面。同时我们也对物质流进行分析,大部分物质主要还是在沼液里面。但是氮的转化里面是40%多是在燃气里面,其他的是在沼渣和沼液里面。氮也是接近70%-80%集中在沼液这个环节里面。所以厌氧转化过程中不仅考虑它的能源效益、肥料效益,实际上更多的还要考虑厌氧发酵过程中沼液如何利用。还有沼渣。如果这些都产能效益,那么厌氧发酵工艺才会做的更好。

科技创新

主要是从原料转化和应用环节,厌氧发酵这个工程我们首先尽量在原料方面去拓展原料和供应。在转化过程当中要做好预处理,为微生物提供一个比较好的环境。还有就是过程控制,特别是安全预警,要使我们这个工程全天侯稳定运行才能有良好的效益。最后就是产品高值化利用,至于产品往哪个方向去用,这个要看主流能源怎么样用。我们这个可能太微不足道了,所以就随着主流用。还有厌氧发酵过程中还是要提倡适度的规模化、高效化、高值化。厌氧发酵其实更多考虑其他能源产品互补。在河北张家口,也是可再生能源示范基地,我们以生物天然气作为互补和太阳能、风能形成一个体系。

产业展望的建议

前几年我们为科技部做过一个产业链的分析,实际上对于产品本身的价值也经过核算。预判好了这些价值,根据资源,我们一定要核算好厌氧发酵过程到底多大规模、配多大设备才能形成很好的厌氧体系物流和能流的平衡体系。这里提一些自己不成熟的建议,上次开会时我也讲过,一个就是做生物天然气工程还是要考虑清楚定位,原料是资源,工程的话它一定是生态工程。从现实角度来讲,我们老是提能源,上午分析了发电的产能,沼气发电的产能不足千分之一这样的比例,我们一定要给他定位好分析好。我们归口就是能源、农业、环保。从性质角度讲,我们是公益行业。大家也提到了补贴,我建议在末端产品进行补贴,这样工程才能稳定运行,稳定运行才能拿到效益。如果都是在工厂环节补贴,那么这个工程会很难。从产品角度来看就是高值化、综合利用(能源化是末端)。还有从模式角度讲我们要界定几个边界,比如说原料到底是什么样的边界;气体,我们是做沼气、天然气还是加气站;剩余物,是做液体还是固体,还是复肥料混。

希望大家能进行很好的合作,也希望大家有机会去广州能源所指导工作。谢谢大家!

(发言为电力头条APP根据速记整理,未经本人审核)

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