乾興養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣發(fā)電項(xiàng)目方案

一、項(xiàng)目當(dāng)前概況

1.該養(yǎng)殖場(chǎng)位于陽(yáng)春市崗美鎮(zhèn)區(qū)域，正在進(jìn)行糞污環(huán)保治理改造工作，以進(jìn)一步提高養(yǎng)豬業(yè)的環(huán)保治理水平，配合恢復(fù)生豬生產(chǎn)養(yǎng)殖。該場(chǎng)正常存欄量約6000頭左右，年出欄量1萬(wàn)頭以上。

2.基于政府對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)恢復(fù)生豬生產(chǎn)的環(huán)保要求，需要對(duì)豬只糞污進(jìn)行更高要求的無(wú)害化處理，為降低環(huán)保治理帶來(lái)的成本，該場(chǎng)采用了黑膜厭氧發(fā)酵+沼氣發(fā)電（自用）的處理模式，其中黑膜發(fā)酵工程正在進(jìn)行，現(xiàn)需落實(shí)沼氣發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的籌備。

3.養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)當(dāng)前的用電均是來(lái)源于市電，保溫加熱與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備也是使用市電能源，平均電價(jià)本方案中按當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)用電定位，約為0.55元/kWh。

4.場(chǎng)內(nèi)配套有相當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)種殖面積及漁業(yè)養(yǎng)殖面積來(lái)解決糞污發(fā)酵后的沼液、沼渣的處理消納問(wèn)題。

5.新配置的發(fā)電系統(tǒng)中，將考慮充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的交換熱量應(yīng)用于合適的生產(chǎn)工序，以進(jìn)一步提高資源利用的效益。

二、數(shù)據(jù)核算

1.按當(dāng)前生豬存欄量為6000頭計(jì)算，每天大約能產(chǎn)生15噸左右糞便（未計(jì)算尿液在內(nèi)）。

2.由于當(dāng)前首先考慮固液分離處理，糞渣用于有機(jī)肥加工，糞液及污水才用來(lái)厭氧發(fā)酵，只有在不加工有機(jī)肥情況下才考慮全部糞污用于厭氧發(fā)酵，因此糞便發(fā)酵的利用率將在20%～100%范圍，即3～15噸不定。

3.經(jīng)黑膜發(fā)酵模式，經(jīng)評(píng)估每天15噸豬糞便更替發(fā)酵的話，最多可日產(chǎn)沼氣約600立方；而如在固液分離在前的情況下按3噸計(jì)，最多可日產(chǎn)沼氣約120立方。

三、沼氣凈化處理及沼氣發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.著眼于確保排放達(dá)標(biāo)的前提下，以沼氣凈化處理低成本化，兼顧資源利用能源效益一定化的原則，糞污經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣，先經(jīng)過(guò)沼氣凈化設(shè)備進(jìn)行脫硫、除水、過(guò)濾、增壓后，再用于沼氣發(fā)電。

2.沼氣凈化處理方面，現(xiàn)計(jì)劃采用干式脫硫法：基于糞污發(fā)酵所產(chǎn)沼氣硫含量會(huì)比較高，所以需配置脫硫塔2臺(tái)；氣水分離器2臺(tái)，配置阻火器1只，恒壓罐1只，防爆壓縮機(jī)1臺(tái)。

3.按照沼氣發(fā)電的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，一般1立方氣至少可以發(fā)出2度電計(jì)算，而根據(jù)該場(chǎng)糞污處理的特點(diǎn)，每天沼氣產(chǎn)生量取中間值，按約400方沼氣意味著每天可發(fā)電800度；按一天持續(xù)運(yùn)行24小時(shí)設(shè)計(jì)，則平均每小時(shí)負(fù)載功率為33kW，考慮到機(jī)組最佳運(yùn)行狀態(tài)，所以應(yīng)選配沼氣功率為50kW的沼氣發(fā)電機(jī)組。

4.理論上每天可自行發(fā)電約800度，按每度電0.55元計(jì)算，能產(chǎn)生440元的發(fā)電收益；一年按300天生產(chǎn)運(yùn)作周期計(jì)，約能發(fā)電24萬(wàn)度，產(chǎn)生約13.2萬(wàn)元的發(fā)電收益。

5.供電方面，33kW左右的負(fù)載功率電流很小，規(guī)格為400V/50Hz，可直接與場(chǎng)內(nèi)400V的原市電電源組成雙路并聯(lián)供電，配置自動(dòng)電源切換開(kāi)關(guān)屏實(shí)現(xiàn)市/發(fā)電自動(dòng)切換，提高了供電的可靠性。

——沼氣發(fā)電及余熱利用系統(tǒng)示意圖

6.為實(shí)現(xiàn)能源利用的效益最大化，計(jì)劃利用沼氣發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)機(jī)體高溫水（溫度在90℃左右）及排出的高溫?zé)煔猓�溫度�?00-500℃左右），設(shè)計(jì)配置一套熱水循環(huán)加熱設(shè)備，加熱產(chǎn)出100℃以內(nèi)的熱水供場(chǎng)內(nèi)需要的區(qū)域使用。其適用于生活用熱水、養(yǎng)豬生產(chǎn)區(qū)域保溫用熱水等。

7.通過(guò)查核所選燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡參數(shù)可知，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)的煙氣熱功率+機(jī)體高溫水熱功率，約與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率相等，即沼氣發(fā)電機(jī)組通過(guò)熱水加熱循環(huán)設(shè)備轉(zhuǎn)換的功率約為30kW左右。

8.熱水循環(huán)加熱系統(tǒng)每天可提供熱能約為700kWh，場(chǎng)內(nèi)對(duì)熱水能量的實(shí)際使用率暫按50%計(jì)算，也有350 kWh熱能，該部分相當(dāng)于節(jié)省的市電消耗量。

9.加裝熱水加熱設(shè)備后，需要配套熱水儲(chǔ)存罐1只，用于熱水儲(chǔ)存，隨時(shí)供給場(chǎng)內(nèi)各用熱點(diǎn)，另外場(chǎng)內(nèi)根據(jù)生產(chǎn)用熱需求，相應(yīng)鋪設(shè)熱水管、暖風(fēng)器、地?zé)岜P(pán)管等至場(chǎng)內(nèi)各熱水使用場(chǎng)合。

數(shù)據(jù)匯總表1（按年300天運(yùn)行時(shí)間計(jì)算）

四、沼氣發(fā)電產(chǎn)值、余熱利用價(jià)值、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用及系統(tǒng)收益

數(shù)據(jù)匯總表2（按年300天運(yùn)行時(shí)間計(jì)算）：

注1：年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用主要考慮了沼氣處理及發(fā)電系統(tǒng)配置員工1人的人工費(fèi)，以及運(yùn)行期間系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用，包括沼氣凈化、發(fā)電及余熱系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)營(yíng)維護(hù)。

五、引入沼氣發(fā)電及其余熱利用項(xiàng)目后的優(yōu)勢(shì)

Ø 通過(guò)厭氧發(fā)酵技術(shù)，使糞污廢棄物能夠得到發(fā)酵并產(chǎn)出大量的沼氣，通過(guò)發(fā)電機(jī)組燃燒沼氣發(fā)電而產(chǎn)生電能，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄物的資源化利，以及達(dá)到環(huán)保治理、滿足養(yǎng)豬對(duì)外零排放的目標(biāo)，提高養(yǎng)豬場(chǎng)的生存能力。

Ø 通過(guò)沼氣發(fā)電供給養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)部使用，極大減少了對(duì)市電的需求，電費(fèi)明顯大幅度降低，甚至完全取代市電需求。

Ø 通過(guò)沼氣發(fā)電機(jī)組配套設(shè)計(jì)的熱水循環(huán)系統(tǒng)，獲得大量的可用熱水，可滿足養(yǎng)殖場(chǎng)某些區(qū)域加溫、保溫的需求，再次減少對(duì)市電的使用，進(jìn)一步體現(xiàn)節(jié)能降耗效果。

Ø 引入沼氣發(fā)電后，不再存在多余沼氣白白排放的情況，避免了排放沼氣對(duì)環(huán)境所造成的污染。

Ø 經(jīng)過(guò)徹底發(fā)酵后的沼液、沼渣，有利于后續(xù)對(duì)配套種殖、漁業(yè)的肥料消化，減少污染性。

六、綜合結(jié)論

在經(jīng)歷了去年的非洲豬瘟、新冠肺炎疫情對(duì)養(yǎng)豬行業(yè)造成的巨大沖擊后，我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)正面臨著重要的升級(jí)、轉(zhuǎn)型階段，原來(lái)為數(shù)眾多的個(gè)體養(yǎng)豬戶養(yǎng)殖舊有模式日后將難以維繼，只有規(guī)模化、現(xiàn)代化、高效化的養(yǎng)豬場(chǎng)才能站穩(wěn)腳跟，才能蓬勃發(fā)展�？梢灶A(yù)期，未來(lái)生豬養(yǎng)殖的效益應(yīng)該會(huì)較以前好、較以前穩(wěn)定。

從經(jīng)濟(jì)角度看，本養(yǎng)豬場(chǎng)環(huán)保治理及資源化利用項(xiàng)目投資不算太大，項(xiàng)目本身已存在著凈利收益（即使未考慮申報(bào)的政策扶持資金在內(nèi)也能實(shí)現(xiàn)正收益），風(fēng)險(xiǎn)因素不大，是個(gè)值得開(kāi)展的項(xiàng)目。

七、關(guān)于政策及規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)

近年來(lái)我國(guó)出臺(tái)了相關(guān)的政策、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)意見(jiàn)，來(lái)引導(dǎo)養(yǎng)豬行業(yè)環(huán)保治理走向糞污無(wú)害化處理、糞肥全量化還田的資源化利用路徑。

1.主要的政策、指導(dǎo)意見(jiàn)如：

《關(guān)于加快推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見(jiàn)》—2017年5月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)；

《關(guān)于促進(jìn)畜禽糞污還田利用加強(qiáng)養(yǎng)殖污染治理的指導(dǎo)意見(jiàn)》（農(nóng)辦牧〔2019〕84號(hào)）—2019年12月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳、生態(tài)環(huán)境部辦公廳聯(lián)合印發(fā)；

《關(guān)于進(jìn)一步明確畜禽糞污還田利用要求強(qiáng)化養(yǎng)殖污染監(jiān)管的通知》（農(nóng)辦牧〔2020〕23號(hào)）—2020年6月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳、生態(tài)環(huán)境部辦公廳聯(lián)合印發(fā)；

……

2.主要的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)如：

糞污無(wú)害化處理應(yīng)符合《畜禽糞便無(wú)害化處理技術(shù)規(guī)范》（GB/T 36195）；

糞肥還田可參考《畜禽糞便還田技術(shù)規(guī)范》（GB/T 25246）；

糞污還田配套土地面積應(yīng)符合《畜禽糞污土地承載力測(cè)算技術(shù)指南》要求的面積；

糞污經(jīng)處理后向環(huán)境排放應(yīng)符合《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18596）和地方有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)；

用于農(nóng)田灌溉的，應(yīng)符合《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5084）和地方制定的嚴(yán)于該標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)控制項(xiàng)目；

……

    通過(guò)對(duì)上述各種政策、指導(dǎo)意見(jiàn)的解讀，結(jié)合養(yǎng)豬行業(yè)過(guò)往在環(huán)保治理方面的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可以推定新時(shí)代養(yǎng)殖業(yè)：糞污無(wú)害化處理、糞污資源化利用路徑，是解決畜禽養(yǎng)殖污染問(wèn)題的根本出路，也是治本之策和污染防治最為經(jīng)濟(jì)有效的、支撐養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。