沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术,它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上,并装有综合发电装置,以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点,是一种分布广泛且价廉的分布式能源。
沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物(例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等),经厌氧发酵处理产生的沼气,驱动沼气发电机组发电,并可充分将发电机组的余热用于沼气生产。
沼气发电热电联产项目的热效率,视发电设备的不同而有较大的区别,如使用燃气内燃机,其热效率为70%~75%之间,而如使用燃气透平和余热锅炉,在补燃的情况下,热效率可以达到90%以上。
沼气发电技术本身提供的是清洁能源,不仅解决了沼气工程中的环境问题、消耗了大量废弃物、保护了环境、减少了温室气体的排放,而且变废为宝,产生了大量的热能和电能,符合能源再循环利用的环保理念,同时也带来巨大的经济效益。
我国沼气发电行业起步于20世纪80年代初期,有30年的历史,在这期间,我国有大量的技术人员对沼气发电技术进行研究及沼气发电设备的开发。
自我国沼气发电市场起步以来,行业市场规模保持着稳定的增长速度。据国家统计局数据显示,2011-2017年我国沼气发电市场规模实现了跨越式增长,截止到2017年行业市场规模增长至18.12亿元。
近年来,我国对环境保护高度重视,鼓励利用新技术、新能源,以减轻温室效应和促进生态良性循环。在此背景下,沼气作为一种具有较高燃值的清洁燃料,具有良好的经济效益和环境效益,得到国家政府的支持。总体来看,沼气发电行业发展潜力巨大,市场前景广阔。
我国沼气发电前景巨大,因为我国制备沼气的原料来源更加丰富,更加广泛。预计,2020年的沼气生产量为440亿立方米,如全用于发电,按每立方米沼气发电1.6kWh计算,气发电量超过700亿kWh,沼气发电将会有很大的发展空间。
但目前我国沼气发电市场区域分布并不均衡,华北地区和华东地区市场份额较大,主要是因为该地区的生物质能资源规模极大以及发电设备、技术水平实力较强。具体来看,华北地区的沼气发电市场份额为37.48%,位居全国第一;其次是华东地区,市场份额为24.82%。东北地区市场占比为18.52%。其余地区市场份额较小,均在10%以下。
中国沼气发动机的开发研究主要集中在内燃机系列上,一般只是对柴油机和汽油机进行较浅层次的改装,对发动机的热工性能研究不深,由于产品质量不过关,在运行使用中出现诸多问题,给用户带来不便,从而影响其发展进程。
导致这种情况的根本原因是没有对沼气发动机进行深入的研究,技术不过关,缺乏足够的生产实践。致使发动机在运行中产生热负荷高、可靠性差、起动困难;另外中国研制的全烧沼气发动机的排气温度过高,气阀易烧坏,使气缸盖等成为易损件等诸多技术问题。
未来随着技术水平的提升、结合城镇垃圾填埋场布局,建设垃圾填埋气发电项目;积极推动酿酒、皮革等工业有机废水和城市生活污水处理沼气设施热电联产;结合农村规模化沼气工程建设,新建或改造沼气发电项目。我国沼气发电市场空间发展大。根据预测分析到2020年,沼气发电装机容量达到50万千瓦。
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