12月18日，清華大學環(huán)境學院教授、博士生導師王凱軍在2020(第十四屆)固廢戰(zhàn)略論壇上做了《2020 有機廢物厭氧處理技術發(fā)展元年》主題分享。12月23日，王凱軍老師在沼氣學會第十次全國會員大會上正式當選中國沼氣學會新一任理事長，將在這一特殊的歷史時期帶領學會繼續(xù)推動中國沼氣行業(yè)發(fā)展，為2030年碳達峰和2060年中和的目標服務。

 

在18日的論壇現(xiàn)場，王凱軍老師分別從國家能源戰(zhàn)略及前景、國家生物燃氣技術發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問題及未來技術的挑戰(zhàn)三方面對有機廢物厭氧處理技術行業(yè)發(fā)展做出分析。

 

發(fā)言嘉賓：王凱軍 清華大學環(huán)境學院教授、博士生導師

 

以下為王凱軍現(xiàn)場發(fā)言內(nèi)容(根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審閱)

 

各位領導，各位嘉賓，大家上午好!很高興今年第二次來到e20舉辦的行業(yè)論壇現(xiàn)場。我的演講題目是有機廢物厭氧處理技術發(fā)展元年。

 

這次演講主要分為三個部分，一是國家能源戰(zhàn)略及前景，包括國際承諾、國家政策以及國際需求;二是國家生物燃氣技術發(fā)展現(xiàn)狀，包括世界生物燃氣相關專利、處理領域以及產(chǎn)業(yè)鏈;三是存在的問題及未來技術的挑戰(zhàn)。

 

國家能源戰(zhàn)略及前景

 

從國家能源戰(zhàn)略及前景來看，我國二氧化碳排放力爭在2030年前達到峰值，努力爭取在2060年前實現(xiàn)碳中和。2060年實現(xiàn)碳中和，意味著將有很多行業(yè)不能利用化石能源。總體來看，有機固廢處理行業(yè)是最有可能首先擺脫化石能源的行業(yè)。我們可以考慮有機固廢處理行業(yè)超前在2030年進入碳中和的年代。

 

為什么2020年是有機廢物厭氧處理技術發(fā)展的元年?在過去20年時間里，也就是第一輪的氣候減排中，中國和國際在碳減排問題上一直針對發(fā)展權力和減排義務的博弈上進行談判。國際上來看，國外很多行業(yè)在過去的20年里都將減排作為一個非常重要工作。但我國還沒有明確地在各個行業(yè)中進行推動。舉一個例子，日本的花王化妝品公司介紹說他們根據(jù)減排目標重新設計了針對我國的產(chǎn)品，例如洗浴液，從能夠更短的時間里沖洗干凈考慮碳減排，全公司產(chǎn)品全部換代，也僅僅可以全年減排800噸。這充分體現(xiàn)了在溫室氣體減排保護地球的問題上，不以善小而不為的企業(yè)態(tài)度。

 

中國是守信諾的一個國家。在這次宣言后，中央經(jīng)濟行業(yè)已經(jīng)要求制定各個行業(yè)如何在2030年的達峰方案。2030年，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右。目前，我國非化石能源占一次能源消費比僅達15%。非化石能源主要包括水利、風電和核能，在水電基本飽和之后，非化石能源如何增長，在哪方面增長，是一個很重要的問題。清華大學氣候研究院學術委員會主任何建坤教授做過的一個研究表明，為了實現(xiàn)2030年碳峰值，可再生能源成本具有很大的競爭力，可持續(xù)“十三五”年均7%左右增長水平。

 

其中，生物質(zhì)能正逐漸成為我國可再生能源利用中的新生力量。

 

我國生物燃氣技術發(fā)展現(xiàn)狀

 

有機固廢產(chǎn)生于各行各業(yè)中，目前主要是通過厭氧技術進行處理，也結(jié)合好氧技術以及其他技術。

 

在厭氧發(fā)酵領域，我國前兩年首次在專利申請上達到了全世界第一位，高達27%。并且專利技術分布非常均勻，涉及預處理、提純、發(fā)電等各個環(huán)節(jié)。

 

從目前的標志性工程來看，我將介紹下厭氧技術應用的主要幾個場景：

 

一是污泥的厭氧處理。代表項目是北京高碑店污泥高級消化工程項目，是大規(guī)模城市污泥處理的一個典型項目。

 

二是餐廚垃圾的厭氧處理。代表項目包括重慶黑石子餐廚垃圾處理項目，這個項目的技術應用非常成熟。同時我國的生物天然氣的生產(chǎn)技術已經(jīng)從變壓吸附、水洗發(fā)展到第三代的膜分離技術。

 

三是農(nóng)業(yè)廢棄物，如畜禽糞便的厭氧處理。代表項目是山東民和牧業(yè)熱電肥聯(lián)產(chǎn)沼氣工程。構建了以生物燃氣為紐帶的“生態(tài)健康養(yǎng)殖-生物質(zhì)高效利用-有機肥料生產(chǎn)-有機種植”的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。該項目年處理規(guī)模達600萬噸雞糞。值得一提的是這個項目對于沼渣沼液的處理。該項目的厭氧處理和沼肥的利用率，占了整個集團利潤相當一部分，甚至超過了主業(yè)。

 

四是農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈的厭氧處理，代表項目是定州市規(guī)?；锾烊粴馐痉俄椖俊Ｔ擁椖考夹g全套工藝引進自德國，運行成功，包括6個6000方的厭氧消化池，生產(chǎn)沼氣60000立方米/d，發(fā)電4mw，生物天然氣392.5萬立方米;年消耗秸稈10萬噸，糞污量20萬噸;預計年均銷售收入為6106.5萬元，年均凈利潤1659.73萬元;可替代4000噸化肥使用，改善4萬畝農(nóng)田土壤結(jié)構，采暖期滿足1300戶居民用氣。該企業(yè)的下一步目標是要推廣建設這個示范項目。

 

我國有機廢物處理行業(yè)目前存在的問題

 

事實上，我國有機廢物處理行業(yè)目前還存在很多問題，包括農(nóng)業(yè)廢棄物大型沼氣升級轉(zhuǎn)型難問題。2015-2018年，國家連續(xù)4年，通過規(guī)?；笮驼託夤こ讨醒腩A算內(nèi)投資計劃對生物天然氣項目給予資金支持，單個項目支持資金不超過3——5000萬元。農(nóng)業(yè)方面的國企，包括中廣核，中船重工等進入該行業(yè)，建設64個生物天然氣試點項目。但是目前，在運行項目占約34%，在建項目占約50%，未完工項目約11%，未建項目約8%。

 

很多項目建成后，運行困難。經(jīng)分析，主要在于產(chǎn)業(yè)鏈：規(guī)模化處理涉及收儲運、集中處理、產(chǎn)品銷售與利用等環(huán)節(jié)。畜禽糞便和秸稈分散范圍廣，收集和運輸困難，不支持規(guī)模化生產(chǎn)。

 

另一個存在的問題是：我國城市廚余垃圾厭氧消化效益低，難以支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

 

第三個存在問題是：國內(nèi)沼氣發(fā)電困難重重，提純前景廣闊。

 

從技術挑戰(zhàn)上來看，如果我們考慮以減排為目標，厭氧為主要的技術路線的話，我們將面臨一系列的技術競爭，包括濕式與干式，厭氧與堆肥，厭氧與熱解等。

 

目前濕式厭氧發(fā)酵會產(chǎn)生大量廢液需處理，造成沼渣沼液處理問題，但干式厭氧處理廚余垃圾技術目前還不是很成熟。

 

在農(nóng)業(yè)廢棄物處理方面，也存在熱解和生化的競爭。禽糞便處理存在厭氧和堆肥的競爭。厭氧和堆肥兩種技術結(jié)合起來，在轉(zhuǎn)運處理費、提油收益等不變的情況下，沼氣+熱解以及產(chǎn)生肥料的收入都會有所提升。

 

廚余垃圾、餐廚垃圾處理存在厭氧和堆肥的競爭。

 

以上都是產(chǎn)業(yè)今后會面臨的問題，這些問題目前還不能給出全面的答案。但是，通過技術融合，可以起到提質(zhì)增效的作用，形成以綠色發(fā)展為導向的農(nóng)業(yè)補貼政策，生物天然氣、有機肥等產(chǎn)品生產(chǎn)和使用缺乏扶持措施。這里舉個例子，有兩個公司分別使用堆肥和厭氧處理餐廚垃圾。通過對兩家公司物料的分析，可得知這個結(jié)論：厭氧和堆肥兩種技術可以很好的結(jié)合起來。餐廚垃圾中篩出的無機組分，如塑料、木屑等，通過熱解法可以補充厭氧的能源。這樣，廚余垃圾處理可達到無廢物的產(chǎn)出，效益也可提高。

 

雖然還面臨很多發(fā)展中的問題，但應該說這個行業(yè)的發(fā)展，國家是非常支持的，這也給行業(yè)發(fā)展提振了信心。

 

2016年中央財經(jīng)領導小組第十四次會議談了六件民生的問題，如國家能源局關于推進北方地區(qū)冬季清潔取暖，浙江省關于普遍推行垃圾分類制度以及農(nóng)業(yè)部關于畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理和資源化。現(xiàn)在垃圾分類工作大規(guī)模展開，北方冬季清潔取暖，農(nóng)業(yè)廢棄物處理問題都有了明確的說明。

 

這三項政策的推動，能打通任督二脈，潛在市場價值很高。我在2015年做過一個測算，中國的潛力到了2050年可達500億，但是在這三個政策的推動下，我們重新推算，保守估計，我國生物天然氣沼氣的潛力應該在2000億左右。

 

清華大學江億院士指出：2017年底出現(xiàn)的氣荒現(xiàn)象，僅是增加了約200億m2的采暖需求，中國北方城鄉(xiāng)需要采暖建筑面積250億m3，全部改氣需要2500億m3。生物質(zhì)能應成為供暖主要農(nóng)村熱源。生物質(zhì)能源市場可超過污水的市場，與固廢的市場持平，目前污水處理和固廢市場分別培育了20個上市公司，而在生物天然氣和沼氣領域還沒有一家上市公司。這兩個行業(yè)的未來發(fā)展可期。

 

今年我國在氣候峰會上的宣言，標志著2020是我們沼氣發(fā)展的元年，是厭氧技術發(fā)展的元年。有機廢物厭氧處理技術產(chǎn)量、體量大，這是產(chǎn)業(yè)的機會。產(chǎn)業(yè)鏈不配套，是細分市場的機會，技術不成熟，是輕資產(chǎn)技術型公司的機會。

 

來源：環(huán)保在線