德国沼气发电发展情况
德国沼气工程现状分析
单个发酵柜容积为 150～300 m3，一般使用 4～ 8 个发酵柜并排作业。 发酵柜中的原料先经过干 发酵的水解和酸化阶段后进入湿发酵罐，进入产 乙 酸 和 产 甲 烷 阶 段 。 湿 发 酵 罐 容 积 为 1 000 ～ 2 000 m3。采用干湿同步发酵工艺能有效解决秸秆 等有机物干物质含量高的问题，提高厌氧分解效 果。 该工艺产气稳定，保证了沼气发电的持续稳 定性。 厌氧发酵结束时，通过换气系统向干式发 酵柜中通入空气，避免沼渣产生异味污染空气环 境。
自 2004 年 德 国 颁 布 《可 再 生 能 源 法 2004》 （Erneuerbare Energie Gesetz,EEG 2004）以来，全国 沼气工程数量由 20 世纪 90 年代的几百处， 增加 到 2008 年的 4 100 多处。
由图 1 可以看出，自 2004 年起，德国沼气工 程数量显著增加。 2005 年 沼 气 工 程 数 量 增 加 最 多，仅一年内就新建了 700 多处。 2008 年新建沼 气项目略有减少，只有 350 处左右。 根据 2009 年
最新 德国沼气工程技术考察及思考-精品
德国沼气工程技术考察及思考根据对德国沼气技术的考察情况，分析总结了德国沼气工程技术的特点、发展驱动力与发展趋势，借鉴德国沼气发展的经验并结合中国沼气工程技术发展中存在的一些问题，从政策、管理和技术角度对如何发展中国的沼气工程提出了几条建议。
1 德国沼气工程发展现状与趋势;许多农场建的沼气工程多采用2个发酵罐串联发酵，其中第一个发酵罐采用连续进出料方式，其排出的料液进入第二个发酵罐储存并在其中继续产气，同时该罐还兼作沼气储气装置。
储存在第二个发酵罐的料液经过一段时间后被排放出来，然后作为有机肥喷施到农田里，所以不存在废液二次污染问题。
2）沼气主要用于发电和供热德国的沼气工程所产生的沼气主要用来发电，同时多数将发电过程中产生的废热用于供热，即热电联产工艺。
这也是“Renewable Energy Act”所鼓励的。
沼气发电的方式主要是利用内燃机带动发电机进行发电。
所采用的内燃机以双燃料内燃机为主，占72%，其余28%为单燃料内燃机。
图6所示为一小型沼气发电设备。
3）沼气生物脱硫技术的应用在德国一些沼气工程采取有控制的向沼气反应器内充空气的方法来脱硫。
这种脱硫方法的原理是利用兼性厌氧微生物在微量氧气(＜0.1mg/L)存在的情况下，将硫化物氧化为单质硫[4]。
这类细菌属于无色硫细菌，其中硫杆菌Thiobacillus就是一种典型的脱硫细菌，它属于自养细菌，以无机硫化物为电子供体，以CO2为碳源。
这种生物脱硫方法的关键在于氧含量的控制，控制不好就会破坏反应器的厌氧环境，导致沼气发酵效果下降或停止产气。
目前较为可靠的控制方法是采用氧化还原电位OPR在线监测的方法控制料液的充氧浓度[3]。
3 德国沼气工程发展的驱动力近年来德国沼气工程的快速发展，主要得益于以下2个方面。
1）强有力的政策推动近年来德国非常重视可再生能源的发展，为了促进包括沼气在内的可再生能源的发展，制订了“Renewable Energy Act”，该法于2000年开始实施，并在2004年进行了重新修订以加大对可再生能源的扶持力度。
德国沼气工程的发展现状及对我国发展的启示
由于混 合 发酵 原 料 Ｓ Ｓ含 量 和 Ｔ Ｓ
个 沼 气 工 程 。２ ０ ０ ０年 德 国 “可 再 德 国 沼 气 生 物 质 能 协 会— — Ｉ ＢＫ 沼 气 浓 度 都 比较 高 ，适 合采 用全 混 合 厌氧 反 Ｂ 生 能 源 法 ”（“ ｎ ｗａ ｌ ｎ ｒ ｙ 中 心 Ｋ ｔｎ ｅ 先 生 介 绍 ， 德 国 沼 气 技 应器 。在德国 ，约 ９ ％为立式全混 合反 Ｒｅ ｅ ｂｅ Ｅ ｅｇ ｅｅ ｎ ｒ ０ Ａｃ” ， Ｅ ） 始 实 施 ， 通 过 示 范 工 术 在 欧 洲 处 于 领先 地 位 。 ｔ Ｅ Ｇ 开 应 器 ，少 数采 用卧 式 反 应 器 ， 主 要用 于
供 应 。 目前 ，可 再 生 能 源 已占 德 国 整 个 物 质 产 气 率 可 高 达 ６ ０～ ｌ ０ ｍ ｔ｝ ０ ０ ／ ０ 能 源 消 耗 的 ８６ 。而 且 其 发 展 潜 力 很 而动物粪便与这些原料掺在一起进行混 ．％ 大 ，据 估 计 ，其 原 料 的 理 论 利 用 量 能 满 合发酵 ，可以弥补这些原料氮源不足的
处 。截 至 到 ２ １ ０ ０年 已 建 成 ６００个 沼 厌 氧 发 酵 工 艺 ，以 获 取 能 源 为 主 要 目 ０ 还 有 不 到 １％ 的 工程 采 用 两 种 反 应 器联 ０ 气 工 程 ，遍 布 整 个 德 国 ， 总 装 机 容 量 的 ， 因此 追 求 最 大 原 料 产 气率 是 这 些 工 合应 用 的方 式 。 为 ２ ０ ０ＭＷ ，装 机 容 量 在 ２ Ｗ 的 沼 程最为 重要 的经济指标 。沼气工程所处 ７ Ｍ 沼 气 工 程 配 套 设 备 与 技 术 装 备 先
的 市 场 流 通 机 制 等 措 施 ，使 得 沼 气 及 发
沼气应用发展历程
沼气应用发展历程沼气是一种可再生能源，通过分解有机废物产生的一种混合物，主要由甲烷和二氧化碳组成。
它被广泛应用于燃料、照明等方面。
沼气应用的发展历程可以追溯到古代。
在古代，人们已经开始利用沼气。
在中国，古代农民常常将畜禽粪便收集到沼气池中发酵，产生可燃的沼气用于照明和烹饪。
这种利用沼气的方式源远流长。
随着科技的发展，沼气应用得到了进一步的改进。
在19世纪，德国科学家路德维希·普切尔提出了用沼气发电的想法，并成功地建造了世界上第一座沼气发电厂。
这一发现开创了沼气应用的新时代。
20世纪初，人们开始广泛使用沼气作为燃料。
在中国，沼气被广泛应用于农村地区。
政府出台了一系列政策鼓励人们建设沼气池，并提供相应的补贴。
通过沼气燃烧，农村地区的照明和烹饪条件得到了显著改善。
随着科技的不断进步，沼气应用的范围也越来越广泛。
在20世纪70年代，人们开始将沼气应用于工业生产中。
沼气可以替代煤炭和石油作为燃料，大大降低了能源的成本。
同时，沼气还可以用于发电，提供大量的清洁能源。
到了21世纪，沼气应用的发展加速。
随着环保意识的增强，人们对可再生能源的需求逐渐增加。
政府出台了一系列鼓励政策，推动沼气应用的发展。
人们开始利用沼气发电、供热、制冷等多种方式利用沼气。
现在，沼气应用已经涵盖了各个领域。
在农村地区，沼气仍然被广泛用于照明和烹饪。
在城市，沼气被应用于供热、发电和燃料等方面。
同时，人们还将沼气与其他可再生能源如太阳能和风能结合使用，形成多能互补的能源供应体系。
总的来说，沼气应用经历了从古代农民利用沼气到现代工业化应用的发展历程。
随着科技的进步和环保意识的提高，沼气应用的前景广阔。
我们应该进一步推动沼气技术的发展，提高沼气利用的效率，为可持续发展做出贡献。
德国沼气产业发展给我国带来的启示
■M____________________________________________2〇1811>^C学教育德国沼气产业发展给我国带来的启示□金"宁徐璟&内容摘要:德国作为欧盟沼气产量最大的国家/其沼气产业已经非常成熟。
从德国政府1991年颁布《电力入网法》算起/沼气作为新能源产业历经了将近30年的发展历史。
本文将通过回顾德国沼气产业的创新系统功能在产业发展的演变/了解政府如何在这一过程中积极引导且有效地介入/尤其是《可再生能源法》和《生物质条例》等制定情况/分国沼气产业新能源产业发展的。
关键词：德国沼气产业政府能新能源产业—■引言2018年1月2日，中共中央、国务院发布了《关于实施乡村振兴 战略的意见》关于“推进乡村绿色 发展，打造人与自然和谐共生发 展新格局”一节中提出“加强农村 突出环境问题综合治理。
加强农 业面源污染防治，开展农业绿色 发展行动，实现投入品减量化、生 产清洁化、废弃物资源化、产业模 式生态化。
”在国，沼气作为新能源产 业了30的发展 。
德国的 过热电联产（CHP)用于当地的热电联。
从发电量作为产出来看，2016年 德国沼气发电量为323.532亿千瓦 时，占新能源总发电量（1883亿千 瓦时）的17.18%;而新能源发电量 同年高达德国总发电量的29.00。
，在国的能源结构中已经占有相当重要的位置。
在德 国政府出台的各项政策法规的推 动下，它历经了 90年代初期的起 飞期到2009—2012年的快速发展，在 生源》2014修订案的影响下降低了成，进入 化 ，了的产业二.德国沼气产业发展的历史背景2090，环境的话题 了国热的要内容，尤其是两德统一后各地的发展 、第一产业的现，促使国 面开始发展问题，进新源电力的发展提了社会基础。
德国气的技术创新开的标志性事件1991电力入网》的颁布。
这项法一次规定电网运营者必须接入新能源电力。
更为重要的是，这项法规规定新能源发电厂将会得到比常规发电厂更高的额外补偿,即客户支付电价的755(约14欧分/千瓦时）。
国外沼气生物燃气的利用现状及技术发展
沼气生物燃气的应用领域
交通工具：沼气生物燃气可作为汽 车燃料，减少对石油的依赖。
供暖：沼气生物燃气可用于供暖， 为建筑物提供热能。
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发电：沼气生物燃气可用于发电， 为工业和居民提供清洁能源。
烹饪：沼气生物燃气可用于家庭和 餐饮业的烹饪。
沼气生物燃气的经济效益
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对未来发展的展望与建议
加大技术研发力 度，提高沼气生 物பைடு நூலகம்气产气率
推广沼气生物燃气 在交通领域的应用， 减少化石燃料的使 用
制定相关政策， 鼓励沼气生物燃 气技术的发展
加强国际合作，共 同推进沼气生物燃 气技术的进步
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汇报人：
国际合作：加强国际合 作，共同研发和推广沼 气生物燃气技术，实现 技术共享和互利共赢。
技术发展方向的探讨
高效厌氧发酵技术：提高沼气产气率，降低能耗。 生物质能与燃气发电技术结合：实现能源的梯级利用，提高能源利用效率。 碳捕获和储存技术：降低沼气生产过程中的碳排放，实现低碳发展。 智能化和自动化技术：提高沼气生产过程的监控和管理水平，确保稳定和安全的生产。
排放。
促进农业废弃物 利用：沼气技术 可将农业废弃物 转化为生物燃气， 提高废弃物利用 率，促进循环农
业发展。
创造就业机会： 沼气生物燃气技 术的发展将催生 相关产业链的发 展，从而创造更 多的就业机会。
推动技术创新： 沼气生物燃气技 术的发展将促进 相关技术的不断 创新和进步，提 高能源利用效率。
国外沼气生物燃 气技术的发展趋 势
发展趋势的预测与分析
技术创新：随着科技的 不断进步，国外沼气生 物燃气技术将不断革新， 提高产气效率和使用安 全性。
德国沼气工程发展现状分析与借鉴
一、德国沼气工程建设现状德国位于欧洲中部，国土面积为万km2，人口总数8211万人。
德国的地形复杂多样，从连绵起伏的山峦、高原台地、丘陵、山地、湖泊直至辽阔宽广的平原，整个地势南高北低分为北部平原、中部丘陵以及阿尔卑斯高地3个部分。
德国处于大西洋和东部大陆性气候之间的凉爽的西风带，温差不太大，主要是海洋性气候，夏季无酷暑，冬季无寒冬，平稳温和是德国气候的总体特征，冬季平均温度在℃（低地）和一6℃（山区）之间。
7月份平原地区平均温度为18℃，在南方山谷地区为20℃左右，这种气候条件非常适宜发展沼气。
德国沼气工程从20世纪90年代初开始建设至2011年，经历了不同发展阶段。
其主要原因来源于德国政府对可再生能源的政策导向，特别是对沼气发电上网和能源作物的开发利用使其市场经济效益发生明显变化，加上其先进的技术和设备生产，在全世界位居首位。
近年来，特别是在2000年德国可再生能源法开始实施以后，沼气工程得到了快速发展。
在2000年之前的10年间德国沼气工程的数量增加了1050座，而从2000年到2010年的10年间就增加了4750座，到2011年已累计建成沼气工程7200座，遍布整个德国，分别应用于私人农庄、畜禽养殖场、垃圾处理，总装机容量为2700MW，最大规模沼气电站装机容量高达55MW,而最小沼气发电工程装机容量仅为7kW。
沼气发电每年在200亿度以上，超过我国三峡工程的年发电量，占德国年平均用电量的%。
目前，可再生能源已占德国整个能源消耗的%，而且发展势头良好，潜力巨大。
用于沼气生产为目的的能源作物种植面积已达80万hm2，占德国耕地面积的%。
德国计划到2020年建成12000个沼气能源工程，发电装机总量达4800MW，使沼气发电占全国发电总量的%；要用全国1700万hm2农业用地中的420万hm2（约占农业用地的25%，在不影响国家粮食供应安全的情况下），用于能源作物生产，确保沼气原料的供应，到2030年在天然气管网中至少含10%的沼气。
德国沼气工程技术及其在中国的应用前景
万 多名 员工 。
在 德 国 ，农 场 主投 资建 设 沼 气工 程 ，主 要 是
出 于 能源 和 盈利 考 虑 。２ ０ 年 沼 气 工程 平 均 建 设 ０６
费用 约 为每 千 瓦 时装 机 容量 ３５ ０ ０ 欧元 。 由于德 国 政 府 实行 上 网 电价补 贴 政 策 ，几 乎所 有 德 国和 欧 洲 的 沼气 工 程 都将 沼气 并 网发 电。而 在 中 国，政
德 国诏气工程技术 其在 中国酌应用前景
德 国农业协 会 沼气工程 专 家
近年 来 ，德 国沼气 工业 发展 迅猛 ， 沼气 工 程 数 量 由１ ９ 年 的３ ０ ，增￣ ９６ ５座 ２ ０ 年 的４６ ０ ， ０９ ０ 座 电子 装机 容 量 增 长 了３ 倍 。 目前 德 国沼气 工 程 数 ５ 量 占欧 洲 的８ ％，在 沼 气 领 域 有 一 千 多 家 企业 ， ０
时 问可 以达 Ｎ９ ％ ５ 。三是 气 体损 失少 ， 由于系 统始 终 处 于最 佳 的生物 环 境 ， 即使在 冬 天 也 可 以把 原 料 中的可 发酵部 分 １０ 地转化 为 沼气 。 ０％ 建 议 中 国政府 应 该给 予 高 效 率 的沼 气 能源 更 多 的财 政 扶 持 ， 而不 是 给 予 沼气 工 程 建 设财 政 扶 持 。另外 ，缩 短运 输 距 离 非 常 重要 。在 沼气 工 程 早 期规 划 中应 考虑 液 体 排 放 物 的 资源 化 处理 。大 型养殖 场应 坐落在 有足够 农 田处理废 物 的地 方 。
技 术 监 测 支 持和 原 料 的 定性 分 析 测试 服 务 。优势
之 三 ，可 在 冬季 实 现 稳 定运 行 。优 势之 四 ，能够
高效 率 地 取 出硫 化 氢 。优 势 之 五 ，操作 成 本 和 维
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德国生物质发电激励政策
20世纪70年代、80年代，由于世界范围内出现的能源危机，使德国不得不努力寻找其他可替代的能源，同时第一次将能源和环保结合起来，沼气利用的研究和实践得到重新重视。
到1980年德国巴伐利亚州已建成15座沼气发电装置，巴符州10座。
随着1990年《电力输送法》特别是2000年《可再生能源法（EEG）》的出台，德国鼓励沼气发电上网的一系列优惠政策为广大农庄建设沼气工程并通过发电上网增加收入创造了极好的法律环境。
《电力输送法》规定公用电网对沼气发电输送来的电力实行优惠收购价，这一政策促进德国沼气发电技术的提高，促成了随后 700 多个沼气工程的建立。
而《可再生能源法》提高了可再生能源发电上网的收购价，对于装机达到500kW的发电站，输送到电网的电力获得的补贴比 1999 年增加了37% 。
由于《可再生能源法》（EEG）的实施，德国的沼气工程数量从1996年的370座增加到了2005年的3800多座（其中处理农业废弃物沼气工程约2700座），发电装机容量约970MW（其中处理农业废弃物的沼气发电工程约650MW）。
特别是2005年新建的沼气工程数量几乎是2000年以前的3倍（见图1）。
自2000年出台后，EEG在2004年及2008年经历了两次重大修订，因而称为EEG-2000、EEG-2004和EEG-2009。
1.1 EEG -2000
2000年德国联邦参议院批准的《可再生能源法》对于由生物质（包括沼气）生成的电力，其最低补偿标准规定如下：
1）装机容量为500千瓦以下（含500千瓦）的电站，为至少20芬尼/千瓦时（相当于10欧分/千瓦时）；
2）装机容量为5兆瓦以下（含5兆瓦）的电站，为至少18芬尼/千瓦时（相当于9欧分/千瓦时）；
3）装机容量为5兆瓦以上的电站，为至少17芬尼/千瓦时（相当于8.5欧分/千瓦时）。
1.2 EEG-2004
2004年5 月，政府对《可再生能源法》进行了修订，进一步强化了鼓励沼气发电的措施，并增加了对使用能源作物、热电联产和新的发电技术的鼓励。
一是对上网电价的基本补偿：150千瓦以下的电站，为至少11.5欧分/千瓦时；500千瓦以下的电站，为至少9.9 欧分/千瓦时；5兆瓦以下的电站，为至少8.9 欧分/千瓦时；5兆瓦以上的电站，为至少8.4 欧分/千瓦时；
二是奖励价格：对于使用可再生能源作物（如玉米，黑麦和青草等）作为发酵原料的发电工程，小于500千瓦的，增加6.0 欧分/千瓦时，小于5兆瓦的，增加4.0欧分/千瓦时。
三是对于热电联产（供热）的沼气发电，小于20兆瓦的，增加2.0 欧分/ 千瓦时；
四是对于采用新技术（如干式发酵，小型燃气轮机和燃料电池等）的沼气发电，小于5兆瓦的，增加2.0 欧分/千瓦时。
1.3 EEG-2009
一是对上网电价的基本补偿：150千瓦以下的电站，为至少11.67欧分/千瓦时；500千瓦以下的电站，为至少9.18欧分/千瓦时；5兆瓦以下的电站，为至少8.25 欧分/千瓦时；5兆瓦以上的电站，为至少7.79 欧分/千瓦时；增加：对于甲醛排放达标并经认证的工程，其基本补偿电价另外增加1.0欧分/千瓦时。
二是奖励价格：对于使用能源作物为发酵原料的发电工程，小于500千瓦的增加7.0欧分/千瓦时，小于5兆瓦的增加4.0欧分/千瓦时。
新增的奖励：1）对于利用农场废物30%以上的发电工程，小于150kW的再增加4.0 欧分/千瓦时，小于5兆瓦的增加2.0欧分/千瓦时；2）对于主要利用修剪废弃物等作为原料的发电工程，奖励电价再加2.0 欧分/千瓦时。
三是对于热电联产（供热）的沼气发电，小于20兆瓦的，增加3.0 欧分/ 千瓦时。
四是对于采用新技术的发电工程，小于5兆瓦的，增加2.0 欧分/千瓦时。
五是基本补偿电价及奖励电价的逐年递减比率由原来的1.5%降低为1%。
有关的统计数据
根据德国有关机构的统计，1991年德国有沼气发电站120座，装机功率约30兆瓦，2000年有沼气发电站1043座，装机功率约78兆瓦，2004年有沼气发电站2010座，装机功率约247兆瓦，2006年有沼气发电站3280座，装机功率约950兆瓦（如图1）。
2008年德国沼气工程数量为4099处，占整个欧洲沼气工程数量的80%；沼气发电总装机容量达1435MW，年发电量为89亿度，占整个德国的1.5%。
2009年德国沼气工程数量超过4600处，发电装机容量达1800MW。
据预测，2015年德国将有沼气发电站约20000座，装机功率达4000兆瓦；到2020年，沼气工程数量将达到40000座，发电总装机容量将达到9500兆瓦，年发电量760亿度。