乳品业是中国的一个快速发展的行业,但同时也成为一个重要的新的温室气体排放源。但是,中国东北的辉山乳业正试图改变这种现状,他们安装了世界上最大的系统,这个系统发电所采用的甲烷就是牛粪发酵产生的。
从历史的角度上说,中国人的牛奶消费量并不是很大,但成本下降以及有效的营销举措最终改变了这一切。辉山的新系统能够阻止甲烷进入大气,作为一种温室气体,甲烷所能产生的影响是二氧化碳的23倍。此外,这一系统还能减少废物和臭味,并生产一种有价值的有机肥料,这种肥料比原始牛粪更安全。
辉山安装的发电系统规模,是典型牛粪发电系统的10倍。巨大的规模有助于使这一项目更具经济性。为这一项目提供甲烷动力发电机的通用电气公司(以下简称GE)希望,辉山的项目能够成为这项技术的展示平台。在世界范围内,农业生产产生的甲烷并没有得到广泛利用,主要原因在于初始成本,缺少既定的经济模式,以及很少有政府支持。
辉山是中国最大的乳业公司之一,每月从澳大利亚进口3000头奶牛,以维持25万头奶牛的庞大畜群,这一数量大约是佛罗里达州全州奶牛数量的两倍。辉山的新发电系统将负责处理6万头奶牛产生的牛粪,发电量可达到5.6兆瓦。它将产生足够电力,满足3500个美国规模家庭的用电需求,这意味着可以满足更多中国家庭,中国家庭用电量少得多。
此前最大的牛粪发电系统发电量为2兆瓦。绝大多数这样的系统,发电量只有几百千瓦。辉山的发电系统可捕获2000立方米沼气(甲烷所占比重在60%左右)。
用于捕获和利用沼气的技术,已经存在很长时间。这种技术最为简单的形式,便是封闭的蒸煮器,利用厌氧微生物分解粪便,并捕获产生的甲烷。燃气通过管道输送,用于做饭或者照明。据中国政府估计,已经有数百万家小型农场采用了这种原始的粪便蒸煮器。
由于硫化氢等沼气成分非常具有腐蚀性,利用沼气发电的难度更大。通过让硫化氢与氧化铁发生反应(这一过程被称之为加氢脱硫)以清除硫化氢,我们可以对沼气进行净化。在此之后,便可以利用辉山采用的GE颜巴赫(Jenbacher)发电机等设备,燃烧沼气来发电。这些发电机可以进行调整,让生物气在最适合它们的压缩程度下燃烧,此外,它们还采用了具有防腐功能的特殊涂层。
美国只有不到1%的奶牛场捕获并利用沼气。部分挑战在于规模。威斯康星州节能公司(Energy Conservation Corporation)可再生能源项目负责人堂·维切特(Don Wichert)表示,利用生物气发电,在一家拥有大约100头奶牛的农场,成本两倍于一家拥有2000多头奶牛的农场。辉山从位于沈阳附近彼此距离不远的20家农场收集牛粪,填入大型蒸煮器。GE Jenbacher发电机营销负责人托马斯·埃尔森布鲁奇(Thomas Elsenbruch)表示,更大的系统能够为一台功率1兆瓦以上的发电机提供足够沼气。这样的发电机效率更高,胜过欧洲或美国的很多农场采用的300至500千瓦的系统相比。
但是,其他很多障碍仍然存在,包括缺少投资。也很少有详尽的经济模式,探讨利用沼气系统的不同规模的农场,这些农场也有不同的填气方法和和粪便管理技术,安·威尔基(Ann Wilkie)指出,他是佛罗里达州大学环境微生物学教授。
相关管理条例也成为一只拦路虎。在加利福尼亚州,自2001年起便获得政府资助的沼气发电机,于2009年关闭,原因就在于产生过多氧化氮(也称为氮氧化物)。
威尔基说,另一个主要障碍,是很少有教育谈到沼气的可能性。这个新项目能够让人们关注的这项技术,迟迟不能进行大规模部署。 “它告诉人们,这并不是一项充满幻想色彩的技术,我们不必等着未来。”她说,“这些事情,我们现在就可以做,处理现存废弃物,并获得可再生能源。”
牛粪发电系统 中国第一
评论
13 views