把牛粪变为沼气发电,循环利用,不是什么新鲜事。但因为黑龙江省冬季气温低,达不到沼气发酵所需温度,一直成为阻碍沼气发电在黑龙江省应用的难题。如今高温厌氧发酵技术在杜尔伯特蒙古族自治县的应用,使沼气在高寒地区四季连续发电成为可能。
杜尔伯特蒙古族自治县是黑龙江省养牛大县,2010年,全县奶牛存栏16.5万头,今年存栏量将突破18万头。但是牛一成群,奶牛排泄的粪便,给当地人带来了烦恼。据有关资料显示,以一头牛排粪尿30公斤计算,年产生的粪尿总量超过亿吨。粪肥不经处理不能还田,因此还田率不足30%,其余未经处理倾倒在郊外、道路两旁,严重污染了环境。
2007年,黑龙江省科学院带着一项可以把牛粪发酵为沼气四季发电的技术来到杜尔伯特安家。这项名为高温厌氧发酵的技术是由该院与加拿大阿尔伯塔研究所合作开发的,主要针对像黑龙江省这类高寒地区进行沼气发酵。应用该技术的高寒地区高温厌氧发酵生物质能源处理系统是世界上唯一正在运行的利用牛粪进行发电,并回收其养分生产废料的综合利用系统。
黑龙江省科学院科技孵化中心的刘伟对记者说,目前在黑龙江省应用的沼气发电技术多是常温厌氧和中温厌氧技术。常温厌氧技术多应用于普通农户家庭,发酵沼气多用于取暖,但是发酵池的温度随气温而变化,一入冬就毫无用武之地了。中温厌氧技术,指的是发酵池的温度控制在36℃左右,但这一温度与人体体温一致,难以杀死牛粪中致人病毒。而高温厌氧技术,将沼气池的温度控制在55℃,进料和出料连续化,不但可以杀死致人病毒,而且发酵周期比中温厌氧缩短一半,约14天左右。刘伟进一步解释说,高温厌氧技术之所以适合高寒地区,是因为沼气在发酵后经过脱硫净化直接送至热电联产装置发电和产热,也就是说该工厂只需要第一次运行时的启动热力便不再需要其他动力能源,因为在沼气发电的过程中产生的热量已经足够持续维持沼气发酵池55℃的高温和发电厂内的供暖。
经过3年建设,投资1500万元的沼气发电厂已经在杜尔伯特试运行,基本达到设计指标,可以同时生产“气、电、肥”,每年可处理10000吨牛粪便,生产沼气7.5万立方米,以沼渣制成的生物肥料2000吨,发电120万千瓦,可供近8000个家庭使用一个月。目前,电厂发电机已达到满功率运行,实现整套系统闭路循环,不再需要外部电力供给。
目前杜尔伯特这家沼气发电厂还处于运行初期,沼气发酵容量还吃不饱,明年将扩大牛粪收储量,届时发电量将进一步增加,并入国家电网后,就成功走上了变废为宝可持续的绿色能源发展之路。
“这项技术只需先期投资建厂,而后只要有稳定的能源,逐步增加沼气池便可以稳步增产。”刘伟对这项技术未来的发展充满信心。黑龙江省是畜牧大省,目前奶牛存栏量达239万头,年排放量约为2617万吨,高温厌氧沼气发酵技术无疑为黑龙江省解决养殖产业发展中产生的污染问题找到了一条新路。