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生物质气混输天然气在德国的发展

日期:2017-02-07    来源:中德合作山西信息平台

国际燃气网

2017
02/07
14:23
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关键词: 天然气管道 生物质气 沼气

    天然气作为一种常规的清洁、高效的能源,在煤炭、石油之后已成为全球能源结构中最重要的能源之一,然而常规天然气是不可再生的,如何使其持续发展是当今能源领域专家们一直探讨的话题。

    生物质气一直认为是最有希望替代或者部分替代天然气的可再生清洁能源。为了使生物质气能够在现有的输气管网中进行混输,我们必须要求其气质符合一定的要求。在德国邻国(如瑞典、瑞士)已经有成熟的生物质气混输天然气的技术经验。在德国,目前已经有四套生物质气生产装置与天然气管网连接混输天然气,其中一套设备是在德国北威州的斯特拉埃伦。                                    
    根据最新预测估计,生物质气将在2020年至少满足德国10%的天然气需求量。在生物质气的使用方面,它可以与常规天然气一样安全方便的使用。更引人注意的是,生物质气混输天然气技术可以使得生物质气从生产地方便的运输至终端用户。同时,通过运输也可以提高生物质气的产量。
 
    1.生物质气处理流程
 
     在生物质气进入天然气管道前,必须经过四步对生物质气进行处理(如上图2)。这四个步骤是:脱硫、干燥、脱二氧化碳、压缩。这些处理过程都是在生物质气处理装置里面进行。例如脱硫过程中,处理气体经过洗涤后,酸性物质与溶液发生化学反应而被吸收排除,经过处理的气体穿过溶剂区被输送出去;其他处理环节将由活性炭,气体压缩或者化学处理工艺等流程进行加工,最终生产了压缩生物质气体,也就是我们常说的沼气
 
    2.技术要求与政策
 
    根据天然气输送管网对气质的规定,生物质气中甲烷含量应保证在97%-99%,为保证气体能顺利进入管网,气体压力必须达到所输送的天然气管网运行压力。
 
    德国联邦政府内阁在2008年3月12日颁布了由德国经济与技术部制定的《关于促进天然气管网输送生物质气体的规定》(GasNZV)——这将极大促进了生物质气体行业的发展。从政府方面的行为我们也能看到它的优势,生物质气体注入天然气管网将会有力促进生物质气体行业的发展。因此,人们也都期望生物质气体生产设备的技术革新与发展,由此可以为德国经济发展寻找到新的商机,在生物质气体领域也能创造出更多的就业岗位。
 
    《规定》指出,天然气管网运营商有义务为生物质气生产设备接入燃气管网。这部法律还规定,生物质气生产设备与燃气管网连接所产生的费用(包括建设、运营费)按各50%的比例由天然气管网运营商和生物质气生产商共同承担。生物质气生产商负责生物质气生产设备的建造以及气体洗涤;天然气管网运行商承担连接处管道的运行管理,任务包括生物质气设备调压、计量及气体加臭任务。生物质气生产商要以0.1欧分/千瓦时支付给燃气管网运营商用以结算补偿;同时,燃气管网运营商向中间运输商(输配公司)支付0.7欧分/千瓦时的管网使用费。以上这些费用最终由各燃气用户承担。
 
    为保证生物质气体与天然气混输气质变化不至于影响下游用户,要求输送的生物质燃气热值波动不能超过±2%。
 
    3.发展展望
 
    随着生物质气注入天然气管网条件的日益成熟,未来将会有越来越多的能源企业加入生物质气这个行业来,这将彻底改变生物质气行业的现状,从而农场主也会在这个行业中扮演重要的角色。
 
    为了获取更多的经济效益,生物质生产设备也应比现有的设备做的更大一些,当然生物质气储存设备还比较昂贵。根据计算,当前经济效益最好的设备能够处理500—2000 m³/h的原料气,而为获取500立方生物质气需要消耗大约2—2.5吨玉米清贮饲料。因此,为满足生产要求,有足够数量生长原材料为制作生物质气做准备。
 
    当前所有大型的能源供应企业都对生物质气注入他们的燃气管网很感兴趣。坐落于德国弗赖津市的生物质气协会表明,截止2009年底已经有50座左右的沼气发生装置接入燃气管网并投入运行。
 
    但是,还存在一些问题需要去解决。当前的技术条件及法律政策已经足以使90%甲烷含量的生物质气注入天然气管网,但是为保证进入天然气管网的生物质气体达到混输要求,必须要求生物质气体混合一部分的液化石油气(LPG)。这将意味着天然气管网运营商同时又销售了LPG,这必将提高了燃气的成本。一些批评者也担心,含量较低的生物质气注入天然气管网不是发展所需真正的回收技术。而且通过添加LPG也势必会导致燃气成本的增加,而且这对环境也不是有好处的,这会使天然气与其他一次能源竞争中失去优势。
 
    我们一定会想到,生物质气是在一个大的储罐里面生成的然后输送到燃气管网,最终运至热电厂或者其他用户。在整个产业链中,燃气管网投资是整个产业链中成本最高的,农业经济领域的生物质气生产商几乎不可能去投资建设燃气管网,这也将导致能源供应商会在未来生物质气市场中成为绝对的掌舵者。
 
    4.观点

     沼气是一种非常规的可变动的能源,沼气可用于发电、供热以及发动机燃料。虽然当前天然气价格低于生物质气体价格,但是随着能源价格的不断攀升,沼气的价值优势将日渐明显。但在发动机燃料领域,沼气已经成为一种基本的燃料类型,这在瑞典已经初具规模。
 
    将来沼气供应能够达到什么样的规模,这取决于沼气的生产量和沼气的生产成本,能源植物的发展已经为我们指出沼气行业发展的潜力。
 
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