12月18日，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、博士生導(dǎo)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(shù)發(fā)展元年》主題分享。12月23日，王凱軍老師在沼氣學(xué)會第十次全國會員大會上正式當(dāng)選中國沼氣學(xué)會新一任理事長，將在這一特殊的歷史時期帶領(lǐng)學(xué)會繼續(xù)推動中國沼氣行業(yè)發(fā)展，為2030年碳達(dá)峰和2060年中和的目標(biāo)服務(wù)。
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?xì)饧夹g(shù)發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問題及未來技術(shù)的挑戰(zhàn)三方面對有機廢物厭氧處理技術(shù)行業(yè)發(fā)展做出分析。
發(fā)言嘉賓：王凱軍 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、博士生導(dǎo)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(lǐng)導(dǎo)，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(shù)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?xì)饧夹g(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，包括世界生物燃?xì)庀嚓P(guān)專利、處理領(lǐng)域以及產(chǎn)業(yè)鏈;三是存在的問題及未來技術(shù)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(dá)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(jìn)入碳中和的年代。
為什么2020年是有機廢物厭氧處理技術(shù)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(quán)力和減排義務(wù)的博弈上進(jìn)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(jìn)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(biāo)重新設(shè)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(hù)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(jì)行業(yè)已經(jīng)要求制定各個行業(yè)如何在2030年的達(dá)峰方案。2030年，非化石能源占一次能源消費比重將達(dá)到25%左右。目前，我國非化石能源占一次能源消費比僅達(dá)15%。非化石能源主要包括水利、風(fēng)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(xué)氣候研究院學(xué)術(shù)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?xì)饧夹g(shù)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(shù)進(jìn)行處理，也結(jié)合好氧技術(shù)以及其他技術(shù)。
在厭氧發(fā)酵領(lǐng)域，我國前兩年首次在專利申請上達(dá)到了全世界第一位，高達(dá)27%。并且專利技術(shù)分布非常均勻，涉及預(yù)處理、提純、發(fā)電等各個環(huán)節(jié)。
從目前的標(biāo)志性工程來看，我將介紹下厭氧技術(shù)應(yīng)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(shù)應(yīng)用非常成熟。同時我國的生物天然氣的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)從變壓吸附、水洗發(fā)展到第三代的膜分離技術(shù)。
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(gòu)建了以生物燃?xì)鉃榧~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(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。該項目年處理規(guī)模達(dá)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(tuán)利潤相當(dāng)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)模化生物天然氣示范項目。該項目技術(shù)全套工藝引進(jìn)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(yù)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(gòu)，采暖期滿足1300戶居民用氣。該企業(yè)的下一步目標(biāo)是要推廣建設(shè)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)模化大型沼氣工程中央預(yù)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(jìn)入該行業(yè)，建設(shè)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(shù)挑戰(zhàn)上來看，如果我們考慮以減排為目標(biāo)，厭氧為主要的技術(shù)路線的話，我們將面臨一系列的技術(shù)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(shù)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(shù)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(shù)融合，可以起到提質(zhì)增效的作用，形成以綠色發(fā)展為導(dǎo)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(shù)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(dá)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(yīng)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(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會議談了六件民生的問題，如國家能源局關(guān)于推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖，浙江省關(guān)于普遍推行垃圾分類制度以及農(nóng)業(yè)部關(guān)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(dá)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(yīng)該在2000億左右。
清華大學(xué)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(yīng)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(lǐng)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(biāo)志著2020是我們沼氣發(fā)展的元年，是厭氧技術(shù)發(fā)展的元年。有機廢物厭氧處理技術(shù)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(xì)分市場的機會，技術(shù)不成熟，是輕資產(chǎn)技術(shù)型公司的機會。
來源：環(huán)保在線
