新华网北京3月16日电(记者李江涛)我国在
秸秆生物
气化技术方面取得进展,获得了具有自主知识产权的关键技术。这项由北京化工大学科研团队攻关的技术既可解决大量
秸秆露天焚烧导致的大气污染和交通安全问题,又可生产清洁可再生能源。
我国是世界上最大的农业生产国,每年产生各类作物
秸秆约7亿吨,其中有约50%未得到有效处理和利用,不仅浪费了资源,而且还由于大量
秸秆的露天焚烧,导致严重的大气污染并引发火灾和影响高速公路与民航的运行安全。
秸秆的处理与利用已成为我国面临的主要
环境问题之一,但由于缺乏经济可行的技术,
秸秆禁烧和规模化利用问题一时难以解决。
另一方面,在政府的推动下,近年来我国农村沼气得到了快速发展。到2008年底,全国已建成户用沼气池3000多万户,建成畜禽养殖场大中型沼气工程3000多处。计划到2010年,我国户用沼气将达到4000万户,大中型沼气工程达到6000多处。这就存在原料的供给问题。我国目前沼气生产主要原料是畜禽粪便,畜禽粪便无法、也不足以保证原料的供给和上述目标的实现。
利用
秸秆为原料生产沼气,既可为
秸秆的开发利用开辟新途径,解决
秸秆焚烧导致的
环境污染和资源浪费问题,又可解决沼气大规模推广应用遇到的原料问题,具有一举两得的效果。此外,与现有的
秸秆热解
气化技术相比,生物
气化具有反应条件温和、沼气热值高、品位好的优点,也不产生废水和焦油、沼渣。
秸秆“生物
气化”技术就是通常所说的“厌氧发酵”技术。它通过在厌氧条件下微生物的消化作用,把
秸秆等有机物转化成沼气。生物
气化技术已被广泛地用于人畜粪便、食品废物和有机生活垃圾等的处理和能源化转化。但是,由于
秸秆的木质纤维素含量高、消化率低、产气量少,一般不能完全以
秸秆原料生产沼气。
北京化工大学李秀金教授领导的科研团队在此方面进行了10多年的研究,在
秸秆生物
气化关键技术方面取得了进展。针对
秸秆木质纤维素含量较高、不易被厌氧菌消化、厌氧发酵产气量低、经济效益差问题,他们发明了一种常温、固态化学预处理技术,利用该技术在厌氧发酵前,对
秸秆进行快速化学处理,预先把
秸秆转化成易于消化的“食料”,可使
秸秆的产气量提高50%至120%,为
秸秆的规模化生物
气化提供了前提条件。此外,针对
秸秆的密度小、体积大、不具有流动性以及传热传质效果差等问题,他们研制出一种新型反应器。该反应器采用组合式强化搅拌系统,可实现机械化进出料和自动化高效搅拌。同时,采用带太阳能温室的半地下式反应器结构,可把部分太阳能和地热能转化成沼气能,大大提高了系统的能源转化效率和能效比。
目前,化学预处理和高效反应器技术已获得了国家授权发明专利,拥有我国自主知识产权。利用该技术于2003年在山东泰安建成了我国第一个完全以
秸秆为原料的厌氧发酵生产沼气的集中供气示范项目,为160户农户提供了生活用能;2007在北京顺义、2008年在山东德州又建设了2个工程,可分别为300户和375户农村居民提供清洁能源。