王凯军：2020是有机废物厌氧处理技术发展元年
- 2020/12/24 9:45:36
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- 来源：中国固废网 刘琪
- 关键词:有机废弃物处理厌氧发酵技术
12月18日，清华大学环境学院教授、博士生导师王凯军在2020(第十四届)固废战略论坛上做了《2020 有机废物厌氧处理技术发展元年》主题分享。12月23日，王凯军老师在沼气学会第十次全国会员大会上正式当选中国沼气学会新一任理事长，将在这一特殊的历史时期带领学会继续推动中国沼气行业发展，为2030年碳达峰和2060年中和的目标服务。
在18日的论坛现场，王凯军老师分别从国家能源战略及前景、国家生物燃气技术发展现状以及存在的问题及未来技术的挑战三方面对有机废物厌氧处理技术行业发展做出分析。
发言嘉宾：王凯军 清华大学环境学院教授、博士生导师
以下为王凯军现场发言内容(根据现场速记整理，未经本人审阅)
各位领导，各位嘉宾，大家上午好!很高兴今年第二次来到E20举办的行业论坛现场。我的演讲题目是有机废物厌氧处理技术发展元年。
这次演讲主要分为三个部分，一是国家能源战略及前景，包括承诺、国家政策以及需求;二是国家生物燃气技术发展现状，包括世界生物燃气相关专利、处理领域以及产业链;三是存在的问题及未来技术的挑战。
国家能源战略及前景
从国家能源战略及前景来看，我国二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值，努力争取在2060年前实现碳中和。2060年实现碳中和，意味着将有很多行业不能利用化石能源。总体来看，有机固废处理行业是有可能首先摆脱化石能源的行业。我们可以考虑有机固废处理行业超前在2030年进入碳中和的年代。
为什么2020年是有机废物厌氧处理技术发展的元年?在过去20年时间里，也就是第一轮的气候减排中，中国和在碳减排问题上一直针对发展权力和减排义务的博弈上进行谈判。上来看，国外很多行业在过去的20年里都将减排作为一个非常重要工作。但我国还没有明确地在各个行业中进行推动。举一个例子，日本的花王化妆品公司介绍说他们根据减排目标重新设计了针对我国的产品，例如洗浴液，从能够更短的时间里冲洗干净考虑碳减排，全公司产品全部换代，也仅仅可以全年减排800吨。这充分体现了在温室气体减排保护地球的问题上，不以善小而不为的企业态度。
中国是守信诺的一个国家。在这次宣言后，中央经济行业已经要求制定各个行业如何在2030年的达峰方案。2030年，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。目前，我国非化石能源占一次能源消费比仅达15%。非化石能源主要包括水利、风电和核能，在水电基本饱和之后，非化石能源如何增长，在哪方面增长，是一个很重要的问题。清华大学气候研究院学术委员会主任何建坤教授做过的一个研究表明，为了实现2030年碳峰值，可再生能源成本具有很大的竞争力，可持续“十三五”年均7%左右增长水平。
其中，生物质能正逐渐成为我国可再生能源利用中的新生力量。
我国生物燃气技术发展现状
有机固废产生于各行各业中，目前主要是通过厌氧技术进行处理，也结合好氧技术以及其他技术。
在厌氧发酵领域，我国前两年首次在专利申请上达到了全世界第一位，高达27%。并且专利技术分布非常均匀，涉及预处理、提纯、发电等各个环节。
从目前的标志性工程来看，我将介绍下厌氧技术应用的主要几个场景：
一是污泥的厌氧处理。代表项目是北京高碑店污泥高级消化工程项目，是大规模城市污泥处理的一个典型项目。
二是餐厨垃圾的厌氧处理。代表项目包括重庆黑石子餐厨垃圾处理项目，这个项目的技术应用非常成熟。同时我国的生物天然气的生产技术已经从变压吸附、水洗发展到第三代的膜分离技术。
三是农业废弃物，如畜禽粪便的厌氧处理。代表项目是山东民和牧业热电肥联产沼气工程。构建了以生物燃气为纽带的“生态健康养殖-生物质高效利用-有机肥料生产-有机种植”的循环经济产业链。该项目年处理规模达600万吨鸡粪。值得一提的是这个项目对于沼渣沼液的处理。该项目的厌氧处理和沼肥的利用率，占了整个集团利润相当一部分，甚至超过了主业。
四是农业废弃物秸秆的厌氧处理，代表项目是定州市规模化生物天然气示范项目。该项目技术全套工艺引进自德国，运行成功，包括6个6000方的厌氧消化池，生产沼气60000立方米/d，发电4MW，生物天然气392.5万立方米;年消耗秸秆10万吨，粪污量20万吨;预计年均销售收入为6106.5万元，年均净利润1659.73万元;可替代4000吨化肥使用，改善4万亩农田土壤结构，采暖期满足1300户居民用气。该企业的下一步目标是要推广建设这个示范项目。
我国有机废物处理行业目前存在的问题
事实上，我国有机废物处理行业目前还存在很多问题，包括农业废弃物大型沼气升级转型难问题。2015-2018年，国家连续4年，通过规模化大型沼气工程中央预算内投资计划对生物天然气项目给予资金支持，单个项目支持资金不超过3——5000万元。农业方面的国企，包括中广核，中船重工等进入该行业，建设64个生物天然气试点项目。但是目前，在运行项目占约34%，在建项目占约50%，未完工项目约11%，未建项目约8%。
很多项目建成后，运行困难。经分析，主要在于产业链：规模化处理涉及收储运、集中处理、产品销售与利用等环节。畜禽粪便和秸秆分散范围广，收集和运输困难，不支持规模化生产。
另一个存在的问题是：我国城市厨余垃圾厌氧消化效益低，难以支持产业化发展。
第三个存在问题是：国内沼气发电困难重重，提纯前景广阔。
从技术挑战上来看，如果我们考虑以减排为目标，厌氧为主要的技术路线的话，我们将面临一系列的技术竞争，包括湿式与干式，厌氧与堆肥，厌氧与热解等。
目前湿式厌氧发酵会产生大量废液需处理，造成沼渣沼液处理问题，但干式厌氧处理厨余垃圾技术目前还不是很成熟。
在农业废弃物处理方面，也存在热解和生化的竞争。禽粪便处理存在厌氧和堆肥的竞争。厌氧和堆肥两种技术结合起来，在转运处理费、提油收益等不变的情况下，沼气+热解以及产生肥料的收入都会有所提升。
厨余垃圾、餐厨垃圾处理存在厌氧和堆肥的竞争。
以上都是产业今后会面临的问题，这些问题目前还不能给出全面的答案。但是，通过技术融合，可以起到提质增效的作用，形成以绿色发展为导向的农业补贴政策，生物天然气、有机肥等产品生产和使用缺乏扶持措施。这里举个例子，有两个公司分别使用堆肥和厌氧处理餐厨垃圾。通过对两家公司物料的分析，可得知这个结论：厌氧和堆肥两种技术可以很好的结合起来。餐厨垃圾中筛出的无机组分，如塑料、木屑等，通过热解法可以补充厌氧的能源。这样，厨余垃圾处理可达到无废物的产出，效益也可提高。
虽然还面临很多发展中的问题，但应该说这个行业的发展，国家是非常支持的，这也给行业发展提振了信心。
2016年中央财经领导小组第十四次会议谈了六件民生的问题，如国家能源局关于推进北方地区冬季清洁取暖，浙江省关于普遍推行垃圾分类制度以及农业部关于畜禽养殖废弃物处理和资源化。现在垃圾分类工作大规模展开，北方冬季清洁取暖，农业废弃物处理问题都有了明确的说明。
这三项政策的推动，能打通任督二脉，潜在市场价值很高。我在2015年做过一个测算，中国的潜力到了2050年可达500亿，但是在这三个政策的推动下，我们重新推算，保守估计，我国生物天然气沼气的潜力应该在2000亿左右。
清华大学江亿院士指出：2017年底出现的气荒现象，仅是增加了约200亿m²的采暖需求，中国北方城乡需要采暖建筑面积250亿m³，全部改气需要2500亿m³。生物质能应成为供暖主要农村热源。生物质能源市场可超过污水的市场，与固废的市场持平，目前污水处理和固废市场分别培育了20个上市公司，而在生物天然气和沼气领域还没有一家上市公司。这两个行业的未来发展可期。
今年我国在气候峰会上的宣言，标志着2020是我们沼气发展的元年，是厌氧技术发展的元年。有机废物厌氧处理技术产量、体量大，这是产业的机会。产业链不配套，是细分市场的机会，技术不成熟，是轻资产技术型公司的机会。
原标题：王凯军：2020 是有机废物厌氧处理技术发展元年
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