垃圾填埋場沼氣發(fā)電技術的現狀及其前景

1、中國沼氣發(fā)電技術發(fā)展現狀與前景展望摘要：本文通過對中國沼氣利用現狀和沼氣發(fā)電工程市場前景的調查與分析，描述了沼氣發(fā)電技術發(fā)展現狀及其能源利用市場潛力，對影響沼氣發(fā)電商品化和市場化的社會經濟因素和主要障礙進行了分析評價，并提出了一些對策和措施。關鍵詞：沼氣 工程 發(fā)電1、引言生物質能是來源于太陽能的一種可再生能源，具有資源豐富、含碳量低的特點，加之在其生長過程中吸收大氣中的C02，因而用新技術開發(fā)利用生物質能不僅有助于減輕溫室效應和生態(tài)良性循環(huán)，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成為解決能源與環(huán)境問題的重要途徑。隨著對環(huán)境的日益重視，人們開始利用各種方式來減少工農業(yè)生產對環(huán)境的破壞。近十幾年來

2、，在各級政府有關部門和企業(yè)的幫助協調下，用于處理畜禽糞便及各種生產、生活污水的大中型沼氣工程紛紛上馬，至1998年底，我國已建成大中型沼氣工程742處，年產沼氣量為16393.94萬立方米；垃圾填埋法產生沼氣是處理城市垃圾的主要方式之一，具有簡單易行和費用較低的特點，同時還可回收能源，正受到世界各國的普遍歡迎。目前，全世界共建成4817座垃圾填埋場，每年可回收沼氣51.42億立方米。沼氣是一種具有較高熱值的可燃氣體，與其它燃氣相比，其抗爆性能較好，是一種很好的清潔燃料，傳統上大多利用沼氣進行取暖、炊事和照明，隨著沼氣產量的不斷增加，如何更高效地利用沼氣，成為擺在我們面前的一項課題。2、沼氣發(fā)電

3、技術進展狀況沼氣燃燒發(fā)電是隨著沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現的一項沼氣利用技術，它將沼氣用于發(fā)動機上，并裝有綜合發(fā)電裝置，以產生電能和熱能，是有效利用沼氣的一種重要方式。目前用于沼氣發(fā)電的設備主要有內燃機和汽輪機。國外用于沼氣發(fā)電的內燃機主要使用Otto發(fā)動機和Diesel發(fā)動機，其單位重量的功率約為27 kWT。汽輪機中燃氣發(fā)動機和蒸汽發(fā)動機均有使用，燃氣發(fā)動機的優(yōu)點是單位重量的功率大，一般為70140kWT；蒸汽發(fā)動機一般為10kWT。國外沼氣發(fā)電機組主要用于垃圾填埋場的沼氣處理工藝中。目前，美國在沼氣發(fā)電領域有許多成熟的技術和工程，處于世界領先水平?，F有61個填埋場使用內燃機發(fā)電，加上使用

4、汽輪機發(fā)電的裝機，總容量已達340兆瓦；歐洲用于沼氣發(fā)電的內燃機，較大的單機容量在0.42兆瓦，填埋沼氣的發(fā)電效率約為1.682kWhm3。我國開展沼氣發(fā)電領域的研究始于八十年代初，1998年全國沼氣發(fā)電量為1,055，160kWh。在此期間，先后有一些科研機構進行過沼氣發(fā)動機的改裝和提高熱效率方面的研究工作。我國的沼氣發(fā)動機主要為兩類，即雙燃料式和全燒式。目前，對“沼氣一柴油”雙燃料發(fā)動機的研究開發(fā)工作較多。如：中國農機研究院與四川綿陽新華內燃機廠共同研制開發(fā)的S1951型雙燃料發(fā)動機：上海新中動力機廠研制的2027G雙燃料機等。成都科技大學等單位還對雙燃料機的調速、供氣系統以及提高熱效率等

5、方面進行過研究。濰坊柴油機廠研制出功率為120 kW的6160A一3型全燒式沼氣發(fā)動機，貴州柴油機廠和四川農業(yè)機械研究所共同開發(fā)出60 kW的6135AD(Q)型全燒沼氣發(fā)動機發(fā)電機組；此外，還有重慶、上海、南通等一些機構進行過這方面的研究、研制工作?？梢哉f，目前我國在沼氣發(fā)電方面的研究工作主要集中在內燃機系列上。表1是我國部分12kW以下沼氣發(fā)電機組的測試性能比較。3、沼氣發(fā)電前景廣闊 沼氣發(fā)電工程本身是提供清潔能源，解決環(huán)境問題的工程，它的運行不僅解決沼氣工程中的一些主要環(huán)境問題，而且由于其產生大量電能和熱能，又為沼氣的綜合利用找到了廣泛的應用前景：1)有助于減少溫室氣體的排放通過沼氣發(fā)電

6、工程可以減少CH4的排放，每減少1屯CH4的排放，相當于減少25噸C02的排放，對緩和溫室效應有利。2)有利于變廢為寶，提高沼氣工程的綜合效益我們以沼電在酒廠中的的綜合效益為例：四川榮縣進行了120 kW沼氣發(fā)電的生產和示范。用酒糟廢水經厭氧消化產生沼氣，發(fā)電效率為1.69 kWhm3，當年成本為0.0465元kWh。沼電能夠基本滿足該廠的生產用電：山東昌樂酒廠安裝2臺120 kW的沼氣發(fā)電機組，170m3酒糟日產沼氣4800m3，發(fā)電8640kwh，全年能源節(jié)約開支29萬元，工程運行一年即收回全部成本。杭州天子嶺填埋場發(fā)電工程在運行過程中，在平均電價為0.438元kWh的條件下，投 資回報率

7、可達14.8%。 3)可減少對周圍環(huán)境的污染。由于綜合利用手段單一，很多沼氣工程產生的沼氣大量排入大氣中，不僅嚴重污染周圍的環(huán)境，也對工作人員的安全和健康產生了極大的威脅，沼氣發(fā)電則為沼氣找到了一條合理利用的途徑。4)小沼電為農村地區(qū)能源利用開辟新途徑我國農村偏遠地區(qū)還有許多地方嚴重缺電，如牧區(qū)、海島、偏僻山區(qū)等高壓輸電較為困難，而這些地區(qū)卻有著豐富的生物質原料。因地制宜地發(fā)展小沼電，猶如建造微型“坑口電站”，可取長補短就地供電。 表1 12kW以下沼氣發(fā)電機組測試表研制單位 產品型號功率（KW）甲烷含量（%）比氣耗(m3kWh)節(jié)油率（%）熱效率（%）四川省農機所0.8GFZ 1.35773

8、 0.868100 23.45四川省農機所195 12.97 89.4 0.37 100 30.7泰安電機廠12GFS3212.85 78.45 0.492 81 31.99泰安電機廠10GFsl3 11.18 86.5 0.248 62 37.89南充農機所195 13.53 70.9 0.322 81. 38.8武進柴油機廠195-Z 13.52 71.2 0.40 100 35.39上海內燃機所5GFZ 5.62 72.35 0.687 100 26.78重慶電機廠1.2kW1.52 77.05 0.76 100294、沼氣發(fā)電商業(yè)化發(fā)展的主要障礙80年代是我國沼氣發(fā)電研究的起始階段，也

9、是較為活躍的時期。但近十年的發(fā)展比較 緩慢。主要存在以下障礙：4.1技術障礙我國沼氣發(fā)動機的開發(fā)研究主要集中在內燃機系列上，一般只是對柴油機和汽油機進行較淺層次的改裝，對發(fā)動機的熱工性能研究不深，由于產品質量不過關，在運行使用中出現諸多問題，給用戶帶來不便，從而影響其發(fā)展進程。導致這種情況的根本原因是沒有對沼氣發(fā)動機進行深入的研究，技術不過關，缺乏足夠的生產實踐。致使發(fā)動機在運行中產生熱負荷高、可靠性差、起動困難；另外我國研制的全燒沼氣發(fā)動機的排氣溫度過高，氣閥易燒壞，使氣缸蓋等成為易損件等諸多技術問題。4.2市場障礙由于我國沼氣發(fā)動機存在許多問題，先前應用國產發(fā)電機組的沼氣發(fā)電工程有許多長

10、期處于停機狀態(tài)。這就使后來發(fā)展的絕大多數沼氣工程放棄了沼氣發(fā)電方式，轉而尋求其他的利用途徑。少數沼氣發(fā)電工程(如天津、杭州等)依靠貸款引進購買較為成熟的國外發(fā)電機組設備來維持運行。我國生產廠家則由于技術不夠成熟而造成買方市場的嚴重匱乏，沼氣發(fā)動機和發(fā)電機組無法形成規(guī)模化批量生產，使科研生產單位缺乏相關的研究經費，沒有對其作深入研究開發(fā)的積極性，不能提供質量過關的產品，進一步阻礙產品的市場化進程，對生產科研單位自身以及沼氣發(fā)電領域的發(fā)展都不利。 此外，沼氣發(fā)電市場不規(guī)范，沒有相應的較為完善的行業(yè)標準，也不利于其商業(yè)化開發(fā)和利用。4.3政策障礙缺乏相應的激勵政策和限制性政策，不能有效地動員和吸收投

11、資，成為影響其技術發(fā)展的一個重要原因。由于目前沼氣發(fā)電工程在技術和市場化方面面臨許多問題，這就需要國家在這個領域給予政策方面的扶持。如果國家給予在稅收、貸款方面的優(yōu)惠政策、投資補貼和產業(yè)保護措施，以及電力部門在沼氣電力并網方面給予支持和幫助，制定優(yōu)惠的上網電價，將大大改善沼氣發(fā)電的經濟性和市場前景，對其進入市場具有很積極的作用。5、促進沼氣發(fā)電商業(yè)化發(fā)展的建議從以上沼氣發(fā)電商業(yè)化所面臨的主要障礙來看，如果要克服其障礙，達到促進沼氣發(fā)電技術商業(yè)化發(fā)展的目的，還需要采取一些措施和行動。5.1制定發(fā)展規(guī)劃對我國沼氣利用現狀和市場前景進行成分調查，描述沼氣發(fā)電能源利用市場，確定本項目建設發(fā)展領域，并評

12、價發(fā)展沼氣發(fā)電商品化和市場化的社會經濟因素，分析沼氣發(fā)電的技術開發(fā)和市場潛力，制定相關工藝開發(fā)利用的規(guī)劃，明確開發(fā)的目標。5.2加強技術保障體系的建設引進吸收國外先進技術和經驗，加強技術支持和保障體系的建設、扶持和培養(yǎng)，制定國家級的沼氣發(fā)電工程技術規(guī)范和標準，逐步建立和完善可持續(xù)的、市場化的推廣沼氣發(fā)電綜合性服務網絡。5.3引入競爭機制，創(chuàng)新投資體系針對目前我國沼氣發(fā)電技術發(fā)展資金匱乏的現狀，認真總結分析我國外現行的資金籌措和運行管理經驗，學習國外技術成熟的商業(yè)化運營沼氣發(fā)電工程先進優(yōu)惠政策以及市場化融資體系建設模式。轉變觀念，鼓勵和動員更多的公司和企業(yè)投入到沼氣發(fā)電技術的競爭行列。5.4研究

13、制定國家級的配套政策進一步加強同環(huán)保部門、工業(yè)企業(yè)、科研院所和金融機構的合作與協調，研究制定激勵性政策，地方性和全國性相結合的政策。同時應對沼氣發(fā)電技術的產業(yè)化、商業(yè)化研究制定配套政策。參考文獻：1蔣同昌等，我國沼氣發(fā)電機的研究和生產概括，中國沼氣，1992；10(2)：4446。2孫俊華沼氣發(fā)電機的使用與維修。中國沼氣，1990；8(4)：2324。3中國農業(yè)部美國能源部項目專家組。中國生物質能技術商業(yè)化策略設計北京：中國環(huán)境科學出版社，1999。推動中國城市垃圾填埋氣體收集利用項目進展情況報告"推動中國城市固體垃圾填埋氣體回收利用"項目為我國政府和聯合國開發(fā)計劃署聯合申

14、請全球環(huán)境基金資助的技術援助項目。該項目的基本內容是進行三個城市垃圾填埋氣體回收利用的試點；分析我國城市垃圾管理基本框架、城市垃圾資源化的技術前景、制定促進我國城市垃圾填埋氣體回收利用的國家行動方案；加強填埋氣體回收利用的能力建設；通過填埋氣體的回收利用，實現減排溫室氣體的全球環(huán)境目標。國家環(huán)?？偩譃樵擁椖繄?zhí)行單位。該項目包括五個部分，即鞍山、馬鞍山、南京三個城市的示范項目，我國垃圾填埋氣體回收利用國家行動方案以及鞍山聯合國垃圾填埋技術培訓中心。三個示范城市因地制宜的選擇了有示范意義的填埋氣體利用技術。其中鞍山采用了利用填埋氣體制取汽車燃料的技術路線，南京為利用填埋氣體發(fā)電上網，馬鞍山為利用填

15、埋氣體焚燒醫(yī)療垃圾。項目總投資1956.5萬美元，其中GEP贈款528.5萬美元，三個示范城市所獲得的資助分別為：鞍山：836萬美元；南京：80萬美元；馬鞍山：37萬美元。項目于1997年啟動，預計2002年底全部結束。項目五部分中國家行動方案和南京示范項目已成功完成。鞍山培訓中心也已達到項目的要求，目前正在進行進一步的能力建設。鞍山和馬鞍山示范項目預計年底可完成。      鞍山示范項目主體工程分為高壓部分和低壓部分。目前己完成了高壓部分的招標工作，由中國通用機械工程總公司中標，負責高壓部分的設計和建設。總設計己完成，需國外采購的設備也己簽訂了合同，進

16、入了現場施工階段。低壓部分非標準設備的采購和制造己完成。目前正在準備進行最后一次的低壓部分標準設備的招標工作。      馬鞍山市項目由于西氣東輸等客觀原因，改變了項目最初設計時將垃圾填埋氣體并入城市民用管網的方案。目前確定的利用方式為焚燒醫(yī)療垃圾與供應工廠鍋爐燃料。工程總投資578萬元人民幣。馬鞍山市市容管理局、市環(huán)保局和市衛(wèi)生局己聯合下發(fā)了實行醫(yī)療固體廢棄物集中焚燒處置的通知o市容局和環(huán)衛(wèi)處正在籌建填埋氣回收利用的運營機構'馬鞍山市環(huán)佳能源有限責任公司'o正在準備第一期需國際采購的設備的招標工作?，F場的配套設施正在施工。  

17、    南京示范項目采取了與外資合作的形式。 2001年2月，南京市計委批準項目可研，同月南京環(huán)發(fā)實業(yè)公司，南京水閣垃圾填埋場與澳大利亞布蘭堡集團可寧衛(wèi)公司分別簽訂合作協議。 2001年7月，通過招標，項目的沼氣收集系統、輸電系統和電場建設分別由江蘇地質勘探設計院、江蘇深水供用電工程公司和可寧衛(wèi)公司負責建設。全部工程于2002年5月建成，5月5日開機成功，5月15日投入商業(yè)試運營。目前發(fā)電容量為125MV，計劃總裝機容量為52MW 。 2002 年7月25日，在南京市水閣垃圾填埋場舉行了"垃圾填埋氣體收集發(fā)電上網投運"揭牌儀式。國家環(huán)?？偩指本?/p>

18、長祝光耀、項目辦主任羅高來；南京市副市長周學柏、南京市市容局局長張東毛；聯合國開發(fā)計劃署駐華副代表倪榮國先生，聯合國經濟社會事務部李少義先生等出席了揭牌儀式，并分別代表有關方面做了發(fā)言；祝賀南京市順利完成示范項目。南京示范項目的成功實踐，在加快城市建設和環(huán)境保護協調發(fā)展上進行了有益探索；在城市垃圾管理模式上面向市場，在運用市場經濟規(guī)律上進行了有益的嘗試，在垃圾無害化、資源化處理上積累了經驗，提供了一個很好的范例。項目的成功，不僅對南京而且對我國其它類似城市將會產生積極的影響。      國家行動方案主要內容包括：我國城市垃圾填埋氣體資源量估算；發(fā)達國家城

19、市垃圾填埋處理技術與管理經驗介紹；我國三個項目示范城市垃圾處理管理體制、政策、技術、融資障礙現狀分析；促進我國城市垃圾管理體制市場化、垃圾處理資源化的建議等。      國家行動方案主要目的是為城市規(guī)劃和管理者設計垃圾填埋場時，為其充分考慮如何有效利用垃圾填埋氣體和溫室氣體減排提供有價值的參考；為垃圾填埋氣體的收集利用提供新的評估體系；為在國內推廣南京、鞍山、馬鞍山三個城市示范項目的經驗；為促進我國城市垃圾處理產業(yè)化、資源化，使我國城市垃圾管理體制和相關政策的制定更加適應市場經濟發(fā)展的要求提供參考。      國家

20、行動方案已經過國家環(huán)境保護總局、國家發(fā)展計劃委會、國家經濟貿易發(fā)展委員會、財政部、建設部等相關部委的討論和審議。并決定以新聞發(fā)布會的形式向社會公布。      鞍山垃圾填埋技術培訓中心已經編纂了四本培訓教材并成功的舉行了多次培訓活動。目前正在進行中心網站的建設，以進一步加強中心的培訓和宣傳能力，為今后的可持續(xù)發(fā)展和項目的后繼開發(fā)活動打下基礎。 杭州天子嶺垃圾填埋產生沼氣發(fā)電技術經濟評價一、選點及其依據 1.自然地理位置浙江省省會杭州位于浙江中部，幅員面積16596平方公里，以平原、湖泊為主。杭州為一風景優(yōu)美的城市，1995年全市綠化面積7737公頃。杭州

21、氣候溫暖濕潤，雨量充沛，年均氣溫166夏季平均氣溫33.8， 冬季平均氣溫3.6，年日照時數1912小時，年均降雨量1449毫米，屬亞熱帶濕潤氣候區(qū)。2.社會經濟發(fā)展和環(huán)境狀況杭州市轄5個區(qū)，7個縣，134個建制鎮(zhèn)，96個鄉(xiāng)及4681個村，共有人口 59796萬，總戶數182.55萬，其中市區(qū)人口143.52萬，戶數46.06萬，市區(qū)人口中非農業(yè)人口121.38萬，農業(yè)人口22.14萬。 杭州經濟以輕工、紡織、電子、旅游、醫(yī)藥為主，近年來經濟發(fā)展十分迅速，國民生產總值增長率約19。1995年全市國民生產總值762億元，人均國民生產總值10838元，財政收入55.12億元，市區(qū)職工平均年收入 6

22、619元，農民人均年純收人3641元，城市用水普及率達98.9，燃氣普及率81.2。近年來，杭州在經濟發(fā)展的同時，其環(huán)境狀況也有了很大的改善，市區(qū)綠化面積逐年增加，大氣中：氧化硫和TSP含量下降，1995年全市廢氣、廢水、粉塵的處置回收率分別為64.7、68 8、84.8，城市生活污水日處理能力達895萬噸，城市垃圾的收集率在60以上。3.資源量和可獲得性情況隨著城市的不斷發(fā)展、人口的逐年增加，浙江省及杭州市的固體生活垃圾的總量也在以約10的年增長率逐年遞增，到1995年，杭州市區(qū)生活垃圾的口清運量為1781噸，年清運總量達65萬噸；而整個浙江省1995年城鎮(zhèn)生活垃圾清運總量已達490萬噸（見

23、表1）。表1 浙江省及杭州市生活固體垃圾資源情況1990年 1991年  1992年1993年 1994年 1995年浙江省城鎮(zhèn)生活垃圾清運量（萬t）251288341372443490杭州市區(qū)生活垃圾清運量（萬t）47.6 5154 65浙江省城鎮(zhèn)糞便清運量（萬t）184260228304311241杭州市區(qū)糞便清運量（萬t）27.3 2630 22目前垃圾處理的方法仍以填埋、衛(wèi)生填埋及堆放為主，其中杭州天子嶺垃圾填埋場本要處理杭州市區(qū)的生活垃圾。今后，由于經濟發(fā)展、人口增加和城市化進程的加速，必然導致

24、生活垃圾總量的進一步增加。在杭州市清運的混合生活垃圾中，無機物含量約占69，有機物含量占31.其中食品類廢棄物占有機物含量的絕大部分，垃圾的含水率在 20以上（見表2）。表2 杭州市生活垃圾組成分（）垃圾成分廚余紙類塑料纖維、草木有機物計爐灰、土玻璃金屬無機物計含量2531.51.531652269杭州經濟發(fā)達，自然環(huán)境優(yōu)雅，但能源資源等相對缺乏，缺口靠外省調運，因此，利用垃圾填埋產生的沼氣發(fā)電，既有利于保護杭州優(yōu)美的自然旅游環(huán)境，又可作為一種補充能源的途徑。4.天子嶺垃圾填埋廠沼氣利用工程基本情況杭州大子嶺垃圾填埋場位于杭州市北部郊區(qū)，垃圾填埋場呈峽谷型，總占地面積16萬平方米。垃圾填埋場于

25、1991年投入運行，起始作業(yè)面標高54米，現在的填埋作業(yè)面是90米，填埋作業(yè)可持續(xù)到2004年，屆時作業(yè)面標高165米，總填埋能力為600萬立方米，最深處可達5O米左右。天子嶺填埋場的填埋物設計能力為日處理垃圾1288噸，即每年處理47萬噸，而實際填埋量為設計的70。截止到1995年底，已有140萬噸垃圾在大子嶺填埋場填埋。由于運輸回收等多種原因，大子嶺的填埋物組分與杭州市混合生活垃圾相比略有不同，有機物的比例較無機物略高（見表3）。表3 天子嶺垃圾填埋物組成成分（）垃圾成分食品紙類塑料動物紡織品有機物計爐灰、土玻璃金屬磚瓦瓷器無機物計含量46.111.511.540.981.1852.324

26、5.491.40.90.8948.68由于杭州年降雨量較大，因此填埋場垃圾的含水量也較高，一般在40左右，雨季時可達5060；瀝濾液的平均發(fā)生量在旱季是每天300400噸，雨季時為每天700800噸。大子嶺填埋場為浙江省較為光進的大型填埋場，主要用于填埋處理杭州及其周圍城鎮(zhèn)的固體垃圾，在收集填埋氣體之前填埋作業(yè)已進行約6年，產氣量基本穩(wěn)定并達到發(fā)電利用的要求，適干作為案例分析和示范的對象。二、系統技術經濟特性1、工藝技術路線及系統描述（1）工藝技術路線案例初步設計值如下：填埋氣體流量；20000標米3/日 能量值（低熱值LHV）：17.67兆焦/米3 能量值（高熱值LHV）； 19.65兆焦/

27、米3 硫化氫：25微克/升 揮發(fā)性有機物： 950微克/升 含水量：飽和 電力輸出：1400千瓦（凈值）垃圾填埋場產出氣體的收集：根據測定計算，天子嶺垃圾填埋物產生氣體的回收率為70左右，每天可回收氣體9657立方米，通過打垂直氣井，每天可回收氣體19131立方米。天子嶺填埋氣體的成分組成為：甲烷占54.4，二氧化碳占34.1，另外還有10的氮氣和1.3的氧氣， 每標準立方米的回收氣體熱值為19500千焦。由于垃圾的含水率比較高 （4050%），因此垃圾內部的氣體的通透性很差，從商業(yè)利用的角度而言，所打的豎井的井距需限制在50米以內，豎井井口的平均溫度在40； 填埋回收氣體力水蒸汽所飽和，因此

28、回收系統還考慮了冷凝水的收集和 向瀝濾液處理系統排放。（2）填埋氣體收集系統參數如下： 填埋氣體垂直收集井數：1015 井距：4050米 抽氣泵：1000標米3/日應急火炬：20000標米3/日填埋氣體處理：填埋氣體處理系統見圖1，填埋氣體將處理到完全滿足燃氣發(fā)動機的要求，規(guī)格化的處理系統被安裝在國個完整的集裝箱內，以便于現場安裝和工廠。圖1 填埋氣體處理系統流程圖填埋氣體發(fā)電：填埋氣體收集處理后經凈化送入兩臺燃氣輪機，就地發(fā)電并網。平行運行的每臺燃氣輪機的技術參數如下：機械輸出：760千瓦 Stanford 400V發(fā)電機：36千瓦 發(fā)電機效率：39.05 排放：NOX 500毫克/米3 C

29、O 955毫克/米3 VOC 150毫克/米3 能量輸入：1888干瓦燃氣發(fā)動機、發(fā)電機等被裝在集裝箱內，都有完整的潤滑油系統、冷卻系統、管路系統、排放消聲器、控制器、開關屏、用電配電系統、保護繼電器、通風設備、照明系統等。2.主要技術經濟指標填埋氣體回收利用上程設計壽命為20年，日回收氣體19131立方米，氣體熱值19500千焦，發(fā)電輸出電力1400千瓦，工作方式為24小時運行，運行時間占全年時問的95。工程設計總投資2075萬元，項目年直接經濟效益為510.7萬元。三、投資工程設計總投資2075萬元，其中包括1660萬元的設施建設資金和415萬元的技術投入；工程占地1250平方米，初始投資

30、見表4。表4 天子嶺垃圾填埋氣體利用工程初始投資表（萬元，1995年價格）項目名稱 財務經濟征地及平整費用7.515工程投資  土建工程4545          焚燒火炬5.85.8          發(fā)電機組及風機931931          自控系統及測量儀器120120  

31、60;       零部件、配件及工具257257          安裝105105辦公設備、交通工具30.730.7技術投入415415其它158158合計20752082.5四、運行費用及效益1. 運行費用工程運行費用包括人下、動力、設備維修檢測等。項目運行費用見表8.5。表5 天子嶺垃圾填埋氣體利用項目運行費用表（萬元，1995年價格）項目名稱財務經濟動力、水費等維護及維修費工資、獎金管理費及其它合計6510530102101301053

32、0102752.效益項目中沼氣口收發(fā)電后直接上網，分峰谷電價，預定電價如下： 14 小時峰值電價為： 0.63元千瓦時10小時非峰值電價為；0.17元人千瓦時平均電價為：0.438元千瓦時年電力銷售收入為（稅前）：510.69萬元項目經濟分析電價（按長期預測價格）為；0.80元千瓦時五、財務經濟分析1.財務及經濟分析垃圾填埋氣體發(fā)電項日在基準情況下的財務和經濟分析結果見表8.6。如果考慮通貨膨脹，項目的財務內部收益率為12.5，屬于微盈利項目；在不考慮通貨膨脹的情況下，則項目的FIRR僅為8.37，低于12的基準內部收益率。2.敏感性分析表8.7為項目財務敏感性分析，結果表明，該項日對初始投資

33、及運行費用的變化不是特別敏感，相對而言，項日對效益的變化比較敏感，因此，電力銷售情況及電價的變化將對項目的經濟性產生比較重要的影響。但是應當看到，在無通貨膨脹的情況下，即使電力銷售收入增加10，項目的內部收益率仍低于基準內部收益率。3.各種方案的比較下面進一步分析不同投資方式、政府采用減免稅、貸款補貼等優(yōu)惠政策對項目產生的影響，并對各種方案進行比較。在以下分析中基本方案條件如下：投資：純政府投資或完全利用自有資金，無貸款增值稅率：17增值稅附加率:8所得稅率；33折舊年限:10年不考慮通貨膨脹。（1）投資來源基本方案純政府投資或完全利用自有資金；無貸款方案衛(wèi)；自有資金50，貸款50” NPV（

34、萬元） FIRR（）貸款利率12，貸款年限10年。（2）貸款利率以下為不同貸款利率情況下的財務分析，投資來源均為自房資金 50，貸款50，貸款年限10年。萬案1:全息貸款（12%）方案2：低息或貼息貸款（6） 方案3；低息或貼息貸款（3） 方案4；無息貸款（0），還本不付息 NPV（萬元）FIRR（）(3)稅率以下為各種減免稅政策下的財務分析結果，方案5方案9中均為無 貸款的情況。基本方案：純政府投資或完全利用自有資金，無貸款方案5：免所得稅方案6:免增值稅附加 方案7：減增值稅及附加u） 方案8：免增值稅及附加方案9：免所得稅、增值稅及附加方案10：免所得稅、增值稅及附加，無息貸款NPV（萬

35、元）FIRR（）以上幾種方案分析結果表明：(1) 由于垃圾填埋氣體回收利用項目的特殊性，在基本方案下，如項目的全部投資完全來源于政府投資或企業(yè)的自有資金，財務內部收益率。垃圾填埋場氣體的收集與處理本文著重對垃圾填埋場氣體的收集系統及處理系統進行論述，以解決垃圾填埋場在封場后可能發(fā)生的火災危險。1 填埋場氣體的產生城市生活垃圾包括居民家庭、道路清掃(包括果皮箱收集)、商業(yè)營業(yè)垃圾(包括菜場垃圾)、企事業(yè)單位(包括機關、學校、醫(yī)院)、以及露天公共場所等產生的垃圾，亦有一部分工業(yè)垃圾和建筑垃圾混雜其中。因此在投入填埋場的垃圾中，含有相當豐富的有機物質。通常，家庭垃圾中，含有馬鈴薯皮、水果皮、食物殘渣

36、、菜葉、紙張、毛皮等有機物。庭院垃圾中也含有一定數量的有機物質。垃圾一旦進入填埋場，微生物的分解過程就開始了。第一步是好氧分解，消耗填埋場中的氧氣，產生大量的熱。第二步進行厭氧分解，產生沼氣，其組成見表1。作為垃圾本身的生物厭氧降解過程，其最終產物主要是CO2和CH4。垃圾被填埋的初期，有機物分解產生的廢氣主要是CO2，經過一段時間以后，氣體中的甲烷成分逐漸上升，產氣高峰一般要在垃圾填埋35年之后才出現，而廢氣中CH4含量較高時會引起爆炸(空氣中CH4的爆炸極限范圍是515 V%。因此，做好填埋場氣體的收集處理是一項很重要的工作。氣體成分和濃度隨填埋年限和垃圾成分的不同而變化。其主要成分隨時間

37、的變化見表2。表1填埋場內氣體成分與濃度氣體名稱分子式濃度氣體名稱分子式濃度氣體名稱分子式濃度甲烷CH4085 V%氧O2031.6 V%苯C6H60.08 V%二氧化碳CO2085 V%氮N2082.5 V%氬Ar0.01 V%一氧化碳CO2.8 V%硫化氫H2S075 V%HEPTAC7H160.45 V%氨NH300.35×10-6ACETACH3CHO150×10-6 甲苯C6H5CH30.09 V%氫H203.6 V%ACETOC2H6CO100×10-6表2垃圾處理場廢氣主要成分變化完工時間(月)0336612121818242430303636424

38、248CH4 V%52129404647514748CO2 V%887465525251465050N2 V%5.23.00.41.00.40.21.30.90.42 深圳垃圾填埋場 深圳市玉龍坑垃圾填埋場是市區(qū)垃圾處理的最終消納場所，占地面積6.12 公頃，該填埋場建于1980年，投入運行時為裸堆，后經擴建并增設了排氣管、排洪溝等設施，進行了垃圾的碾壓和覆土，于1984年正式啟用，成為一個準衛(wèi)生填埋場，目前，容量已接近飽和，年底即將封場。該垃圾場位于一個山谷地帶，四周地勢較高，產生的沼氣不易很快擴散，而且易燃、易爆、有毒的氣體長期自然排放，不僅存在著嚴重的環(huán)境污染，而且還存在著爆炸的危險。玉

39、龍坑垃圾填埋場由于設計沒有安裝排氣管，垃圾填埋后，所產生的氣體自然排出，為了減少其危害程度，1984年增設了排氣設施，但由于設計不規(guī)范，而且垃圾覆土過程中，推土機將部分導氣管推彎，使導氣管出現傾斜，甚至斷裂的現象，直接影響了填埋場的排氣效果，一旦引起火災，就會引起填埋場沼氣爆炸，后果不堪設想，因此，對填埋場封場后排氣制訂切實可行的方案，對減少隱患，改善環(huán)境將有著十分重要的意義。填埋場氣體的量及其成分，主要取決于填埋垃圾的種類與數量，所采用的地面處理方法、填埋深度、填埋場溫度和填埋場實際使用年限等因素。填埋初期，第一和第二階段(歷時1年左右)，主要成分是二氧化碳、氮、少量氫、一氧化碳和氧；第三階段(歷時2年)是甲烷發(fā)酵的不穩(wěn)定期,主要成分是二氧化碳和甲烷，產生量也較少;第四階段為穩(wěn)定的廢氣產生期，主要成分是甲烷和二氧化碳，(歷時2030年)，一般第1516年為產氣高峰，本階段屬氣體回收利用期。垃圾場沼氣產生量曲線如圖1(K為產氣率)。圖1垃圾場沼氣產生量曲線表3深圳市市區(qū)歷年垃圾量 t/y年代198419851986198719881989垃圾量 t87 600131 400142 350147 460168 265243 734年代199019911992199319941995