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(jī)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(huì)第十次全國(guó)會(huì)員大會(huì)上正式當(dāng)選中國(guó)沼氣學(xué)會(huì)新一任理事長(zhǎng)，將在這一特殊的歷史時(shí)期帶領(lǐng)學(xué)會(huì)繼續(xù)推動(dòng)中國(guó)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(chǎng)，王凱軍老師分別從國(guó)家能源戰(zhàn)略及前景、國(guó)家生物燃?xì)饧夹g(shù)發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題及未來(lái)技術(shù)的挑戰(zhàn)三方面對(duì)有機(jī)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(chǎng)發(fā)言內(nèi)容(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(lái)到e20舉辦的行業(yè)論壇現(xiàn)場(chǎng)。我的演講題目是有機(jī)廢物厭氧處理技術(shù)發(fā)展元年。
這次演講主要分為三個(gè)部分，一是國(guó)家能源戰(zhàn)略及前景，包括國(guó)際承諾、國(guó)家政策以及國(guó)際需求;二是國(guó)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(wèn)題及未來(lái)技術(shù)的挑戰(zhàn)。
國(guó)家能源戰(zhàn)略及前景
從國(guó)家能源戰(zhàn)略及前景來(lái)看，我國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)在2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2060年實(shí)現(xiàn)碳中和，意味著將有很多行業(yè)不能利用化石能源?？傮w來(lái)看，有機(jī)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(jī)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(jī)廢物厭氧處理技術(shù)發(fā)展的元年?在過(guò)去20年時(shí)間里，也就是第一輪的氣候減排中，中國(guó)和國(guó)際在碳減排問(wèn)題上一直針對(duì)發(fā)展權(quán)力和減排義務(wù)的博弈上進(jìn)行談判。國(guó)際上來(lái)看，國(guó)外很多行業(yè)在過(guò)去的20年里都將減排作為一個(gè)非常重要工作。但我國(guó)還沒(méi)有明確地在各個(gè)行業(yè)中進(jìn)行推動(dòng)。舉一個(gè)例子，日本的花王化妝品公司介紹說(shuō)他們根據(jù)減排目標(biāo)重新設(shè)計(jì)了針對(duì)我國(guó)的產(chǎn)品，例如洗浴液，從能夠更短的時(shí)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(wèn)題上，不以善小而不為的企業(yè)態(tài)度。
中國(guó)是守信諾的一個(gè)國(guó)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(gè)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(fèi)比重將達(dá)到25%左右。目前，我國(guó)非化石能源占一次能源消費(fèi)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(zhǎng)，在哪方面增長(zhǎng)，是一個(gè)很重要的問(wèn)題。清華大學(xué)氣候研究院學(xué)術(shù)委員會(huì)主任何建坤教授做過(guò)的一個(gè)研究表明，為了實(shí)現(xiàn)2030年碳峰值，可再生能源成本具有很大的競(jìng)爭(zhēng)力，可持續(xù)“十三五”年均7%左右增長(zhǎng)水平。
其中，生物質(zhì)能正逐漸成為我國(guó)可再生能源利用中的新生力量。
我國(guó)生物燃?xì)饧夹g(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
有機(jī)固廢產(chǎn)生于各行各業(yè)中，目前主要是通過(guò)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(guó)前兩年首次在專利申請(qǐng)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(gè)環(huán)節(jié)。
從目前的標(biāo)志性工程來(lái)看，我將介紹下厭氧技術(shù)應(yīng)用的主要幾個(gè)場(chǎng)景：
一是污泥的厭氧處理。代表項(xiàng)目是北京高碑店污泥高級(jí)消化工程項(xiàng)目，是大規(guī)模城市污泥處理的一個(gè)典型項(xiàng)目。
二是餐廚垃圾的厭氧處理。代表項(xiàng)目包括重慶黑石子餐廚垃圾處理項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)應(yīng)用非常成熟。同時(shí)我國(guó)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(xiàng)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(jī)肥料生產(chǎn)-有機(jī)種植”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。該項(xiàng)目年處理規(guī)模達(dá)600萬(wàn)噸雞糞。值得一提的是這個(gè)項(xiàng)目對(duì)于沼渣沼液的處理。該項(xiàng)目的厭氧處理和沼肥的利用率，占了整個(gè)集團(tuán)利潤(rùn)相當(dāng)一部分，甚至超過(guò)了主業(yè)。
四是農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈的厭氧處理，代表項(xiàng)目是定州市規(guī)?；锾烊粴馐痉俄?xiàng)目。該項(xiàng)目技術(shù)全套工藝引進(jìn)自德國(guó)，運(yùn)行成功，包括6個(gè)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(wàn)立方米;年消耗秸稈10萬(wàn)噸，糞污量20萬(wàn)噸;預(yù)計(jì)年均銷售收入為6106.5萬(wàn)元，年均凈利潤(rùn)1659.73萬(wàn)元;可替代4000噸化肥使用，改善4萬(wàn)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(gè)示范項(xiàng)目。
我國(guó)有機(jī)廢物處理行業(yè)目前存在的問(wèn)題
事實(shí)上，我國(guó)有機(jī)廢物處理行業(yè)目前還存在很多問(wèn)題，包括農(nóng)業(yè)廢棄物大型沼氣升級(jí)轉(zhuǎn)型難問(wèn)題。2015-2018年，國(guó)家連續(xù)4年，通過(guò)規(guī)?；笮驼託夤こ讨醒腩A(yù)算內(nèi)投資計(jì)劃對(duì)生物天然氣項(xiàng)目給予資金支持，單個(gè)項(xiàng)目支持資金不超過(guò)3——5000萬(wàn)元。農(nóng)業(yè)方面的國(guó)企，包括中廣核，中船重工等進(jìn)入該行業(yè)，建設(shè)64個(gè)生物天然氣試點(diǎn)項(xiàng)目。但是目前，在運(yùn)行項(xiàng)目占約34%，在建項(xiàng)目占約50%，未完工項(xiàng)目約11%，未建項(xiàng)目約8%。
很多項(xiàng)目建成后，運(yùn)行困難。經(jīng)分析，主要在于產(chǎn)業(yè)鏈：規(guī)?；幚砩婕笆諆?chǔ)運(yùn)、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(yùn)輸困難，不支持規(guī)模化生產(chǎn)。
另一個(gè)存在的問(wèn)題是：我國(guó)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(gè)存在問(wèn)題是：國(guó)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(lái)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(jìng)爭(zhēng)，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(huì)產(chǎn)生大量廢液需處理，造成沼渣沼液處理問(wèn)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(jìng)爭(zhēng)。禽糞便處理存在厭氧和堆肥的競(jìng)爭(zhēng)。厭氧和堆肥兩種技術(shù)結(jié)合起來(lái)，在轉(zhuǎn)運(yùn)處理費(fèi)、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(huì)有所提升。
廚余垃圾、餐廚垃圾處理存在厭氧和堆肥的競(jìng)爭(zhēng)。
以上都是產(chǎn)業(yè)今后會(huì)面臨的問(wèn)題，這些問(wèn)題目前還不能給出全面的答案。但是，通過(guò)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(bǔ)貼政策，生物天然氣、有機(jī)肥等產(chǎn)品生產(chǎn)和使用缺乏扶持措施。這里舉個(gè)例子，有兩個(gè)公司分別使用堆肥和厭氧處理餐廚垃圾。通過(guò)對(duì)兩家公司物料的分析，可得知這個(gè)結(jié)論：厭氧和堆肥兩種技術(shù)可以很好的結(jié)合起來(lái)。餐廚垃圾中篩出的無(wú)機(jī)組分，如塑料、木屑等，通過(guò)熱解法可以補(bǔ)充厭氧的能源。這樣，廚余垃圾處理可達(dá)到無(wú)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(wèn)題，但應(yīng)該說(shuō)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展，國(guó)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(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會(huì)議談了六件民生的問(wèn)題，如國(guó)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?，F(xiàn)在垃圾分類工作大規(guī)模展開(kāi)，北方冬季清潔取暖，農(nóng)業(yè)廢棄物處理問(wèn)題都有了明確的說(shuō)明。
這三項(xiàng)政策的推動(dòng)，能打通任督二脈，潛在市場(chǎng)價(jià)值很高。我在2015年做過(guò)一個(gè)測(cè)算，中國(guó)的潛力到了2050年可達(dá)500億，但是在這三個(gè)政策的推動(dòng)下，我們重新推算，保守估計(jì)，我國(guó)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(guó)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(chǎng)可超過(guò)污水的市場(chǎng)，與固廢的市場(chǎng)持平，目前污水處理和固廢市場(chǎng)分別培育了20個(gè)上市公司，而在生物天然氣和沼氣領(lǐng)域還沒(méi)有一家上市公司。這兩個(gè)行業(yè)的未來(lái)發(fā)展可期。
今年我國(guó)在氣候峰會(huì)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(jī)廢物厭氧處理技術(shù)產(chǎn)量、體量大，這是產(chǎn)業(yè)的機(jī)會(huì)。產(chǎn)業(yè)鏈不配套，是細(xì)分市場(chǎng)的機(jī)會(huì)，技術(shù)不成熟，是輕資產(chǎn)技術(shù)型公司的機(jī)會(huì)。
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