摘要：沼氣發展是中國未來可再生能源發展的乙個重要方向之一。而沼氣作為生物質能源的最主要的利用方式之一，在生物質能源方面有著不可或缺的地位。
當前，世界各國都著力發展沼氣利用技術，並大力提公升沼氣等能源在總能源利用中的比例。
關鍵詞：中國、沼氣、利用、未來前景
引言隨著化石能源的逐漸枯竭，在可控核聚變能源等下一代高能量密度能源為主的核心能源發展、成熟以前，以風能、水能、生物質能、光能等可再生能源為主的能源逐漸受到國家重視和政策鼓勵。當前，中國的生物質能源生產初具規模，但是還面臨著技術不夠發達、範圍不夠廣、程度不夠深等問題。國家也通過引進技術、規範相關法律和政策、出台鼓勵政策等手段來促進中國生物質能源的發展。
在二十一世紀的前五十年，生物質能源將得到相當大的發展，並在可控核聚變等下一代核心能源起步之後，成會輔助能源和潛在能源，共同為中國未來的發展提供動力。
一、沼氣能源簡介
（一）生物質能源概念
生物質是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體，即一切有生命的可以生長的有機物質通稱為生物質。它包括植物、動物和微生物。廣義概念：
生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物。有代表性的生物質如農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。狹義概念：
生物質主要是指農林業生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素（簡稱木質素）、農產品加工業下腳料、農林廢棄物及畜牧業生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質。特點：可再生、低汙染、分布廣泛。
[1]上述是不全面的，包括平時廚房垃圾，廢棄的各種木製家具等等，也屬於生物質能源。
簡而言之，農村城市中能夠用來燃燒的，**於植物的，都可以稱之為生物質能源。
（二）中國沼氣能源現狀
當前，中國生物質能源利用最廣泛，規模最大的還是在沼氣產業方面。前幾年，國家大力扶植農村沼氣建設，使沼氣生物質能源利用方面得到大力發展（我老家就有許多人建設了沼氣池）。而在生物質液體燃料製造、生物質發電方面還有待提高。
（三）生物質能源主要利用方式（擴充套件）[2]
當前，中國生物質能源著重發展生物質發電和生物質燃料的製取。
生物質發電的利用方式如下：
生物質轉化支取生物燃料途徑：
二、沼氣利用涉及的技術
（一）沼氣使用涉及的技術
1.生物質厭氧發酵產沼氣技術
生物質厭氧發酵是有機物在厭氧環境中通過微生物作用，分解有機物產生ch4和co2的過程。發酵原料為含水量高的濕態生物質，比如糞便、酒精槽渣、秸稈等。
2.沼氣提純生產天然氣技術[3]
根據分離原理的不同沼氣提純方法可分為：吸附法、吸收法、膜分離法、低溫分離法等。
2.1 吸附法
吸附法是一種物理提純方法，包括變壓吸附法（ pressure swing adsorption ， psa ） 和變溫吸附法（temperature swing adsorption，tsa），其中用於沼氣提純的主要是psa 法。這種方法利用吸附劑對不同氣體組分在吸附量、吸附速度、吸附力等方面的差異，以及吸附劑的吸附容量隨壓力的變化而變化的特性，在加壓時完成混合氣體的吸附分離，在降壓條件下完成吸附劑的再生，從而實現氣體分離。
2.2 吸收法
吸收法是利用co2 比ch4 在吸收劑中溶解度高的特性實現對沼氣的提純[19]。用於沼氣提純的吸收法主要有加壓水洗法、有機溶劑吸收法及化學吸收法。
2.3 膜分離法
沼氣膜分離是指在壓力差為推動力的作用下，利用沼氣中各組分在氣體分離膜中滲透速率的不同而達到分離純化ch4 的目的。
2.4 低溫分離法
低溫分離法是利用沼氣中ch4 和co2 組分沸點/昇華點的顯著差異，在低溫條件下將co2 轉變為液體或固體，並使ch4 依然保持為氣相，從而實現二者的分離目的。
2.5 甲烷原位富集法
1990 年，hayes t d 等進行兩相發酵，將產酸相連線脫碳器，將產酸相酸液中的二氧化碳吹脫後再幫浦入產甲烷相，通過控制兩相壓力和ph 值，從而在產甲烷相發酵液中獲得了ch4。
2.6 提純方法的對比
沼氣提純技術發展到今天，加壓水洗法、化學吸收法、psa 法和膜分離法等技術已經實現了商業化應用。表3 對幾種已經實現了商業化利用的提純技術的效能進行了對比分析。這些方法中，加壓水洗法和psa 法由於在所產生物天然氣ch4含量、ch4**率、能耗、提成本以及技術成熟度等方面所表現出來的綜合優勢，成為目前在歐洲使用率最高的2 種方法，這2種技術大約各佔了歐洲沼氣提純市場的1/3 的份額。
膜分離法則處在發展初期階段，隨著技術水平的不斷提高和成本的進一步下降，應該會有更大的發展空間。
3.沼氣發電技術[4]
目前,用於沼氣發電的裝置主要有內燃機和汽輪機,主要機理是沼氣燃燒使內燃機或汽輪機轉動帶動發電機發電。內燃機一般由柴油機和汽油機改制而成,分為雙燃料式和單燃料式兩種。由於沼氣的著火點很高,靠壓縮自燃比較困難,因此需要採取一定的技術措施。
一般單燃料式燒純沼氣,用電火花點火;雙燃料式噴柴油點火。國內外對沼氣發動機的改裝做了大量的研究。沼氣發電機組主要用於垃圾填埋場的沼氣處理工藝中,垃圾填埋沼氣發電技術是垃圾無害化、能源化、減量化處理的一條重要途徑。
4.沼氣電池技術
燃料電池是一種將儲存在燃料中的化學能直接轉化為電能的裝置。在北美、日本和歐洲,燃料電池發電已進入快速發展階段,將成為21世紀繼火電、水電、核電後的第4代發電方式。燃料電池將是21世紀最有競爭力的高效、清潔的發電方式,它將在潔淨煤燃料電站、電動汽車、移動電源、不間斷電源、潛艇及空間電源等方面有著廣泛的應用前景和巨大的潛在市場。
將沼氣用於燃料電池發電,是有效利用沼氣資源的一條重要途徑,這對我國沼氣利用技術的發展具有重大意義。
三、中國沼氣利用現狀和未來發展方向
當前，中國沼氣利用的最主要的方式是農村沼氣燃燒家庭使用。沼氣制天然氣，沼氣發電、沼氣制燃料電池等方面都還有待提高。
之前，國家通過政策鼓勵，大力扶植農村沼氣池發展，使沼氣使用得到初步推廣。但是，作為生物質能源中最主要的利用方式之一，這樣的發展是遠遠不夠的。當前國家應該大力發展沼氣制天然氣，在燃料電池技術得到發展和成熟，儲氣技術成熟之後，大力推廣沼氣燃料電池。
國家應該集資建立大型綜合沼氣利用基地，進行沼氣使用的技術研究和推廣。
參考文獻：（五號，宋體、times new roman）
[1]百度百科．生物質能源
[2]可再生能源概論．2023年7月，第一版，p163． （圖5-1 圖5-2）
[3]李東，袁振巨集，孫永明，馬隆龍．中國沼氣資源現狀及應用前景．現代化工出版社.第29卷第4期,2023年4月．（**）
[4] 岳勝兵,張衍林,梁浩,雒華傑沼氣發電技術的研究與應用,15卷第1期
2023年1月, 文章編號: 100524650 (2008) 0120047203.
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