规模化养猪场沼气工程的应用

1、10万头猪场沼气发电经济分析

随着农村经济的发展，养猪业正以较快的速度向集约化发展，但在养猪场的环保、猪场猪粪、污水处理等方面存在问题。处理猪场污水最好的方法是采用生态生物处理。在生物处理过程中，需要进行厌氧发酵。在厌氧发酵过程中，污水中的有机物分解产生甲烷和氮、磷等物质。

沼气是一种优良的能源物质，热值高，燃烧后只产生二氧化碳和水。如果猪场沼气产量充足，可以作为发电的能源。按照我国的技术条件，沼气发电还需要补充15%的柴油，剩下的就是沼气，所以可以节约很多柴油，对于解决我国能源紧缺、改变面貌意义重大农村，提高农民生活质量。

为探讨猪场污水处理过程中产生的沼气用于发电的可行性，本文以某实施沼气发电6年的猪场（10万头）为例，进行经济分析和讨论其可行性。

2、厌氧发酵及沼气发电设备及装置

1、发酵罐

污水厌氧装置的种类很多，可根据猪场规模、所需发酵效率和投资能力等综合因素考虑。猪场养猪规模大，污水处理量也大。因此，采用1700立方米的钢筋混凝土卧式发酵池，日处理污水可达850立方米。产气量随温度而变化，冬季产气量较少。不少于500立方米，最高可产1500立方米以上。

2、脱硫塔、储气罐、输送装置

除发酵罐（包括固液分离罐和调节罐）外，沼气必须经过脱硫塔进入储气罐，然后进入发电系统。为防止腐蚀，燃气管道最好使用塑料管。

3、发电设备

发电设备为改装柴油发电机一台（现已增至2台），每台功率100KW。

3、设备投资

设备投资包括：

1、发酵设备、脱硫塔、管道总投资35万元。

2、储气罐18万元。

3、100KW发电机（含改装二手55KW柴油机）9万元。

总投资62万元。

本次投资包括污水处理和发电两部分。按年产肥猪10万头计算，一次性投资仅为6.2元/头；如果按10年摊销，10年共生产100万头猪，每头猪每年的支出仅为0.62元。

4、运营及成本分析

该项目已运行6年多，运行良好，运行成本低。厌氧发酵部分全部为自流式，只需1人操作，发电部分包括发电机管理和维护只有3人。

沼气发电启动时，使用一部分柴油，燃料消耗量是柴油发电的15%。发动机启动后，不再需要柴油。根据6年以上运营成本分析如下（按年计算）。

1、柴油成本

据测算，每度电需要0.073升柴油。若现价为5.1元/L，则柴油成本为：5.1元/升0.073升=0.241元。

2、人工成本

按管理3人计算：技术人员1人，年薪1500元/月12=18000元；经理1名，年薪1500元/月12=18000元； 1名工人，年薪800元/月12=9600元。合计：4.56万元，按年发电量48万度计算，每度电人工成本0.095元。

3、润滑油（油）支出

据测算，每千瓦时油耗为0.012元。

4.维修费

平均每千瓦时维修费为0.021元。

5、折旧和摊销

总投资62万元，按10年摊销。若年沼气发电量为48万千瓦时，每千瓦时的折旧成本应为0.129元。

合计实际每千瓦时成本为0.498元，其中折旧成本占总成本的25.9%。如果污水处理成本也摊销部分折旧费，至少可以降低发电成本0.1元，发电成本为0.398元/千瓦时。在折旧成本中，猪粪尿处理的全部成本计入沼气发电。事实上，沼气发电只是猪场污水处理的副产品，在降低发电成本方面仍有很大潜力。为计算方便，以后分摊污水处理费用。

5. 讨论

1、本文主要讨论在猪场污水处理过程中利用沼气发电的可行性，因此不包括污水处理的影响。本文分析结果认为，猪场污水厌氧发酵处理产生的沼气可作为能源发电，成本仅为0.35-0.42元/KWh，低于0.6-0.9元/KWh /KWh的国家电网，而这笔费用包括了整个猪场的污水处理费用。如果充分利用猪粪、污水制沼气的潜力，可以降低成本，在经济上是可行的。

2、在建设污水厌氧消化池时，成本降低的空间也很大。 10000头以下的养猪场和农村的小型养猪场可用其他建材代替。关键是厌氧池要承受一定的压力。没有泄漏。

3、柴油机改沼气机技术通过试验。这是一项特殊的技术。根据该猪场6年的使用结果，该技术是完全可行的。

4、该猪场的经验证明，猪场污水可以采用厌氧发酵技术进行处理，产生的沼气可以用于发电。厌氧发酵技术、原料及自然条件等100头以下规模的养猪场产生的沼气较少。是否有合适的发电机与之匹配还需另行讨论，但不反对产生的沼气可作为热源。

5、猪场污水采用厌氧发酵技术处理，既可以治理污染，又可以产生沼气供养猪场和养殖户使用。

　　以上合计，每千瓦时电实际成本为0.498元，其中折旧费占总费用的25.9%。如果将污水处理的费用也摊销一部分折旧费，则发电费用至少可减少0.1元，发电成本则为0.398元/KWh。在折旧费用中，猪粪尿处理的全部费用都计入沼气发电之内，实际上沼气发电仅是猪场污水处理的一种副产品，因此发电成本还有很大的降低潜力，为了计算方便未将污水处理的费用分出。