沼气是农业转型升级的有效抓手,不仅能生产清洁能源,减少温室气体排放和不可再生能源的使用,还可以将粪便、秸秆、垃圾等废弃物“变废为宝”,发展绿色循环农业,保障老百姓“舌尖上的安全”。
河北定州是传统的农业种植和畜禽养殖大县,耕地115.5万亩,年可收集利用秸秆量112万吨;生猪存栏59.13万头,出栏117.3万头,牛存栏7.08万头,出栏7.40万头,各类畜禽粪便年产量159万吨。
在开展规模化生物天然气示范项目以前,定州的秸秆以还田为主,还有较大比例的养殖场粪污没有实现资源化处理。通过项目的建设运营,成功建立了秸秆、粪污收贮运体系,探索了可复制、可推广的发展模式。
“秸秆+粪污”实现“负负得正”
“前端进的是畜禽粪污和秸秆,后端出的是生物天然气和有机肥。规模化生物天然气示范项目生态效益和经济效益都不错,2017年被国家发改委确定为第一批农业领域PPP试点项目并成功持续运行。”格林兰清洁能源科技有限公司(以下简称格林兰)运营中心经理侯仁涛向记者介绍。
格林兰通过一期项目建设运营,与欧洲五个国家建立了深入广泛的合作关系,整合了先进生产设备和尖端技术,目前已组建了高效的运营管理团队,可提供一体化服务全套工艺,技术达到国际先进水平。
通过对国外技术的引进消化吸收再创新,格林兰已实现硬件设备和智能监控平台的自主化操控。在智能监控平台可以实时看到搅拌时间、进料间隔时间、日进料量等状态,如果设备运行出现问题也会及时提醒技术人员,提高了沼气的生产效率。
距离生物天然气示范项目不到2公里有个河北首农的规模化养殖场,这里养有1.8万头奶牛,虽然离得近,却没有一点粪污的味道。侯仁涛介绍:“奶牛养殖有个1:1:1定律,即一头奶头平均每天要吃掉约30公斤的饲草,产生30公斤的粪便,还会顺带产生30公斤的污水。这样计算下来,1.8万头奶牛每天会产生上千吨的粪便和污水,对周边环保的压力非常大。”
在项目运行现场可以看到,6个发酵罐紧密排列,每个罐子容积达6000立方米。首农奶牛养殖场通过泵、地下管道源源不断把粪污抽送到格林兰公司,既解决了奶牛养殖粪污无害化处理难题,还实现了粪污资源化利用。
“首农把奶牛粪污免费提供给我们作为原料,我们再把末端产生的沼液供应养殖场,用于苜蓿地喷灌施肥,生产优质苜蓿饲养奶牛,进一步提升奶质。”侯仁涛说。
在收储秸秆前,公司与当地合作社签订收购合同,组织玉米联合收割机和运输车,将秸秆运输到项目厂区;还有少量秸秆是公司利用自有玉米联合收割机免费帮农民收庄稼,作为交换,秸秆由公司专车收集运输到项目厂区。
“为进一步扩大示范带动效应,解决小型养殖场粪污规模小、数量多、分布分散的难题,在深入调研基础上,公司制定了相应的收集方案,通过与小型牛场签订长期合作协议,安排专业粪污运输车辆将牛粪运输至项目厂区。”侯仁涛说。
项目的实施带动了养殖场粪污无害化处理,避免粪污对水源、土壤、空气造成污染,减少秸秆的随处堆积和露天焚烧。
末端“三沼”变“三宝”
近年来,定州大力推广小麦和玉米秸秆回收利用,提高秸秆综合利用率。秸秆环保加工后用于发展绿色种养业、生物质发电等,促进了当地农业生态循环发展,还能给农民带来额外收入。
“项目以养殖场牛粪和农田玉米秸秆为主要原料,并可以处理餐厨垃圾、果蔬废弃物、食品加工废物和废水等有机废弃物,采用中温厌氧发酵工艺,进行规模化生产,沼气、沼渣、沼液高值化利用。”河北省新能源办高级工程师赵凯介绍,生物天然气项目规模化生产末端的“三宝”都可以实现资源化利用,沼气部分提纯为生物天然气,用于周边农村冬季取暖和生活用气,部分发电并入国家电网;沼渣添加氮磷钾和生物菌剂,制成生物有机肥,用于改善农田土壤结构;沼液供应养殖场,用于牧草喷灌施肥。
生物天然气示范项目每年可处理畜禽粪污20万吨,小麦和玉米秸杆约10万吨,发电3200万千瓦时,生物天然气392万立方米,生物有机肥4.2万吨,可替代燃煤约1万吨,减少碳排放约12万吨,年产值达6100万元。
近3年来,格林兰清洁能源科技有限公司共收储秸秆12万吨。通过与合作社建立利益联结机制,带动项目周边20~30公里范围内的秸秆利用。
据了解,一亩地产生秸秆1.2~1.5吨,收储成本为180元/吨,主要包括三部分,收割费用70元、运输费用50元、销售费用60元。通过与格林兰合作,当地老百姓再也不用为怎么处理秸秆发愁,还能变废为宝增加收入。
“我们合作社从邢邑镇邢邑村流转土地2600亩,主要种植小麦、玉米和高粱,前几年秸秆主要以还田为主,大量的还田容易使土壤变得疏松和空隙增大,失墒较快,种子与土壤难以紧密接触,影响种子发芽出苗,田间出苗常不整齐,容易出现缺苗断垄现象。”旺禾农产品农民专业合作社负责人郭宏勋告诉记者,“种子发芽率上不去会影响产量,以前总为这事犯愁,去年跟格林兰合作以后,既减少了秸秆还田的成本,还增加了收入,其中小麦秸秆收入6万元,谷子和高粱秸秆收入3万元。”
推广应用模式助力美丽乡村建设
“‘垃圾靠风刮、污水靠蒸发,家里现代化、屋外脏乱差’,可以说是一些农村生活环境的真实写照。”赵凯说,建设美丽乡村,就是要把农村生活污水、秸秆焚烧堆积、畜禽粪污等难题处理好,多年的实践表明,以这些废弃物为原料生产沼气,开展综合利用是最有效、最经济、最可行的办法。
为进一步扩大生物天然气项目应用范围,格林兰把目标投向了农村垃圾处理和旱厕改造,利用项目承接农村垃圾分类和旱厕改造后的粪污无害化、资源化处理。定州市农业农村局和格林兰正在制定项目方案,尽快把项目经验移植到农村人居环境整治领域。
“目前格林兰正在抓紧调研,研究如何将相对分散的厨余垃圾和厕所粪便收集后集中处理。收集点分散会使成本增加很多,需要政府和第三方公司的加入,才能推动项目顺利实施。”格林兰战略发展中心副经理郑松告诉记者。
同时,为了降低引进国外硬件设备的成本,格林兰与中国机械设备工程股份有限公司合作,利用对方的资源优势和在设备制造领域的优势,在定州市全域以项目集群模式投资建设生物天然气综合利用与开发项目。
2020年,格林兰计划在定州建设生物天然气项目集群,主要包括高蓬镇、叮咛店镇、留早镇、砖路镇的4个生物天然气项目,形成定州市生物天然气项目群,通过示范带动在河北省范围内建设30个生物天然气项目。
“通过首个项目的实施,建议政府对生物天然气产业进行统一规划,简化生物天然气项目前期手续,开辟生物天然项目建设‘绿色通道’,有效破除生物天然气产业发展瓶颈。”谈到项目实施过程中遇到的困难,郑松告诉记者,“此外,项目投资金额大,回收周期长,建议对生物天然气项目建设和生物天然气实际销售量给予补助,减少企业的运营成本。”
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