2013年全球填埋气发电利用现状

    垃圾填埋场沼气发电的应用,是在最近二十年发展起来的,国外在这方面的研究、建设、营运都走在前列。现在全球有800多座填埋气发电厂在运行。

    2010年，欧洲国家、美国、中国、印度和其他一些发展中国家的生物质能用于发电的比例显著提高。截至2010年底，全球生物质能发电装机容量为约6200万千瓦。

    2010年，美国生物质能发电装机容量继续保持全球领先。其他生物质能发电装机较多的地区和国家包括欧盟（德国、瑞典和英国），巴西、中国和日本。2010年，美国生物质能新增发电装机容量少于30万千瓦，累计发电装机容量为1040万千瓦（不包括城市有机废物），生物质能发电量为约480亿千瓦时。美国大部分生物质能发电来自木材、农业残留物焚烧和工业部门热电联产燃料。垃圾填埋气发电呈增长趋势，发电量达到80亿千瓦时；截至2011年4月中旬，550多家电厂使用垃圾填埋气作为燃料，合计装机容量达到170万千瓦（2008年为140万千瓦）。

    美国金三角地区垃圾填埋场的垃圾填埋气发电项目已于2011年10月11日开始运营。该项目归金三角区域固体废物管理委员会所有，项目使用了通用电气J320Jenbacher垃圾填埋场燃气发动机来发电，生产电力将近1MW。通用电气称，发动机使用固体废物分解产生的甲烷气体发电。

    金三角是密西西比用以支持区域电网的垃圾填埋气体发电项目的第一个站点。根据美国环保局的垃圾填埋场甲烷推广计划，在美国，垃圾填埋气体发电项目超过了558个，共生产电力1727MW。

    2008年至2009年间，欧盟生物质能发电量增长约10.2%，从793亿千瓦时增至874亿千瓦时。其中，固体生物质能发电量为622亿千瓦时，占所有生物质能发电量的71%。欧洲生物质能发电一半来自普通电厂，另一半来自热电联产电厂，但各个国家的情况有所不同。

    欧盟沼气发电量同比增长约18%，同时，该地区所有生物质能发电量增长快速。例如，从2001年至2009年，欧盟固体生物质能发电量翻三番，到2010年年初，约800座在运固体生物质能发电厂的合计装机容量达到710万千瓦。欧盟生物质能发电和供热增长得益于扶持政策，许多国家将化石燃料和二氧化碳排放税翻番，同时欧盟法规要求减少有机废物的填埋区。

    2009年，欧洲生物质能发电量排名前三位的国家依次为德国、瑞典和英国，占该地区生物质能发电量的约50%；德国沼气发电量占欧盟沼气发电量的约50%，生物质能发电量占欧盟生物质能发电量的约30%。其他生物质能发电量较多的国家包括芬兰、波兰、意大利和荷兰。未来生物质能发电特别是在沼气发电预计增长较多的国家包括意大利、法国、西班牙和英国，以及捷克、匈牙利和斯洛伐克等新兴国家。虽然丹麦生物质能发电量并不多，但是该国生物质能发电占全部发电量的比例迅速增加，从2000年的3.1%增至2009年的8.1%。

    在过去十年，德国生物质能发电量年均增长超过22%。2010年，德国生物质能发电量约为287亿千瓦时，生物质能发电装机容量为490万千瓦。截至2010年底，德国生物质能占该国电力总消费量的5.5%，生物质能成为仅次于风电的第二大可再生能源电源。德国大部分生物质能发电来自沼气，2010年沼气发电装机容量增长超过20%，能够为430万户家庭提供电力。2010年，德国沼气发电量为约138亿千瓦时，其次是英国（68亿千瓦时）和意大利（21亿千瓦时）。

    巴西生物质能发电（几乎全部来自热电联产）稳步增长。截至2010年底，巴西生物质能发电装机容量达到780万千瓦，生物质能发电量为280亿千瓦时。生物质能热电联产电厂主要在糖厂以甘蔗渣为原料。在2010年甘蔗收获的季节，生物质能热电联产电厂的发电量达到185亿千瓦时，其中88亿千瓦时接入电网。生物质能发电在其他一些拉美国家也显著增长，包括哥斯达黎加、墨西哥和乌拉圭。

    2010年，日本生物质能发电量为约100亿千瓦时，不包括和煤炭的混燃。中国生物质能发电装机容量增长约25%，达到400万千瓦，主要利用甘蔗渣、固体生物质能、有机废物和沼气（包括禽畜废物）发电。印度生物质能发电利用形式主要包括并网生物质能电厂，离网分布式生物质能发电应用，糖厂和其他工业的热电联产。2010年，印度生物质能发电新增装机容量为约30万千瓦，累计装机容量为300万千瓦。泰国固体生物质能发电新增装机容量仅为3000千瓦，累计装机容量为130万千瓦，而2009年该国沼气发电装机容量同比翻番，达到5万千瓦，2010年进一步增长37%，达到7万千瓦。马来西亚沼气发电也显著增长。

    非洲和中东地区的生物质能发电呈现增长趋势，主要包括喀麦隆、肯尼亚、坦桑尼亚和乌干达等国家。清洁发展机制带动了沼气项目建设（特别是垃圾填埋气），主要国家包括南非、埃及、突尼斯和约旦等国家。

    除了单独利用生物质能发电的电厂外，许多燃煤和燃气电厂也逐渐转变为和生物质能联合发电的电厂。2010年，美国拥有约40座联合电厂，澳大利亚拥有约10座。日本几个燃煤电厂正在开展联合发电示范项目。德国和英国通过联合发电使得固体生物质能发电量增长，2010年欧洲拥有约100座在运联合电厂。

    在我国，目前70%以上的城市生活垃圾，都是集中收集后，运送到一个或多个当地城市政府所有的垃圾填埋处理厂填埋处理。目前垃圾填埋大多属于露天填埋，在垃圾填埋的过程中，因为填埋场垃圾堆放体内部缺少氧气，垃圾中的有机物会发酵产生出大量的沼气（填埋气），平均每吨垃圾在填埋场寿命期内可产生约100—200立方米的填埋气体，其主要成分是甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮等气体。垃圾沼气成分和天然气类似，相比天然气，垃圾沼气具有高热值，抗爆性能较好等特点，是一种很好的清洁燃料。目前全球的温室效应中，填埋气中的甲烷、二氧化碳等气体是造成全球气候变暖的气体之一，如果这些沼气直接排放到大气中，不仅会对环境造成污染，当夏天温度升高时极易爆炸，同时更是一种能源浪费。垃圾填埋气发电采用了完整地垃圾沼气收集和利用理念，通过先进的垃圾沼气收集系统，输送系统，沼气净化系统和沼气发电系统，将垃圾沼气完全利用，产生电力，并入城市大电网之中，向电力用户提供清洁能源。因此，现阶段垃圾填埋气发电是一种既能有效利用废气资源发电，又能减少空气污染的无害化处理方式，是符合国家“节能减排”提倡的大方向目标的项目，是典型的“低碳经济”。现今沼气发电理论和设备在全球发展是成熟的，已经有数十年的发展和应用的历史。

    在我国，垃圾填埋气发电项目已经在杭州、北京、上海、天津、深圳等城市试点商业化运行。这些项目不仅能通过利用废气发电获得发电收益，同时垃圾填理场填埋气发电是减排填埋场温室气体排放的有效措施，已纳入了联合国清洁发展机制(CDM）项目资助范围，项目可以根据《京都议定书》、《清洁发展机制项目运行管理办法》向联合国申报CDM（清洁发展机制）项目，通过世界上的“碳交易市场”从欧盟、美国、日本等发达国家获得二氧化碳减排额外收益。由此看出，投资填埋气发电项目具有较好的环境效益和经济效益。我国目前拥有大量垃圾填埋场，但垃圾填埋气发电应用范围还不广，利用率仍比较低。作为能源消费大国，我国利用垃圾制造沼气发电的市场前景是十分广阔的。

    垃圾填埋气发电市场目前属于朝阳行业，投资填埋气发电市场不像垃圾焚烧发电厂一样存在二次污染需要处理，在沼气被集中收走后，还可增加垃圾场20%的填埋库容量。目前全国共建成并投入商业运营的填埋气发电厂有24家左右，但由于国家这两年大力提倡的“节能减排”目标，2010年在建的项目增多到20多个。全国各地的垃圾填埋场沼气发电项目分布不均，大部分集中在华东、东部沿海等发达城市，在偏远地区，特别是西北、西南地区，市场占有比例非常小，潜在市场巨大。目前填埋气发电市场上项目公司多采用合资企业的性质经营，项目设备大部分依靠进口，技术和市场均处于成长阶段，市场进入壁垒不高，易于进入。