秸秆沼气发电节能评估报告.docx

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秸秆沼气发电节能评估报告

第一章评估依据及范围

1.1评估依据

1.1.1相关法律、法规

（1）《中华人民共和国节约能源法》（中华人民共和国主席令【2007】第77号）；

（2）《中华人民共和国可再生能源法》（中华人民共和国主席令【2009】第23号）；

（3）《中华人民共和国清洁生产促进法》（中华人民共和国主席令【2002】第72号）；

（4）《中华人民共和国循环经济促进法》（中华人民共和国主席令【2008】第4号）；

（5）《《中华人民共和国计量法》（中华人民共和国主席令【1985】第28号）；

（6）《国务院关于加强节能工作的决定》（国发【2006】28号）；

（7）《重点用能单位节能管理办法》（原国家经贸委令【1999】第7号）

（8）《节约用电管理办法》（国经贸资源［2000］1256号）；

（9）《山东省节约能源条例》（鲁政发〔2009〕94号）；

（11）《山东省资源综合利用条例》；

（12）《山东省节能监察办法》；

（13）《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》（中华人民共和国国家发展和改革委员会令第6号）。

1.1.2相关规划

（1）《国家能源“十一五”规划》；

（2）国家《可再生能源中长期发展规划》；

（3）国家《节能中长期专项规划》；

（4）《山东省可再生能源中长期发展规划》。

1.1.3行业准入条件

（1）《国务院关于调整固定资产投资项目资本金比例的通知》（国发[2009]27号）；

（2）山东电力集团公司对项目接入系统方案的批复（鲁电集团发展[2010]617号文）；

（3）省国土资源厅对项目用地的预审意见（鲁国土资字[2010]700号文）；

（4）山东省环境保护厅对项目环境影响报告书的批复（鲁环审[2010]121号文）；

（5）济南市规划局同意项目选址的复函（济规管函【2010】632号）。

1.1.4产业政策及指导性文件；

（1）国家《产业结构调整指导目录（2005年本）》（国家发展改革委令[2005]第40号）；

（2）国家《可再生能源产业发展指导目录》（国家发展改革委发改能源[2005]2517号）；

（3）《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》；

（4）国家发展改革委《可再生能源发电有关管理规定》（发改能源【2006】13号）；

（5）《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》（2005年7月，国发[2005]22号）；

（6）《关于印发资源综合利用目录（2003年修订）的通知》（2004年1月，发改环资[2004]73号）；

（7）《2000-2015年新能源和可再生能源产业发展规划要点》（2000年8月，国家经贸委）；

（8）《国家发展改革委关于印发〈可再生能源发电有关管理规定〉的通知》（2006年1月，发改能源[2006]13号）；

（9）《节能节水专用设备企业所得税优惠目录》（2008年版）；

（10）《环境保护专用设备企业所得税优惠目录》（2008年版）；

（11）《“十一五”十大重点节能工程实施方案》；

（12）《节能中长期专项规划》（发改环资【2004】2505号）；

（13）《节能技术改造项目节能量确定原则和方法》；

（14）《节能项目节能量审核指南》（国家发改委）；

（15）《山东省人民政府办公厅关于切实做好固定资产投资项目节能评估审查工作的通知》；

（16）《山东省人民政府办公厅关于进一步严格控制高耗能行业固定资产投资项目建设的通知》；

（17）《关于印发山东省企业技术改造项目节能评估审查暂行办法的通知》（鲁经贸改字[2007]236号）；

（18）《山东省节能减排综合性工作实施方案》；

1.1.5相关标准及规范

（1）《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB17167-2006；

（2）《综合能耗计算通则》GB/T2589-2008；

（3）《单位产品能源消耗限额编制通则》GB/T12723-2008；

（4）《企业节能量计算方法》GB／T13234—2009；

（5）《工业企业能源管理导则 》GB/T15587-2008；

（6）《评价企业合理用电技术导则》GB/T3485-1998；

（7）《评价企业合理用热技术导则》GB/T3486-1993；

（8）《供配电系统设计规范》GB/T50052-1995；

（9）《节电技术经济效益计算与评价方法》GB/T13471-2008；

（10）《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB/T50264-1997；

（11）《设备及管道绝热技术通则》GB/T4272-2008；

（12）《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003；

（13）《公共建筑采暖空调能耗限额》DB37/935-2007；

（14）《建筑照明设计标准》GB50034-2004；

（15）《建筑采光设计标准》GB/T50033-2001；

（16）《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008；

（17）《公共建筑节能设计标准（山东省）》DBJ14-036-2006；

（18）《工业企业总平面设计规范》GB50187-1993；

1.1.6节能技术

（1）《中国节能技术政策大纲（2006年）》（国家发展改革委）；

（2）《中国节水技术政策大纲》（国家发改委2005年）；

（3）《建筑节能技术政策》（建设部建科【1996】530号）。

1.1.7工程项目有关文件

（1）项目单位关于编制本项目节能评估报告书的委托书；

（2）《XX秸秆沼气发电项目申请报告》；

（3）与项目有关的其他技术资料。

第二章项目概况

2.1建设单位基本情况

2.2项目基本情况

2.2.1项目名称：

XX秸秆沼气发电项目

2.2.2建设地点：

厂址位于长清区归德镇李官村东侧，东靠双玉路，南邻长兴路。

2.2.3项目性质：

秸秆沼气发电项目

2.2.4建设规模：

5×500KW秸秆沼气发电机组

2.2.5建设内容：

包括沼气制备及发电工程的生产、生产附属及辅助工程，以及配套生产3000t叶面肥、3531t有机复合肥工程。

2.2.6项目工艺方案：

玉米秸秆在收割时即按要求粉碎至1—2cm，进厂后先放入贮青池内贮存；猪、牛粪便进行粪砂分离后送入液粪罐；将经过前处理的秸秆、液粪按照4:

1:

1的比例加入到混合罐中进行预处理，预处理完成后将料泵入消化反应器中进行消化发酵，在消化发酵过程中需维持发酵环境PH值不低于6，同时保持罐内发酵温度36~38℃（冬季可适当采用蒸汽加热）；发酵产生的沼气经气水分离、脱硫净化后进入储气柜储存；成品沼气经沼气发电机组产生电能和热能，电能其中少部分用于项目自用，剩余大部分则电力上网，热能用于项目发酵保温及沼渣烘干；发酵后剩余的沼液和沼渣进入沼渣沉淀罐进行沉淀分离，沼液部分经过灌装制成高效叶面肥外售，其余回流到预处理罐中循环利用，沼渣则经脱水、烘干、造粒等加工成有机固体肥用于农业生产。

2.2.7总平面布置：

本项目位于山东海伦环保科技发展有限公司原有厂区用地的东北部，南面靠近原有生产车间，新建项目用地面积为4.2493公顷。

本项目结合厂区现状，合理布置新建建构筑物。

厂区南面有一个原有生产车间，新建建构筑物布置在其北面。

按工艺流程布置如下：

东面靠近主入口有两个贮青池，贮青池的西面布置液粪坑（2个）、液粪贮罐（2个）、沼气储柜，贮青池、混合预处理罐（2个）、综合厂房、消化发酵罐（8个）、沼渣沉淀罐（2个），最西面布置一座办公楼。

办公楼前布置一个绿化广场，为厂区提供一个良好的办公环境。

新建建、构筑物结合厂区现状，兼顾原有建、构筑物的布置特点，使之建成后各部分成为有机的整体。

本项目利用厂区原有一个主出入口，各厂房均有道路可直达，满足运输及消防要求。

贮青池侧面土地全部硬化，满足玉米秸秆运输装卸的要求。

在绿化设计中，在道路两侧均布置有绿化带，将各建筑物四周充分绿化，营造出一个环境优美，空气清新的生产环境。

从整体布局来看，结合原有道路，力求做到了工艺流程合理，分区明确，布置紧凑，管线短捷，便于管理和运输。

（详见附图1：

厂区总平面布置图）

2.2.8主要经济技术指标

序号

指标

单位

数量

备注

1

建设规模

KW

5×500

新建项目用地面积

公顷

4.2493

新建建筑面积

m2

3327

新建建构筑物占地面积

m2

10578

新建道路和硬地面积

m2

9900

新建绿化面积

m2

8650

2

产品方案

发电

万kWh/年

1227

蒸汽

万t/年

2.1

有机复合肥

吨/年

3531

50kg包装

叶面肥

吨/年

3000

50L包装

3

项目总投资

万元

7902.49

3.1

其中：

建设投资

万元

7776.49

3.2

铺底流动资金

万元

126.00

4

全厂定员总计

人

30

4.1

其中：

工人

人

24

4.2

管理技术人员

人

6

5

全年生产天数

d

300

6

主要原材料、动力年需要量

玉米秸秆

t/a

30000

猪粪

t/a

7500

牛粪

t/a

7500

水

t/a

27000

7

年销售收入

万元

2881.94

正常年

8

静态投资回收期（Pt）

a

8.25

9

财务内部收益率（FIRR）

%

10.24

10

经济内部收益率（EIRR）

%

13.84

11

财务净现值（ic=8%）

万元

1823

12

经济净现值（ic=8%）

万元

2284

2.2.9项目进度计划

根据具体情况及施工技术力量，按照《火力发电厂工程施工组织设计原则》安排实施进度如下：

施工图设计2011.01～2011.03

设备招标及订货2011.03～2011.05

土建施工2011.05～2011.09

设备安装及调试2011.09～2011.11

试生产2011.12

正式投产2011.12

2.3项目用能概况

2.3.1主要供、用能系统及设备选择：

本项目主要供、用能系统包括沼气制备系统、沼气净化脱硫系统、沼气加压系统、余热回收系统等；主要用能设备选择如下：

1、沼气制备系统用能设备

序号

设备名称

型号及规格

单位

数量

备注

1

混合预处理罐

Ø=16m,V=2500m3

台

1

2

消化发酵罐

Ø=16m,V=2000m3

台

1

3

沼渣脱水装置

套

1

4

沼渣烘干机

台

4

5

圆盘造粒机

台

6

6

皮带输送机

台

6

7

封包机

台

12

8

冲瓶机

台

8

9

灌装机

台

10

2、沼气净化脱硫系统用能设备

序号

设备名称

型号及规格

单位

数量

备注

1

脱硫塔

φ2.33×6m，不锈钢材质

套

6

2

风机

台

2

3

阻火器

DN300

台

1

4

阻火器

DN50

台

1

5

火炬

配套

台

1

6

配套管道、阀门及仪表

配套

套

3、沼气加压系统用能设备

罗茨风机2台

流量20m3/min

压力10KPa

转速1600rpm

功率3.34KW

4、余热回收系统用能设备

序号

设备名称

型号及规格

单位

数量

备注

1

烟气余热锅炉

RFQ-50

套

5

2

给水泵

GC5*7

台

2

3

全自动软化水装置

Q=3m3/h

台

1

4

全自动控制柜

HNKZ01

台

1

2.3.2能源消耗种类、数量及能源使用分布情况：

本项目能源消耗种类主要为玉米秸秆、猪粪、牛粪、新鲜水和电能，年消耗量分别为3万t、0.75万t、0.75万t、2.7万t，年发电量为1227万kwh，年供电量为1131万kwh。

玉米秸秆、禽畜粪便发酵产生的沼气，作为燃料进入沼气发电机组发电；新鲜水经处理后供给各工艺系统。

第三章能源供应情况分析评估

3.1项目所在地能源供应条件及消费情况

3.1.1秸秆、粪便

1）项目所在地秸秆、家畜粪便资源情况

项目所在地济南市长清区，位于山东省中部，东倚泰山，西濒黄河，2001年撤县设区，成为济南市的西部新城区。

全区土地总面积1178平方公里，其中耕地面积37330公顷（56万亩），主要农作物种类包括小麦、玉米、地瓜、花生、谷子、豆类等，常年农作物总播种面积105万亩，其中：

小麦35万亩，玉米34万亩，谷子2万亩，豆类2.1万亩，花生7.6万亩，地瓜11.5万亩，蔬菜及其他作物12.8万亩。

粮食作物总产量32.05万吨，其中：

小麦11.61万吨，玉米14万吨，谷子0.5万吨，地瓜5.55万吨，豆类0.36万吨，其他0.03万吨。

玉米秸秆资源：

全区玉米秸秆年产量在60万吨左右，丰年65万吨，欠年55万吨。

其中：

秸秆用于还田26.4万吨，牲畜饲料用量为8.8万吨，炊事采暖用量为6万吨，沼气生产用量6万吨，集中存放12.8万吨。

如果有经济效益，秸杆还田和集中存放的秸杆量均可作为秸秆发电的原料，数量约39.2万吨。

长清区主要农作物秸杆资源（常年）分乡镇、街道情况见下表

乡镇（街道）

耕地面积（亩）

秸杆产量（万吨）

可利用量（万吨）

文昌办事处

64169

7

2.4

平安办事处

58715

6.5

4

归德镇

102438

12

8.2

孝里镇

65539

7

5

崮云湖办事处

20103

2.2

1.5

张夏镇

45107

5

3.1

万德镇

62082

6.6

4.4

五峰山办事处

35809

4.5

3.5

马山镇

48656

5.6

3.5

双泉乡

48094

5.6

3.6

合计

550712

62

39.2

家畜粪便资源：

全区2008年各类养殖小区已达120处，其中奶牛小区17个，养猪小区42个，其它养殖小区5个。

达到标准化养殖小区35处，生态养殖小区20处，畜牧经济专业合作社已发展到140个。

全区大牲畜存栏11.1万头，其中，肉牛存栏9.71万头,奶牛存栏1.16万头；生猪存栏33.8万头，可繁母猪3.19万头。

有大型养殖场5家，分别是长清区万泉奶牛养殖专业合作社、长清区汇富源奶牛合作社、济南融汇农牧科技发展有限公司、长清区通达养猪场、长清区华新集团养猪场，仅此5家畜牧养殖场每年就可产家畜粪便5.85万吨，可利用粪便4万吨。

2）项目所在地秸秆、家畜粪便资源利用情况

虽然长清区秸秆、家畜粪便资源丰富，但是到目前为止，全区尚没有生物质发电厂、造纸厂、大型沼气制备厂等秸秆、家畜粪便消耗大户。

近年来，尽管全区积极实施“一池三改”生态家园富民工程，大力推广户用沼气，已建成户用沼气池2.8万个。

并且规模化畜牧养殖场（小区）均建有沼气池，全区约有150多座，但沼气池规模不大，基本上均为20多立方米的规模，仅供畜牧养殖场（小区）本身做生活使用。

全区常年闲置可利用秸秆约为39.2万吨，家畜粪便4万余吨，可为本项目的资源利用提供有力保障。

3.1.2水

长清开发区处在长孝富水带，区西北侧有一地质断层与市区地下水相隔，是相对独立的地下水富集区，是济南市的地下储备水源地，地下水资源可利用量为17719万立方米，为国家一级水质。

地下水属第四系空隙潜水—微承压水，含水层（组）主要为粉土、中砂及粗砂混卵石，本次勘探期间为平水期，测得场地各勘探孔地下水位埋深7.13～9.66ｍ，水位标高18.95～20.01ｍ，地下水年变幅3.0～4.0ｍ。

地下水主要受大气降水补给，其次为下伏裂膝岩溶水顶托补给，排泄途径除人工开采外，由南向北径流排泄区外。

3.1.3电力

2010年，长清区仅有1座公用电厂和1座企业自备电厂，装机容量1.05万千瓦。

2009年全区最大用电负荷11.5万千瓦，全社会用电量5.82亿千瓦时，接收区外电力10.5万千瓦，用电供需矛盾突出，属于典型的受端电网。

3.2项目能源消费对当地能源消费的影响

3.2.1秸秆、粪便

本项目利用秸秆、家畜粪便制备沼气发电、供热，生产清洁能源，不仅可以充分利用长清区大量闲置秸秆、家畜粪便资源，减少秸秆焚烧及家畜粪便带来的环境污染压力，还可以使附近村民得到切实的经济利益。

本项目资源开发利用合理有效，项目的实施可以起到为附近村民增收、降低当地政府的环保压力及为企业带来经济效益与社会好评的效果，最终达到三方共赢的良好局面。

项目承办单位山东海伦环保科技发展有限公司已与长清区归德镇人民政府、长清区万泉奶牛养殖专业合作社、济南融汇农牧科技发展有限公司分别签订了秸秆、牛粪、猪粪的供货协议（见附录），确保本项目原材料的供给。

3.2.2新鲜水

本项目建成后用水主要包括生产用水和生活用水两部分，日用水量约90m3/d，本项用水主要采用地下水。

本项目所在厂区现有深水井1眼，供水能力约80m3/h，尚有60m3/h供水能力的富裕，可以本满足本项目用水要求。

本项目所在厂区现有3000m3雨水蓄水池一座，收集雨水作为本项目的第二水源。

雨水蓄水池内有雨水可用时，沼气制备系统优先采用雨水，以节约新鲜水。

第四章项目建设方案节能评估

4.1项目选址、总平面布置对能源消费的影响

4.1.1项目选址

本项目推荐厂址位于长清区归德镇李官村东侧，东靠双玉路，南邻长兴路，紧邻国道220和省道104，交通便捷；在秸秆资源生产中心位置，除靠近该公司生猪养殖场外，距佳宝养牛场和其他养猪场粪均在5公里内；厂址距并网点不足1公里。

厂址的交通条件、资源收购、接入系统、水源条件较好。

从选址角度分析，可减少项目燃料收集运输、水源供给和供电、供热等过程的能源消耗。

4.1.2总平面布置

本项目位于山东海伦环保科技发展有限公司原有厂区用地的东北部，南面靠近原有生产车间，新建项目用地面积为4.2493公顷。

本项目结合厂区现状，合理布置新建建构筑物。

厂区南面有一个原有生产车间，新建建构筑物布置在其北面。

按工艺流程布置如下：

东面靠近主入口有两个贮青池，贮青池的西面布置液粪坑（2个）、液粪贮罐（2个）、沼气储柜，贮青池、混合预处理罐（2个）、综合厂房、消化发酵罐（8个）、沼渣沉淀罐（2个），最西面布置一座办公楼。

办公楼前布置一个绿化广场，为厂区提供一个良好的办公环境。

新建建、构筑物结合厂区现状，兼顾原有建、构筑物的布置特点，使之建成后各部分成为有机的整体。

总图主要技术经济指标

序号

指标

单位

数量

备注

建设规模

KW

5×500

新建项目用地面积

公顷

4.2493

新建建筑面积

m2

3327

新建建构筑物占地面积

m2

10578

新建道路和硬地面积

m2

9900

新建绿化面积

m2

8650

厂区总平面布置的原则是根据生产工艺的要求，结合厂址现有的具体情况，在满足防火、卫生、环保、交通运输和未来发展的前提下，力求减少占地，节约投资，有利生产。

本项目利用厂区已有生活区，不再新建；利用原有一个主出入口，各厂房均有道路可直达，满足运输及消防要求；贮青池侧面土地全部硬化，满足玉米秸秆运输装卸的要求；在绿化设计中，在道路两侧均布置有绿化带，将各建筑物四周充分绿化，营造出一个环境优美，空气清新的生产环境。

从整体布局来看，结合原有道路，力求做到了工艺流程合理，分区明确，布置紧凑，管线短捷，便于管理和运输。

从节能的角度分析，方案布置紧凑，各种工艺管线较为短捷，占地小、能源消费相对较少，是合理的。

4.2项目工艺流程、技术方案对能源消费的影响

4.2.1项目工艺流程图：

见复印的流程图。

4.2.2工艺流程简述

本项目建设5台500GF-NK型沼气发电机组，4台运行，1台作为检修备用机组。

工艺流程为：

玉米秸秆在收割时即按要求粉碎至1—2cm，进厂后先放入贮青池内贮存；猪、牛粪便进行粪砂分离后送入液粪罐；将经过前处理的秸秆、液粪按照4:

1:

1的比例加入到混合罐中进行预处理，预处理完成后将料泵入消化反应器中进行消化发酵，在消化发酵过程中需维持发酵环境PH值不低于6，同时保持罐内发酵温度36~38℃（冬季可适当采用蒸汽加热）；发酵产生的沼气经气水分离、脱硫净化后进入储气柜储存；成品沼气经沼气发电机组产生电能和热能，电能其中少部分用于项目自用，剩余大部分则电力上网，热能用于项目发酵保温及沼渣烘干；发酵后剩余的沼液和沼渣进入沼渣沉淀罐进行沉淀分离，沼液部分经过灌装制成高效叶面肥外售，其余回流到预处理罐中循环利用，沼渣则经脱水、烘干、造粒等加工成有机固体肥用于农业生产。

本项目拟引进德国穆保环境技术咨询有限公司的技术，该技术成熟，工艺系统合理、先进，既能解决家畜业污染问题，又为社会提供清洁的能源，为场内和周边农民提供无害化优质有机肥料，特别适合于无公害农产品生产，符合生态农业的需要，也是农业可持续发展的必然需求。

项目的实施，将会改善农村居民生产和生活条件，减少养殖小区的粪便污染，促进现代农业的可持续发展。

项目本身也具社会效益显著，且有一定的经济效益，除发电外，产生的沼渣、沼液是优质的无公害有机肥料，可用来发展无公害农产品基地，实现农业增效。

4.3主要用能工艺和工序及其能耗指标和能效水平

4.3.1主要用能工艺

本项目主要供、用能系统包括沼气制备系统、沼气净化脱硫系统、沼气加压系统、余热回收系统等；

4.3.2主要用能工序

1）、沼气制备系统用能设备

序号

设备名称

型号及规格

单位

数量

备注

1

混合预处理罐

Ø=16m,V=2500m3

台

1

2

消化发酵罐

Ø=16m,V=2000m3

台

1

3

沼渣脱水装置

套

1

4

沼渣烘干机

台

4

5

圆盘造粒机

台

6

6

皮带输送机

台

6

7

封包机

台

12

8

冲瓶机

台

8

9

灌装机

台

10

2）、沼气净化脱硫系统用能设备

序号

设备名称

型号及规格

单位

数量

备注

1

脱硫塔

φ2.33×6m，不锈钢材质

套

6

2

风机

台

2

3

阻火器

DN300

台

1

4

阻火器

DN50

台

1

5

火炬

配套

台

1

6

配套管道、阀门及仪表

配套

套

3）、沼气加压系统用能设备

罗茨风机2台

流量20m3/min

压力10KPa

转速1600rpm

功率3.34KW

4）、余热回收系统用能设备

序号

设备名称

型号及规格

单位

数量

备注

1

烟气余热锅炉

RFQ-50

套

5

2

给水泵

GC5*7

台

2

3

全自动软化水装