大型沼气发电资源综合利用工程可行性实施计划书

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1、目 录第一章总论11.1项目概况11.2项目的编制原则、依据和容51.3简要结论71.4项目主要技术经济指标8第二章项目背景与市场预测分析102.1项目建设的必要性102.2项目建设的可行性162.3市场供求分析202.4产品市场分析24第三章建设规模与产品方案253.1建设规模253.2产品方案26第四章建厂条件与厂址方案274.1建厂条件274.2厂址方案27第五章工程技术方案及设备选择295.1工艺选择与设计原则295.2 工艺技术方案比选305.3选择方案的工艺流程335.4工艺单元设计及设备选型425.5发电系统47第六章土建576.1土建工程方案576.2建筑设计586.3结构设计

2、596.4主要构筑物60第七章原材料及其供应617.1 原材料供应617.2 燃料动力61第八章总图运输与公用工程628.1 概述628.2 给、排水工程638.3 供热工程648.4 采暖通风工程648.5 供电工程668.6 通信设施67第九章节能分析689.1用能标准和节能规689.2节能措施69第十章环境保护、劳动安全与消防7210.1 环境保护7210.2 职业安全与卫生7510.3 消防77第十一章企业组织劳动定员7911.1 企业组织7911.2 工作制度7911.3 劳动定员79第十二章项目实施规划与招投标管理8112.1项目实施规划8112.2招投标管理82第十三章投资估算与

3、资金筹措8413.1 编制依据及投资估算8413.2 投资估算8415.3 融资方案8715.4 资金投资投入计划87第十四章财务评价8814.1 财务评价基础数据与参数选取8814.2 营业收入估算8914.3 成本费用估算8914.4 财务评价指标9114.5敏感性分析9314.6 财务评价结论94第十五章综合效益分析9615.1 能源效益9615.2 生态效益9615.3 经济效益9615.4 社会效益97第十六章结论与建议9916.1 结论9916.2 建议99一、 附件 1、现代牧业企业法人营业执照 2、现代牧业税务登记证 3、现代牧业组织机构代码证二、 附图 1、项目建设区位图 2

4、、现代牧业牧场10000头奶牛养殖规模建筑规划图113 / 115第一章 总 论1.1项目概况1.1.1项目名称及承办单位项目名称：现代牧业大型沼气发电资源综合利用工程项目项目承办单位：现代牧业1.1.2建设地点市经济技术开发区辽河镇西乌兰花村,根据谷歌地球记录,乌兰花村位于东经1221519.201221645.70、北纬435018.60435030.02之间。本项目中心点位于东经1221613.50、北纬435023.50。1.1.3 企业概况现代牧业位于市经济技术开发区辽河镇西乌兰花村。法人代表：高丽娜。现代牧业以先进的技术为依托,立足于奶源充足的当地和周边地区,发展集奶牛饲养、牧草种

5、植、饲料加工、原奶生产销售一体化的奶业基地,所生产原奶全部供应蒙牛集团。目前,现代牧业集团股份公司在全国围建设大型奶牛养殖基地可最大限度的发挥自身优势,为蒙牛集团提供充足优质奶源。牧场的设计采用了世界最先进的散栏式工业化养牛方式,实现全自动的TMR喂养、全自动清粪、全自动挤奶及全自动粪污处理,达到了规模最大、自动化程度最高、奶牛品质最优、管理最先进、饲喂最科学的国五之最,同时牧场将引进国外最先进的机器人挤奶设备、转盘及鱼骨式挤奶设备。牧场在规划设计时充分考虑了环境保护的问题,每万头奶牛将投资建设一个大型沼气能源环境工程,最终实现一万头奶牛的牧场所有废弃物达到零排放处理。1.1.4建设目标通过热

6、电肥联产沼气工程的建设,遵循废弃物减量化、资源化、无害化与生态化的原则,建设现代牧业大型沼气发电资源综合利用工程,处理10000头奶牛的粪污,生产清洁电力,减少奶牛场环境污染,减排温室气体。沼气用于发电,电力上网出售,发酵后的沼液、沼渣作为优质有机肥料用于周边饲料地、果园。既开发了生物质,有效利用了资源,达到污染治理、能源回收与资源再生利用的多重目的,构建牧场种养殖循环经济体系,实现农牧业可持续发展。该工程整体水平达到国际先进,国领先,并对其它牧场粪污处理起到示带动作用。1.1.5建设规模现代牧场存栏奶牛10000头平均体重600kg,日收集牛粪量350t,干物质63 t/d,牛尿量200t,

7、挤奶厅废水量120t,其他有机废弃物量废水30 t,牛床垫料90t,共计790t。另外夏季牛舍喷淋用水250t,因此夏季共计1040t,全年平均的粪污处理量为1000t/天。根据每天粪污量,拟建设项目如下：1沼气池外体积28000m3,有效容积18900 m3,气室部分容积为2720 m3。分为八组独立的沼气池,每组有效容积2363 m3；2500KW沼气发电机组3台两用一备。1.1.6产品方案1年产沼气584万m3,用来发电,年发电量为912.5万度；2年产沼渣有机肥1.03万吨；3年产沼液肥33.64万吨。1.1.7建设期限本项目建设期限为12个月。1.1.8投资规模和效益情况1、项目投资

8、规模项目总投资2894.16万元,其中建设投资2875.32万元,铺底流动资金18.84万元。本项目建设投资中,建筑工程费用为1208.44万元,设备购置费为1200.00万元、安装工程费为48.60万元,工程建设其他费用为255.53万元、预备费为162.75万元。2、项目资金筹措根据项目建设单位投融资方案和财务状况,本项目建设资金由现代牧业自筹解决。3、项目效益情况 本项目建成投产后,正常运营年份可实现营业收入1035.90万元,其中发电供电收入684.38万元、有机肥收入含沼渣、沼液351.52万元。由于折旧摊销影响,本项目前十年均为亏损运营状态,第十年后才能实现盈利,其中每年实现利润总

9、额133.40万元、税后净利润100.05万元。 根据项目营业收入与成本费用数据计算,本项目总投资收益率为1.14%、资本金净利润率为0.82%,项目全部投资税前财务部收益率为1.77%、财务净现值为-617万元、投资回收期14.42年。上述项目财务评价指标表明,本项目投资收益率水平明显低于基准收益率5%,财务净现值小于零,投资回收期大于预期投资回收期12年,表明项目财务盈利能力和生存能力均较差,无法达到基准收益水平,项目自身的经济性不佳。然而,由于本项目的运营符合联合国气候变化框架公约形成的CDM清洁发展机制项目申请注册条件,建议本项目积极申请CDM项目,通过获得温室气体减排量CERs收益来

10、改善项目的经济效益,促进本项目的正常和持续运营。由于本项目是采用畜禽养殖场产生的粪污发酵产生的沼气发电,属于应用生物质能替代煤炭的可再生能源开发项目。根据项目运营规模,本项目正常运营年份每年发电量相当于替代火力发电9125万千瓦时,按华北区域电网基准线排放因子0.9914tCO2/MKW计算,相当于每年减少二氧化碳排放量9047吨。按目前CDM项目碳交易价格CER价格12欧元/吨计算,本项目每年获得100.37万元人民币欧元汇率按100:924.57计算的减排量CERs收益。考虑注册申请CDM需要一定时间,本项目按经营期第三年开始获得CERs收益计算,则本项目计算期可获得1204.44万元CE

11、Rs总收益。按照获得CERs收益计算,本项目全部投资税前财务收益率提高至5.73%,高于基准收益率5%；全部投资税前财务净现值提高至151万元,大于零；投资回收期缩短至11.44年,短于基准回收期12年；故本项目考虑CERs收益后,项目盈利能力和生存能力均可满足项目基准指标。因此,本项目虽然自身的直接经济性不佳,但是通过申请注册CDM项目获得CERs收益,可以有效改善项目运营能力和经济效益指标,促进项目正常生产运营。1.2项目的编制原则、依据和容1.2.1编制原则1、根据项目建设条件,遵循合理、经济、节约、实用的原则。2、立足当地的资源优势,采用可靠的工艺技术,合理利用建设投资,提高经济效益。

12、3、建设程设计和工艺设计必须采用目前国先进、成熟的工艺、设备和材料。4、各种数据做到真实、可靠、准确,且符合国家有关财税制度。5、遵守环境保护法,并遵守三同时的设计原则。6、自动化程度高,设有计算机集中监控管理系统,使用维修方便。7、具有很好的示效应和可参观性。1.2.2编制依据现代牧业大型沼气发电资源综合利用工程可行性研究报告委托协议书；现代牧业提供的数据与资料；投资项目可行性研究指南中国电力出版项目建设应遵循和执行的国家和政府有关法律、法规：农业部全国沼气工程建设规；中华人民国可再生能源法；可再生能源发展十一五规划发改能源2008610号；全国农村沼气工程建设规划2006-2010农计发2

13、0077号；畜禽养殖污染防治管理办法国家环境保护总局令第9号；畜禽养殖业污染物排放标准GB18569-2001；沼气工程技术规NY/T1220-2006；规模化畜禽养殖场沼气工程设计规NY/T1222-2006；国家环保部畜禽养殖业污染物排放标准GB18596-2001国家环保部畜禽养殖业污染防治技术规HJ/T81-2001沼气工程技术规NY/T 1220.152006 规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程NY/T 1221-2006规模化畜禽养殖场沼气工程设计规NY/T 12222006沼气发电机NY/T 12232006国家发改委关于完善农林生物质发电价格政策的通知发改价格2

14、0101579号国家农业部、发改委农业部办公厅、国家发改委办公厅关于做好养殖业大中型沼气工程可行性研究报告和初步设计文件编制及审核工作的通知1.2.3编制容本项目承担现代牧业大型沼气发电资源综合利用工程的可行性研究报告。主要研究容为：根据国家产业政策和行业政策,就项目投资的必要性,市场预测,产品方案及生产规模,工艺技术方案,建厂条件和厂址方案,公用工程和辅助设施方案,节能,环境保护,劳动保护和安全卫生,投资估算与经济分析等进行研究,为有关部门和企业提供决策依据。1.3简要结论本项目对养殖场产生粪便和污水进行厌氧消化处理,产生沼气、沼气发电清洁能源,利用沼渣、沼液进行土壤改良及耦合灌溉,实现了种

15、植、养殖、加工、沼气、肥料五环产业并举和互补型农业生产良性循环的目标,为发展现代农业,建设社会主义新农村、促进当地环境保护等工作起到积极作用。本项目技术工艺路线严密、科学、合理,投资规模适度,项目建设单位经营状况良好,有着较强的投资能力、管理能力与实施能力。同时,作为一项有益于环境保护及能源再生利用的工程,本项目社会、环境综合效益显著。但是从项目财务评价的结果表明,本项目投产后经济效益不佳,项目自身财务效益不能满足基准收益水平。然而,本项目通过申请注册清洁发展机制Clean Development Mechanism,CDM项目,以获得二氧化碳减排收益CERs,可以有效改善项目的财务生存和运用

16、能力,使本项目财务效益满足项目基准收益水平和持续经营能力。因此,本项目具有显著且良好的生态环境效益和经济社会效益,实施建设是可行的,必要的,也是迫切的。1.4项目主要技术经济指标 主要技术经济指标表序号名 称单位数量一产品方案1 沼气万立方米/年5842 沼渣有机肥万吨/年1.033 沼液万吨/年33.644 发电量万千瓦时/年912.5二建设容1 建筑物平方米859.752 构筑物立方米78613.27三运营指标1 全年生产天数天3652 全厂定员人12 其中：生产人员人10 行政技术人员人2四经济数据1 总投资万元2894.16 其中：建设投资万元2875.32 铺底流动资金万元18.84

17、2 销售收入正常年万元/年1035.90 其中：发电销售收入万元/年684.38 有机肥销售收入万元/年351.523 总成本费用年均万元1002.32 其中经营成本万元/年835.754 利润总额第十年以后万元/年133.405 企业所得税第十年以后万元/年33.356 税后利润第第十年以后万元/年100.05五财务评价指标1 总投资收益率1.14%2 资本金净利润率0.82%3 全部投资财务净现值税前,i=5%万元-6174 全部投资财务部收益率税前1.43%5 全部投资投资回收期税前年14.42第二章 项目背景与市场预测分析2.1项目建设的必要性2.3.1 保护环境、维持生态平衡的需要1

18、水体污染畜禽养殖场的污水中含有大量的污染物质,主要污染指标有BOD、COD、SS、大肠杆菌、蛔虫卵、氮和磷等。据环保部门对大型养殖场排出粪水的检测结果,COD超标5070倍,BOD超标7080倍,SS超标1220倍。按照目前我国规模化养殖场对环境污染的管理状况和正常水冲粪的流失率计算,已相当于具有一定规模的工业企业的污染物排放量。如果管理不善,这些高浓度畜禽有机污水排入江河湖泊中,将造成水质不断恶化,畜禽污水中的高浓度N、P是造成水体富营养化的重要原因；畜禽污水排入河流中,会使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡,严重威胁水产业的发展。畜禽粪便污染物不仅污染地表水,其有毒、有害成分还易渗入到地下

19、水中,严重污染地下水。它可使地下水溶解氧含量减少,水质中有毒成分增多,严重时使水体发黑、变臭,失去使用价值。畜禽粪便一旦污染了地下水,极难治理恢复,将造成持久性的污染,因此需要将养殖场的粪污进行处理,并进行综合利用。 国家能源结构调整的需要人类正面临着发展与环境的双重压力。经济社会的发展以能源为重要动力,经济越发展,能源消耗越多。尤其是化石能源消费的大量增加,人类将面临两个突出问题：一是带来的环境污染日益严重,二是地球上现存的化石能源即将枯竭。对此,世界上许多国家尤其是发达国家早已意识到发展清洁的可再生能源的重要性。如：美国的能源农场、德国的可再生能源促进法的颁布、日本的工程、荷兰的绿色能源等

20、。生物质能发电上网在德国、丹麦、奥地利、芬兰、法国、瑞典等国家的能源总量的比例为10%左右。德国在鼓励沼气发电上网的一系列优惠政策法规出台后,德国沼气工程呈现快速发展趋势,沼气发电工程的数量已由1992 年的139家发展到20XX底的2500多家,发电装机总量也由1999年的50MW 猛增到2004 年的300MW。随着我国经济水平的不断提高,能源的消费日益加大,国家开始高度重视可再生能源的发展,并于20XX2月28日正式通过了中华人民国可再生能源法,并制定实施了可再生能源法的配套政策,对备受关注的可再生能源发电价格与费用分摊、可再生能源发电管理等问题,做出了明确规定。毫无疑问,这些法规和政策

21、的实施需要一部分企业参与到可再生能源开发这项活动中来,同时也给牧场建设沼气发电工程带来了巨大的机遇。 公共卫生安全的需要畜禽粪便污水不仅污染水体和大气,而且也是人畜共患病的主要载体。畜禽粪便中不仅含有大量病原微生物、寄生虫卵,并且孽生蚊蝇, 造成人、畜传染病的蔓延。近年来由于人畜共患病,如疯牛病、禽流感、SARS的猖獗传播,促使人们充分意识到畜禽粪便污水治理的重要性和必要性。而厌氧消化技术则是防治人畜共患病的重要手段和措施,如：发生猪链球菌传染病时,凡是建设沼气池的猪场,都没有发生猪链球菌传染病；凡是有猪链球菌传染病的猪场,其粪污均未经过沼气发酵处理。现代牧业的主产品正是和人民群众身体健康息息

22、相关的乳制品,食品安全问题尤其重要。只有清洁、卫生的环境才能生产出安全、卫生、优质的牛奶。为了消除人畜共患病的危害,有必要采用厌氧消化技术对其进行无害化处理。 奶牛养殖规模化发展的需要规模化奶牛养殖可促进我国现阶段农业生产结构调整,增加农民收入,是奶牛养殖生产力进一步发展的客观要求,有利于加速奶牛养殖生产的专业化、商品化、现代化进程,是我国现代农业在市场竞争形势下的必然趋势。传统的奶牛养殖以分散饲养为主,由于规模小,无法容纳更多、更新的现代化奶牛养殖技术和实行现代化管理。而规模化奶牛养殖场则采用先进的养殖和管理技术,能大大提高奶牛养殖生产效率和饲料转换率,保证牛奶质量,降低生产成本,从而增加经

23、济效益。但是,集约化的饲养方式也造成了牛粪、尿过度集中和冲洗水的大量增加,如果不对其进行妥善处理,就会给环境带来严重污染。目前,我国畜禽养殖粪便污水已经成为部分地区污染的主要来源,引起了各级政府的高度重视。因此,规模化畜禽养殖污染的治理已经刻不容缓。保护草原生态环境的需要随着人类经济活动强度的增加和围的扩大,草场退化和沙化情况日益严重,有资料表明以草原过度农垦为主造成的沙漠化土地面积为44700km2,占沙漠化土地总面积的25.4%；以草原过度放牧为主的49900k m2,占总面积的28.3%；农牧交错地区,占北方沙漠化土地总面积的40.5%,特别是草原农垦区,如后山的草原农垦区,沙漠化土地面

24、积从50年代末期占农田面积的3%增加到70年代中期的13%,80年代后期的25%；半干旱地带波状沙质草原区,占36.5%,如科尔沁草原沙漠化土地的发展,从50年代末期占草原面积的20%,增加到70年代中期的53%,80年代后期的77.6%；如此严重的草原沙化问题,不仅严重的威胁到了草原当地人民的日常生活和身体健康,同时也影响了华北地区乃至全国的生态环境,近年来在北方各城市发生的沙尘暴现象已经给人们敲响了警钟,伴随着20XX绿色奥运的成功举办,保护草原及农业区域的生态环境、促进草原资源可持续利用已经得到了党和政府的高度重视。为了保护草原生态,有必要通过草牛粪污沼有机肥草的循环生态经济模式将植物营

25、养物质和水分回用于牧草和青贮饲料的种植。同时,是一个严重缺水的地区,将牧场产生的污水处理后循环利用也是十分必要的。2.3.2 促进农业资源综合利用,提高经济和社会效益的需要我国面临着巨大的能源与环境压力,国石油、煤炭资源日渐枯竭,每年的石油进口量达到9100万吨以上；同时,矿物能源的无节制使用,引起了日益严重的环境污染问题。我国天然气缺口很大,其中人均生活用气只是国的1/5,尤其是农村燃气供应缺口更大。要实现2020年国民经济翻两番的目标,保障可靠的燃气供应是必备条件,因地制宜的利用当地生物质能资源生产各种可再生能源成为当务之急。沼气归类于绿色能源,把它作为优质的燃料,将得到高品位的燃气；同时

26、沼气发电适用于大中小型沼气工程和规模化生产,必将发展形成前景广阔的新兴产业,产生良好的经济效益和社会效益。生产过程中产生的沼液、沼渣又是优质肥料,为生态农业的种植业所必需,因此,在强调可持续发展的大背景下,大力推广沼气工程建设是十分必要的。2.3.3 开发利用洁净可再生能源,实现可持续发展的需要沼气被人们开发利用已有几十年的历史了,沼气作为治理污染的一种途径,既治理了污染,又获得了能源和高效有机肥,一举多得。政府和人民都渴望着尽快用新能源来替代常规能源,改善用能环境,确保国民经济可持续发展,因此,沼气的开发利用已到了鼎盛时期。沼气发电使沼气由小型向大中型转变,使沼气利用转向专业化、规模化经营,

27、使经营者投资少,收益高。沼气发电的投资主要包括沼气发酵间、沼气净化系统、沼气发电设备。如不考虑沼液和沼渣后处理总投资可相对减少一半,沼液后处理主要是为了环保,不建沼气工程,也得建污染物指污水、垃圾、粪液等处理工程,单一的污染物处理项目投资大,运行费用高。如果建一座沼气发电工程及后处理系统来处理污水或垃圾,一般45年可收回总投资,使用寿命可达1520年。我国目前已建成沼气发电的工程很多,大到几千千瓦,小到几十千瓦,高碑店污水厂、潍坊汇源化工、安丘生物化工等、XX挂月酒精厂、天子岭、太仓酒精厂、宜兴生物化工厂等、等地先后都相续建成了沼气发电工程,获得了很好的经济效益和社会效益环保。仅胜动机械厂20

28、XX7-12月份就销出近50套沼气发电机组,总装机容量约2万kW。沼气发电,是解决有机物污染的好方法,它治理了环境,获得了绿色能源,还给农业生产提供了高效的有机肥,确保了粮食安全。一举多利,大有作为！能源是现代社会赖以生存和发展的基础,清洁燃料的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展,是国家战略安全保障的基础之一。我国是能源消耗大国,20XX一次能源消费量为7.5亿吨油当量,仅次于美国成为世界第二人能源消费国,到本世纪中叶我国全面达到小康水平时,一次能源的消费量将达到30多亿吨油当量。然而目前我国人均一次能源的消费量不到美国的118,仅为世界平均水平的13。与世界一次能源构成不同的是我国以煤

29、为主,煤占一次能源的比例为63.6%,由于煤的高效、洁净利用难度大,使用过程中已对人类的生存环境带来严重的污染。另一方面我国人均能源资源严重不足,人均石油储量不到世界平均水平的110,人均煤炭储量仅为世界平均值的12。预计到20XX,我国石油供需缺口 1亿吨,天然气缺口 400亿立方米。因此,开发洁净可再生能源已成为紧迫的课题。2.3.4减少温室气体排放的需要近年来,日益严重的全球变暖趋势受到世界各国的重视,温室气体减排越来越紧迫。1997年12月,联合国在日本京都召开了防止地球温暖化京都会议,京都预定书规定各国在2008-20XX间要将温室气体的排放总量在1990年的基础上削减5.2%。在印

30、尼巴厘岛召开的联合国气候变化大会和20XX4月的G20峰会都把减少化石能源消耗、发展可再生能源、保护人类共同的地球作为首要任务。甲烷的温室气体效应是CO2气体的21倍,温室气体效应20%来自甲烷。如有机废弃物得不到有效利用,产生的沼气就会成为造成温室效应的元凶。本项目的实施,对实现我国节能减排目标,推动我国可持续发展和构建和谐社会具有重要意义。2.2项目建设的可行性2.2.1技术保障现代牧业大型沼气发电资源综合利用工程利用奶牛鲜粪、牛尿和冲洗水作为发酵原料,经厌氧消化生产沼气,沼气用于发电上网,发电余热加温实现中温发酵。这些技术在国外已经很成熟,德用该技术已经建成2500多座农场粪污处理沼气发

31、电工程。我国沼气发电技术的研发已有二十多年的历史,特别是在近十年期间有一批科研单位、院校和企业先后从事了沼气发电技术的研究及沼气发电设备的开发,现已研制出24600kW纯燃沼气发电机组系列产品,如：太仓酒精厂使用的国产600kW的纯燃沼气发电机组；绵竹酒精厂5台国产200kW的纯燃沼气发电机组和XX挂月酒精厂8台国产180kW的纯燃沼气发电机组已成功运行多年。特别是十五期间,经过农业部沼气科学研究所与有关单位的联合攻关,我国沼气发电单台机组功率已经达到600kW,主要性能指标已接近国际水平,完全能满足国沼气工程沼气发电的需求。本工程的设计与建造是建立在：借鉴国外沼气发电工程的研究、设计、建造和

32、运行管理经验,使用国的农场沼气工程的技术及设备,从而使该工程的设计、建造和运行管理的质量得到可靠保证。2.2.2政策扶持国家中长期科学和技术发展规划纲要2006-2020明确将沼气等农林生物质综合开发利用列入国家重点发展领域。根据可再生能源中长期发展规划,到20XX,建成规模化畜禽养殖场沼气工程4,700座、工业有机废水沼气工程1,600座,大中型沼气工程年产沼气约40亿立方米,沼气发电达到100万千瓦。到2020年,建成大型畜禽养殖场沼气工程10,000座、工业有机废水沼气工程6,000座,年产沼气约140亿立方米,沼气发电达到300万千瓦。20XX颁布实施的可再生能源法明确指出,国家鼓励和

33、支持可再生能源并网发电。可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法明确了可再生能源发电电价补贴政策,可再生能源发电电价在当地标杆电价的基础上增加0.25元/度的补贴。上述一系列政策和法规为本项目顺利实施提供了政策保障。在十一五的发展规划中,国家明确提出要将有利于改善生态环境、利用可再生能源的工程作为重点发展项目,在政策上将给与大力扶持。可再生能源法的实施,给我国沼气发电产业带来了千载难逢的大好机遇。本工程将以往对环境破坏严重的牲畜粪便污水,变成市场急需的电力资源和肥料资源,实现了生态良性循环,属于可再生能源建设和循环经济领域,是国家政策鼓励和扶持的项目。 环境保护本项目利用奶牛粪便发酵后产生的沼

34、气燃烧发电,余热回收利用,对环境不排放有毒有害物质。 经济可行本项目投产后经济效益不佳,在生产经营期间,盈利能力较差,有一定的偿还固定资产能力,但同时也存在一定的运行风险。CDMclean development mechanism项目即清洁发展机制项目,是基于联合国气候变化框架公约UNFCCC,1992和京都议定书KP1997规定的三种灵活机制之一。CDM允许联合国气候变化框架公约附件一所列的发达国家通过提供资金和转移技术帮助非附件一发展中国家实施温室气体GHG减排,并据此获得所产生的经核证的减排量CERs,以便帮助其遵守他们在京都议定书中所承担的约束性GHG减排义务。同时CDM项目活动为项

35、目东道主的发展中国家的可持续发展做出贡献。这样CDM被看成是基于项目的双赢合作机制,它一方面为发达国家提供更多履行承诺的灵活性,降低其遵约京都议定书的总成本,同时为CDM项目的东道方提供额外的资金和先进技术。因此,建议本项目可以申请注册CDM项目,通过CDM项目资金支持来改善项目的财务生存能力。2.2.3 企业经济技术保障1、具备建设示性能源工程的现实条件现代牧业地处市经济技术开发区辽河镇西乌兰花村,在该区建立一个存栏规模为10000头的奶牛养殖场。为沼气工程提供了足够的粪源；养殖场管理规、有雄厚的技术与资金实力,为沼气工程的建设提供了可靠的资金保障；另外,养殖场周围有大量草原,足以消纳沼气工

36、程产生的沼渣、沼液。综上所述现代牧场具备建设沼气工程的现实条件,本工程建成后必将达到良好的运行效果和优良的示性。2、有雄厚的经济实力和技术力量自开工建设以来,现已有10000头奶牛,全部按照国外先进水平规划设计建设,实行封闭式全进全出工厂化生产管理方式,该场现为畜禽良种工程重点单位,并与该县及周边地区养殖户建立长期稳定的产销合作关系。养殖场配套设施齐全,有一支懂技术、善管理、会经营的科技队伍。因此,现代牧场在沼气工程项目用地、资金筹措和技术管理等方面都有可靠保障。3、有充足的生产原料现代牧场现有现已有10000头奶牛,日收集牛粪量350t,干物质63 t/d,牛尿量200t,挤奶厅废水量120

37、t,其他有机废弃物量废水30 t,牛床垫料90t,共计790t,另外夏季牛舍喷淋用水250t,因此夏季共计1040t,全年平均的粪污处理量为1000t/天,该粪污BOD高,可生化性好,是厌氧发酵的良好原料。充足的牛粪与废水为项目建设提供所需的原料。4、对沼渣、沼液消纳有较好的规划该沼气工程项目建成后,产生的沼气主要用来发电；沼液用于周围草场的灌溉施肥、沼渣用来生产有机肥。现代牧场周围有大量草场,足以消化工程产生的沼渣、沼液。2.3市场供求分析2.3.1 产品供求状况分析20XX我国供电市场呈现了用电负荷和用电量持续攀升,电力供需继续紧的特点,同时由于煤炭价格以及供应能力的制约,电煤之间的矛盾进

38、一步尖锐。随着未来我国宏观经济政策的调整和近两年来电源建设的加强,供电紧的形势会在未来有所缓解,但是要做到电力发展和经济发展速度相适应仍然非常艰巨。在未来的56年,煤与电的矛盾将是一个突出的问题,仍将是制约我国供电市场发展的重要因素。开发绿色能源已成为当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的重要手段。至少有14个工业化国家在开发绿色能源方面取得了良好成绩,其中有些国家通过实施绿色能源政策,在相当大程度上缓解了本国能源不足的矛盾,而且显著改善了环境。到2020年,西方工业国家15%的电力将来自生物能发电,而目前生物能发电只占整个电力生产的1%。届时,西方将有亿个家庭使用的电力来自生物能

39、。生物能资源的开发和利用还能为社会创造大约40万个就业岗位。我国拥有丰富的生物质能资源,我国理论生物质能资源50亿吨左右。目前可供利用开发的资源主要为生物质废弃物,包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视,己连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目,开展了生物质能利用技术的研究与开发,如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等,取得了多项优秀成果。20XX2月28日,第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过了可再生能源法,已于20X

40、X1月1日起开始实施。这表明我国政府已在法律上明确了可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位,并在政策上给予了巨大优惠支持。人类的文明进步和社会生产力的发展使得人类对能源的需求越来越大,而严峻的能源形势日益成为全世界关注的焦点。地球上亿万年积累的化石能源石油、天然气、煤等,仅能支撑300年的大规模开采就将面临枯竭。人们终于认识到,化石能源的使用不是无限的。未雨绸缪,利用现代科技发展生物能源,是解决未来能源问题的一条重要出路。人类对能源的依赖和获取正面临着重大转折。2.3.2 我国沼气发电市场前景伴随可再生能源技术的进步,我国垃圾沼气发电市场前景日益看好。目前,、等大中城市正在或准备建立垃圾沼气

41、发电厂。而在此之前,1998年10月,我国在天子岭填埋场建成首家垃圾沼气发电厂。1999年6月,大田山沼气发电厂投入运行,日发电量2.3万千瓦时,日处理垃圾3000吨。用垃圾沼气发电的技术路线是：垃圾填埋发酵产生沼气燃烧发电产生电能。这项技术的应用对保护和改善生态环境、实现可持续发展起到重要作用。一些外国也看好我国这项技术。去年,我国援建的突尼斯沼气发电站正式交付使用。近几年,伴随城市化的快速发展,我国城市垃圾量年均以6.5%的速度迅速增长,为利用垃圾产生沼气发电提供了有利条件。现在,我国90%以上的城市采取填埋的方式处理垃圾。许多城市垃圾填埋场日处理垃圾能力都在上千吨以上,总填埋库容达数千万

42、立方米。这些被填埋的垃圾产生的沼气量是一个惊人的数字。据有关部门介绍,我国目前拥有1000多万座沼气池。但总体上沼气应用围还不广,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十分广阔。2.3.3 可再生能源中长期发展规划根据国家拟订的可再生能源中长期发展规划,到2020年,力争可再生能源发电的比例占总发电量的30%以上,2030年后比例超过40%。沼气年利用量从50亿立方米增加到240亿立方米。当前,我国可再生能源利用量仅占全国一次能源总消费量的3,市场空间非常巨大。该项目产生的沼气日发电量在目前可再生能源法实施及配套政策出台的情况下,发出的电完全可以通过上网进行出售。

43、2.3.4 当地市场分析沼气发电技术在沼气工程中的引入,不但提升了沼气工程整体技术水平,而且可以通过出售电能带来较高的资金回报。该公司牛场自身生产用电量很大,利用沼气发电可大大减轻公司养殖场的用电压力,降低生产成本。沼液是沼气发酵的残余物,含有较全面的养分和丰富的有机质,是具有改良土壤功效的优质有机肥料,与沼渣同被称为沼肥。沼液含有丰富的氮磷钾等大量营养元素和多种微量营养元素,这些营养元素基本上是以速效养分形式存在的,因此,沼液的速效营养能力强,能迅速被作物吸收,养分可利用率高,是多元的速效复合液体肥料。可用做作物基肥、追肥、以及叶面肥等,另外,沼液中还富含多种氨基酸和维生素等,因此,沼液也是

44、畜禽饲料的良好添加料。目前液态有机肥产品市场主要分三个层次1低端市场：主要用于沼气场周围的农田灌溉。根据资料,沼液在不经过氧化处理情况下,稀释510倍浇灌农作物,具有良好增产和改善品质的作用。在适当收费的情况下,就近卖给周围农民。只要价格低廉,有增产效果,农民会接受的,低端市场易于启动。在中端和高端产品的市场开发的前期,主要依靠开发低端市场；在中端和高端产品的销售淡季,也要依靠低端市场；在中端和高端产品的市场开发良好,产品供不应求时,可适当提高低端产品的价格。低端市场的开发需要大量的宣传和示工作。2中端市场：主要用于露地和设施果树、蔬菜的追肥。在市场有糖化氨基酸、悬液肥料和腐殖酸等液体肥料,销

45、售效果都很好。沼液肥料在和,能够开发和培育出很大的市场。3高端市场：主要用于设施蔬菜的无土栽培和滴灌栽培。无土栽培和滴灌栽培都具有显著的节水、省肥、增产和改善蔬菜品质的作用,在市及华北缺水地区,具有广阔的市场前景。本工程液态沼液产品立足当地实际,主要开发低端市场。项目年产沼液33.64万吨,牧场周围有大量的草场,按照每亩草地年消纳沼液10吨计算,项目产生的沼液全部被消纳需要3.36万亩草场,牧场周围约8.68万多亩草场及农户农田,可完全消纳产生的沼液,因此,不存在市场问题。2.4产品市场分析2.4.1销售量预测项目达产后,沼渣做成的有机肥及沼液产品主要供周边农田,草场地作为固体和液体有机肥使用

46、。每亩作物使用约沼液10吨/年,沼渣有机肥0.5吨/年。牧场周围约8.68万亩草场及农户农田。项目年生产沼渣有机肥1.03万吨,沼液33.64万吨。可全部供给周围农田及草场。2.4.2产品价格预测沼气工程产品的定价是由市场定价,沼气发电按当地牧场用电价格定,约0.75元/千瓦时,沼渣的价格基本按照有机肥的价格的20%定,约100元/吨；沼液经调节养分后参照水肥的价格,约8元/吨。2.4.3销售收入预测根据沼气工程所产生的电、有机肥、沼液所替代产品及产品预测的产品价格,年销售收入919.62万元,其中沼渣有机肥、沼液和电的年销售收入分别为：103万元、269.12万元、547.5万元。第三章 建

47、设规模与产品方案3.1建设规模1沼气池容积进入沼气池每天的粪污量为1000吨,TS浓度为9%,中温发酵,沼气池的水力滞留期为18天,沼气池外体积28000m3,有效容积18900 m3,气室部分容积为2720 m3。分为八组独立的沼气池,每组有效容积2363 m3。2产气量与发电量每天牛粪干物质的产量为63t,按每kg干物质产沼气0.254 m3的系数计算来自于规模化畜禽养殖场沼气工程设计规NY/T1222一2006,故本项目每天沼气产生量为Qmax=63t/d0.254 m3/ kgTS=16000m3/d。沼气的主要成分是甲烷,约占所产生的各种气体的60%一80%。每立方米纯甲烷的发热最为

48、 34000千焦,每立方米沼气的发热量约为2080023600千焦。根据实际经验,每立方米用胜动燃气机可发电力1.62.0度电。1 m3沼气按照可发电1.6度,16000 m3沼气每天可发电量为25600kWh/d。每台发电机组每天消耗沼气量8000 m3来自盛动厂家,沼气发电机每天工作24小时,因此,每天产16000 m3沼气,需要配备三台发电机组,两用一备,可发电25600kWh/d,所以需新装500KW沼气发电机组3台两用一备,3.2产品方案本项目产品方案序号产 品数量年产1沼气584万m32发电912.5万度3沼液33.64万吨4沼渣肥1.03万吨第四章 建厂条件与厂址方案4.1建厂条

49、件4.1.1厂址地理位置本项目建设地点位于市经济技术开发区辽河镇西乌兰花村,幸福道北侧,地势平坦。市位于自治区东部,地处北纬4215-4541、东经1191512343之间,总面积59535平方公里,南北长约418公里,东西宽约370公里。东靠省、西接市、南依省、西北和北边分别与锡盟、兴安盟为邻,属东北和华北地区交汇处。项目建设地点位于牧场南面围墙距主道路5 米,距辽河镇15公里,距离最近村屯1.8公里,距111国道直线距离11公里,距辽查公路4公里。市位于自治区东部、松辽平原西端,东与省接壤,南与省毗邻,西与市、锡林郭勒盟交界,北与兴安盟相连。4.1.2气候状况项目所在地属典型的半干旱大陆性

50、季风气候,春季干旱多风,夏季炎热,雨热同季。年平均气温0-6,年平均日照时数3000小时左右,无霜期140-160天,年平均降水量350-400mm,蒸发量是降水量的5倍左右,年平均风速3-4.4m/s,全年8级以上大风日数20-30天。4.2厂址方案本项目在养殖场基础上建设,根据现有条件与基础,场址选择时要符合以下要求：1交通便利,便于原料及产品的运输；2地势干燥、通风良好,便于排水；3水、电、通讯等方面具备良好条件；4居民区与场址的距离符合沼气生产的安全要求；5所选场址面积的大小,应能满足生产要求,并有发展余地及预留空间。项目建设地点紧邻牧场现代化奶牛养殖示场。发酵原料可以很方便的运送至沼

51、气站,运送距离短,且交通方便。工程地质条件较好,较利于沼气站的施工与运行。同时,由于沼气站紧邻新建的现代化奶牛养殖示场,供水、供电可直接引自养殖场,供热由紧邻沼气站新建的秸秆气化站提供,水、暖、电的供应情况很好。养殖场的职工宿舍与食堂就设置在养殖场,所以与沼气站距离很近,便于沼气的输送与利用。与沼气站同时规划的颗粒肥加工厂紧邻沼气站,沼气站产生的沼渣、沼液可以通过管道直接输送到颗粒肥加工厂中,便于沼液沼渣的利用。第五章 工程技术方案及设备选择5.1工艺选择与设计原则5.1.1项目的指导原则以整体、协调、循环、再生为总的指导思想,按照减量化、无害化、资源化、生态化的原则,建设沼气发电示项目典型。

52、项目将以沼气工程为纽带,把环境建设和资源循环利用有机的结合为一体,真正实现牛粪、污水的资源化利用,形成没有污染的可持续发展的农业生态循环经济体系。1、实现场区污染零排放通过建设该项目,可使场区实现清洁生产和粪污治理的开发利用,并可实现场区污染零排放的目标。采用科学合理的先进的沼气工艺,使粪便、污水经过发酵后产生沼气,沼渣、沼液可直接作肥使用,实现场区污染物的零排放,并使这些粪污变成资源。通过对沼气的有效利用,减少温室气体排放,积极应对气候变化。2、循环经济理念循环经济就是按照生态规律,利用自然资源和环境容量,实现经济活动的生态化转向。循环经济倡导的是一种物质不断循环再生利用的经济发展模式,即：

53、资源-产品-消费-再生资源,在生产和消费中,追求资源和能源利用效率的最大化和废物产量的最小化,从而根本解决长期以来环境与发展之间的尖锐冲突。把循环经济理念应用于农业系统,在农业生产过程中和产品生命周期中减少资源、物质的投入量和减少废物的产生排放量,实现农业经济和生态环境效益双赢。3、种植、养殖、加工的协调发展通过种植、养殖、加工业的有效结合,实现废弃物的回收利用,每年可消化掉场区所产生的所有牛粪和高浓度有机废水。沼气是优质的可再生能源,沼气发电、供热联产又为各项产业提供高品位的能源与动力保障,而沼渣和沼液直接作肥,可以促进当地种植业的发展,种植为养殖提供饲料,养殖为种植提供肥料,形成一个以生物

54、燃气为纽带的种植、养殖、加工于一体的良性循环经济模式。5.1.2 工艺选择原则工艺选择是大型沼气工程建设的关键。处理工艺是否合理直接关系到工程的处理效果、运转稳定性、投资、运转成本和管理操作水平等。因此,必须结合实际情况,综合考虑各方面因素,慎重选择适宜的处理工艺,以达到最佳的处理效果和经济效益。5.2 工艺技术方案比选大量工程实例和研究表明,国外养殖场粪污处理利用主要模式有2种：能源生态模式和能源环保模式。5.2.1能源生态模式处理工艺要求周围有足够的农田消纳沼液、沼渣,或沼液沼渣可以进一步加工利用。1、工艺流程图5-1 能源生态模式工艺流程图2、工艺适用条件养殖场周围应有较大规模的鱼塘、农

55、田、果园和蔬菜地,可供沼液、沼渣的综合利用。沼气用户与养殖场距离较近。养殖场周围环境容量大,环境不太敏感和排水要求不高的地区。3、工艺特点：畜禽粪便、污水可全部进入处理系统,进水TS浓度可高达10%。厌氧工艺可采用全混合厌氧反应器、升流式固体反应器、推流式反应器PFR。沼气利用方式：炊用或发电。沼液、沼渣进行综合利用,建立以沼气为纽带的良性循环的生态系统,提高沼气工程综合效益。4、优缺点：优点：工程投资少,运行费用低,投资回收期短,沼气的获得量高。缺点：处理后的浓度仍很高,就地消化综合利用,配套所占用的土地资源多。5.2.2能源环保模式的牛场粪污处理工程技术简介该技术适用于周边没有足够土地面积

56、和污水必须达标排放的各种规模化牛场。1、 工艺流程图5-2能源环保模式工艺流程图2、工艺适用条件l 养殖场周围没有足够的农田消纳污水。l 排水要求高的地区。3、工艺特点：l 养殖场必须实行严格清洁生产,干湿分离,畜禽粪便直接用于生产有机肥料,冲洗污水和尿进入处理系统,进水CODcr在500012000mgL,氨氮在400800mgL。l 污水必须先进行预处理,强化固液分离、沉淀,严格控制SS浓度。l 厌氧、好氧产生的污泥经干化场浓缩脱水后可用于制作有机肥或作为菌种出售。沼气利用方式：发电、烧锅炉或肥料烘干。l 有机肥的生产应优先采用好氧连续式生物堆肥工艺。4、优缺点：优点：l 沼气回收与污水达

57、标、环境治理结合得较好,适用围广。l 工艺处理单元的效率高,工程规化,管理、操作自动化水平高。l 对COD、NH3N的去除率高,出水能达标排放。有机肥料开发充分,资源得到综合利用。l 对周围环境影响小,没有二次污染。缺点：l 工程投资较大,运行费用相对较高。管理、操作技术要求高。由于牛粪直接生产有机肥,沼气的获得量相对减少。本项目选用第一种工艺技术方案。5.3选择方案的工艺流程本项目选用第一种工艺技术方案：能源生态模式。具体工艺过程如下：各牛舍的粪污通过粪道的刮粪板刮入冲洗主粪道,再由冲洗水粪污上清液与沼液上清液将粪污冲入调节池,调节池有一个搅拌机和一个自动搅匀潜污泵。在调节池前的主粪道设有转

58、耙式格栅除污机,去除较大的杂物,分离的杂物人工定期清运走。调节池的粪污泵入集水沉淀池,上清液自流入调节池4,沉淀的污泥经转子泵泵入发酵池,由电磁流量计控制泵入量,由电动阀门和电脑控制进入的发酵池单元,控制粪污TS浓度为9%左右。粪污在发酵池进行厌氧发酵,生产沼气。采用中温厌氧发酵,发酵池的温度控制在35左右,采用盘管换热方式,加温热源为发电机组余热。发酵池设有温度传感器。发酵池装有搅拌器。发酵池的出料间采用空气搅拌,出料间亦设计成溢液方式。发酵池的进料端设计如下,布料器的污泥先进入进料端的沉淀区,然后通过溢流的方式进入发酵池的发酵区,保证物料均匀进入,防止短路。沼气经脱硫、脱水、脱杂等净化过程

59、后进入热电联产沼气发电机组。产生的电能全部上网销售,产生的热能主要用于厌氧发酵池的增温、保温,多余的热能可用于挤奶厅等。发酵池采用连续厌氧发酵工艺Plug Flow Reactor,简称PFR为主艺,发酵温度为中温发酵。厌氧发酵后沼液泵入固液分离机,固液分离后的固态物质沼渣进一步干化,用于制作有机肥或者作为牛舍垫料。分离后的沼液含固率不能大于1%。沼液进入沼液贮存池,作为周边地区无公害蔬菜、果园和饲料地的优质有机液肥使用,沉淀的污泥进入厢式压滤机脱水,分离的污泥后续加工后用作有机肥外卖。5.3.1 工艺流程说明 粪污收集：牛舍粪污由刮板刮到舍主粪道,主粪道设沼液回冲阀,用沼液或浓度调节部分和上

60、清液回冲主粪沟。 厌氧消化工艺比选废水厌氧发酵生物处理技术发展到今天已经取得很大的进展,已开发出的各种厌氧反应器种类很多,综合考虑运行稳定性和沼气产率,本工程适宜选择PFR连续厌氧发酵工艺。1、各类厌氧工艺性能概述1塞流式反应器- 连续厌氧发酵工艺 塞流式反应器也称推流式反应器,是一种长方形的非完全混合式反应器。高浓度悬浮固体发酵原料从一端进入,从另一端排出。发酵池采用连续厌氧发酵工艺Plug Flow Reactor,简称PFR为主艺,发酵温度为中温发酵。厌氧发酵后沼液泵入固液分离机,固液分离后的固态物质沼渣进一步干化,用于制作有机肥或者作为牛舍垫料。分离后的沼液含固率不能大于1%。优点：1

61、、发酵池结构简单,能耗低；2、适用于高SS废水的处理,尤其适用于牛粪的厌氧消化,用于农场有较好的经济效益；3、运行方便,故障少,稳定性高。 2升流式固体反应器升流式固体反应器是一种结构简单、适用于高悬浮固体原料的反应器。原料从底部进入消化器,与消化器里的活性污泥接触,使原料得到快速消化。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器,上清液从消化器上部溢出,这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期和微生物滞留期,从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。3升流式厌氧污泥床 UASB是由Lettinga等于19741978年研究成功的一项新工艺,是世界上发展最快的消化器。由于该消化器结构简单,运行费用