沼气是一种具有较高热值的可燃气体(沼气中CH4为60%时,其热值约为21.52MJ·m-3),把它作为动力机的燃料,带动发电机运转,将得到高品位的电能。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。根据国内几个具有一定规模的沼气发电站的运行情况来看,无论沼电外售或内部消化,均能获得较好的经济效益。

下面列举"十五"科技攻关课题《大型高效厌氧沼气发电技术及示范电站》的研究成果。该课题是以污水处理达标和大功率沼气发电机组为课题攻关的突破口,利用污水处理产生的沼气建造沼气发电示范工程。

江苏太仓新太酒精有限公司是由新加坡光裕有限公司投资的外商独资企业,以木薯为原料生产食用酒精,年产酒精5-6万吨,日排放酒糟废醪量1500-2000吨,废液中CODCr5.0-6.0万mg·L-1,平均5.75万mg·L-1;BOD52.5-3.0万mg·L-1,SS2.0-3.0万mg·L-1,pH3-4,属于高浓度、高悬浮物的酸性有机废水。

该公司1998年投入了2000万元左右建造了污水处理工程(主设单位:原北京轻工环科院),占地面积1600平方米。2002-2003年,公司根据《大型高效厌氧沼气发电技术及示范电站》课题为实现兆瓦级沼气发电而实施了技术改造,又投资880万元,使其更趋完善。技改后的污水处理系统不但保证终端出水达标排放,而且废弃物得到资源化利用(污水处理生产沼气、沼气用于发电和锅炉燃料,废渣用做肥料或与煤混合后在锅炉里燃烧),真正做到把废弃物处理与资源化利用相结合。

示范工程包括污水处理和发电两部分,总投资2880万元,年生产沼气1200万立方米,其中发电用气500万立方米,其余沼气用于汽锅炉燃料。收益部分包括销售沼气、发电以及沼渣代替煤。示范工程的经济评估是按设备1150万元(使用年限按10年计),土建1730万元(使用年限按20年计),利率为5%,贴现率为5%;运营成本由污水处理部分的运营成本和沼气发电部分的运营成本构成。污水处理部分,年运行成本约252万元,年纯收入为166万元(沼气收入、沼渣代替煤的年收入)。污水处理部分的现金流量的净现值从第12年起才变为正值,也就是说从第12年开始赢利,初始投资回收期为12年。单纯考虑污水处理,它的赢利能力不是很强,但对保护环境的贡献是:年减排BOD51.50万吨左右,节约原煤4950吨,所产沼气代替原煤每年减少CO2排放量约3352.6吨(碳)发电。沼气发电部分,按照沼电售价0.56元/kWh,发电气耗率0.7m3/kWh。发电机组全年累计工作日数330天,沼气收购价0.25元/m3 (按原煤价计),沼电运行成本0.18元/kWh (含人员年工资、设备的折旧费和维护费、贷款利息等),年运行成本约203万元,年纯收入可达201万元,沼气发电部分的现金流量的净现值从第2年起变为正值,也就是说从第2年开始赢利,内部投资益收率IRR=62.72%,初始投资回收期为2年。可见单独的沼气发电工程的赢利能力非常强。若将污水处理和发电两部分合起来进行经济评估,整体工程的现金流量的净现值从第6年起变为正值,说明该示范工程总投资回收期约6年。