河南生物沼氣工程質(zhì)之沼氣在未來必是非常重要的能源之一。沼氣是多用途的可再生能源，可以替代傳統(tǒng)的燃料產(chǎn)生熱能和電能，它也可以在汽車工業(yè)中用作氣體燃料。生物甲烷（質(zhì)優(yōu)沼氣）也同樣可以替代天然氣用于化工生產(chǎn)。

據(jù)aa評估，由于厭氧消化（AD）是一種節(jié)能且環(huán)境友好的技術(shù)，通過厭氧消化產(chǎn)生的沼氣比其他形式的生物能源有顯著的優(yōu)勢。

歐洲的沼氣生產(chǎn)

20世紀(jì)初，由垃圾產(chǎn)生的高價(jià)值肥料（堆肥）促進(jìn)了厭氧消化技術(shù)和沼氣經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。歐洲迅速應(yīng)用可持續(xù)的垃圾處理技術(shù)，同時(shí)為了在將來擁有可再生的替代燃料，歐洲機(jī)構(gòu)還實(shí)施相關(guān)的研究計(jì)劃。幾十年以后，沼氣技術(shù)在歐洲被廣泛應(yīng)用。

沼氣生產(chǎn)從2009年的接近7934 toe（噸油當(dāng)量，9.298×109 L），增長到2016年的14 120 toe（1.6548×1010 L）。

在歐洲，調(diào)整免稅額、鼓勵(lì)沼氣研究和開發(fā)計(jì)劃等措施大大地推動(dòng)了使用生物質(zhì)和生物垃圾制造燃料的工業(yè)活動(dòng)。

至今用于生產(chǎn)氣體燃料的廢物所具備的性能和使用方式仍然是至關(guān)重要的問題。目前，研究方向集中在易于獲得的資源，如農(nóng)業(yè)廢棄物資源。

用于生產(chǎn)沼氣的垃圾

1 原料

動(dòng)物糞便、泥漿、污水、污泥、城市固體廢棄物（MSW）、廚余垃圾……廣泛的垃圾類型都可用作使用厭氧消化技術(shù)生產(chǎn)沼氣的底物。

?不同潛在底物的沼氣產(chǎn)量和電力的比較

糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素和半纖維素等生物質(zhì)可用作沼氣生產(chǎn)的原料。通常添加共底物以增加有機(jī)物含量，從而獲得更高的產(chǎn)氣率。典型的共底物是農(nóng)業(yè)相關(guān)的有機(jī)物垃圾、廚余垃圾和來自家庭的城市生活垃圾。

?德國2010年沼氣廠投入的底物

據(jù)報(bào)道，盡管糖類和蛋白質(zhì)比脂肪的轉(zhuǎn)化率更高，但后者的沼氣產(chǎn)量更高。

2 纖維素垃圾

能源作物、農(nóng)業(yè)殘留物和污水污泥等纖維素垃圾具有很大的生物燃料生產(chǎn)潛力。木質(zhì)纖維素主要由三種主要的有機(jī)成分組成：纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。

?纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的成分簡圖

纖維素是主要結(jié)構(gòu)成分，與植物細(xì)胞壁的機(jī)械強(qiáng)度有關(guān)。纖維素是地球上a豐富的有機(jī)化合物，占植物生物量的25%以上。

半纖維素構(gòu)成木質(zhì)素和纖維素分子之間的連接，并使整個(gè)纖維素-半纖維素-木質(zhì)素網(wǎng)絡(luò)更加緊湊。

木質(zhì)素是細(xì)胞壁的雜聚物，存在于自然界中。木質(zhì)素是一種天然聚合物，是木材的主要組成成分（占30%~60%），在農(nóng)業(yè)殘留物和草類中木質(zhì)素占5%~30%，而作物殘留物則主要為半纖維素。

根據(jù)a新的研究報(bào)道，木質(zhì)素的表征，如組成和結(jié)構(gòu)，可以積極地影響水解過程，以提高沼氣的生產(chǎn)效率。也有報(bào)道稱，生物質(zhì)中較高的木質(zhì)素含量降低了其降解效率。