1、华润沈阳雪花啤酒有限公司沼气利用可行性研究报告一、 概述1、 项目名称华润沈阳雪花啤酒有限公司沼气综合利用2、 项目地点沈阳市苏家屯区雪莲街 159 号3、公司简介华润沈阳雪花啤酒有限公司新厂址位于苏家屯区雪莲街南端，2008 年年初试车生产，2008 年 9 月 27 日新厂正式投入生产，新厂区面积相当于近百个足球场，产能相当于 10 个普通啤酒厂，占地总面积 46 万平方米，年设计生产能力达到 100 万千升，员工 1500 人，工程分两期建成。二、 生产现状华润沈阳雪花啤酒有限公司年生产能力 70 万千升，其中夏季生产能力 2500 千升/d，冬季生产能力 1700 千升/d，日产废水量
2、5000-6000/d（按生产一吨啤酒产生 1.78 吨废水进行计算，年产废水 136 万 Nm3/a） ，COD CR=2000mg/L，BOD 5=30mg/L，沼气热值 5200大卡/m 3，废水生产主要来源于麦芽车间、酿造车间和包装车间，这些生产废水中含有大量高强度的有机污染物，污水处理技术采用美国进口设备和技术，污水处理达标排放后，产生大量的沼气，沼气产生的工艺采用厌氧活性污泥处理技术，IC 反应器为两座立式污水储罐，产生的沼气通过电子自动点火火炬燃烧，不进行回收处理。三、 现场调研情况分析根据现场调研数据，每立方米废水能产生 1 标准立方米沼气进行换算，年产沼气量 136 万 Nm
3、3，夏季每天产生沼气 5000-6000Nm3,冬季每天产生沼气 2000-3000Nm3，按沼气中甲烷含量 60%计算，使用燃气内燃机发电每立方米沼气可发电 1.8-2KWh,根据沼气量大变化情况和燃气内燃机特性，选择 1 台 350KW 内燃机发电机组，年最大发电量可达 260 万千瓦时。华润沈阳雪花啤酒有限公司每生产 1 千升啤酒耗电 48 千瓦时，年耗电 3360 万千瓦时，每度电 0.58 元，每年用电费用 1948 万元，如果采用沼气发电，每年可节约 7.5%的用电费用。华润沈阳雪花啤酒有限公司每生产 1 千升啤酒需要工业用汽量0.27 吨，冬季取暖每天用汽量 200-300 吨，
4、蒸汽参数均为0.5MP，160，年使用蒸汽量约 23-24 万吨，这些用汽全部由外部热源厂提供，苏家屯区蒸汽价格按 178 元/吨计算，年使用蒸汽费用4000 万元。如果产生的沼气不用来发电，而是经过燃气锅炉燃烧供汽，夏季每小时产气量 210-250Nm3/h，冬季每小时产气量 85-125Nm3/h，估计约每小时蒸发量 3 吨的燃气锅炉完全满足要求。工业用汽量每年需要 19 万吨蒸汽，采暖用汽 4 万吨，按燃气锅炉夏季每小时产生蒸汽 2 吨，冬季每小时产生蒸汽 1 吨计算，每年可提供蒸汽 1.5 万吨，回收的热量可以满足部分冬季供热要求。四、 投资分析（一）发电设备及附属系统设备投资1、本世
5、纪以来，国内许多的设备制造厂家已经推出了一系列的内燃机，可以使用像污水沼气这样的低压低热值气体来发电，如果选择合适的沼气发电机组，每标准立方米沼气大约可以产生1.8KWH2KWH 的电能，发电装置热效率约为 30%35%，内燃机的高温尾气热量还可以进行回收，副产低压蒸汽、热水或用于空调机组。如今，除西藏区以外，我国内地其他所有省市区均建设了大中型沼气发电项目，仅 2009 年，获得发改委批复的沼气发电 CDM 项目就有 28 个，其中大多数为垃圾填埋场的沼气发电项目，部分为养殖场发电及工业废料（酒精厂）发电项目。除这些较大的项目申请了CDM 项目外，国内还有众多小型沼气发电工程。目前，国内很多
6、废水厌氧处理的沼气，CH4 含量在 50-60%之间，如果选用合适的沼气发电机组，每方沼气可发电 2.2-2.6 度，而如今很多企业为节省投资，上容量小的机组，每方沼气只能发 1.8 度电。以 17000m3/天，热值为 25MJ/m3沼气为例，每方沼气发 1.8 度电的机组比每方沼气发 2.6 度电的机组每年少发 300 多万度电。沼气中杂质含量如 Si 、 HS 等应控制在一定的范围内，沼气的温度为 1060 ，压力为 05kpa ，具体见沼气的气质要求，一般禽畜粪厌氧处理的沼气都能满足发电的气质要求，污水处理沼气需要脱硫等处理，垃圾填埋沼气需要脱水等处理。沼气用于发电的基本流程为：厌氧反
7、应器沼气稳压罐过滤脱水脱硫计量阻火器发电机组沼气工程工艺流程该技术已成熟并工业化，在部分啤酒厂已经有安装投入使用的实例。根据夏冬季沼气产气量的不同，并结合每标准立方米沼气大约可以产生 1.8KWH2KWH 的电能，建设一套 150KW 和一套 300KW 的发电机组，在气量大时，开两台机组，气量小开其中一台机组。其中净化系统投资（含压缩机）约 240 万元，发电机组投资约 200 万元，发电机输配电及安装投资约 30 万元，土建部分投资 120 万元，管道、保温及其它辅助系统投资 100 万元，净化系统设备及发电机组安装费用约 100 万元，设计费总 30 万元，税金（3.5%）约 28 万元
8、，年运行费用（0.1-0.12 元/千瓦时）约 60 万，预计总投资在870 万元。总投资估算表序号 设备名称 数量 金额（万元） 备注1 净化系统（含压缩机）1 套 2402 发电机组 1 套 2003 发输配电设备及安装1 套 304 保温及其他辅助系统设备2 1005 净化系统设备及发电机组安装1 1006 土建 1 1207 设计费 1 30其他费用 208 税金 3.5% 30合计 870年运行费用 60采用本方案，预期总收益计算如下：总沼气气量： 1，360,000 Nm 3/a发电效能： 2 KWh/ Nm 3年最大发电量：260 万 KWh电单价： 0.58 元/ KWh年收益
9、： 1,500,000 元投资回收期：870/（150-60）=9.7 年2、技术风险该工艺以厌氧消化工艺技术为核心，厌氧发酵处理产生沼气用于电力生产，是一项已经成熟的工艺技术。热电联产的沼气发电技术在欧洲已有 1000 多处示范工程在正常运行，在中国也有不少成功实例，发电设备与配套技术成熟，不存在技术障碍。综上所述，该项目所采用的厌氧消化处理工艺技术是一项已经运用的成熟工艺，从技术角度而言无风险。3、 政策风险由于国内环境污染的日趋严重，环境保护已日益成为各地政府急需解决的主要问题，政府和普通人群的环境保护意识也逐渐加强。随着可再生能源法的颁布和实施，对于如啤酒废水厌氧处理这类既能消减污染物
10、，又能产生沼气生产电力能源的项目，国家和各地政府必将给予大力支持。根据目前的情况，国家已经在上网电价等方面给予优惠，并且在现在和将来都将一直大力支持和鼓励此类企业的投资与建设。因此，该项目的建设并不存在国家政策调控的政策风险，而属于国家政策支持与鼓励建设的项目。4、 财务风险项目的投资回收期为 9.7 年，项目投资收益率在9.75%【（150-60-1503.5%）/870】左右，稍高于行业基准收益率，项目的财务风险不可控，风险较大。（二）燃气锅炉投资1、沼气用作锅炉燃料产生蒸汽投资分析上世纪 90 年代后期，因为沼气发电的技术还不十分成熟，也有一些公司采用了将沼气送入燃煤锅炉燃烧的方法来回收
11、能源。这种方法只需要在现有的锅炉炉膛中增加一套燃烧装置，再对锅炉进行一些调整就可以了。投资很少，但经济效益依然十分可观，在采用新式燃气锅炉后，锅炉热效率明显提高，如果尾部再安装一台烟气余热回收装置，回收的余热用来给发酵罐或者锅炉给水加热，就会将部分随烟道排出的热量回收回来。根据沼气锅炉厂家沼气蒸汽锅炉选型参数表，参照华润雪花啤酒有限公司 IC 反应器冬夏季节每天产生的沼气量，拟设计 1 台2t/h 和 1 台 1t/h 的锅炉（或者 2 台 1.5t/h 的燃气锅炉），冬季产气量小时，只运行一台锅炉，夏季产气量大时，运行 2 台锅炉，其中 2 台锅炉系统设备投资约 70 万元，土建投资约 20
12、 万元，电缆及槽盒等辅助安装材料约 15 万元，设备安装费约 30 万元（含系统组态），工程管理费约 10 万元，设计费 10 万元，其他费用 10万元，税金（3.5%）约 6 万元，总投资约 171 万元。总投资估算表序号 设备名称 数量 金额（万元） 备注1 2t/h 锅炉系统设备 1 台 452 1t/h 锅炉系统设备 1 台 253 电缆及槽盒等辅助材料1 套 154 土建投资 2 205 安装工程费 1 306 工程管理费 1 107 设计费 1 10其他费用 108 税金 3.5% 6合计 171年运行费用 50 含水电费人工维护维修费用如果将沼气用于锅炉燃烧，相关计算如下：沼气总
13、燃烧值： 52001360000=7.072109 kcal沼气锅炉设计热效率： 89%预计夏季 7 个月生产蒸汽量：224307=10080t预计冬季 5 个月生产蒸汽量：224305=7200 t全年预计生产蒸汽量约：17280 t年收益： 1728090=1552000 元（1 吨蒸汽按 90 元计算）投资回收期：1710000 （1552000-500000）=1.63 年2、技术风险该工艺以厌氧消化工艺技术为核心，厌氧发酵处理产生沼气用于沼气锅炉燃烧产生蒸汽，是一项已经成熟的工艺技术。IC 反应器产生沼气经过净化脱硫后送去锅炉燃烧室燃烧，相关的环保锅炉燃烧配套技术成熟，不存在技术障碍
14、。综上所述，该项目所采用的厌氧消化处理工艺技术是一项已经运用的成熟工艺，从技术角度而言无风险。3、政策风险由于国内环境污染的日趋严重，环境保护已日益成为各地政府急需解决的主要问题，政府和普通人群的环境保护意识也逐渐加强。随着可再生能源法的颁布和实施，对于如啤酒污水厌氧处理这类既能消减污染物，又能产生沼气生产蒸汽能源的项目，国家和各地政府必将给予大力支持。因此，该项目的建设并不存在国家政策调控的政策风险，而属于国家政策支持与鼓励建设的项目。4、财务风险项目的投资回收期为 1.63 年，项目投资收益率在50%【（155.2-50-155.23.5% ）/171】左右，远高于行业基准收益率，项目的财务风险可控，风险不大，项目可行。（三）燃气锅炉加热管换热器方案在方案二的基础上，去除锅炉尾部的烟囱，代替安装一台热管换热器，回收锅炉尾部烟气中的余热。沼气蒸汽锅炉设计排烟温度约为 200 ，设计烟气量约 2000Nm3/h，热管换热器在 1 吨左右，即在方案二的基础上，造价提高 1.5 万元左右。投资回收期 1.65 年左右，与方案二相比，变化不大。
