1.4　沼气液化制取生物质LNG存在的问题

我国是农业大国，也是世界上秸秆资源最为丰富的国家之一。由于缺乏有效的处理方式，以亿吨为单位的秸秆被废弃或直接焚烧，不仅污染了环境，更是对资源的极大浪费。随着我国农业综合生产水平的不断提高，我国农作物秸秆总量呈现不断上升的势头，合理、有效地处置农作物秸秆已成为当务之急。

我国畜禽养殖业经历了30多年的持续发展，近年来，随着我国养殖业结构调整与优化，在养殖优势区域规模化养殖企业数量和养殖密度逐年增加，单个养殖场的规模在不断增大，存栏万头的奶牛场、存栏数十万头的养猪场和百万只存栏规模的蛋鸡养殖场在许多地区建成。据调查，全国生猪规模养殖比重达53%，全国粪污年产生量近40亿吨。畜禽养殖污染防治工作相对滞后，畜禽养殖污染日趋严重，畜禽养殖污染已经成为中国环境污染的重要因素源。大量的畜禽粪便随处露天堆放，极易随降水进入湖泊或下渗污染土壤和地下水。

秸秆作为一种优质的生物质能源，如果将秸秆进行能源化利用，可替代部分化石能源，据报道，2t秸秆能源化利用热值相当于1t标准煤。秸秆能源化利用，可以在一定程度上减少石油、煤等化石能源的消耗，有助于改善我国的能源结构，对资源短缺问题有一定程度的缓解。同时可减少温室气体（二氧化碳）的排放量。秸秆沼气消化能量利用效率是直接燃烧的1.2～1.9倍。利用农作物秸秆进行厌氧消化产沼气，是一条清洁高效的秸秆能源化利用途径，而产生的副产物沼渣，因其富含氮、磷等营养元素，可以作为有机肥料应用于农业生产，提高农作物产量。王晓娇等采用混料设计和中心组合试验设计对鸡粪、猪粪、麦秆原料混合厌氧发酵和鸡粪、猪粪、玉米秆原料混合厌氧发酵进行了优化，不同原料混合厌氧发酵的甲烷产量显著高于单一原料及两原料混合发酵；多原料间在发酵过程中的协同作用提高了甲烷产量。在混合发酵中，粪便对整体甲烷产量的贡献显著高于秸秆，但不同种类粪便及秸秆间差异不明显。中心组合试验设计结果表明，原料配比和碳氮比均影响甲烷产量，且两因素间存在交互作用，说明混合原料发酵体系中不同原料间的协同作用不仅仅在于平衡碳氮比，还可能存在微生物协同、营养平衡等方面的作用。

在厌氧消化过程中，产酸菌和产甲烷菌对pH值的适应范围不同。一般来说，水解酸化菌对pH值的适应范围大致为5.0～6.0，也有研究认为在4.0～5.0的范围内产酸反应也能很好地进行，产甲烷菌对pH值的适应范围在6.6～7.6之间。

维持反应器内适宜的C/N比，可以更好地为微生物提供营养物质，提高厌氧反应系统的效率。在固体两相沼气消化过程中，可以通过渗滤液的循环，平衡反应器内物料的C/N比。另外，根据物料本身的碳氮含量，采用混合物料共同消化的方式，也可以达到维持较好C/N比的效果。

沼气的成分与性质、沼气的净化、沼气的液化流程选择对沼气液化制取生物质LNG影响较大，沼气的成分与性质受干发酵技术的影响较大。