1、课题来源及背景： 1）课题来源：十二五科技支撑子课题：寒区生物燃气供气关键技术与装备研究与示范/2（2015BAD21B04）；黑龙江省留学归国基金：餐厨垃圾厌氧消化产甲烷主要抑制因子解析与调控策略研究（LC2013C07）。 2）立项背景 我国城乡每年产生约1.3亿t餐厨垃圾、10.3亿t作物秸秆和20亿t畜禽粪便，数量巨大，但约有65%的餐厨垃圾、20%的作物秸秆和40%的畜禽粪污被随意丢弃、堆放和焚烧，成为了大气、水体和土壤的主要污染源，引发了一系列环境问题。同时，我国石油、天然气和煤炭对外依存度逐年上升，能源缺口巨大，预计2020年，我国能源进口量将超过8亿t标煤，约占全球能源出口量的20%。因此，如何减缓城乡垃圾污染和保障城乡生产生活能源有效供给已经成为制约我国城乡发展和社会进步的主要因素。 城乡有机废弃物含有大量的有机质和丰富的碳水化合物，具有很好的可生化性，通过厌氧消化处理可以生产沼气和肥料，既解决环境污染问题，又可提供清洁能源，减缓温室气体排放，具有一举多效作用。厌氧消化处理城乡有机废弃物已经成为当今世界各国处理该类垃圾的主流技术。然而，在我国北方地区，由于地处高纬，气温冷凉，冬季漫长，导致以厌氧发酵为核心技术的沼气工程普遍产气率低，经济效益差，难以常年稳定运行。其主要原因是缺乏适合寒区气候特点和物料特征的沼气生产工艺和装备。 2、研究的目的意义： 以提升沼气发酵效率和保证工程持续稳定运行为目标，针对制约寒区城乡有机废弃物沼气生产关键障碍因素，创新研发了上游原料预处理技术、中游混合发酵技术和非生物因子强化技术，以及下游有机无机复合膜沼气净化技术和沼渣沼液高值化利用技术，构建了分别以餐厨垃圾、作物秸秆和畜禽粪污为主要原料的寒区城乡有机废弃物沼气生产模式，并进行了工程示范。 3、主要论点与论据： 1）针对不同城乡有机废弃物特征特性，比选确立了适宜的原料预处理技术，保证沼气发酵工程能够成功启动； 2）研发混合发酵、两相发酵和非生物因子强化等技术，解除寒区沼气发酵限制因子，提升发酵效率和反应器稳定性； 3）研发了沼气净化技术及相关产品，提高了沼气利用价值，拓宽了沼气应用领域，增加了沼气工程经济效益； 4）在沼渣沼液农用安全性评价基础上，提出了寒区沼渣沼液应用技术，解决了沼气生产二次污染难题； 5）针对不同区域城乡有机废弃物特点和分布状况，构建了3种寒区城乡有机废弃物沼气生产沼气的典型模式。 4、创见与创新： 1）基于寒区沼气上游预处理、中游发酵、下游"三沼"综合利用产业链全过程，采用多尺度、多途径、多方式的调控策略与手段，实现寒区沼气持续稳定生产，在理念上是一种创新。 2）在传统制膜方法基础上，创新热辅助NIPS方法，制备了有机无机复合膜，净化沼气甲烷含量达到97%以上，该技术已达到国内领先水平，在膜制备方法上是一种技术创新。 3）首次将非生物因子强化发酵技术应用到寒区沼气生产中，通过在反应体系中添加适量微量元素、生物炭等非生物因子，增强了反应体系稳定性，保证了寒区沼气持续运行，在思路上是一种创新。 5、社会经济效益，存在的问题； 1）社会效益：该项技术使城乡有机废弃物得到有效处理，实现了对城镇和农村环境的治理，缓解了项目所在区域的能源供需矛盾，改善了农村的用能结构，减少了社会资源浪费。同时，该项目成果的成功示范对促进节能减排、拉动就业、推动上下游产业链联合具有重大的意义。 2）经济效益：示范工程已成功运行3年，每年处理农作物秸秆2.67万t、禽畜粪便0.53万t、生活垃圾7.3万t，年产的生物天然气420万m3、年供热20万m2、年发电2520万kwh、供汽3万蒸t，3年来共实现年销售收入1.05亿元，利润总额达2360万元。

黑龙江省农业科学院农村能源研究所

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。