沼氣發電的主要方法是通過污泥厭氧發酵，產生沼氣，然后沼氣在燃氣內燃機的氣缸內燃燒做功，把化學能轉化成機械能，最終產生電能和熱能。這種方法無需對污泥進行脫水處理，經厭氧發酵后，能消化75%～80%的污泥，剩余20%～25%的沼渣經過脫水無害化處理后，還可制成有機肥。產生的沼氣回收到沼氣罐內，隨時可用于發電。發電產生的余熱一部分用來加溫發酵池，剩下部分用于區域供熱，可以實現熱電聯產。

 

　　

　　污泥消化過程中產生的沼氣優先用于發電，并提供熱能用于污泥加溫。設置發電機房一個，發電機房內設兩套發電機組，每套沼氣發電機備有一套熱回收單元，包括冷卻水回路和尾氣回路。發電機房將為熱交換器的進口端供熱。以青島市市區團島污水處理廠為例，該廠安裝了兩套熱循環泵，基本上滿足了供熱的需要，也滿足消化池污泥加溫所需要的熱量。目前，團島污水處理廠內的脫硫塔，可以將污泥消化后產生的沼氣進行脫硫，以保證沼氣的純度，避免因為沼氣純度低而造成對發電機組設備的損壞。

　　

　　

　　使用沼氣發電機組對氣體壓力要求不高，只需3kPa以上的壓力就可以滿足需求。機組本身不受氣體濃度變化的影響，當甲烷濃度變化時，機組也能穩定可靠運行。

　　

　　建發電站簡單，投資相對較少。發電站只需簡易廠房，機組基礎，冷卻水池，冷卻水塔等配套設施。

　　

　　建設周期短。2000kW的電站從施工到并網運行不超過30工作日。此外，沼氣發電效率高。甲烷含量50%的沼氣，1m3沼氣可發電1.6kWh。若能實現熱電聯產，其綜合效益會更高。

　　

　　運行費用低，操作維護較為簡單。沼氣發電機組的運行只需要消耗少量的機油及配件費用，日常維護保養簡單方便，耗費的成本相對較低，經濟效益明顯。

　　

　　節能和環保。沼氣內燃發電機組運行方便、簡單、可靠，經濟效益突出。沼氣的主要成分為甲烷，甲烷的溫室效應比二氧化碳大幾十倍，而且，甲烷還能破壞臭氧層。而通過沼氣發電，可實現就地發電，就地使用，多余上網，不僅能創造很好的經濟效益，也能更好地保護環境。

 

　　

　　

　　年發電時間按300天（扣除發電機組每年必要的檢修及保養時間）計算，單臺發電機發電功率按400kWh計算，電價按0.8元/kWh計算。則發電機的年發電收入為：400kWh×2臺×24小時×300天×0.8元/kWh=4608000元

　　

　　發電費用按0.1元/kWh計算（包含發電機組配件、機油消耗，運行人員工資、機器設備折舊），則發電機的年發電費用為：400kWh×2臺×24小時×300天×0.1元/kWh=576000元。

　　

　　兩臺發電機組的年產效益為：發電收入-發電費用=4608000-576000=4032000元

　　

　　以青島市團島污水處理廠為例，目前廠內有2臺發電機，功率為330kW和400kW，如果發電330度需要170m3沼氣，如果發電400度需要220m3沼氣。如果一臺機器24小時開著，每天可以發電7000度，如果兩臺機器開著，每天可以發電15000度左右。如果按照每度電0.8元計算，每天可以獲得收入12000元，每個月可獲得360000元，每年可以獲得收入4320000元，經濟效益十分可觀。

　　

　　影響沼氣發電經濟效益的主要因素是污泥溫度和沼氣產量。根據計算，沼氣發電熱能回收與鍋爐的組合工藝基本上可以滿足冬季的供熱需求。沼氣的產生率也由于攪拌器的充分攪拌和溫度控制。以團島污水處理廠為例，廠內設有4個消化池，污泥在消化池內停留的時間越長，產生的沼氣越多。還有學者表示，利用污泥厭氧消化產生的沼氣進行發電在經濟上完全可行。大約3年左右的時間可以收回成本。每處理1m3污水回收產生的電能平均達0.191kWh。

　　

　　

　　國內沼氣發電技術的不斷發展，使提供合格的國產發電設備成為可能。而且，根據相關政策企業用可再生能源發電可享受高于煤電0.25元/kWh的電價，并免征所得稅和增值稅。這不僅幫助企業實現了經濟效益，更幫助政府解決了污泥出路問題，實現經濟、環境和社會效益的統一。污水處理廠沼氣發電，節約能源，降低企業的運行成本，有效解決沼氣排放，是對環境污染的一種行之有效的保護方式。此外，因為沼氣是污水處理廠的副產品，所以成本較低，主要是脫硫和儲存上，沼氣發電上網出售可以為企業帶來新的經濟效益。

　　

　　我國沼氣資源充足。據不完全統計，2015年，全國城市污水處理廠達到2000座以上，污水日處理能力達到8000多萬噸，每天產生的濕污泥約為8萬噸左右。而1m3的污泥可產生10m3左右的沼氣，可發電15kwh以上，其余熱還可用來加熱污泥，總能量利用率達到70%以上，可以補充城市污水處理廠20%～40%的電耗。