發(fā)展沼氣要以德國為標(biāo)桿

導(dǎo)語：中國的沼氣工程發(fā)展為什么就不能像德國一樣，由被動變主動？

訪中國農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所沼氣工程研究設(shè)計(jì)中心主任鄧良偉

目前，全國各地都在大力發(fā)展大中型沼氣工程建設(shè)，并且進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)、工藝和自動控制技術(shù)水平。預(yù)計(jì)到2015年，處理工業(yè)有機(jī)廢水的大中型沼氣工程達(dá)到2500座，形成年生產(chǎn)沼氣能力40億立方米，相當(dāng)于343萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年處理工業(yè)有機(jī)廢水37500萬立方米。沼氣在農(nóng)業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用，只是其用途之一。

利用沼氣發(fā)電的技術(shù)也正受到越來越多投資者的關(guān)注。

國家發(fā)改委能源所有關(guān)負(fù)責(zé)人指出，我國的沼氣工程發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及德國，因?yàn)橹袊恼託饫檬浅鲇诃h(huán)保壓力，德國的沼氣利用的驅(qū)動力則來自于政府的支持以及經(jīng)濟(jì)激勵政策。

“中國的沼氣工程發(fā)展為什么就不能像德國一樣，由被動變主動？”農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所沼氣工程研究設(shè)計(jì)中心主任鄧良偉對記者說。

中國沼氣網(wǎng)上發(fā)電贏利“難上難”

《快公司》：與德國相比，中國在發(fā)展沼氣方面存在哪些差距？

鄧良偉：中國和德國是世界上農(nóng)業(yè)廢棄物處理沼氣工程發(fā)展最快的兩個國家，在沼氣工程政策、技術(shù)以及運(yùn)行管理等方面各自積累了許多經(jīng)驗(yàn)，值得相互借鑒。我在對兩國沼氣工程進(jìn)行大量實(shí)地考察和查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對我國農(nóng)業(yè)廢棄物處理沼氣工程的差距以及改進(jìn)的措施，提出了一些建議，主要包括以下內(nèi)容：政策法規(guī)、技術(shù)進(jìn)展（包括發(fā)酵原料、發(fā)酵工藝、沼氣凈化、沼渣沼液利用以及沼氣發(fā)電）。

《快公司》：中國在沼氣工程發(fā)展方面制定了哪些政策，取得了哪些進(jìn)展？

鄧良偉：2000年，中國農(nóng)業(yè)部組織編制了《大中型畜禽養(yǎng)殖場能源環(huán)境工程建設(shè)規(guī)劃》，規(guī)劃期（2001～2005年）建設(shè)300個示范工程，希望通過能源環(huán)境示范工程建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，基本解決重點(diǎn)區(qū)域畜禽養(yǎng)殖場對周圍環(huán)境的污染問題，明顯改善項(xiàng)目實(shí)施區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的環(huán)境質(zhì)量。這期間，每年國家投入大約6000萬元用于畜禽養(yǎng)殖場大中型沼氣工程的建設(shè)，每個沼氣工程補(bǔ)助80~150萬元。農(nóng)業(yè)部制訂了《2006～2010年全國農(nóng)村沼氣建設(shè)規(guī)劃》，在建設(shè)農(nóng)村沼氣的同時，重點(diǎn)在東部沿海城市和部分大中城市郊區(qū)“菜籃子”養(yǎng)殖基地支持建設(shè)各類沼氣工程，計(jì)劃在2006至2010年新建5000處。

中國國家環(huán)境保護(hù)總局于2001年發(fā)布了《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》以及《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，促進(jìn)了養(yǎng)殖場污染的防治，同時也帶動了畜禽養(yǎng)殖場大中型沼氣工程的建設(shè)。從2003年起，由國家環(huán)境保護(hù)局組織、監(jiān)督和管理，國家每年投入資金1000萬元，用于補(bǔ)助畜禽養(yǎng)殖場污染防治示范工程的建設(shè)，每個養(yǎng)殖場大約補(bǔ)助40～80萬元。2006年10月國家環(huán)境保護(hù)局發(fā)布了《國家農(nóng)村小康環(huán)保行動計(jì)劃》，到2010年，完成500個規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染防治示范工程建設(shè)，其中東、中、西部分別完成200個、180個、120個示范工程建設(shè)。厭氧消化技術(shù)作為畜禽養(yǎng)殖污染防治的重要手段，在畜禽養(yǎng)殖污染防治示范工程建設(shè)的過程中，沼氣工程的建設(shè)必將得到相應(yīng)的發(fā)展。

《快公司》：在發(fā)展沼氣方面，中德兩國有何經(jīng)驗(yàn)及區(qū)別？

鄧良偉：德國于1990年頒布并實(shí)施了《電力并網(wǎng)法》，特別是鼓勵沼氣發(fā)電上網(wǎng)的《可再生能源優(yōu)先法》（2000年）的出臺，為廣大農(nóng)場主建設(shè)沼氣工程并通過發(fā)電上網(wǎng)增加收入創(chuàng)造了極好的法律環(huán)境。

2004年，德國國會對《可再生能源優(yōu)先法》進(jìn)行了修訂，使小型農(nóng)場沼氣發(fā)電上網(wǎng)更具吸引力。除了上網(wǎng)電價(jià)優(yōu)惠外，裝機(jī)容量低于70千瓦的沼氣工程還可獲得15000歐元的補(bǔ)助金以及低息貸款。從新頒布的法律、法規(guī)來看，德國政府更加支持小型的和以農(nóng)場為基礎(chǔ)的沼氣發(fā)電工程。在這樣的政策激勵機(jī)制下，許多農(nóng)場主紛紛建造沼氣工程，“發(fā)電贏利”成了德國發(fā)展沼氣工程的主要動力。

中國于2005年2月28日通過了《中華人民共和國可再生能源法》，2006年1月1日實(shí)施。一系列配套法規(guī)也陸續(xù)出臺，如：《可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》、《可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定》、《可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金管理暫行辦法》》。這些法規(guī)的出臺，對沼氣發(fā)電工程有一定的刺激作用——2006年，相繼開工了日產(chǎn)沼氣10000立方米的蒙牛澳亞示范牧場牛糞處理沼氣發(fā)電工程，以及日產(chǎn)沼氣20000立方米的北京德清源農(nóng)業(yè)科技股份有限公司雞糞處理沼氣發(fā)電工程。目前蒙牛澳亞示范牧場牛糞處理沼氣發(fā)電工程已經(jīng)發(fā)電并網(wǎng)。由于國家尚未制訂強(qiáng)制性的可再生能源發(fā)電收購法案，上網(wǎng)的技術(shù)障礙以及高昂費(fèi)用，限制了沼氣發(fā)電工程上網(wǎng)，特別是中小型的沼氣發(fā)電工程，目前上網(wǎng)仍然困難。因此，多數(shù)中小型養(yǎng)殖場及投資商還處理觀望狀態(tài)。

作為促進(jìn)可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵內(nèi)容，德國對上網(wǎng)電價(jià)作了詳細(xì)的規(guī)定，不僅鼓勵可再生能源發(fā)電上網(wǎng)，而且特別鼓勵農(nóng)場廢棄物處理沼氣工程發(fā)電上網(wǎng)，尤其是中小型沼氣工程，對熱電聯(lián)產(chǎn)，新技術(shù)也有額外補(bǔ)貼。

中國對可再生能源發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)只有一個籠統(tǒng)的規(guī)定，對沼氣上網(wǎng)發(fā)電，特別是農(nóng)場廢棄物處理沼氣工程的上網(wǎng)發(fā)電沒有額外補(bǔ)貼。就目前規(guī)定的上網(wǎng)電價(jià)而言，沼氣工程要想通過發(fā)電上網(wǎng)贏利還很困難，因此，對養(yǎng)殖場業(yè)主投資建設(shè)沼氣工程還沒有足夠的吸引力。

建設(shè)量大而利用率低

《快公司》：目前我國沼氣工程建設(shè)現(xiàn)狀如何？

鄧良偉：2000年以前，中國每年新建的沼氣工程數(shù)量都在200處以下，特別是2003年以后，中國農(nóng)業(yè)廢棄物處理沼氣工程建設(shè)速度加快，2005年新增沼氣工程數(shù)量達(dá)到1000處以上。主要是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)部的生態(tài)富民家園計(jì)劃，農(nóng)村小型公益設(shè)施建設(shè)、農(nóng)村沼氣建設(shè)國債項(xiàng)目、大中型畜禽養(yǎng)殖場能源環(huán)境工程建設(shè)以及國家環(huán)保局的禽養(yǎng)殖場污染防治示范工程建設(shè)等項(xiàng)目均在這幾年實(shí)施。

德國的可再生能源激勵系統(tǒng)刺激了沼氣工程的快速發(fā)展，沼氣工程的數(shù)量從1996年的370座增加到了2005年的2700座，總裝機(jī)容量達(dá)650兆瓦。特別是新的《可再生能源優(yōu)先法》（2005年）實(shí)施后，2005年新建沼氣工程數(shù)量幾乎是前幾年的3倍。

根據(jù)德國沼氣協(xié)會預(yù)測：到2020年，德國沼氣發(fā)電的總裝機(jī)將達(dá)到9500兆瓦。截至2005年底，德國在沼氣工程建設(shè)方面大約投資了6.50億歐元，產(chǎn)生了8000個工作崗位。目前，德國大約有400家公司從事農(nóng)業(yè)廢棄物處理沼氣工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造與服務(wù)。

在本國市場快速發(fā)展的基礎(chǔ)上，德國沼氣工業(yè)的出口份額也持續(xù)增長，2004年達(dá)到2700萬歐元， 占行業(yè)總產(chǎn)值的大約10%，在不久的將來，預(yù)計(jì)將達(dá)到30%。

盡管中國農(nóng)業(yè)廢棄物處理沼氣工程的數(shù)量一直比德國多，但其規(guī)模及產(chǎn)生的效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如德國。中國的沼氣工程，每處平均池容只有283 立方米，基本上是一些中小型沼氣工程，池容在100 立方米以下的小型沼氣工程大約占66%；池容在100 ~1000 立方米之間的中型沼氣工程大約占25%；池容在1000 立方米以上的大型沼氣工程僅占9%左右。而德國沼氣工程的平均池容大約1000立方米。中國沼氣工程平均每處日產(chǎn)氣量只有177立方米，而德國則達(dá)1322立方米。中國沼氣工程沼氣年產(chǎn)量只有德國的17.6%，沼氣發(fā)電裝機(jī)容量只有德國的1%，沼氣發(fā)電量只有德國的0.16%。

《快公司》：在日常運(yùn)行方面，兩國有何區(qū)別？

鄧良偉：由于受法律和經(jīng)濟(jì)利益的影響，德國沼氣工程產(chǎn)生的沼氣基本上用于發(fā)電，大約占總產(chǎn)氣量的98.5%。分散供熱（如燒鍋爐）主要用于小型工程，而且這些工程都是《可再生能源法》（2000年）頒布之前建造的。由于沒有沼氣并入燃?xì)饩W(wǎng)的法律規(guī)定，德國沼氣并網(wǎng)基本上被忽視。隨著2005 年7月《能源經(jīng)濟(jì)法》的修訂，這一情形發(fā)生了改變，《能源經(jīng)濟(jì)法》明確將沼氣定義為燃?xì)猓瑸檎託獠⒕W(wǎng)奠定了法律基礎(chǔ)。另一個刺激因素是石油和天然氣價(jià)格的波動，沼氣替代天然氣變得更有吸引力。曾經(jīng)有專家評估，德國沼氣可以替代實(shí)際天然氣消耗的10%。但是，沼氣生產(chǎn)成本大約是進(jìn)口天然氣的3倍，因此，盡管《能源經(jīng)濟(jì)法》鼓勵沼氣并網(wǎng)，沼氣發(fā)電似乎仍然是唯一合理的選擇。在德國，沼氣也用作汽車燃料。

最近幾年，沼氣作為燃料電池的試驗(yàn)已經(jīng)在整個歐洲進(jìn)行。用沼氣作熔碳燃料電池的試驗(yàn)已在德國展開。

我國農(nóng)場沼氣工程產(chǎn)生的沼氣僅有少量用于發(fā)電，約占2.53%，大量用于生活燃?xì)猓泄獯蠹s占總產(chǎn)氣量的1%左右，其余基本上用于養(yǎng)殖場食堂炊事燃料。就一個養(yǎng)殖場的職工而言，炊事需要的沼氣很少。例如，一個萬頭豬場的職工只有50人左右，每天炊事所需的沼氣大約30立方米，而即使是1萬頭的豬場，其沼氣工程的沼氣產(chǎn)量也大約200立方米/天，如果糞尿全部進(jìn)入沼氣池，沼氣產(chǎn)量大約是500立方米/天，因此，大約有90%的沼氣沒有被有效利用。

而沼氣用作汽車燃料，以及沼氣燃料電池，在中國還沒有開始嘗試。

技術(shù)與設(shè)備的比拼

《快公司》：發(fā)電是沼氣工程的用途之一，和德國相比，我們的差距在哪里？

鄧良偉:除了上網(wǎng)電價(jià)等因素以外，中德沼氣發(fā)電的差距主要來自于工程技術(shù)。德國98%的沼氣工程采用熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）。

200千瓦以下的機(jī)組主要是雙燃料機(jī)組，需要8～15%的柴油機(jī)燃料用于氣體點(diǎn)火，發(fā)電效率為33%～37%。這種發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)是可調(diào)節(jié)柴油/沼氣燃料比，當(dāng)沼氣不足甚至停氣時，發(fā)動機(jī)仍能正常工作。雙燃料機(jī)組可以在甲烷含量比較低的情況下使用，如能源作物的發(fā)酵。缺點(diǎn)在于系統(tǒng)復(fù)雜，所以大型沼氣發(fā)電工程往往不采用這種發(fā)動機(jī)，而多采用點(diǎn)燃式純沼氣發(fā)動機(jī)。

200千瓦以上純?nèi)細(xì)鈾C(jī)組采用火花點(diǎn)火，發(fā)電效率為34~37%，使用壽命比雙燃料機(jī)組長，但造價(jià)稍高。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，而且無需輔助燃料，適合在大、中型沼氣工程條件下工作，這種發(fā)動機(jī)已成為沼氣發(fā)電工程實(shí)施中的主流機(jī)組。因?yàn)榈聡?004 年對《可再生能源法》的修訂條款中明確規(guī)定：2007年1月1日以后所建的沼氣發(fā)電工程若使用化石燃油將不能享受有關(guān)的優(yōu)惠政策。

我國開展沼氣發(fā)電的研究始于80年代初，先后有一些科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行過沼氣發(fā)動機(jī)的改裝和提高熱效率方面的研究工作。早期對“沼氣—柴油”雙燃料發(fā)動機(jī)的研究開發(fā)工作較多。近年來，主要集中在純?nèi)細(xì)鈾C(jī)組的研究與開發(fā)，有影響的企業(yè)主要有“濟(jì)柴”、“勝動”、“濰柴”以及“紅巖”等發(fā)電設(shè)備制造商。中國沼氣發(fā)電機(jī)組已有10~700千瓦系列產(chǎn)品問世，其中以40千瓦、80千瓦、200千瓦和500千瓦機(jī)組居多，而且也比較成熟。

通過近年的研究開發(fā)，新的沼氣發(fā)電機(jī)組在性能和質(zhì)量方面已縮小了與德國先進(jìn)機(jī)組的差距，特別是大功率機(jī)組的各項(xiàng)性能已經(jīng)接近德國先進(jìn)機(jī)組的技術(shù)指標(biāo)。單機(jī)容量在200~600千瓦的純?nèi)細(xì)獍l(fā)電機(jī)組，其發(fā)電效率可以達(dá)到27~30%，氣耗率0.57~0.7千瓦/立方米，比德國同類型的沼氣發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率低近7個百分點(diǎn)。此外，我國多數(shù)沼氣工程尚未建立發(fā)電余熱回收系統(tǒng)，其余熱回收效率最高也只有35%左右，比德國機(jī)組至少低5個百分點(diǎn)。另一個問題是，我國沼氣發(fā)電與余熱利用需要設(shè)計(jì)、施工單位自行配套組裝，熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP) 配套性比較差。

《快公司》：除了工程技術(shù)的差距，是否還有其他因素？

鄧良偉：總的來看，經(jīng)過十幾年的實(shí)踐和發(fā)展，德國農(nóng)業(yè)廢棄物處理沼氣工程的工藝水平和技術(shù)裝備已經(jīng)趨于成熟，相關(guān)的發(fā)電設(shè)備、機(jī)械攪拌裝置、自動控制系統(tǒng)、余熱利用技術(shù)等已進(jìn)入專業(yè)化設(shè)計(jì)和制造階段，工程技術(shù)和設(shè)備質(zhì)量得到了有效的控制，沼氣發(fā)電的工程設(shè)計(jì)和技術(shù)服務(wù)等專業(yè)服務(wù)組織也相當(dāng)完善。

盡管我國農(nóng)業(yè)廢棄物厭氧消化產(chǎn)沼氣的實(shí)驗(yàn)室研究能達(dá)到德國的技術(shù)指標(biāo)，但是，實(shí)際工程應(yīng)用差距仍然較大。我國沼氣工程技術(shù)及相關(guān)設(shè)備沒有形成專業(yè)化設(shè)計(jì)和制造，沼氣工程系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量無法得到有效的控制，工程設(shè)計(jì)和技術(shù)服務(wù)等專業(yè)服務(wù)組織也很不健全，導(dǎo)致工程整體水平較低，循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益不能充分顯現(xiàn)出來。

發(fā)展沼氣需要四步走

《快公司》：對于我國的沼氣發(fā)展，您有何建議？

鄧良偉：這需要從政策、法律、技術(shù)、資金投入等方面繼續(xù)努力。關(guān)鍵是通過法律、政策的鼓勵，提高可再生能源價(jià)格，建立起沼氣工程自身贏利模式，吸引更多投資商進(jìn)入沼氣工程領(lǐng)域，擴(kuò)大沼氣工程市場，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步，最終提升沼氣工程整體技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益。

如果國家給予在稅收、貸款方面的優(yōu)惠政策、投資補(bǔ)貼和產(chǎn)業(yè)保護(hù)措施以及電力部門在沼氣電力并網(wǎng)方面給予支持和幫助，制定優(yōu)惠的上網(wǎng)電價(jià)，將大大改善沼氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性和市場前景，對其進(jìn)入市場具有積極作用。

除此之外，還需要采取一些措施和行動。

第一，制定發(fā)展規(guī)劃。對我國沼氣利用現(xiàn)狀和市場前景進(jìn)行成分調(diào)查，描述沼氣發(fā)電能源利用市場，確定本項(xiàng)目建設(shè)發(fā)展領(lǐng)域，并評價(jià)發(fā)展沼氣發(fā)電商品化和市場化的社會經(jīng)濟(jì)因素，分析沼氣發(fā)電的技術(shù)開發(fā)和市場潛力，制定相關(guān)工藝開發(fā)利用的規(guī)劃，明確開發(fā)目標(biāo)。

第二，加強(qiáng)技術(shù)保障體系的建設(shè)。引進(jìn)吸收國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)技術(shù)支持和保障體系的建設(shè)、扶持和培養(yǎng)，制定國家級的沼氣發(fā)電工程技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立和完善可持續(xù)的、市場化的推廣沼氣發(fā)電綜合性服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

第三，引入競爭機(jī)制，創(chuàng)新投資體系。針對目前我國沼氣發(fā)電技術(shù)發(fā)展資金匱乏的現(xiàn)狀，認(rèn)真總結(jié)分析國外現(xiàn)行的資金籌措和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)國外技術(shù)成熟的商業(yè)化運(yùn)營沼氣發(fā)電工程先進(jìn)優(yōu)惠政策以及市場化融資體系建設(shè)模式。轉(zhuǎn)變觀念，鼓勵和動員更多的公司和企業(yè)投入到沼氣發(fā)電技術(shù)的競爭行列。

第四，研究制定國家級的配套政策。進(jìn)一步加強(qiáng)同環(huán)保部門、工業(yè)企業(yè)、科研院所和金融機(jī)構(gòu)的合作與協(xié)調(diào)，研究制定激勵性政策、地方性和全國性相結(jié)合的政策。同時應(yīng)對沼氣發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化研究制定配套政策。