山區(qū)養(yǎng)殖場大中型沼氣工程發(fā)展問題調(diào)查研究

董照鋒，馬榜勞，吳亞鋒，曹昌東

（1.商洛市農(nóng)村能源工作站，陜西 商洛 726000；2.山陽縣農(nóng)村能源工作站，陜西 山陽 726400；3.商洛市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗檢測中心，陜西 商洛 726000）

近年來，隨著畜牧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖污染已成為農(nóng)村地區(qū)主要污染源之一，農(nóng)村地區(qū)污染排放已經(jīng)占了全國污染排放總量的“半壁江山”[1]，給環(huán)境帶來了巨大的威脅。沼氣工程是以糞便、秸稈等廢棄物為原料，以能源生產(chǎn)為目標的系統(tǒng)工程[2]。養(yǎng)殖場大中型沼氣工程建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)畜禽糞便的無害化、減量化和資源化，對實現(xiàn)環(huán)境、能源和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[3]。作為山區(qū)畜牧養(yǎng)殖大市，商洛規(guī)?；B(yǎng)殖發(fā)展迅速，2011年底，全市年出欄生豬3 000頭以上的養(yǎng)殖場64個、1萬頭以上的14個，年存欄蛋雞1萬羽以上64個，年出欄肉雞10萬～50萬羽52個，其中標準化養(yǎng)殖場93個[4]。畜牧業(yè)的快速發(fā)展給全市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn)，糞污染壓力越來越大。2008年中央擴大內(nèi)需項目批復(fù)了商洛第一個大中型沼氣工程，2009年完成了工程建設(shè)。商洛市是貧困山區(qū)，養(yǎng)殖場沼氣工程建設(shè)處于政府扶持推廣階段。截止2012年上半年，全市建設(shè)養(yǎng)殖場大中型沼氣工程14個。但在工程建設(shè)中存在項目設(shè)計、項目監(jiān)管、政策配套、運行管理等方面的問題。筆者在調(diào)查商洛市養(yǎng)殖場大中型沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對存在的主要問題，提出了相應(yīng)的解決措施，旨在為大中型沼氣工程建設(shè)提供參考。

1 大中型沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 發(fā)酵工藝

調(diào)查14座大中型沼氣工程，其中有13座采用了“預(yù)處理+CSTR一體化反應(yīng)器”為核心的處理工藝，占92.86%；1座采用水壓式戶用沼氣多池串聯(lián)進行糞污處理。發(fā)酵工藝多采用中溫發(fā)酵，13座冬季增溫方式為燃煤鍋爐，1座沒有在加溫設(shè)備。

1.2 發(fā)酵容積

設(shè)計發(fā)酵裝置總?cè)莘e8 130 m3，除了1座為330 m3外，其余 13座為 500～800 m3，理論年產(chǎn)氣量297萬m3，實際建成的發(fā)酵裝置總?cè)莘e7 000 m3左右，占項目設(shè)計86.1%。

1.3 發(fā)酵原料

14個養(yǎng)殖場沼氣工程中有13座以豬糞為發(fā)酵原料,占92.86%，只有1座以雞糞為發(fā)酵原料，占7.14%。

1.4 運行情況

投入使用1個，試運行4個，3個正在建設(shè)中，未正常使用6個，投入使用率為35.71%。設(shè)計發(fā)電工程11個，都沒有配置余熱回收系統(tǒng)，沒有熱電聯(lián)產(chǎn)工程。集中供氣工程3個，均未安裝供氣設(shè)備，未實現(xiàn)農(nóng)戶集中供氣。從正常使用和試運行的5個工程看，5月份每天產(chǎn)氣量為200～300 m3，達到設(shè)計產(chǎn)氣量的30%～50%。沼氣80%用于發(fā)電自用，20%用于業(yè)主生產(chǎn)和生活用能。

1.5 沼肥處理

1個工程配套了有機肥生產(chǎn)線，年產(chǎn)有機肥10 000 t左右，2012年省級財政農(nóng)業(yè)專項資金又配套有機肥加工項目5個。從目前的沼渣、沼液利用情況看，只有1個工程有產(chǎn)業(yè)園依托，其它工程的沼肥除了周邊群眾偶爾運出使用，大多數(shù)直接排放，尚未實現(xiàn)商品化。

2 存在的問題

2.1 沼氣產(chǎn)量過低

設(shè)計及理論產(chǎn)氣量與實際產(chǎn)氣量差距較大，主要原因有4個。一是工程發(fā)酵容積與設(shè)計不符。山區(qū)大中型沼氣工程設(shè)計發(fā)酵容積一般為500～800 m3，根據(jù)調(diào)查，除了洛南華陽沼氣工程批復(fù)發(fā)酵容積330 m3實際建設(shè)470 m3外，其余13個工程沒有超出項目設(shè)計，大多數(shù)沒有達到設(shè)計規(guī)模，甚至個別工程發(fā)酵容積僅達到設(shè)計規(guī)模的一半。二是運行管理不到位。商洛養(yǎng)殖場大中型沼氣工程起步較晚，缺乏相應(yīng)的運行管理技術(shù)規(guī)范和經(jīng)驗，沒有建立有效的從業(yè)人員培訓(xùn)機制，公司缺乏沼氣技術(shù)人員，對沼氣系統(tǒng)運行管理不到位。三是工程質(zhì)量不高。很多工程沒有嚴格按照初步設(shè)計進行施工，設(shè)備不夠先進，配置不到位。對正在施工的3個大型沼氣主體工程進行檢查中發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵罐體內(nèi)攪拌裝置和保溫裝置都存在問題，不夠合理，難以發(fā)揮作用。四是發(fā)酵原料不足。5座正在運行的大型沼氣工程普遍存在養(yǎng)殖規(guī)模不夠、發(fā)酵原料不足的問題。其中1座沼氣工程從2012年2月開始投料，但一直達不到正常運行的原料要求。

2.2 系統(tǒng)效益不高

大型沼氣工程系統(tǒng)效益低是普遍問題，主要原因有4個。一是運行成本高。1個工程常年正常運行維護費用在8～10萬元左右，業(yè)主不愿意花費這么大的人力和財力維護。二是沼肥消納能力弱。商洛是山區(qū)，受地理環(huán)境、耕地資源、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)、農(nóng)民意識等諸多因素制約，沼渣、沼液得不到有效利用。三是沼氣發(fā)電效益差。大多數(shù)發(fā)電機組功率達不到設(shè)計要求，養(yǎng)殖量跟不上直接導(dǎo)致產(chǎn)氣量不足，發(fā)電效益低。四是業(yè)主認識不到位。大多數(shù)業(yè)主都只看到眼前利益，想法設(shè)法以盡可能少的資金完成工程建設(shè)，目的是完成環(huán)保排污指標，將整個工程當(dāng)作化糞池使用，不在工程質(zhì)量和系統(tǒng)維護上下功夫，看不到沼氣工程的潛在效益。

2.3 工程工期較長

調(diào)查14個大型沼氣工程，一般從項目批復(fù)到工程試運行歷時1年6個月以上，最長3 a。工期長的原因有以下四個方面。一是項目批復(fù)慢。從計劃下達到初步設(shè)計批復(fù)歷時太長，一般從第一年第四季度下達計劃到第二年9～11月份批復(fù)近1年時間，項目批復(fù)后已進冬季，施工基本到下一年春天。二是項目監(jiān)管不順。農(nóng)業(yè)、計劃、財政都是監(jiān)管部門，但在實際操作過程中部門協(xié)調(diào)難度大，存在地方對上級規(guī)范、規(guī)定或文件執(zhí)行不力的現(xiàn)象，在協(xié)調(diào)上容易出現(xiàn)問題。三是施工企業(yè)和項目業(yè)主合作不夠融洽。業(yè)主付款不及時，是拖延項目建設(shè)進度的主要原因，一些業(yè)主施工場地和道路交通狀況出問題，也經(jīng)常影響項目順利建設(shè)。四是業(yè)主爭取項目的目的不純。個別業(yè)主爭取項目不是為了解決污染和能源問題，存在套取或擠占國家資金的僥幸心理，在管理部門嚴格項目監(jiān)管的情況下，建設(shè)工作難以向前推進。

2.4 集中供氣難度大

3座設(shè)計集中供氣的沼氣工程基本上沒有供氣到戶，主要原因有4個：一是山區(qū)供氣難度大，大多數(shù)養(yǎng)殖場都建設(shè)在遠離村莊的地方，供氣輸送距離較遠，灶前沼氣壓力小，這是項目設(shè)計本身的先天不足；二是輸配系統(tǒng)安裝難度大、成本過高，業(yè)主不愿意投入資金；三是沼氣準確計量難實施，收費難度大；四是產(chǎn)氣量不足，本身也難以滿足項目設(shè)計的供氣戶數(shù)正常用氣。

2.5 “三沼”利用效率低

14座沼氣工程中有13座的沼渣、沼液利用效率太低，沼氣系統(tǒng)的綜合效益沒有充分發(fā)揮。原因有以下4個方面：一是沼液、沼渣綜合利用技術(shù)不夠先進，效益較低；二是周邊群眾大多是農(nóng)村留守人員，知識結(jié)構(gòu)和科技意識不高，接受“三沼”綜合利用技術(shù)難度大；三是山區(qū)耕地少平地更少，沼渣、沼液運往田間大多數(shù)需要靠人力，運輸難度大、成本高；四是缺乏設(shè)施蔬菜、林果業(yè)等規(guī)模化產(chǎn)業(yè)支撐，沼液、沼渣得不到有效吸納[5]。

2.6 行業(yè)不夠規(guī)范

養(yǎng)殖場大中型沼氣工程在工程設(shè)計、建設(shè)和運行管理過程出現(xiàn)的問題，主要原因是行業(yè)本身不規(guī)范和項目管理存在問題所導(dǎo)致。一是項目規(guī)劃不合理。個別項目在設(shè)計時未考慮政府規(guī)劃，對于政府強制搬遷或取締的養(yǎng)殖場應(yīng)該不予立項，這類養(yǎng)殖場沼氣工程批復(fù)建設(shè)后隨著養(yǎng)殖場搬遷而棄用，造成了國家資金的浪費。二是項目設(shè)計不結(jié)合實際，大多數(shù)沒有結(jié)合養(yǎng)殖場的實際存欄量和排污量來設(shè)計厭氧反應(yīng)器的合理規(guī)模，沒有根據(jù)養(yǎng)殖場糞污處理原料的特性來設(shè)計相應(yīng)的處理工藝技術(shù)流程，大多數(shù)是移花接木的將國際、國內(nèi)比較流行的或采用較多的工藝引入。在設(shè)備選擇上也沒有根據(jù)實際需要因地制宜的選擇，大多數(shù)存在造價高、耗能高、性能不穩(wěn)定的問題。三是熱電聯(lián)產(chǎn)未能配套設(shè)計。11個沼氣發(fā)電工程都沒實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，設(shè)計了燃煤鍋爐，但在冬季業(yè)主考慮到成本問題都沒有正常使用，實際上是常溫發(fā)酵，冬季產(chǎn)氣率低，很多工程都停止運行。而在德國，98%的沼氣工程都是熱電聯(lián)產(chǎn)，即使在冬季環(huán)境氣溫低于-20℃，沼氣工程仍然運行良好[6]。四是項目申報把關(guān)不嚴。在項目申報中項目管理部門應(yīng)該做好現(xiàn)場勘查，對其法人資格、養(yǎng)殖規(guī)模、建設(shè)地點、資金籌措和“三沼”消納能力進行核實，達不到項目申報條件的不能上報；而在實際工作中要做到堅持原則嚴格把關(guān)有一定的難度，導(dǎo)致在項目批復(fù)后出現(xiàn)了個別工程無法落實或項目設(shè)計不符合實際的情況。五是監(jiān)督體系不健全。一方面是計劃、農(nóng)業(yè)和財政三個項目管理部門之間責(zé)任落實和協(xié)調(diào)問題。計劃部門項目申報批復(fù)、農(nóng)業(yè)部門技術(shù)指導(dǎo)組織建設(shè)、財政部門資金管理三個環(huán)節(jié)要相互配合，如果項目申報批復(fù)脫離實際、資金管理不嚴格執(zhí)行按進度撥款程序，那么農(nóng)業(yè)部門的組織建設(shè)和監(jiān)督實施就難以落實，工程質(zhì)量和資金安全都會受到影響。另一個方面是工程監(jiān)理缺位。陜西省農(nóng)業(yè)廳和發(fā)改委出臺的項目管理辦法中要求實行項目監(jiān)理制，而在商洛市沒有農(nóng)業(yè)或環(huán)保工程方面的監(jiān)理機構(gòu)。由于監(jiān)理費用限制，難以請到外地監(jiān)理單位來商洛監(jiān)理工程，因而客觀條件限制及工程監(jiān)理難以到位。

3 措施與建議

3.1 加強“三沼”利用技術(shù)的研究及推廣

各級農(nóng)村能源技術(shù)單位要結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件和產(chǎn)業(yè)實際，積極開展“三沼”綜合利用技術(shù)的研究與推廣工作，積極引進、示范“三沼”利用新技術(shù)，積極開展沼渣、沼液加工技術(shù)研究。商洛市應(yīng)重點研究推廣沼渣，沼液在中藥材、食用菌，李及大櫻桃、獼猴桃、葡萄等水果，核桃及板栗等特色干果，設(shè)施蔬菜等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用技術(shù)。推廣區(qū)域重點在農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)、特色產(chǎn)業(yè)園區(qū)、無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)、觀光休閑農(nóng)業(yè)園區(qū)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)等。為了更好地開展“三沼”利用技術(shù)研究和推廣工作，科技單位要積極爭取省級財政農(nóng)業(yè)專項和科技項目，爭取科研經(jīng)費的支持。

3.2 規(guī)范工程項目管理

大型沼氣工程項目資金量大，1個相當(dāng)于1 000口戶用沼氣池，面對的是企業(yè)業(yè)主，如果項目管理不規(guī)范，一方面難以保證項目建設(shè)質(zhì)量，另一方面資金監(jiān)管不嚴可能造成國家資金流失。應(yīng)該從以下幾個方面嚴格把關(guān)。一是做好項目前期勘查工作。項目管理部門要對項目申報單位開展現(xiàn)場勘查，對其道路情況、建設(shè)場地、養(yǎng)殖規(guī)模、沼氣用途、沼肥消納和資金籌措能力等進行全面勘查，這是保證項目順利實施的基礎(chǔ)。二是推行建設(shè)單位資質(zhì)備案。商洛在全省率先推行資質(zhì)備案制度，在公平、公正的基礎(chǔ)上，對施工企業(yè)的設(shè)計資質(zhì)、建設(shè)資質(zhì)、安全許可、工作業(yè)績、公司實力、技術(shù)支撐等各方面進行審核和評審，并對其安全事故進行記錄“0”追蹤，符合條件的按照當(dāng)年項目1.5～2倍數(shù)量擇優(yōu)備案，避免形成惡性競爭。三是嚴格項目監(jiān)理制度。面對監(jiān)理難的問題，至少要保證縣級農(nóng)村能源技術(shù)單位具備中級以上技術(shù)職務(wù)的專業(yè)人員負責(zé)現(xiàn)場監(jiān)督，填寫監(jiān)督記錄。四是實行項目制裁制度。對在項目建設(shè)中不服從管理、不按照項目批復(fù)組織建設(shè)、弄虛作假套取國家資金的單位，實行黑名單制度，在以后農(nóng)業(yè)、財政、計劃等相關(guān)項目申報中對其進行5 a以上的制裁。

3.3 嚴格資金撥付程序

嚴格資金管理是保證項目建設(shè)質(zhì)量最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。要做好管理部門之間的協(xié)調(diào)工作，特別是與職能部門間的協(xié)調(diào)，如果項目資金一次性或80%以上的項目資金直接撥付項目單位，農(nóng)業(yè)部門則很難對項目單位進行管理和監(jiān)督。商洛從2011年開始實行項目資金報賬制，在項目招標結(jié)束后，項目單位在具備了開工條件時，提交開工啟動資金申請并經(jīng)農(nóng)村能源主管部門和發(fā)展計劃部門核準后，由財政部門先行撥付中央和省級財政補助資金的20%～30%作為啟動資金，開工后按實施進度憑農(nóng)村能源主管部門審核后的發(fā)票報賬，分階段撥付資金，最后一次預(yù)留20%作為質(zhì)保金，待工程驗收合格后一次性撥付。從執(zhí)行過程看，與前3 a相比，項目質(zhì)量有明顯好轉(zhuǎn)，關(guān)鍵設(shè)備及基本建設(shè)都能得到保證。

3.4 進一步完善工程設(shè)計

在項目設(shè)計上，要根據(jù)不同處理原料、不同處理目標、不同區(qū)域氣象，因地制宜地設(shè)計工藝技術(shù)流程。要從養(yǎng)殖場自身生產(chǎn)生活用能需要和周邊群眾自然條件出發(fā)，選擇適宜的沼氣利用方式，不能搞“一刀切”的沼氣發(fā)電或集中供氣。針對山區(qū)沼氣工程集中供氣難度大、發(fā)電效益低的現(xiàn)狀，為了保證沼氣不排空浪費，除了配置廠區(qū)沼氣炊事爐灶、圈舍加溫設(shè)施外，建議設(shè)計大眾浴池，給周邊群眾免費發(fā)放澡票，每周確定2次以上的熱水供應(yīng)，既解決了農(nóng)村洗浴問題，又保證沼氣得到有效利用。同時設(shè)計有機肥加工，可以根據(jù)實際情況設(shè)計沼渣干燥和袋裝沼液等粗加工或者有機肥深加工等，確保沼肥能夠有效運輸、存儲和外銷。

3.5 實施“三沼”利用補貼政策

建議國家層面出臺沼氣和沼肥利用補貼政策。根據(jù)我們的調(diào)查，補貼適宜范圍為1 m3沼氣1.5～2.0元，沼肥2.5～3元/t，提高農(nóng)民和養(yǎng)殖場業(yè)主自覺建設(shè)和維護沼氣工程的積極性，提高工程收益，促進農(nóng)村節(jié)能減排。

3.6 加快CDM項目開發(fā)和養(yǎng)殖排污權(quán)交易制度建立

清潔發(fā)展機制（CDM）是《京都議定書》中引入的3個靈活履約機制之一[7]。省、市級管理部門應(yīng)積極做好CDM項目申報工作，通過清潔能源發(fā)展機制為大中型沼氣工程建設(shè)引進資金支持。2011年在省農(nóng)業(yè)廳的指導(dǎo)下，商洛已經(jīng)開始了CDM申報工作，現(xiàn)已報批國際有關(guān)組織。排污權(quán)交易是指在一定區(qū)域內(nèi)，在污染物排放總量不超過排放量的前提下，內(nèi)部各污染源之間通過貨幣交換的方式互相調(diào)劑排污量，從而達到減少排污量、保護環(huán)境的目的[8]?？梢杂檬袌龅姆绞?，在政府不增加排污權(quán)供給的條件下，通過排污權(quán)交易可以使消減污染物的費用最小。在環(huán)保執(zhí)法處罰方面，對養(yǎng)殖企業(yè)是否建設(shè)沼氣工程要區(qū)別對待，督促養(yǎng)殖企業(yè)加大糞污治理投入，促進沼氣工程的產(chǎn)業(yè)化、商品化發(fā)展[9]。

[1]中華人民共和國環(huán)境保護部.農(nóng)村污染排放已占“半壁江山”[EB/OL].中國新聞網(wǎng)，2011-6-3：http://www.chinanews.com/gn/2011/06-03/3088624.shtml.

[2]王 鋼，劉 偉，高德玉，等.黑龍江省沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2008，（6）：1-2.

[3]韋秀麗，徐 進，高立洪，等.重慶大中型沼氣工程規(guī)劃建設(shè)現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)機化研究，2010，（3）：215-217，221.

[4]董照鋒，朱 琦，王立錄，等.養(yǎng)殖小區(qū)上部回流沼氣工程模式[J].農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2012,33（2）：31-34，39.

[5]董照鋒，田書印，王立錄，等.山區(qū)農(nóng)村沼氣發(fā)展問題調(diào)查研究[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報，2012，2（1）：26-30.

[6]李寶玉，畢于運，高春雨，等.我國農(nóng)業(yè)大中型沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題與對策措施[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2010，31（2）：57-61.

[7]陳婷婷，周偉國，阮應(yīng)君.大型養(yǎng)殖業(yè)糞污處理沼氣工程導(dǎo)入CDM 的可行性分析[J].中國沼氣，2007，25（3）：7-9.

[8]齊可奎.論排污權(quán)交易制度[EB/OL].水世界，2008-03-03 http://www.chinacitywater.org/rdzt/jishuzhuant/shwrk/pwq/pj/25616-2.shtml.shtml

[9]王宇欣，蘇 星，唐艷芬，等.京郊農(nóng)村大中型沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀分析與對策研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2008，24（10）：291-295.