發展沼氣要以德國為標桿

導語：中國的沼氣工程發展為什么就不能像德國一樣，由被動變主動？

訪中國農業部沼氣科學研究所沼氣工程研究設計中心主任鄧良偉

目前，全國各地都在大力發展大中型沼氣工程建設，并且進一步提高設計、工藝和自動控制技術水平。預計到2015年，處理工業有機廢水的大中型沼氣工程達到2500座，形成年生產沼氣能力40億立方米，相當于343萬噸標準煤，年處理工業有機廢水37500萬立方米。沼氣在農業當中的應用，只是其用途之一。

利用沼氣發電的技術也正受到越來越多投資者的關注。

國家發改委能源所有關負責人指出，我國的沼氣工程發展遠遠不及德國，因為中國的沼氣利用是出于環保壓力，德國的沼氣利用的驅動力則來自于政府的支持以及經濟激勵政策。

“中國的沼氣工程發展為什么就不能像德國一樣，由被動變主動？”農業部沼氣科學研究所沼氣工程研究設計中心主任鄧良偉對記者說。

中國沼氣網上發電贏利“難上難”

《快公司》：與德國相比，中國在發展沼氣方面存在哪些差距？

鄧良偉：中國和德國是世界上農業廢棄物處理沼氣工程發展最快的兩個國家，在沼氣工程政策、技術以及運行管理等方面各自積累了許多經驗，值得相互借鑒。我在對兩國沼氣工程進行大量實地考察和查閱文獻的基礎上，對我國農業廢棄物處理沼氣工程的差距以及改進的措施，提出了一些建議，主要包括以下內容：政策法規、技術進展（包括發酵原料、發酵工藝、沼氣凈化、沼渣沼液利用以及沼氣發電）。

《快公司》：中國在沼氣工程發展方面制定了哪些政策，取得了哪些進展？

鄧良偉：2000年，中國農業部組織編制了《大中型畜禽養殖場能源環境工程建設規劃》，規劃期（2001～2005年）建設300個示范工程，希望通過能源環境示范工程建設項目的實施，基本解決重點區域畜禽養殖場對周圍環境的污染問題，明顯改善項目實施區農業生產和人民生活的環境質量。這期間，每年國家投入大約6000萬元用于畜禽養殖場大中型沼氣工程的建設，每個沼氣工程補助80~150萬元。農業部制訂了《2006～2010年全國農村沼氣建設規劃》，在建設農村沼氣的同時，重點在東部沿海城市和部分大中城市郊區“菜籃子”養殖基地支持建設各類沼氣工程，計劃在2006至2010年新建5000處。

中國國家環境保護總局于2001年發布了《畜禽養殖污染防治管理辦法》以及《畜禽養殖業污染物排放標準》，促進了養殖場污染的防治，同時也帶動了畜禽養殖場大中型沼氣工程的建設。從2003年起，由國家環境保護局組織、監督和管理，國家每年投入資金1000萬元，用于補助畜禽養殖場污染防治示范工程的建設，每個養殖場大約補助40～80萬元。2006年10月國家環境保護局發布了《國家農村小康環保行動計劃》，到2010年，完成500個規模化畜禽養殖污染防治示范工程建設，其中東、中、西部分別完成200個、180個、120個示范工程建設。厭氧消化技術作為畜禽養殖污染防治的重要手段，在畜禽養殖污染防治示范工程建設的過程中，沼氣工程的建設必將得到相應的發展。

《快公司》：在發展沼氣方面，中德兩國有何經驗及區別？

鄧良偉：德國于1990年頒布并實施了《電力并網法》，特別是鼓勵沼氣發電上網的《可再生能源優先法》（2000年）的出臺，為廣大農場主建設沼氣工程并通過發電上網增加收入創造了極好的法律環境。

2004年，德國國會對《可再生能源優先法》進行了修訂，使小型農場沼氣發電上網更具吸引力。除了上網電價優惠外，裝機容量低于70千瓦的沼氣工程還可獲得15000歐元的補助金以及低息貸款。從新頒布的法律、法規來看，德國政府更加支持小型的和以農場為基礎的沼氣發電工程。在這樣的政策激勵機制下，許多農場主紛紛建造沼氣工程，“發電贏利”成了德國發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日實施。一系列配套法規也陸續出臺，如：《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》、《可再生能源發電有關管理規定》、《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》》。這些法規的出臺，對沼氣發電工程有一定的刺激作用——2006年，相繼開工了日產沼氣10000立方米的蒙牛澳亞示范牧場牛糞處理沼氣發電工程，以及日產沼氣20000立方米的北京德清源農業科技股份有限公司雞糞處理沼氣發電工程。目前蒙牛澳亞示范牧場牛糞處理沼氣發電工程已經發電并網。由于國家尚未制訂強制性的可再生能源發電收購法案，上網的技術障礙以及高昂費用，限制了沼氣發電工程上網，特別是中小型的沼氣發電工程，目前上網仍然困難。因此，多數中小型養殖場及投資商還處理觀望狀態。

作為促進可再生能源發展的關鍵內容，德國對上網電價作了詳細的規定，不僅鼓勵可再生能源發電上網，而且特別鼓勵農場廢棄物處理沼氣工程發電上網，尤其是中小型沼氣工程，對熱電聯產，新技術也有額外補貼。

中國對可再生能源發電上網電價只有一個籠統的規定，對沼氣上網發電，特別是農場廢棄物處理沼氣工程的上網發電沒有額外補貼。就目前規定的上網電價而言，沼氣工程要想通過發電上網贏利還很困難，因此，對養殖場業主投資建設沼氣工程還沒有足夠的吸引力。

建設量大而利用率低

《快公司》：目前我國沼氣工程建設現狀如何？

鄧良偉：2000年以前，中國每年新建的沼氣工程數量都在200處以下，特別是2003年以后，中國農業廢棄物處理沼氣工程建設速度加快，2005年新增沼氣工程數量達到1000處以上。主要是因為農業部的生態富民家園計劃，農村小型公益設施建設、農村沼氣建設國債項目、大中型畜禽養殖場能源環境工程建設以及國家環保局的禽養殖場污染防治示范工程建設等項目均在這幾年實施。

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

根據德國沼氣協會預測：到2020年，德國沼氣發電的總裝機將達到9500兆瓦。截至2005年底，德國在沼氣工程建設方面大約投資了6.50億歐元，產生了8000個工作崗位。目前，德國大約有400家公司從事農業廢棄物處理沼氣工程的規劃、設計、建造與服務。

在本國市場快速發展的基礎上，德國沼氣工業的出口份額也持續增長，2004年達到2700萬歐元， 占行業總產值的大約10%，在不久的將來，預計將達到30%。

盡管中國農業廢棄物處理沼氣工程的數量一直比德國多，但其規模及產生的效益遠遠不如德國。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氣量只有177立方米，而德國則達1322立方米。中國沼氣工程沼氣年產量只有德國的17.6%，沼氣發電裝機容量只有德國的1%，沼氣發電量只有德國的0.16%。

《快公司》：在日常運行方面，兩國有何區別？

鄧良偉：由于受法律和經濟利益的影響，德國沼氣工程產生的沼氣基本上用于發電，大約占總產氣量的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氣網的法律規定，德國沼氣并網基本上被忽視。隨著2005 年7月《能源經濟法》的修訂，這一情形發生了改變，《能源經濟法》明確將沼氣定義為燃氣，為沼氣并網奠定了法律基礎。另一個刺激因素是石油和天然氣價格的波動，沼氣替代天然氣變得更有吸引力。曾經有專家評估，德國沼氣可以替代實際天然氣消耗的10%。但是，沼氣生產成本大約是進口天然氣的3倍，因此，盡管《能源經濟法》鼓勵沼氣并網，沼氣發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已經在整個歐洲進行。用沼氣作熔碳燃料電池的試驗已在德國展開。

我國農場沼氣工程產生的沼氣僅有少量用于發電，約占2.53%，大量用于生活燃氣，集中供氣大約占總產氣量的1%左右，其余基本上用于養殖場食堂炊事燃料。就一個養殖場的職工而言，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量也大約200立方米/天，如果糞尿全部進入沼氣池，沼氣產量大約是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。

技術與設備的比拼

《快公司》：發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:除了上網電價等因素以外，中德沼氣發電的差距主要來自于工程技術。德國98%的沼氣工程采用熱電聯產（CHP）。

200千瓦以下的機組主要是雙燃料機組，需要8～15%的柴油機燃料用于氣體點火，發電效率為33%～37%。這種發動機的特點是可調節柴油/沼氣燃料比，當沼氣不足甚至停氣時，發動機仍能正常工作。雙燃料機組可以在甲烷含量比較低的情況下使用，如能源作物的發酵。缺點在于系統復雜，所以大型沼氣發電工程往往不采用這種發動機，而多采用點燃式純沼氣發動機。

200千瓦以上純燃氣機組采用火花點火，發電效率為34~37%，使用壽命比雙燃料機組長，但造價稍高。其特點是結構簡單，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，這種發動機已成為沼氣發電工程實施中的主流機組。因為德國政府在2004 年對《可再生能源法》的修訂條款中明確規定：2007年1月1日以后所建的沼氣發電工程若使用化石燃油將不能享受有關的優惠政策。

我國開展沼氣發電的研究始于80年代初，先后有一些科研機構進行過沼氣發動機的改裝和提高熱效率方面的研究工作。早期對“沼氣—柴油”雙燃料發動機的研究開發工作較多。近年來，主要集中在純燃氣機組的研究與開發，有影響的企業主要有“濟柴”、“勝動”、“濰柴”以及“紅巖”等發電設備制造商。中國沼氣發電機組已有10~700千瓦系列產品問世，其中以40千瓦、80千瓦、200千瓦和500千瓦機組居多，而且也比較成熟。

通過近年的研究開發，新的沼氣發電機組在性能和質量方面已縮小了與德國先進機組的差距，特別是大功率機組的各項性能已經接近德國先進機組的技術指標。單機容量在200~600千瓦的純燃氣發電機組，其發電效率可以達到27~30%，氣耗率0.57~0.7千瓦/立方米，比德國同類型的沼氣發電機組的發電效率低近7個百分點。此外，我國多數沼氣工程尚未建立發電余熱回收系統，其余熱回收效率最高也只有35%左右，比德國機組至少低5個百分點。另一個問題是，我國沼氣發電與余熱利用需要設計、施工單位自行配套組裝，熱電聯產(CHP) 配套性比較差。

《快公司》：除了工程技術的差距，是否還有其他因素？

鄧良偉：總的來看，經過十幾年的實踐和發展，德國農業廢棄物處理沼氣工程的工藝水平和技術裝備已經趨于成熟，相關的發電設備、機械攪拌裝置、自動控制系統、余熱利用技術等已進入專業化設計和制造階段，工程技術和設備質量得到了有效的控制，沼氣發電的工程設計和技術服務等專業服務組織也相當完善。

盡管我國農業廢棄物厭氧消化產沼氣的實驗室研究能達到德國的技術指標，但是，實際工程應用差距仍然較大。我國沼氣工程技術及相關設備沒有形成專業化設計和制造，沼氣工程系統中各個環節的質量無法得到有效的控制，工程設計和技術服務等專業服務組織也很不健全，導致工程整體水平較低，循環經濟效益不能充分顯現出來。

發展沼氣需要四步走

《快公司》：對于我國的沼氣發展，您有何建議？

鄧良偉：這需要從政策、法律、技術、資金投入等方面繼續努力。關鍵是通過法律、政策的鼓勵，提高可再生能源價格，建立起沼氣工程自身贏利模式，吸引更多投資商進入沼氣工程領域，擴大沼氣工程市場，帶動相關產業的發展與技術進步，最終提升沼氣工程整體技術水平和經濟效益。

如果國家給予在稅收、貸款方面的優惠政策、投資補貼和產業保護措施以及電力部門在沼氣電力并網方面給予支持和幫助，制定優惠的上網電價，將大大改善沼氣發電的經濟性和市場前景，對其進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，制定發展規劃。對我國沼氣利用現狀和市場前景進行成分調查，描述沼氣發電能源利用市場，確定本項目建設發展領域，并評價發展沼氣發電商品化和市場化的社會經濟因素，分析沼氣發電的技術開發和市場潛力，制定相關工藝開發利用的規劃，明確開發目標。

第二，加強技術保障體系的建設。引進吸收國外先進技術和經驗，加強技術支持和保障體系的建設、扶持和培養，制定國家級的沼氣發電工程技術規范和標準，逐步建立和完善可持續的、市場化的推廣沼氣發電綜合性服務網絡。

第三，引入競爭機制，創新投資體系。針對目前我國沼氣發電技術發展資金匱乏的現狀，認真總結分析國外現行的資金籌措和運行管理經驗，學習國外技術成熟的商業化運營沼氣發電工程先進優惠政策以及市場化融資體系建設模式。轉變觀念，鼓勵和動員更多的公司和企業投入到沼氣發電技術的競爭行列。

第四，研究制定國家級的配套政策。進一步加強同環保部門、工業企業、科研院所和金融機構的合作與協調，研究制定激勵性政策、地方性和全國性相結合的政策。同時應對沼氣發電技術的產業化、商業化研究制定配套政策。