一例豬場沼氣發電經濟效益案例分析

王 宇

（武漢南茗科技有限公司，湖北 武漢 437004）

隨著農村經濟的發展，養豬業以較快的速度向集約化方向發展，但隨之產生了豬場的環境保護、豬糞尿及豬場污水處理的問題。豬場污水處理的最好方法是采用生態學及生物學處理，在生物學處理過程中，需要經過厭氧發酵。厭氧發酵過程中，污水中的有機物分解產生沼氣及含氮、磷等物質。

沼氣是極好的能源物質，其熱值較高，燃燒后僅產生二氧化碳和水。如果豬場中沼氣的產量充足，就可以作為發電的能源。據我國的技術條件，沼氣發電仍需輔以15%的柴油，余者皆為沼氣。因此，還可以節省柴油，這對解決我國能源缺乏，改變農村面貌，改善農民生活質量有重大意義。

探討利用豬場污水處理過程中產生沼氣進行發電的可行性。以下以年出欄10萬頭商品豬的豬場為例進行分析。

1 厭氧發酵及沼氣發電的設備與裝置

1.1 發酵池

污水厭氧裝置有很多類型，可根據豬場規模、所要求的發酵效率及投資能力等綜合因素考慮。年出欄10萬頭商品豬的豬場，養豬規模大，污水處理量也大。因此，采用了 1 700 m3的鋼筋混凝土臥式發酵池，日處理污水可達850 m3，產氣量隨氣溫變化，冬季產氣少一些，但不低于500 m3，最高可產1 500 m3以上。

1.2 脫硫塔、貯氣罐、輸送裝置

除發酵池(包括固液分離池、調節池)外，沼氣要經過脫硫塔入貯氣罐，再進入發電機系統，為防腐蝕，輸氣管一般用塑料管比較好。

1.3 發電設備

發電設備為1臺改裝后的柴油發電機(現增為2臺)，每臺功率為100 kW。

2 設備投資

設備投資包括：

1）發酵裝置、脫硫塔及管道共投資71萬元；

2）貯氣罐為18萬元；

3）100 kW發電機(包括改裝的二手55 kW柴油機)8.4萬元。

總計投資97.4萬元。

此投資額包括污水處理及發電2個部分。按年產10萬頭肥豬計算，一次性投資每頭豬僅占9.7元；分10年攤銷，10年共生產100萬頭，則每頭豬支出僅為0.97元。

3 運行情況及成本分析

本項目運行至今已6年多，運行一直良好，運行成本較低。厭氧發酵部分全部采用自流方式，只需1人操作，發電部分也只有3人，其中包括發電機管理及維修。

沼氣發電在啟動時要用一部分柴油，耗油量為柴油發電的15%，發動機啟動后，就不再需要柴油。6年多的運行成本分析如下(以年計算)。

3.1 柴油成本

根據測算，每千瓦時電需耗用柴 油0.073 L， 按 時 價 3.3 元 ／ L 計算，其柴油成本為0.241元（ 3.3元／L×0.073 L）。

3.2 人工成本

1）按3人管理計算，年人工成本為 45 600 元。

技工 1 人，年工資 18 000 元（1 500元／月 ×12）；

管理人員1人，年工資18 000元（1 500 元／月 ×12）；

工人1人，年工資9 600元（800元／月×12）。

合計 ：45 600 元。

2）按年發電量48萬kW·h計算，每千瓦時電人工成本為0.095元（45 600元 ÷480 000 kW·h）。

3.3 潤滑油(機油)支出

據測算，每千瓦時電耗機油0.012元。

3.4 修理費

每千瓦時電平均支出修理費0.021元。

3.5 折舊攤銷

總計投資97.4萬元，按10年期限攤銷完畢，以每年沼氣發電量48萬kW·h計算，每千瓦時電應承擔折舊費用0.203元。

3.6 成本合計

每千瓦時電實際成本為0.572元（0.241+0.095+0.012+0.021+0.203），其中折舊費占總費用的35.49%。如果將污水處理的費用也攤銷一部分折舊費，則發電費用至少可減少0.1元，發電成本則為0.472元／kW·h。在折舊費用中，豬糞尿處理的全部費用都計入沼氣發電之內。實際上，沼氣發電僅是豬場污水處理的一種副產品。因此，發電成本還有很大的降低潛力，為了計算方便未將污水處理的費用分出。

4 討論

1）本文主要討論豬場污水處理過程中利用沼氣發電的可行性，因此，不包括污水處理的效果。本文的分析結果認為，利用豬場污水厭氧發酵處理產生的沼氣，可作為能源進行發電，費用僅為0.47～0.57元／kW·h，低于國家電綱的0.6～0.9元／kW·h，而且這個費用包括了整個豬場的污水處理成本，如充分發揮豬糞尿及污水產沼氣的潛力，成本還可降低，因此經濟上切實可行。

2）在建立污水厭氧消化池時，成本的降低空間也較大，萬頭以下的豬場及農村的小型豬場，完全可以用其他建筑材料代替，關鍵是厭氧池要耐一定壓力，不漏氣即可。

3）利用柴油發動機改造成沼氣發動機的技術已經過關，多個豬場使用結果證明這項技術是完全可行的。

4）多個豬場經驗證明，豬場污水完全可以利用厭氧發酵技術處理，產生的沼氣可進行發電，發電量很大程度上可滿足豬場用電需要，當然還取決于豬場規模及厭氧發酵技術、原料及自然條件等。

5）豬場污水采用厭氧發酵技術進行處理，既可控制污染，又可產生沼氣供豬場和農戶使用，同時降低污水處理及保護環境的成本，一舉多得，這也是建立生態養豬業中的一個重要環節。