德國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)我國的啟示

1. 德國沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)

1.1推廣混合原料，突出能源作物 德國沼氣工程處理的有機(jī)廢棄物比較廣泛，包括畜禽糞便、青貯飼料、廚余殘?jiān)⑸钣袡C(jī)垃圾、動(dòng)物屠宰廢棄物、農(nóng)副產(chǎn)品加工廢棄物等。但近年來，由于德國政府按每公頃45歐元標(biāo)準(zhǔn)對(duì)種植能源作物（用于生產(chǎn)可再生能源的各類農(nóng)作物）予以補(bǔ)助，能源作物青貯已成為主要原料。目前，德國年產(chǎn)秸稈約4800萬噸，其中主要為青貯玉米。

1.2采用全混發(fā)酵，提高產(chǎn)氣效率 德國沼氣工程均以獲取能源為主要目的，追求最大產(chǎn)氣率是首要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。德國沼氣工程90%以上采用“沼氣發(fā)電、余熱升溫、中溫發(fā)酵”模式，發(fā)酵裝置容積一般為800～1500立方米，部分集中處理區(qū)域農(nóng)業(yè)廢棄物的沼氣工程可達(dá)到2000～5000立方米，池容產(chǎn)氣率一般為1.5～2.5立方米/天。

1.3強(qiáng)化自動(dòng)控制，降低管理成本 德國沼氣工程配套設(shè)備與技術(shù)裝備先進(jìn)，進(jìn)料設(shè)備、攪拌設(shè)備、脫硫設(shè)備、沼氣存儲(chǔ)設(shè)備、熱電聯(lián)產(chǎn)成套設(shè)備性能均處于世界領(lǐng)先地位。同時(shí)，德國沼氣行業(yè)已發(fā)展成集設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)營、服務(wù)、設(shè)備制造及出口為一體的專業(yè)化全產(chǎn)業(yè)模式。較大的沼氣工程均由公司獨(dú)立運(yùn)營管理，或由專業(yè)設(shè)計(jì)和技術(shù)服務(wù)公司為其托管經(jīng)營。沼氣工程自動(dòng)化程度非常高，沼氣工程無論規(guī)模大小全部只需一人管理即可穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)行成本很低。

1.4鼓勵(lì)熱電聯(lián)產(chǎn)，綜合利用能源 德國制定了有效的熱電聯(lián)產(chǎn)激勵(lì)政策，鼓勵(lì)企業(yè)利用發(fā)電余熱給沼氣工程厭氧消化裝置增溫、保溫。目前，德國98%的沼氣工程均是熱電聯(lián)產(chǎn)，工程平均發(fā)電效率為38%，平均熱能轉(zhuǎn)換率為45%，其中約10%的沼氣發(fā)電量和45%的余熱用于工程自身運(yùn)行，55%的發(fā)電余熱用于公共建筑或農(nóng)舍供暖、農(nóng)作物干燥、沼渣烘干、農(nóng)產(chǎn)品冷藏庫制冷等。

1.5推進(jìn)并網(wǎng)供氣，拓展應(yīng)用范圍 在推進(jìn)沼氣發(fā)電的同時(shí)，德國部分大型沼氣工程已將提純后的沼氣（甲烷含量一般高于96%，沼氣中的其他雜質(zhì)氣體成分被清除）并入天然氣網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中供氣，或作為汽車燃料出售。目前，德國有近20處沼氣工程成功實(shí)現(xiàn)了沼氣與天然氣管網(wǎng)并網(wǎng)供氣，提純后的沼氣已作為公共汽車燃料出售。

2.我國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展與德國的差距

2.1工藝技術(shù)較落后 我國農(nóng)業(yè)沼氣工程發(fā)酵原料主要是畜禽糞便，目前還沒有以能源作物為主要發(fā)酵原料的沼氣工程。秸稈干發(fā)酵工藝技術(shù)在我國尚處于試推廣階段，而德國主要是以能源作物青貯為主的混合發(fā)酵原料。與此同時(shí)，德國沼氣工程90%以上采用全混式中溫發(fā)酵工藝，9%采用高溫發(fā)酵，均為立式罐發(fā)酵。而我國普遍采用常溫發(fā)酵，少部分沼氣工程發(fā)酵裝置采用地埋推流式裝置，大部分小型沼氣工程是農(nóng)村戶用沼氣池的簡單放大。

2.2發(fā)展戰(zhàn)略定位較低 德國發(fā)展沼氣工程主要是生產(chǎn)能源，德國政府把沼氣工程作為國家能源戰(zhàn)略發(fā)展中非常重要的部分。為促進(jìn)包括沼氣在內(nèi)的可再生能源的發(fā)展，德國政府于2000年、2004年、2009年三次制定和修訂《可再生能源法》、《可再生能源優(yōu)先法》。除了上網(wǎng)電價(jià)實(shí)行優(yōu)惠政策外，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。根據(jù)德國政府計(jì)劃，到2020年以沼氣為主的生物質(zhì)能源使用要占到能源總消費(fèi)量的36%左右。我國發(fā)展沼氣主要以治理農(nóng)村廢棄物污染為主、用能為輔，沼氣工程遠(yuǎn)未納入到國家能源戰(zhàn)略布局當(dāng)中。

2.3自動(dòng)化程度低 德國沼氣產(chǎn)業(yè)經(jīng)過十幾年的實(shí)踐和發(fā)展，農(nóng)業(yè)廢棄物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)技術(shù)水平居于世界領(lǐng)先地位，相關(guān)的發(fā)電設(shè)備、機(jī)械攪拌裝置、自動(dòng)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，沼氣工程設(shè)計(jì)和技術(shù)服務(wù)等專業(yè)服務(wù)組織已相當(dāng)完善。我國在沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中比較重視厭氧消化工藝本身的研究開發(fā)，卻忽視配套設(shè)備的研制與引入，自動(dòng)化程度較低，沼氣工程運(yùn)營過程中一些較重要數(shù)據(jù)不能適時(shí)記錄和統(tǒng)計(jì)，導(dǎo)致沼氣工程運(yùn)行不夠方便快捷，甚至造成勞動(dòng)力、原料等資源浪費(fèi)。

2.4產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合不緊密 德國沼氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的一個(gè)重要原因是通過沼氣企業(yè)、學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)相互配合，形成強(qiáng)大的研究、開發(fā)、生產(chǎn)一體化系統(tǒng)，并在運(yùn)行過程中體現(xiàn)出綜合優(yōu)勢(shì)。而我國產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不緊密是影響沼氣行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素，科技人員面向市場(chǎng)與產(chǎn)業(yè)需求開展科研和成果轉(zhuǎn)化的積極性不高，企業(yè)的研發(fā)創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)。

2.5經(jīng)濟(jì)效益差 德國沼氣工程建設(shè)方多為能源企業(yè)，以銷售能源為目的，無論在處理生活垃圾等收取廢棄物處理費(fèi)用方面，還是發(fā)電并網(wǎng)及銷售沼氣方面，都有完善的政策體系保障。而我國沼氣工程建設(shè)多為畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)解決糞便污水等環(huán)保問題而建設(shè)，可再生能源的利用和銷售只作為輔業(yè)，且與沼氣工程產(chǎn)氣量相適應(yīng)的發(fā)電規(guī)模一般遠(yuǎn)大于企業(yè)內(nèi)部用電總負(fù)載，若不與地方電網(wǎng)連接，不僅間接影響沼氣工程安全運(yùn)行，而且浪費(fèi)能源，能源的經(jīng)濟(jì)效益不顯著。

3.對(duì)推進(jìn)我國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示

按照建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)現(xiàn)代生態(tài)安全農(nóng)業(yè)的要求，以可再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，以生物有機(jī)肥代替化學(xué)肥料是今后我國現(xiàn)代化建設(shè)的必然趨勢(shì)。有必要借鑒德國通過市場(chǎng)機(jī)制，利用政策激勵(lì)、引導(dǎo)和支持社會(huì)各界發(fā)展沼氣工程的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步調(diào)整完善我國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，促進(jìn)我國沼氣產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。

3.1切實(shí)提升農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略地位 我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》提出，到2020年非化石能源消費(fèi)將占我國能源消費(fèi)總量的15%左右。我國農(nóng)村地區(qū)沼氣資源十分豐富，畜禽糞便和秸稈年產(chǎn)量約39億噸，沼氣發(fā)展?jié)摿薮螅羧考右岳茫磕昕僧a(chǎn)沼氣3000億立方米，可替代標(biāo)煤3.36億噸，既可以解決廣大農(nóng)村使用清潔能源問題，又可解決農(nóng)業(yè)面源污染問題，也可有力促進(jìn)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展。因此，應(yīng)提升沼氣在可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位，將其作為能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，在中長期發(fā)展規(guī)劃中予以足夠重視，特別是制定明確的扶持政策及相關(guān)配套保障措施，鼓勵(lì)大力發(fā)展大中型沼氣工程，推進(jìn)構(gòu)建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系。

3.2加快推進(jìn)沼氣工程終端產(chǎn)品的市場(chǎng)化 著力改變我國沼氣工程終端產(chǎn)品沼氣及沼電非商品化（目前沼氣主要用于低價(jià)為農(nóng)戶供氣，沼電主要由養(yǎng)殖場(chǎng)自用）運(yùn)用的現(xiàn)狀，積極推進(jìn)沼氣產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化，引導(dǎo)社會(huì)資本投資建設(shè)沼氣工程，加快我國大中型沼氣發(fā)展步伐。修訂《可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》，明確要求電網(wǎng)公司按照規(guī)定價(jià)格全額收購大中型沼氣工程所產(chǎn)沼電，并適當(dāng)提高沼電收購價(jià)格，降低發(fā)電上網(wǎng)裝置建設(shè)費(fèi)用。完善補(bǔ)貼政策，對(duì)集中供氣的沼氣生產(chǎn)企業(yè)給予補(bǔ)貼，鼓勵(lì)沼氣企業(yè)向農(nóng)村及城郊農(nóng)戶集中居住區(qū)供氣，研究制定沼氣提純生產(chǎn)天然氣（CNG）用于民用、車用燃?xì)獾木唧w補(bǔ)貼辦法。完善細(xì)化各項(xiàng)激勵(lì)政策，對(duì)達(dá)到國家政策要求的沼氣發(fā)電工程實(shí)行電網(wǎng)連接準(zhǔn)入制度、貸款貼息政策、財(cái)政直接補(bǔ)助政策，并建立產(chǎn)品（沼氣及其電力、熱能、沼渣、沼液）市場(chǎng)流通機(jī)制，使得沼氣及相關(guān)產(chǎn)品能夠進(jìn)入市場(chǎng)流通環(huán)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。此外，要在戶用沼氣建設(shè)中推廣CDM機(jī)制的做法，通過實(shí)施CDM機(jī)制對(duì)沼氣工程予以補(bǔ)貼，為中國沼氣工程建設(shè)爭取更多的優(yōu)惠和經(jīng)濟(jì)效益，建立中國沼氣工程建設(shè)和運(yùn)行的長效發(fā)展機(jī)制。

3.3著力加強(qiáng)關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)研發(fā)和發(fā)展模式創(chuàng)新 改變我國重視厭氧消化工藝本身的研究和技術(shù)引進(jìn)，而對(duì)沼氣工程關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)不夠的現(xiàn)狀，加強(qiáng)沼氣生物凈化技術(shù)、發(fā)電余熱利用的高效轉(zhuǎn)化設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與自動(dòng)調(diào)控技術(shù)等方面的技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新。密切跟蹤國內(nèi)外沼氣技術(shù)最新進(jìn)展，及時(shí)引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)的沼氣工程技術(shù)、建設(shè)、運(yùn)營及管理經(jīng)驗(yàn)。逐步淘汰常溫發(fā)酵工藝，積極推廣德國“沼氣發(fā)電、余熱升溫、中溫發(fā)酵、免儲(chǔ)氣柜，自動(dòng)控制、加氧脫硫、沼液施肥”的發(fā)展模式；改變我國沼氣工程規(guī)模小、成本高、產(chǎn)出低的狀況，提高沼氣發(fā)電工程的熱能轉(zhuǎn)換效率和運(yùn)行效益。加強(qiáng)科技研發(fā)，逐步實(shí)行工程裝備與設(shè)備的專業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)。促進(jìn)沼氣工程設(shè)計(jì)單位同軟件公司合作，研制與沼氣工程相匹配的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，著力提高沼氣工程運(yùn)行的可靠性、準(zhǔn)確性及方便性，大力提升沼氣工程自動(dòng)化控制水平。

3.4充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，積極推進(jìn)秸稈沼氣工程發(fā)展 德國沼氣工程發(fā)酵原料以能源作物（玉米、小麥）為主，而我國不允許在可耕地上大面積種植能源作物作為沼氣發(fā)酵原料，但卻有極其豐富的農(nóng)作物秸稈資源。近年來，隨著農(nóng)村生活能源結(jié)構(gòu)的變化與大量農(nóng)村勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移，秸稈逐步從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)原料演變?yōu)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物，被排除于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)內(nèi)部循環(huán)之外，甚至大部分成為種植戶田間地頭焚燒物，成為環(huán)境污染源。秸稈木質(zhì)化纖維多，難于被微生物降解，因而秸稈沼氣發(fā)酵過程緩慢、產(chǎn)氣量較低，秸稈生物發(fā)酵生產(chǎn)沼氣技術(shù)在我國尚處于研究和試點(diǎn)示范階段。今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)秸稈發(fā)酵研發(fā)力度，著力解決秸稈預(yù)處理技術(shù)和高效秸稈厭氧發(fā)酵技術(shù)，大力發(fā)展大中型秸稈沼氣工程，解決廣大農(nóng)區(qū)尤其是糧食主產(chǎn)區(qū)剩余秸稈問題，為秸稈綜合利用和禁止焚燒開辟新途徑。

3.5加快推廣沼渣沼液利用，發(fā)展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè) 實(shí)踐表明，沼液沼渣是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥和生物農(nóng)藥，使用沼液沼渣肥料，能夠大幅減少田間投入，有效提升土壤有機(jī)質(zhì)含量、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，對(duì)發(fā)展生態(tài)安全農(nóng)業(yè)，生產(chǎn)無公害、綠色、有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品具有重要價(jià)值。但目前沼液沼渣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用機(jī)理不清，沼肥制作工藝不成熟、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，沼肥商品化市場(chǎng)還未形成。因此，我國在推進(jìn)沼氣工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)研究與宣傳推廣，推進(jìn)沼液沼渣等沼氣生產(chǎn)副產(chǎn)品的高效利用。在發(fā)展初期，政府應(yīng)為市場(chǎng)培育提供支持，如給予使用沼渣沼液發(fā)展無公害農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)營者以適當(dāng)補(bǔ)貼，待市場(chǎng)成熟后再逐步撤銷補(bǔ)貼，以促進(jìn)其穩(wěn)步發(fā)展。

摘自《中國農(nóng)墾》