德國沼氣產業發展給我國帶來的啟示

金蘇寧 徐璟瑋

一.引言

2018 年1月2日，中共中央、國務院發布了《關于實施鄉村振興戰略的意見》關于“推進鄉村綠色發展，打造人與自然和諧共生發展新格局”一節中提出“加強農村突出環境問題綜合治理。加強農業面源污染防治，開展農業綠色發展行動，實現投入品減量化、生產清潔化、廢棄物資源化、產業模式生態化。”

在德國，沼氣作為新能源產業歷經了將近30年的發展歷史。德國的沼氣工程主要通過熱電聯產（CHP）用于當地的熱電聯供。從發電量作為產出來看，2016年德國沼氣發電量為323.532億千瓦時，占新能源總發電量（1883億千瓦時）的17.18%；而新能源發電量同年高達德國總發電量的29.0%。無疑，沼氣在德國的能源結構中已經占有相當重要的位置。在德國政府出臺的各項政策法規的推動下，它歷經了90年代初期的起飛期到2009－2012年的快速發展時期，之后在《可再生能源法》2014修訂案的影響下降低了成本，逐漸進入市場化時期，可以說已經形成了相對成熟的產業體系。

二.德國沼氣產業發展的歷史背景

20世紀90年代初，環境保護的話題成為了德國民眾熱議的重要內容，尤其是兩德統一后各地區間的經濟發展差異、第一產業的不同現狀，促使國家層面開始考慮可持續發展問題，這為促進新能源電力的發展提供了社會基礎。德國沼氣的技術創新體系開始逐漸成形的標志性事件是1991年《電力入網法》的頒布。這項法規第一次規定電網運營者必須接入新能源電力。更為重要的是，這項法規規定新能源發電廠將會得到比常規發電廠更高的額外補償,即客戶支付電價的75%（約14歐分/千瓦時）。這就給了工程師和創業者一個良好的預期，認為沼氣發電可以成為有發展前景的領域，因為解決了上網銷售的問題可再生能源發電就可以與傳統能源電廠抗衡了。盡管如此，農民們對這個趨勢是持謹慎態度，因為在他們過去的嘗試中由于安裝建設設備的高昂費用，沼氣發電并沒有帶來盈利。

直到1994年出臺的《電力入網法》提高了上網價格（大約15歐分/千瓦時）才使得沼氣設備的數量有了規模化的增長。與此同時，關于用于生產沼氣的底物相關知識開始傳播：對于有機垃圾的混合發酵，比如說加入蔬菜原材料，與半液體的糞便的單一發酵相比，可以使得產氣量成倍增長。這一進步既是在科研，也是在實際應用中得出的。比如說，巴伐利亞州的特里斯多夫農業局成功地進行了以青草和青貯作為反應底物的發酵試驗；此外，威斯特法倫應用技術大學的工作人員和北德的沼氣生產的農場主也熱衷這項工作，他們成功地使用了有機剩余物和垃圾一起進行混合發酵。這些進步向應用混合發酵的沼氣設備運營主展現了良好的盈利前景，因為除了入網后的電價外，他們還可以通過接收和處理有機剩余物獲取盈利，比如說從食品生產商那里。在這股“沼氣潮流”趨勢的影響下，德國沼氣協會于1992年成立，主要作為中小型農場主和沼氣技術公司以及工程建造商之間交易的平臺。沼氣生產領域的活躍群體通過年度會議被聚集到了一起：它在專業人士之間的形成了有效聯絡，也使得實踐者和專家能夠相互交流信息。

由于這些示范性項目，混合發酵的優勢很快在設備運營主之間廣為流傳。然而，由于商業有機廢棄物處理工程相互間的競爭，對于處理有機廢棄物的需求降低了。90年代末，有機廢棄物成了一種稀缺的資源，這意味著那些利用農業有機廢棄物作為混合發酵的工程的經濟效益大幅下降了。這就使得如何利用能源作物作為發酵物變得十分迫切，雖然那時補償體系里還沒有認可這一點。與此同時，由于1998年至1999年電力市場的自由化的結果，普通電價的顯著下降（大約降低了1歐分/千瓦時）使得沼氣發電的競爭力下降了。于是，沼氣工程的盈利性使得倡導聯盟慢慢在農民中成型了。同時，一些新的商業機會在這個領域里出現了，促進了農民和專業工程類公司之間的信息交流。由于這些國家資助的示范性項目，關于混合發酵的知識不斷地發展和傳播。這一階段，沼氣領域的循環體系開始出現了。在這個階段末期，由于市場的不斷擴大，有機垃圾的供應稀缺性成為了問題。與此同時，電力市場的自由化使得可再生能源電力處于不利的位置。

從20世紀90年代中期開始，那些在技術方面擁有良好教育背景和有務農經驗的創業人也開始關注沼氣技術。他們往往在他們父母的農田上建造設備來進行最早期的沼氣生產的實驗。在積累了一定的經驗后，這些創業者逐漸在當地社會網絡中得到認可，并且他們能夠取得農民們的信任，并給對這方面有興趣的農場主提供一些易操作的設備。雖然當時熱電聯產的制造商和相關農業技術還沒有在這領域站穩腳跟，但“他們能夠根據運營者的要求來改善部件”。在這一階段，沼氣工程的規模是以農場的大小作為基礎，農場主通過利用農場自己的禽畜糞便來進行沼氣生產和發電。截止1999年年底，德國只有850處工程，總裝機容量不到49MW，平均發電裝機容量約為50-60kW。直到德國聯邦研究部資助了一些示范性項目（1991-1998），沼氣工程才取得了更大的裝機容量。這些大型的沼氣工程能達到300-500kW發電裝機容量，旨在探索更為環保地處理殘渣和廢棄物。當時最大的一個私營工程使用半液體的糞便和食品行業的廢棄物作為發酵底物，項目也是受到國家資助的。這些項目展示了大規模生產沼氣的可能性和使用有機垃圾和其他固體物質進行混合發酵能提升盈利的前景。

三.德國沼氣產業的政府職能和采取的措施

德國沼氣產業的市場需求可以說是德國政府通過《發電入網法》和《可再生能源法》人為創造出來的。《可再生能源法》是推動德國沼氣產業快速發展的最重要的法案，因為此法案的出臺確保了沼氣生產在20年內都是收益穩定的，激發了業主主動投資修建沼氣發電站的意愿。在隨后10余年內，德國政府針對市場、經濟和技術等因素做了數次的修訂，而每次修訂都通過法律條文保障了沼氣業主的利益，最終明顯地促使了沼氣工程“爆發式”增長；此外，不斷鼓勵技術創新，從而把“沼氣工程的發展推向一個新的高度”。此外，政府政策的出臺也充分考慮到了民眾對沼氣發電的態度，在修訂法案中不斷規范產業的健康發展—因為沼氣發電產業的迅速繁榮也離不開德國民眾的理解和支持。為了支付可再生能源附加費，德國消費者承擔了節節上升的電費；而在這一階段，政府通過相繼于1991年和1994年出臺《電力入網法》來指導搜尋。由于此法提供的經濟刺激，相關群體開始躍躍欲試。由于此法的頒布，專業知識也在科研工作和實際應用中得以發展；與此同時，沼氣協會的成立進一步促進了相關知識在實踐人員中的傳播,另一方面也為未來的沼氣生產的合法化和倡導聯盟打下了基礎。在這一階段，不同系統功能的互動已經相當活躍。當更為多樣化的群體開始進入這個領域，沼氣時代開始了。農民們也加入了，因為他們意識到能源生產可以給他們帶來巨大的經濟利益，這一趨勢可以被描述成“從糧食農民到能源農民”。

政府意識到能源市場自由化使得可再生能源的后續發展困難重重，因為他們的造價高昂。于是，德國政府在2000年出臺了第一部為可再生能源制定的專門法律———《可再生能源法》（《Erneuerbare Energien Gesetz,EEG》，給予了其一系列特權。根據這項法規電網必須優先購買可再生能源生產的電力，可再生能源電力運營商可按照當時的固定補貼電價（差額由可再生能源附加費“FIT”彌補，這部分附加費來自電費）連續20年向電網供電。之后，德國政府分別于2004年與2009年對《可再生能源法》由作出了修訂，以符合當時的實際能源發展需要。在基礎補貼之上增加了額外的補貼，其中包括能源作物原料，技術和熱點聯產等分類的補貼。新的額外補貼使得沼氣行業一下子變得利潤豐厚，因為運營主可以獲得相當于過去兩倍之多的補償。這就導致了德國沼氣行業雨后春筍般的繁榮景象。2006年，沼氣發電總裝機容量達到了2004年的3倍①。從04年開始運營主的性質開始有了本質變化，因為大多數的沼氣運營商是合作社和私有公司，而農場主作為單獨的運營商是極少數。②

除了EEG以外，2001年德國聯邦環境部出臺的《生物質條例》（Biomass Ordinance）也為沼氣發電的快速發展和良好的社會形象做出了貢獻。這項條例定義了生物質的范圍，哪些生物質可以算作生物質發電以及生物質來發電的技術范圍和生物質發電需要達到的環保標準③，促進了生物質知識在實踐者當中的傳播。通過出臺關于如何環保地使用生物質發電的法規，此條例也側面確保了EEG的意圖和目標，促進了沼氣產業在公眾領域的合法性。

四.對我國農村產業結構調整的啟示

我國是一個農業大國，同時又是一個能源消耗大國。傳統的燃煤、石油等能源消耗給國家帶來了很大的負擔，也給環境造成了很大污染。而農村產業結構的調整也一直關系我國民生的重要內容。合理開發，因地制宜，利用農村本身的產業內控部分，加大新能源的使用很有必要。我國對沼氣的使用起步較晚，但是發展還是比較迅速的。行業內的專家學者也對此非常關注。《2018-2022年中國沼氣產業投資分析及前景預測報告》中，也對加快農村沼氣發展的可行性進行了分析，認為沼氣的發展可以緩解國家的能源壓力，促進生態環境保護，促進農民增產增收，推動農業循環經濟發展。根據德國的經驗，政府層面可以在三個方面加大力度。④

第一，政府應該更為有效地扮演了沼氣技術創新系統的建造者的角色，從政府導向推動產業聯盟的發展，激活了市場經濟和資源調動這兩項重要內循環功能。相應的，民間的相關利益群體，比如說創業者、農民、工程師承擔了其他互補的系統功能，比如說知識開發和傳播，發展了總承包技術，建造沼氣工程和形成聯盟來為產業的持續發展爭取更好的資源和經濟條件，從而有效地向政府執政者傳遞了有關市場發展的信息。這樣，政策法規就能相應地緊隨市場變化作出調整，快速適應產業發展的需求從而促進這項技術的可持續發展。

第二，政府通過有限出資方式，帶動沼氣行業的大量資本投入。雖然德國政府承擔了推動沼氣發電產業發展的主要責任，但是它發揮的最終要的功能始終是通過不斷適時地出臺法規來引導不同的群體（系統功能）參與并進行有效的互動，最終使得系統功能之間形成了良性循環，成功地推動了德國沼氣這一“技術創新系統”的成型。我國的政府管理也可以參照此模式進行，采用拋磚引玉的做法，提高資金運轉流通速度，提高整體產業的規模效應。

第三，進一步完善針對沼氣產業的政策規范，在制度上為產業發展保駕護航。對于可持續發展的產業在政策制定上要給與支撐，除了在基本法中關于新能源產業保護方面提及，也要制定符合沼氣產業發展遠景的條例。同時還要注意產業在交叉融合適用的各類規則，盡量規避和減少交叉規則引起的負面效應，提高產業協同的溢出效應。

注 釋

①Simulation,optimization and instrumentation of agricultural biogas plants,Accessed June.11,2015.

②Brüns et al.,Renewable Energies in Germany’sElectricity Market,p.134.

③Brüns et al.,Renewable Energies in Germany’sElectricity Market,p.112.

④《2018-2022年中國沼氣產業投資分析及前景預測報告》：第11-16頁.