中國(guó)沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀與展望

文│郝先榮（農(nóng)業(yè)部科技教育司）

中國(guó)的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了非常大的作用，中國(guó)肉類(lèi)總產(chǎn)量達(dá)到了世界第一，畜牧業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化養(yǎng)殖水平也不斷提高，生豬規(guī)?；B(yǎng)殖比例已經(jīng)達(dá)到了61%，蛋雞規(guī)?；B(yǎng)殖比例達(dá)到了79%，奶牛達(dá)到了42%。雖然規(guī)模化養(yǎng)殖比例很高，但散養(yǎng)還是占了很大比重。2009年散養(yǎng)生豬年出欄3.4億頭，占總出欄數(shù)的52.78%，即生豬畜禽糞便的排放有一半以上來(lái)自散養(yǎng)。

養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展帶來(lái)了一些環(huán)境問(wèn)題，尤其是畜禽糞便的排放會(huì)造成污染。因此，根據(jù)目前中國(guó)養(yǎng)殖業(yè)情況和畜禽糞便排放情況，因地制宜、宜小則小、宜大則大的推廣戶(hù)用沼氣工程、小型沼氣工程、中型沼氣工程、大型沼氣工程乃至特大型沼氣工程是非常好的一種糞便處理解決方法。

在20世紀(jì)70年代之前，中國(guó)沼氣發(fā)酵原料的來(lái)源以秸稈為主；進(jìn)入上世紀(jì)80年代以后，則開(kāi)始以畜禽糞便為沼氣發(fā)酵的主要原料。目前，中國(guó)沼氣原料進(jìn)入了多元化時(shí)代，包括畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈、蔬菜廢棄物、外來(lái)物種等都可以作為沼氣發(fā)酵的原料。

◎沼氣工程原料來(lái)源

一、中國(guó)沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀

1.政策法規(guī)初步建立。在中國(guó)頒布的有關(guān)法律法規(guī)中都對(duì)發(fā)展農(nóng)村沼氣作出明確規(guī)定。如在《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)法》《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣法》《中華人民共和國(guó)可再生能源法》《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》和多個(gè)地方法規(guī)中都對(duì)發(fā)展農(nóng)村沼氣做出了明確規(guī)定。

2.管理體系日益完善。建立健全了全國(guó)農(nóng)村沼氣管理推廣服務(wù)體系。目前，全國(guó)已經(jīng)形成了比較完善的從中央到地方的管理與推廣、研究與開(kāi)發(fā)、培訓(xùn)與質(zhì)檢體系，從業(yè)人員4.1萬(wàn)人，同時(shí)培養(yǎng)了一支27.59萬(wàn)人的農(nóng)民技術(shù)員隊(duì)伍，有了良好的工作基礎(chǔ)。

◎農(nóng)業(yè)部大力推進(jìn)多層次、全方位的對(duì)外合作

3.標(biāo)準(zhǔn)體系逐步形成。通過(guò)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，不斷開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，農(nóng)村沼氣標(biāo)準(zhǔn)體系不斷完善。目前，由農(nóng)業(yè)部歸口管理制定的有關(guān)沼氣的標(biāo)準(zhǔn)共45項(xiàng)。

4.資金投入顯著增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，“九五”期間，中央財(cái)政對(duì)沼氣工程的投入只有5541萬(wàn)元，“十五”期間投入就達(dá)到了35.34億元。2006年到2010年底，國(guó)家已投入212億元用于沼氣工程建設(shè)，可見(jiàn)國(guó)家對(duì)此的重視程度，每年投資力度非常大，2006年投入25億元，2007年投入25億元，2008年投入60億元，2009年投入50億元，2010年投入52億元。

5.國(guó)際合作廣泛開(kāi)展。我國(guó)農(nóng)業(yè)部在農(nóng)村沼氣方面大力推進(jìn)多層次、全方位的對(duì)外開(kāi)放，積極拓展雙邊和多邊技術(shù)合作領(lǐng)域，相繼與聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織、全球環(huán)境基金、世界能源理事會(huì)、亞洲開(kāi)發(fā)銀行、世界銀行、歐盟、東盟等多個(gè)國(guó)際組織和荷蘭、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等國(guó)家，開(kāi)展了富有成效的合作。

重點(diǎn)國(guó)際合作項(xiàng)目有：中-荷“促進(jìn)中國(guó)西部農(nóng)村可再生能源綜合發(fā)展應(yīng)用合作項(xiàng)目”（2003—2007年），在甘肅、四川、湖北和湖南4省7縣14個(gè)村實(shí)施，荷蘭政府無(wú)償援助530萬(wàn)歐元；亞洲開(kāi)發(fā)銀行一期戶(hù)用沼氣貸款項(xiàng)目（2003—2008年），在山西、河南、湖北和江西4個(gè)省實(shí)施，亞洲開(kāi)發(fā)銀行提供貸款3312.1萬(wàn)美元；亞洲開(kāi)發(fā)銀行二期大中型沼氣工程貸款項(xiàng)目，計(jì)劃從2010年開(kāi)始在5個(gè)省實(shí)施，亞洲開(kāi)發(fā)銀行將提供貸款8000萬(wàn)美元；世界銀行中國(guó)新農(nóng)村生態(tài)家園富民工程貸款項(xiàng)目，貸款1億美元，在廣西、云南、安徽、重慶實(shí)施。

二、建設(shè)成就

農(nóng)村沼氣建設(shè)成效顯著，目前，全國(guó)沼氣用戶(hù)已超過(guò)4000萬(wàn)戶(hù)，沼氣工程7.27萬(wàn)處，其中：大型沼氣工程4631處（單體裝置容積300立方米以上），中型沼氣工程2.28萬(wàn)處（單體裝置容積50～300立方米），小型沼氣工程4.53萬(wàn)處（單體裝置容積20～50立方米）。形成的年節(jié)能能力相當(dāng)于2400多萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳5000多萬(wàn)噸，減少COD排放76萬(wàn)噸。

1.農(nóng)村沼氣健康穩(wěn)步發(fā)展。近年來(lái)，中國(guó)出臺(tái)了一系列促進(jìn)農(nóng)村沼氣發(fā)展的指導(dǎo)性文件。特別是2008年年底以來(lái)，農(nóng)村沼氣已列入國(guó)家應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)、擴(kuò)大內(nèi)需、振興經(jīng)濟(jì)的一攬子計(jì)劃。經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)與發(fā)展，農(nóng)村沼氣發(fā)展進(jìn)入了建管并重、多元發(fā)展的新階段。農(nóng)村沼氣建設(shè)數(shù)量不斷擴(kuò)大、投資結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化、服務(wù)體系逐步健全、沼氣功能進(jìn)一步拓展、沼氣產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，取得了顯著成效。農(nóng)戶(hù)家建成沼氣池后生產(chǎn)生活條件得到了大大的改善。

2.農(nóng)村沼氣服務(wù)體系逐步健全。農(nóng)村能源服務(wù)體系建設(shè)逐步加強(qiáng)，已有省級(jí)實(shí)訓(xùn)基地7個(gè)79人；縣級(jí)服務(wù)站755個(gè)4597人；鄉(xiāng)村服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)79177個(gè)13.64萬(wàn)人，服務(wù)農(nóng)戶(hù)2299萬(wàn)戶(hù)。

3.農(nóng)村沼氣清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）項(xiàng)目開(kāi)發(fā)取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。首次開(kāi)發(fā)了戶(hù)用沼氣CDM方法學(xué)。中國(guó)專(zhuān)家自主開(kāi)發(fā)的戶(hù)用沼氣CDM方法學(xué)，即：“農(nóng)戶(hù)/小規(guī)模農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)活動(dòng)中的甲烷回收方法學(xué)”，已獲得CDM執(zhí)行理事會(huì)的認(rèn)可。并且，中國(guó)已成功注冊(cè)兩個(gè)沼氣CDM項(xiàng)目。一是2009年2月19日，湖北恩施戶(hù)用沼氣CDM項(xiàng)目成功注冊(cè)。 包括8縣3.3萬(wàn)沼氣農(nóng)戶(hù)，年核證減排量5.84萬(wàn)噸二氧化碳當(dāng)量。每戶(hù)年平均獲得減排收入174元。其中：60%發(fā)給農(nóng)戶(hù)， 18%用于技術(shù)服務(wù)，22%用于監(jiān)管。

二是2009年4月27日，山東民和牧業(yè)股份有限公司沼氣工程CDM項(xiàng)目成功注冊(cè)。該項(xiàng)目建設(shè)了2.64萬(wàn)立方米（8×3300立方米）沼氣發(fā)酵裝置，年可減排溫室氣體8.68萬(wàn)噸二氧化碳當(dāng)量，年獲得減排收入700萬(wàn)元。買(mǎi)方為世界銀行。

三、沼氣工程介紹

1.以戶(hù)用沼氣為紐帶的能源生態(tài)模式。

（1） 南方“豬沼果”能源生態(tài)模式。以農(nóng)戶(hù)為基本單元，利用房前屋后的山地、水面、庭院等場(chǎng)地，建設(shè)畜禽舍、沼氣池和果園等幾部分，同時(shí)使沼氣池的建設(shè)與畜禽舍和廁所三結(jié)合，構(gòu)成養(yǎng)殖-沼氣-種植三位一體的庭院經(jīng)濟(jì)格局，形成生態(tài)良性循環(huán)，增加農(nóng)民收入。

◎南方“豬沼果”能源生態(tài)模式

（2）北方“四位一體”能源生態(tài)模式。中國(guó)北方比較寒冷，而沼氣發(fā)酵需要基本的溫度條件，所以在北方地區(qū)建設(shè)沼氣工程必須采取增溫保溫措施，由此總結(jié)出了北方“四位一體”能源生態(tài)模式。在農(nóng)戶(hù)庭院內(nèi)建日光溫室，在溫室一端地下建沼氣池，沼氣池上建豬舍和廁所，溫室內(nèi)種植蔬菜或水果。該模式以太陽(yáng)能為動(dòng)力，以沼氣為紐帶，將種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，形成生態(tài)良性循環(huán)，增加農(nóng)民收入。在沒(méi)有條件建設(shè)溫室的地方，豬圈應(yīng)建成暖圈，達(dá)到保溫增溫的效果。

（3）西北“五配套”能源生態(tài)模式。中國(guó)西北地區(qū)干旱缺水，必須首先解決農(nóng)民生產(chǎn)生活用水問(wèn)題，所以簡(jiǎn)單地說(shuō)，西北“五配套”能源生態(tài)模式是由沼氣池、廁所、太陽(yáng)能暖圈、水窖、果園灌溉設(shè)施等五部分配套建設(shè)而成。沼氣池是西北“五配套”能源生態(tài)模式的核心部分，通過(guò)高效沼氣池的紐帶作用，把農(nóng)村生產(chǎn)用肥和生活用能有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成以牧促沼、以沼促果、果牧結(jié)合的良性生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。

2.大中型沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀。工程建設(shè)數(shù)量在穩(wěn)步推進(jìn)，技術(shù)工藝不斷提高，綜合利用效益明顯，運(yùn)營(yíng)模式逐步成熟，大中型沼氣工程標(biāo)準(zhǔn)體系逐步完善。

通過(guò)多年的推廣工作，形成了很多大中型沼氣工程的推廣模式。在此，以浙江省為例，介紹四種典型發(fā)展模式。

模式1—能源生態(tài)循環(huán)模式。進(jìn)料：糞尿全部進(jìn)入沼氣發(fā)酵池；特點(diǎn)：產(chǎn)沼氣多，產(chǎn)沼肥多，形成小區(qū)域良性循環(huán)，要求配套的沼肥土地消納面積較大。模式1實(shí)例：紹興福景達(dá)養(yǎng)殖公司。

模式2—能源生態(tài)利用模式。進(jìn)料：畜禽糞污采用干濕分離。特點(diǎn)：沼氣產(chǎn)量少，需要配套有機(jī)肥加工設(shè)施，沼液沼渣可以全部得到綜合利用。由于養(yǎng)殖與種植面積不配套，目前浙江省80%以上畜禽場(chǎng)采用此模式。模式2實(shí)例：杭州正興牧業(yè)公司。

模式3—能源生態(tài)綜合模式。進(jìn)料：糞尿全進(jìn)或部分進(jìn)。夏季用電用肥高峰時(shí)，采用糞尿全進(jìn)，多產(chǎn)沼氣用于發(fā)電，沼液作為有機(jī)肥，其他季節(jié)采用干濕分離。特點(diǎn)：對(duì)管理要求相對(duì)較高，綜合利用效益顯著。模式3實(shí)例：金華佳樂(lè)乳業(yè)有限公司。

模式4—能源生態(tài)環(huán)保模式。進(jìn)料：畜禽糞污采用干濕分離。特點(diǎn)：鮮豬糞進(jìn)行高效有機(jī)肥的生產(chǎn)，沼液經(jīng)后續(xù)好氧處理達(dá)標(biāo)排放或用做農(nóng)灌水等，運(yùn)行費(fèi)用高，管理難度大，適用于沒(méi)有用肥條件的養(yǎng)殖企業(yè)。模式4實(shí)例：金華加華種豬有限公司，由于所處地理位置較為特殊，不能有污染物外排，當(dāng)沼液不能完全利用時(shí)進(jìn)行深度處理達(dá)到環(huán)保排放要求。

3.大型沼氣典型工程。如：北京德青源、山東民和牧業(yè)、內(nèi)蒙古蒙牛、海南羅牛山、陜西中小型沼氣工程等。

北京德青源1萬(wàn)立方米大型雞糞沼氣發(fā)酵工程，采用了國(guó)際上最先進(jìn)的沼氣技術(shù)，同時(shí)，進(jìn)行了很多技術(shù)創(chuàng)新，現(xiàn)在運(yùn)行良好，正在計(jì)劃建設(shè)二期工程。一期工程年處理雞糞7.74萬(wàn)噸，污水10萬(wàn)噸，建成4座3000立方米主發(fā)酵罐，2150立方米干式儲(chǔ)氣柜等，安裝了2臺(tái)奧地利顏巴赫公司生產(chǎn)的1063千瓦沼氣發(fā)電機(jī)組。同時(shí)，還建了1座5000立方米二級(jí)發(fā)酵/沼液儲(chǔ)存罐，年可回收尾氣2000立方米，計(jì)劃為周邊500戶(hù)農(nóng)民供氣，已供氣300多戶(hù)。二期1萬(wàn)立方米沼氣工程計(jì)劃以秸稈為主要發(fā)酵原料，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)提純凈化后為延慶縣39個(gè)村莊的1.01萬(wàn)戶(hù)農(nóng)民提供生活燃?xì)狻?/p>

山東民和牧業(yè)2萬(wàn)立方米沼氣發(fā)電工程的處理能力為雞糞500噸/天，污水500噸/天；沼氣產(chǎn)量達(dá)1000萬(wàn)立方米/年；沼氣發(fā)電裝機(jī)容量為3兆瓦；沼氣發(fā)電量為2000萬(wàn)千瓦時(shí)/年；每年減排溫室氣體8.5萬(wàn)噸二氧化碳當(dāng)量。它是目前國(guó)內(nèi)最大的農(nóng)業(yè)沼氣發(fā)電工程，也是國(guó)內(nèi)首個(gè)完成CDM交易的農(nóng)業(yè)沼氣發(fā)電項(xiàng)目。它同樣采用國(guó)際上最先進(jìn)的技術(shù)，進(jìn)行了大量的技術(shù)創(chuàng)新。

◎海南羅牛山2000立方米沼氣工程

海南省沼氣工程發(fā)展非常好，因地制宜開(kāi)展戶(hù)用沼氣和大中型沼氣工程建設(shè)，沼氣普及率非常高，運(yùn)行情況良好，使用率幾乎達(dá)到100%。海南省大中型沼氣工程建設(shè)始于20世紀(jì)80年代，以治理開(kāi)發(fā)利用橡膠污水為主，逐漸發(fā)展到畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)、淀粉廠(chǎng)、糖廠(chǎng)、屠宰加工廠(chǎng)及農(nóng)副產(chǎn)品加工廠(chǎng)的污水。海南省累計(jì)建設(shè)大中型沼氣工程1085處，總?cè)莘e4752.3萬(wàn)立方米；累計(jì)集中供氣農(nóng)戶(hù)達(dá)4.85萬(wàn)戶(hù)；累計(jì)建設(shè)沼氣發(fā)電工程98處，總裝機(jī)容量為4600萬(wàn)千瓦，年形成發(fā)電量1679萬(wàn)千瓦時(shí)。

四、存在問(wèn)題

我國(guó)的沼氣工程建設(shè)方面還存在技術(shù)推廣與新技術(shù)開(kāi)發(fā)之間不協(xié)調(diào)，建設(shè)速度與管理服務(wù)之間不協(xié)調(diào)，地區(qū)之間的發(fā)展不平衡的問(wèn)題，還需進(jìn)一步改進(jìn)。

五、下步設(shè)想

1.資源潛力。中國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源豐富，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。主要包括：畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈、蔬菜廢棄物。

（1）畜禽糞便。目前，中國(guó)每年畜禽糞便實(shí)物量約為30億噸，理論上可以產(chǎn)生1.29萬(wàn)億立方米的沼氣。

（2）農(nóng)作物秸稈。中國(guó)農(nóng)作物秸稈理論資源量8.2億噸，可收集資源量6.87億噸，其中廢棄及直接焚燒2.15億噸，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。

（3）蔬菜廢棄物。全國(guó)每年蔬菜總產(chǎn)量為61.82億噸，其中產(chǎn)生的各類(lèi)蔬菜廢棄物高達(dá)4億多噸，占總量的6.5%。這些廢棄物也可作為很好的沼氣發(fā)酵原料。

2.發(fā)展思路。按照“鞏固成果、優(yōu)化結(jié)構(gòu)，建管并重、強(qiáng)化服務(wù)，綜合利用、提高水平”的思路，以增加沼氣用戶(hù)為目標(biāo)，加大投入，強(qiáng)化管理，提高質(zhì)量，創(chuàng)新機(jī)制，重點(diǎn)建設(shè)戶(hù)用沼氣、小型沼氣、大中型沼氣，大力發(fā)展沼氣服務(wù)與科技支撐體系，試點(diǎn)開(kāi)展沼氣高值利用，推進(jìn)農(nóng)村能源清潔化、低碳化，充分發(fā)揮農(nóng)村沼氣在應(yīng)對(duì)氣候變化中的作用，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)村生態(tài)文明建設(shè)。

3.建設(shè)原則。因地制宜、業(yè)主自愿；統(tǒng)籌兼顧、突出重點(diǎn)；優(yōu)化布局、集中連片；保證質(zhì)量、注重效益；科技創(chuàng)新、強(qiáng)化服務(wù)。

4.工作重點(diǎn)。

（1）開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，大力推進(jìn)節(jié)能減排。一是穩(wěn)步發(fā)展戶(hù)用沼氣。農(nóng)村戶(hù)用沼氣項(xiàng)目基本建設(shè)內(nèi)容為戶(hù)用沼氣池，因地制宜同步實(shí)施改圈、改廁、改廚。推廣新技術(shù)新材料新工藝，強(qiáng)化服務(wù)體系建設(shè)，積極促進(jìn)戶(hù)用沼氣建設(shè)與循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展有機(jī)結(jié)合，提高沼氣綜合效益。在有條件的地區(qū)，鼓勵(lì)發(fā)展以秸稈為原料或以秸稈、糞便和有機(jī)生活垃圾為混合原料的戶(hù)用沼氣，促進(jìn)農(nóng)村沼氣向原料多元化方向發(fā)展。二是積極推動(dòng)大中型沼氣工程建設(shè)。加強(qiáng)管理，完善后續(xù)服務(wù)機(jī)制；提高沼氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)水平；積極開(kāi)展秸稈沼氣試點(diǎn)，完善混合原料沼氣發(fā)酵技術(shù)；大力開(kāi)展沼肥深加工技術(shù)試點(diǎn)；開(kāi)展沼氣高值利用試點(diǎn)；推進(jìn)沼氣工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、施工規(guī)范化和設(shè)備成套化研究與示范。

（2）加大培訓(xùn)力度，提高管理服務(wù)水平。堅(jiān)持以人為本，采取多種方式，加大培訓(xùn)力度，建立健全技術(shù)高超的施工隊(duì)伍、科學(xué)規(guī)范的設(shè)計(jì)隊(duì)伍和保障有力的管理隊(duì)伍，提高整體工作水平，確保農(nóng)村沼氣健康穩(wěn)步發(fā)展。

（3）加強(qiáng)國(guó)際交流，學(xué)習(xí)借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)。繼續(xù)加強(qiáng)與有關(guān)國(guó)際組織和國(guó)家的合作，借鑒交流國(guó)際農(nóng)村沼氣發(fā)展政策、先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展全方位的技術(shù)交流與合作。（根據(jù)5月28日在中美養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物處理與資源化利用技術(shù)交流會(huì)上所作報(bào)告整理）