對(duì)我國(guó)東北地區(qū)發(fā)展生物天然氣產(chǎn)業(yè)的初步分析

葛榮彬

【摘 要】近年來(lái)，我國(guó)生物天然氣產(chǎn)業(yè)取得了重要進(jìn)展。東北地區(qū)發(fā)展生物天然氣產(chǎn)業(yè)原材料優(yōu)勢(shì)明顯，同時(shí)也面臨環(huán)境溫度低等特殊挑戰(zhàn)，采用傳統(tǒng)濕法發(fā)酵技術(shù)，其經(jīng)濟(jì)性尚不具備競(jìng)爭(zhēng)力，需要從政策、理念、技術(shù)等多方面統(tǒng)籌安排。

【Abstract】In recent years， China's bio-natural gas industry has made important progress. The advantages of developing raw materials of bio-natural gas industry in northeast area in China are obvious. At the same time， they also face special challenges such as low ambient temperature. The economy of adopting traditional wet fermentation technology is not competitive， so it is necessary to make overall arrangement from various aspects of policies， concepts and technologies.

【關(guān)鍵詞】東北地區(qū);生物天然氣;經(jīng)濟(jì)性;政策建議

【Keywords】northeast area in China; bio-natural gas; economy; policy suggestion

【中圖分類號(hào)】F426? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）08-0045-02

1 我國(guó)生物天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

生物天然氣是以農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、生活垃圾、工業(yè)有機(jī)廢水等各類城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物為原料，經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣后凈化提純產(chǎn)生的綠色低碳清潔可再生的非常規(guī)天然氣，其成分、熱值與常規(guī)天然氣基本相同。由于發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的沼渣沼液還可生產(chǎn)有機(jī)肥，并且全生命周期具有較低的碳足跡，因此，生物天然氣具有能源、環(huán)保、碳減排、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、社會(huì)公益等多重屬性，是傳統(tǒng)沼氣行業(yè)突破發(fā)酵效率和提純技術(shù)兩大技術(shù)瓶頸后向工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型升級(jí)的產(chǎn)物[1]。

我國(guó)生物天然氣產(chǎn)業(yè)從2015年開(kāi)始起步。2015-2017年，相關(guān)部委在全國(guó)支持建設(shè)了63個(gè)日產(chǎn)氣500m3以上的大型沼氣工程和日產(chǎn)1萬(wàn)m3以上的生物天然氣示范項(xiàng)目。其中，生物天然氣示范項(xiàng)目目前已建成投運(yùn)12個(gè)。與此同時(shí)，國(guó)家對(duì)生物天然氣行業(yè)的重視程度越來(lái)越高，中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會(huì)議和中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第一次會(huì)議兩次研究行業(yè)發(fā)展問(wèn)題。各級(jí)地方政府也出臺(tái)了不少產(chǎn)業(yè)扶持政策。

在政策扶持特別是示范項(xiàng)目的帶動(dòng)下，我國(guó)生物天然氣產(chǎn)業(yè)取得了重要進(jìn)展。產(chǎn)業(yè)鏈配套趨于成熟完善。設(shè)備制造、工程設(shè)計(jì)與服務(wù)、投資運(yùn)營(yíng)的專業(yè)化分工基本形成，發(fā)酵罐、攪拌器等關(guān)鍵設(shè)備均已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。盈和瑞、杭能等企業(yè)經(jīng)過(guò)多個(gè)項(xiàng)目歷練已具備工程總包能力，中廣核、中節(jié)能等企業(yè)積極參與項(xiàng)目投資運(yùn)營(yíng)。與此同時(shí)，產(chǎn)業(yè)也還存在一些亟待解決的問(wèn)題，表現(xiàn)在：傳統(tǒng)濕法發(fā)酵技術(shù)在發(fā)酵效率、成本、原料適應(yīng)性、沼液沼渣處理等方面還存在不少短板，已投產(chǎn)項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)率不高，部分列入扶持范圍的示范項(xiàng)目尚未建成，投資運(yùn)營(yíng)企業(yè)回報(bào)水平偏低，產(chǎn)業(yè)扶持政策有待進(jìn)一步完善等。這些發(fā)展過(guò)程中的問(wèn)題需要通過(guò)進(jìn)一步加快發(fā)展來(lái)解決。

2 東北地區(qū)發(fā)展生物天然氣產(chǎn)業(yè)的有利條件和不利因素

2.1 東北地區(qū)農(nóng)作物秸稈和畜禽糞污資源豐富

農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便是生物天然氣項(xiàng)目最重要的兩類原料。東北地區(qū)是我國(guó)最大的商品糧生產(chǎn)基地和重要養(yǎng)殖基地，糧食產(chǎn)量約占全國(guó)20%，生豬出欄量在國(guó)家“南豬北養(yǎng)”政策引導(dǎo)下已位居全國(guó)首位，具有豐富的秸稈和畜禽糞污資源。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，東北地區(qū)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約3.7億噸，占全國(guó)的40%左右;畜禽糞便年產(chǎn)量3.8億噸，約占全國(guó)的10%，并且東北地區(qū)地勢(shì)平緩，原料分布相對(duì)集中，便于大規(guī)模機(jī)械化收集和運(yùn)輸，有利于生物天然氣項(xiàng)目獲得長(zhǎng)期、連續(xù)、穩(wěn)定的原料供應(yīng)。

2.2 當(dāng)前東北地區(qū)面臨較大環(huán)保壓力

東北地區(qū)農(nóng)作物秸稈總量大、密度高，傳統(tǒng)手段難以有效利用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前東北地區(qū)農(nóng)作物秸稈綜合利用率不到70%，低于全國(guó)平均水平，距離國(guó)家規(guī)劃要求的2020年達(dá)到85%的目標(biāo)還有不小差距。大量秸稈被廢棄淺層還田或者非法露天焚燒，造成病蟲(chóng)害增加、土質(zhì)退化和大氣污染。東北地區(qū)畜禽糞便的有效利用率同樣不高。從近年中央環(huán)保督查反饋的情況看，東北畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染問(wèn)題突出，養(yǎng)殖場(chǎng)豬糞隨意堆存、高濃度超標(biāo)廢水隨意排放等現(xiàn)象比較普遍。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著生豬、奶牛、肉（蛋）雞等的養(yǎng)殖進(jìn)一步由南向北特別是向東北地區(qū)轉(zhuǎn)移，如不及時(shí)采取有效措施，東北地區(qū)面臨的環(huán)保壓力將會(huì)越來(lái)越大。發(fā)展生物天然氣產(chǎn)業(yè)是解決這一問(wèn)題比較現(xiàn)實(shí)的選擇。

2.3 低溫環(huán)境是東北地區(qū)發(fā)展生物天然氣面臨的特殊挑戰(zhàn)

生物質(zhì)厭氧發(fā)酵技術(shù)根據(jù)原料的不同可以分為干法和濕法兩大類。濕法發(fā)酵屬于傳統(tǒng)的成熟技術(shù)，國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛，主要特點(diǎn)是發(fā)酵過(guò)程耗水量比較大。由于發(fā)酵過(guò)程需要保持在35℃左右的恒溫，因此，當(dāng)環(huán)境溫度低于該溫度時(shí)，需要采取額外的增溫和保溫措施，相應(yīng)地增加初始投資和運(yùn)營(yíng)成本。根據(jù)本文測(cè)算，環(huán)境溫度每降低1℃，用于增溫、維溫的能量消耗將增加1.06%。東北地區(qū)全年平均氣溫只有6℃，冬季平均氣溫為-10.2℃。在同等條件下，東北地區(qū)建設(shè)生物天然氣項(xiàng)目的初始投資要比華北地區(qū)高8%，生產(chǎn)過(guò)程中增溫、維溫所消耗的能量比華北地區(qū)多一倍左右。

3 東北地區(qū)典型生物天然氣項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)本文的測(cè)算，以在東北地區(qū)建設(shè)一個(gè)日產(chǎn)氣量為2萬(wàn)m3的生物天然氣項(xiàng)目為例，在不考慮國(guó)家補(bǔ)貼和其他優(yōu)惠政策并且配套建設(shè)有機(jī)肥生產(chǎn)線的情況下，項(xiàng)目總投資約1.58億元，年?duì)I業(yè)收入和運(yùn)營(yíng)成本均為4000萬(wàn)元，能夠基本實(shí)現(xiàn)盈虧平衡，尚難以獲得盈利。

影響生物天然氣項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的主要因素包括上游原料成本、項(xiàng)目造價(jià)和下游天然氣和有機(jī)肥的銷售價(jià)格。由于目前在認(rèn)識(shí)上過(guò)多強(qiáng)調(diào)了生物天然氣項(xiàng)目的能源資源屬性，忽視了其環(huán)保屬性，本身屬于廢棄物、污染物的秸稈、畜禽糞便還要作為原料出售給生物天然氣項(xiàng)目投資方，大幅推高了項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)成本。據(jù)測(cè)算，在以農(nóng)作物秸稈為主要原料的生物天然氣項(xiàng)目中，原料成本占總成本的比例超過(guò)50%。如果能夠?qū)⑸锾烊粴忭?xiàng)目定位為各類污染物的處理處置中心，通過(guò)行政手段要求農(nóng)村種養(yǎng)殖戶、城市居民將秸稈、畜禽糞便等免費(fèi)提供給生物天然氣項(xiàng)目投資方，并且向后者支付一定的處理費(fèi)用，將可以從根本上扭轉(zhuǎn)生物天然氣項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。

除了認(rèn)識(shí)和理念上的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)階段給予產(chǎn)業(yè)一定的補(bǔ)貼或優(yōu)惠政策至關(guān)重要，這也是國(guó)際的普遍做法[2]，其本質(zhì)是政府為全社會(huì)承擔(dān)環(huán)境處理成本。我國(guó)對(duì)沼氣行業(yè)的財(cái)政支持從20世紀(jì)70年代開(kāi)始就一直沒(méi)有中斷過(guò)，主要采取補(bǔ)貼項(xiàng)目建設(shè)資金的方式，即前端補(bǔ)貼。目前，相關(guān)部委正在借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)牽頭制定生物天然氣后端補(bǔ)貼政策，即通過(guò)補(bǔ)貼天然氣和/或有機(jī)肥銷售價(jià)格來(lái)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)本文的測(cè)算，當(dāng)天然氣補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到1元/m3并且持續(xù)10年的情況下，投資生物天然氣項(xiàng)目的資本金內(nèi)部收益率（IRR）將可以大到5%左右。如果補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到1.6元/m3，相應(yīng)的回報(bào)水平可以提高到8%左右。當(dāng)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到2元/m3時(shí)，項(xiàng)目回報(bào)水平可以超過(guò)10%。

4 政策建議

生物天然氣在環(huán)境污染治理、農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)等方面都能夠發(fā)揮重要作用。東北地區(qū)發(fā)展生物天然氣產(chǎn)業(yè)具有顯著的原料優(yōu)勢(shì)，也有一定的現(xiàn)實(shí)需求，同時(shí)也面臨平均環(huán)境溫度偏低等特殊挑戰(zhàn)。綜合測(cè)算，采用傳統(tǒng)濕法發(fā)酵技術(shù)在沒(méi)有國(guó)家補(bǔ)貼和其他優(yōu)惠政策的情況下，現(xiàn)階段在東北地區(qū)發(fā)展生物天然氣項(xiàng)目難以盈利。為更好地促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，提出以下意見(jiàn)建議。

第一，在產(chǎn)業(yè)政策方面，建議國(guó)家盡快出臺(tái)生物天然氣后端補(bǔ)貼政策，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)體現(xiàn)區(qū)域差異性。比如東北地區(qū)由于低溫環(huán)境影響成本較高，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)高于全國(guó)平均水平。同時(shí)，建議地方政府因地制宜，在原料收儲(chǔ)運(yùn)、用地、用電、稅收、貸款以及天然氣并網(wǎng)等方面再給予相應(yīng)的政策扶持。

第二，在認(rèn)識(shí)、理念方面，建議參考目前城市餐廚垃圾處理的成熟模式，按照“誰(shuí)污染、誰(shuí)治理”的原則，研究出臺(tái)農(nóng)作物秸稈、畜禽糞污等污染物付費(fèi)并集中統(tǒng)一處理的政策規(guī)定，理順環(huán)境成本傳導(dǎo)機(jī)制，逐步緩解財(cái)政補(bǔ)貼壓力，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)自主可持續(xù)發(fā)展。

第三，在技術(shù)方面，建議通過(guò)引進(jìn)消化吸收和再創(chuàng)新的方式，推動(dòng)干法發(fā)酵技術(shù)在國(guó)內(nèi)的研發(fā)和示范應(yīng)用，進(jìn)一步提高發(fā)酵效率，增強(qiáng)原料適應(yīng)性，降低發(fā)酵過(guò)程能耗，減少沼液排放，從整體上提升項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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