在全國(guó)范圍內(nèi)推動(dòng)大中型沼氣工程發(fā)展的可行性探討-大中型畜.doc

在全國(guó)范圍內(nèi)推動(dòng)大中型沼氣工程發(fā)展的可行性探討 一、畜禽糞便污染嚴(yán)重，制約了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展 近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，為豐富城鎮(zhèn)“菜籃子”，全國(guó)各大中城市和主要產(chǎn)區(qū)相繼實(shí)施了一批“菜籃子”工程。“菜籃子”工程的實(shí)施，促進(jìn)了我國(guó)的禽畜飼養(yǎng)業(yè)向著規(guī)?；⒓s化方向發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997年底，我國(guó)大中型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)已達(dá)一萬(wàn)四千多家（見表一）。養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展?jié)M足了人們不斷增長(zhǎng)的生活需求，并且為發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，提高城鄉(xiāng)居民生活水平作出了貢獻(xiàn)。但與之俱來(lái)的是產(chǎn)生了大量的糞便等廢棄物，帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題。根據(jù)1997年我國(guó)集約化豬、雞、牛場(chǎng)的出欄量計(jì)算，全年糞便及糞水總量超過(guò)10億噸，再加上集約化生產(chǎn)的沖洗水，實(shí)際排出的污水總量還將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)該數(shù)字。 如此大的糞水量，日積月累地在各大城市周圍形成了龐大的污染源。據(jù)環(huán)保部門對(duì)大型養(yǎng)殖場(chǎng)糞水的檢測(cè)表明，COD超標(biāo)5060倍，BOD超標(biāo)7080倍，SS超標(biāo)1220倍。絕大多數(shù)禽畜場(chǎng)，晴天臭氣熏天，蚊蠅成片環(huán)繞；雨天糞水漫流成河，使人無(wú)法下足。在規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)集中的區(qū)域，特別是在城郊地區(qū)和養(yǎng)殖專業(yè)戶集中的村鎮(zhèn)，禽畜糞便的污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。據(jù)上海市環(huán)保局的監(jiān)測(cè)，大泖港水體氨氮含量終年超過(guò)國(guó)家允許標(biāo)準(zhǔn)（1毫克/升）的45倍，最高時(shí)超標(biāo)達(dá)89倍；黃浦江水體中25.2的氨氮和47.7的COD，主要來(lái)源于大泖港地區(qū)30多家大中型禽畜場(chǎng)。表二為北京、天津、上海、杭州四大省市1997年禽畜糞便排放情況。 大量禽畜糞便的隨意排放，不僅嚴(yán)重的污染了周圍的環(huán)境，也威脅著規(guī)?；菪箫曫B(yǎng)業(yè)自身的持續(xù)、健康發(fā)展。由于糞便的隨意排放，導(dǎo)致了地下水污染，最終影響禽畜飲用水和沖洗水，這種污染的惡性循環(huán)給禽畜業(yè)的發(fā)展造成了嚴(yán)重的危害。據(jù)北京、上海兩地豬場(chǎng)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)，規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)的仔豬和產(chǎn)仔母豬的病死率一直居高不下，使用循環(huán)污染的地下水是其主要原因。另對(duì)北京市6個(gè)規(guī)?；B(yǎng)雞場(chǎng)的調(diào)查也發(fā)現(xiàn)了同樣的結(jié)果，近年來(lái)雞的死亡淘汰率也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，嚴(yán)重地影響了畜牧業(yè)自身的發(fā)展。此外，由于糞便污水嚴(yán)重地污染了周圍的農(nóng)田和水域，使養(yǎng)殖場(chǎng)周圍的群眾怨聲載道，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)糾紛歷年來(lái)層出不窮。更重要的是，隨著環(huán)境的惡化和人們環(huán)境意識(shí)的不斷增強(qiáng)，各地針對(duì)禽畜糞便排放紛紛出臺(tái)了農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)條例、法規(guī)和禽畜污染暫行規(guī)定等有關(guān)文件，對(duì)當(dāng)?shù)厍菪蠹S便的排放指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格的限制。以上可以看出，我國(guó)禽畜業(yè)的發(fā)展已受到了自身的污染和法制的雙重制約，因此禽畜糞便問(wèn)題不解決，今后將不僅成為發(fā)展“菜籃子”工程的障礙，而且也必將制約整個(gè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。目前，絕大多數(shù)禽畜場(chǎng)和有關(guān)部門為盡早擺脫糞便污染和有關(guān)法規(guī)的雙重制約以及生產(chǎn)發(fā)展越快糞便污染越嚴(yán)重的窘境，均對(duì)“能環(huán)工程”的建設(shè)表現(xiàn)出了十分強(qiáng)烈的愿望。據(jù)最近的調(diào)查材料表明，如果在有資金投入的情況下，希望近期建設(shè)“能環(huán)工程” 的企業(yè)和單位占總調(diào)查數(shù)量的80，在2001年以前建設(shè)“能環(huán)工程”的企業(yè)和單位占總調(diào)查數(shù)量的16%，而由于種種原因提出緩建或在2001年以后建設(shè)的僅占4%。二、我國(guó)“能源環(huán)境工程”建設(shè)現(xiàn)狀中國(guó)政府有關(guān)管理部門高度重視此項(xiàng)工作，國(guó)家科委、農(nóng)業(yè)部從“六五”初期開始便投入專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，設(shè)立攻關(guān)課題，成立專門科研機(jī)構(gòu)并聯(lián)合有關(guān)科研院所進(jìn)行有關(guān)針對(duì)性的科技攻關(guān)。到“八五”結(jié)束，以禽畜糞便為主的多種農(nóng)業(yè)廢棄物的處理、開發(fā)和利用均已形成不同種類、不同用途、不同產(chǎn)品的成套技術(shù)，可根據(jù)豬糞、雞糞、牛糞等原料特殊性的差異，進(jìn)行包括預(yù)處理、厭氧、沼氣輸配、制肥、消化液后處理的全部設(shè)計(jì)；某些單項(xiàng)技術(shù)和指標(biāo)，如在生物厭氧發(fā)酵機(jī)理研究、不同糞便發(fā)酵工藝的制定、沼氣產(chǎn)氣率、COD去除率已居國(guó)際領(lǐng)先水平。除此之外，根據(jù)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和具體國(guó)情，我國(guó)“能環(huán)工程”技術(shù)還具有多種功能（即環(huán)保、能源開發(fā)、肥料生產(chǎn)、節(jié)水等）、一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益以及同國(guó)外相比投資少的特點(diǎn)。為配合國(guó)家“六五”、“七五”和“八五”科技攻關(guān)研究，已建有少量的試驗(yàn)工程，如上海星火農(nóng)場(chǎng)“能環(huán)工程”、浙江浮山養(yǎng)殖場(chǎng)“能環(huán)工程”、沈陽(yáng)馬三家養(yǎng)豬場(chǎng)“能環(huán)工程”，以及上海嘉定種畜場(chǎng)沼氣供應(yīng)站等。這些建設(shè)在不同地區(qū)、不同自然條件下，并成功運(yùn)行五年以上的試驗(yàn)工程，為我國(guó)規(guī)模化推進(jìn)“能環(huán)工程”建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。此外，在國(guó)家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目完成的基礎(chǔ)上，已制訂出禽畜糞便資源化工程的設(shè)計(jì)規(guī)范、施工和驗(yàn)收規(guī)范，這不僅標(biāo)志著我國(guó)這方面的技術(shù)已經(jīng)成熟，亦標(biāo)志著我國(guó)糞便資源化綜合利用技術(shù)的初級(jí)階段已經(jīng)結(jié)束，進(jìn)一步縮小了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，為能環(huán)工程的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展創(chuàng)造了條件。 由于禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程的發(fā)酵原料以糞便為主，而糞便懸浮物多，固形物濃度較高，常見的處理工藝一為全混合式沼氣發(fā)酵裝置，常溫發(fā)酵，物料滯留期40天左右，產(chǎn)氣率低，平均為0.13-0.3M3/ M3天;二是塞流式發(fā)酵工藝,并有攪拌、污泥回流和保溫裝置，發(fā)酵溫度為15-32,產(chǎn)氣率為1.2-2.0M3/ M3天;三是上流式污泥床反應(yīng)器(UASB)或厭氧過(guò)濾器(AF),或兩者結(jié)合的工藝,其優(yōu)點(diǎn)是能夠使厭氧微生物很好地附著,進(jìn)一步提高反應(yīng)速度和產(chǎn)氣量。我國(guó)禽畜場(chǎng)沼氣工程技術(shù)從80年代以來(lái)日益完善,已形成較為完善的高效的且具有多種功能的工程技術(shù)系統(tǒng)。目前常規(guī)工藝包括1) 前處理裝置2)厭氧消化器3)沼氣收集、貯存及輸配系統(tǒng)4)沼液后處理裝置以及5)沼渣處理系統(tǒng)。以上各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的完善，對(duì)于產(chǎn)氣率的提高、系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、減少污染與排放達(dá)標(biāo)、以及確保用戶使用到高效穩(wěn)定的燃?xì)饩丫邆淞溯^為先進(jìn)的技術(shù)條件。沼渣堆肥消化液按施肥標(biāo)準(zhǔn)用于農(nóng)田灌溉沼氣利用后沉池全混式厭氧消化池或改進(jìn)型厭氧消化池廢水蓄糞池圖一為中國(guó)豬場(chǎng)糞水進(jìn)行厭氧處理常采用的工藝路線圖一（1）厭氧處理與農(nóng)業(yè)利用相結(jié)合類型調(diào)節(jié)池沉砂池固液分離機(jī)廢水 沼氣污泥堆肥部分回流出水排放二次沉砂池曝氣池厭氧發(fā)酵池酸化池（二）投資渠道圖一（2） 常規(guī)處理類型沼氣沼液沼氣池蓄糞池水生植物可作飼料農(nóng)田灌溉養(yǎng)魚塘水生植物塘沼渣作復(fù)合肥法清糞后的沖洗糞水圖一 （3） 生態(tài)處理與利用工程類型一般地，大型沼氣工程規(guī)模的產(chǎn)氣量為1000-2000M3/天，其工程總投資在300-1000萬(wàn)元；中型沼氣工程的產(chǎn)氣量為50-1000M3/天，其工程總投資約80-300萬(wàn)元。今后的發(fā)展方向是向大型集約化養(yǎng)殖發(fā)展，因此，二十一世紀(jì)以后重點(diǎn)是發(fā)展大型沼氣工程。三、存在的主要問(wèn)題和障礙（一） 技術(shù)產(chǎn)業(yè)化條件亟待完善從技術(shù)產(chǎn)業(yè)化角度而言，目前大中型沼氣工程商業(yè)化主要存在的問(wèn)題是：l 大中型沼氣工程沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)和施工系統(tǒng)，市場(chǎng)缺乏沼氣工程施工資格認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。由于沒(méi)有規(guī)范的技術(shù)市場(chǎng)制約，多數(shù)企業(yè)缺少相應(yīng)的技術(shù)篩選與鑒別能力，其技術(shù)的先進(jìn)性和適應(yīng)性受到影響。l 自動(dòng)化程度仍待提高。目前我國(guó)大中型沼氣工程多數(shù)仍使用手動(dòng)或半機(jī)械化操作，如果管理不當(dāng)，則會(huì)產(chǎn)生因進(jìn)料不當(dāng)池體爆裂，沼氣回池跑漏，管路堵塞等影響正常運(yùn)行的情況。l 一些關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備還未達(dá)到工業(yè)化和商業(yè)化的要求。如固液分離器、脫硫裝置、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)等輔助設(shè)施,阻礙了沼氣技術(shù)的推廣和發(fā)展。l 菌種的生產(chǎn)與供應(yīng)還未達(dá)到產(chǎn)業(yè)化程度。（二）大中型沼氣工程經(jīng)濟(jì)性不顯著 國(guó)內(nèi)已建成的400多座禽畜場(chǎng)大中型沼氣工程大都缺乏國(guó)家對(duì)工程項(xiàng)目所要求的設(shè)計(jì)、立項(xiàng)等工程可行性分析與評(píng)估。從目前國(guó)內(nèi)有關(guān)專家對(duì)這類沼氣工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析可得出這樣的結(jié)論: 凡是進(jìn)行沼氣綜合利用的沼氣工程均具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,其效益主要來(lái)自于沼氣的合理售價(jià)、沼液沼渣制成的肥料以及減少的環(huán)保罰款;而那些沒(méi)有進(jìn)行綜合利用的工程，其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性是不可行的(詳見表1-2)。16 / 16表三 部分沼氣工程財(cái)務(wù)分析結(jié)果杭州蛋雞場(chǎng)杭州西子養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程浮山養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程上海星火農(nóng)場(chǎng)沼氣工程沈陽(yáng)馬三家養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程北京某養(yǎng)豬場(chǎng)北京某養(yǎng)豬場(chǎng)基本參數(shù)養(yǎng)殖場(chǎng)規(guī)模（頭）雞20萬(wàn)只豬10000頭豬3000頭雞13萬(wàn)只牛2000頭豬22.5萬(wàn)頭豬1.5萬(wàn)頭豬3.0萬(wàn)頭沼氣工程規(guī)模（m3）7505007002700200010002000工程總投資（萬(wàn)元）95.0281.45772440.00工程運(yùn)行總費(fèi)用（萬(wàn)元）6.021.595.037321.0025.041.70工程總收益（萬(wàn)元）12.7565.511.4119861.6775.60142.13其中：出售沼氣（萬(wàn)元）6.7520.56.66144.110.9557.6011.52 單價(jià)（元/m3）0.250.80.251.200.500.800.8 沼氣發(fā)電（萬(wàn)元）94.61 電價(jià)（元/kWh）0.80.50 顆粒肥料（萬(wàn)元）6.0334.754.749.3018.036.0 單價(jià)（元/噸）100 再生飼料（萬(wàn)元）(已計(jì)入顆粒肥料）26.9（已計(jì)入顆粒肥料） 單價(jià)（元/噸）1000 減少環(huán)保罰款（萬(wàn)元/年）1215.4基準(zhǔn)折現(xiàn)率（）10.010.010.010.010.010.010.0工程使用壽命（年）21.02121212121.0評(píng)價(jià)結(jié)果財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（NPV）（萬(wàn)元）37.6573.1724.387.862.5374.12206.67財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（）2.674.534.281215.0714.5417.40資料來(lái)源: 中國(guó)生物質(zhì)能技術(shù)商業(yè)化策略設(shè)計(jì), MOA/DOE 項(xiàng)目專家組, 1999年1月 價(jià)格因素是影響沼氣工程經(jīng)濟(jì)可行性的最主要的因素之一。實(shí)際上,沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益主要是體現(xiàn)在沼氣的利用方式，一般用于民用效益最好，因此，其銷售價(jià)格是影響沼氣工程的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行可行性的一個(gè)重要因素。 從上海星火農(nóng)場(chǎng)沼氣工程案例分析可知, 1995年其沼氣價(jià)格為1.2元/M3, 銷售沼氣的收益占工程效益的73，項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率為13%。若價(jià)格上升或下降10%,項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率的變化范圍在11-15%之間,其經(jīng)濟(jì)性仍然可行。而杭州浮山養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程，把沼氣供應(yīng)作為一種公益性事業(yè)，其沼氣售價(jià)僅為0.25元/M3,內(nèi)部收益率僅為4.28%。由此可見，價(jià)格因素直接影響到沼氣工程經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性。 此外,工程規(guī)模直接決定著沼氣的產(chǎn)出與效益。我國(guó)禽畜場(chǎng)沼氣工程規(guī)模一般是100-1000M3,屬于中小型規(guī)模。由于規(guī)模較小而使其產(chǎn)出有限、效益較差,因此,沼氣工程的規(guī)模或者說(shuō)禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)的規(guī)模直接制約著該項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性。（三）大中型沼氣工程融資渠道不暢 首先是融資問(wèn)題，資金短缺是制約大型沼氣工程發(fā)展的重要因素。 盡管國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和農(nóng)業(yè)部有關(guān)部門對(duì)于大中型沼氣工程在融資方面給予一定數(shù)量的貼息，但是目前中國(guó)沼氣工程的融資渠道是通過(guò)銀行貸款，而銀行在進(jìn)行項(xiàng)目評(píng)估時(shí)，通常采用一般工業(yè)項(xiàng)目的評(píng)估方法，由于沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益與其社會(huì)環(huán)境效益相比，后者更為突出，而用常規(guī)財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)的結(jié)論往往導(dǎo)致貸款評(píng)估失敗。因此，沼氣工程在融資方面的主要障礙是：l 常規(guī)的工業(yè)項(xiàng)目評(píng)估方法不適于評(píng)價(jià)象沼氣工程這類可再生能源項(xiàng)目l 融資形式單一l 融資渠道不暢通 其次，沼氣工程的市場(chǎng)潛力難以確定.從對(duì)沼氣用戶的抽樣調(diào)查分析發(fā)現(xiàn), 不同收入水平的消費(fèi)者群體，其消費(fèi)傾向的變化影響該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用與商業(yè)化進(jìn)程。比如，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)，當(dāng)消費(fèi)者收入水平超過(guò)5000元/人年時(shí)，用戶的能源消費(fèi)傾向由煤轉(zhuǎn)向清潔方便的沼氣；當(dāng)其收入水平再上升時(shí)，用戶的能源消費(fèi)傾向則由沼氣轉(zhuǎn)向更為清潔的液化氣或電。這種消費(fèi)傾向的變化使得沼氣工程的市場(chǎng)潛力較難確定且消費(fèi)群體在不斷變化。（四）政府在推動(dòng)沼氣工程商業(yè)化發(fā)展方面的政策引導(dǎo)較為薄弱1投資政策 沼氣工程屬于廢棄物資源化綜合利用工程，這類項(xiàng)目的社會(huì)環(huán)境效益較之其經(jīng)濟(jì)效益更為明顯的項(xiàng)目，中國(guó)目前還沒(méi)有明確的鼓勵(lì)大中型沼氣工程的發(fā)展的投資政策?，F(xiàn)有的一些投資政策，在執(zhí)行過(guò)程中又往往由于缺乏對(duì)這類項(xiàng)目的正確評(píng)價(jià)手段而使相應(yīng)的政策不能真正落實(shí)。比如，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委從“七五”后對(duì)可再生能源技術(shù)項(xiàng)目有專項(xiàng)貼息貸款， 但由于貸款的投放是由銀行執(zhí)行，采用一般工業(yè)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)方法對(duì)沼氣項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果造成即使政府愿意貼息，銀行也不一定能夠真正立項(xiàng)。2價(jià)格政策沼氣的銷售價(jià)格是影響其經(jīng)濟(jì)可行性的關(guān)鍵因素。目前的沼氣價(jià)格多數(shù)是一種福利性價(jià)格，政府在指導(dǎo)定價(jià)方面沒(méi)有相應(yīng)的依據(jù)與手段，無(wú)法使沼氣工程運(yùn)營(yíng)方真正成為市場(chǎng)中的一個(gè)商業(yè)元素。3稅收政策對(duì)于沼氣工程這類現(xiàn)階段還不具備商業(yè)化運(yùn)行能力的但又有突出的社會(huì)環(huán)境效益的項(xiàng)目，國(guó)家在稅收方面目前僅給予了十分有限的優(yōu)惠政策。例如，當(dāng)前我國(guó)增值稅為兩檔稅率，一檔基本稅率17，一檔優(yōu)惠稅率13?，F(xiàn)在對(duì)沼氣工程按13的優(yōu)惠稅率征收。即使如此，對(duì)于可再生能源技術(shù)這類工程初始投資較大的項(xiàng)目，仍然難以起到激勵(lì)的作用。4環(huán)境政策 大型養(yǎng)殖場(chǎng)的發(fā)展所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題不容忽視，僅就北京而言，大型豬場(chǎng)的排放糞便水COD（化學(xué)耗氧量）超標(biāo)53倍，BOD（生物耗氧量）超標(biāo)76倍，SS（水中懸浮物）超標(biāo)14倍，污染十分嚴(yán)重。環(huán)保部門對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的排污處罰各地不盡相同，但從趨勢(shì)來(lái)看將會(huì)愈加嚴(yán)格，因此，如何利用環(huán)境政策推動(dòng)大中型沼氣工程的發(fā)展，如何更好地使用排污費(fèi)，這是政府部門亟需研究和制定的重要政策。圖一 能環(huán)工程典型工藝流程圖水生植物塘（南方）過(guò)濾池（北方）排放沼氣氣柜堆漚酶化調(diào)節(jié)池固液分離CEM菌顆粒有機(jī)肥液肥造粒烘干液肥池預(yù)曝池厭氧池干化池沉淀池?cái)嚢铏C(jī)攤曬棚調(diào)理劑集污池豬舍污水表一、1997年部分大中城市禽畜糞便排放情況總出（存）欄量(萬(wàn)頭、萬(wàn)只)集約化飼養(yǎng)量占總量集約化養(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)量（個(gè)）集約化養(yǎng)殖場(chǎng)糞水總數(shù)（萬(wàn)噸）總糞水量(萬(wàn)噸)豬353.58587160326612北禽337629626535493697京牛15099521621622合計(jì)11881120111931豬4508042272278213上禽535749547655745867海牛44795167467483合計(jì)10651326814563豬1567041021922704天禽228125041125250津牛169802314871734合計(jì)47449296938杭州豬2068302761241282禽99675348181091牛1485191309146合計(jì)3292194057總計(jì)30563158837489表二、全國(guó)規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)量及分布表三 部分沼氣工程財(cái)務(wù)分析結(jié)果杭州蛋雞場(chǎng)杭州西子養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程浮山養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程上海星火