孫文平

摘要 ?沼氣是我國農(nóng)村清潔能源發(fā)展的重要方向，在分析全椒縣農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件以及現(xiàn)階段存在問題的基礎(chǔ)上，展望農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢和機(jī)遇。

關(guān)鍵詞 全椒縣;農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè);態(tài)勢;機(jī)遇

中圖分類號：S216.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3305（2019）02-094-03

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.02.040

Abstract Biogas is an important development direction of clean energy in China’s rural areas. Based on the analysis of the development conditions and existing problems of rural biogas industry in Quanjiao County， the development trends and opportunities of rural biogas industry were prospected.

Key words ? Quanjiao County; Rural biogas industry; Trend; Opportunitie

農(nóng)村沼氣既是提供清潔生物質(zhì)能源的能源工程，也是減少有機(jī)廢棄物污染的環(huán)保工程，還是推動新型農(nóng)村建設(shè)的利民工程。一方面，我國能源短缺的客觀現(xiàn)實要求加快農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展;另一方面，農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革也需要沼氣等新型能源的助力。發(fā)展農(nóng)村沼氣不僅能為城鄉(xiāng)居民提供清潔能源和有機(jī)肥料，還能有效緩解農(nóng)業(yè)面源污染，對于提高農(nóng)民收入、增加可再生能源消費(fèi)、降低天然氣對外依存度，具有重要意義。安徽省全椒縣農(nóng)村沼氣開發(fā)利用的潛能很大，針對全椒縣農(nóng)村沼氣資源情況和利用現(xiàn)狀，探討發(fā)展農(nóng)村沼氣存在問題及對策，提出科學(xué)發(fā)展農(nóng)村沼氣的建議。

1 全椒縣農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件

1.1 全椒縣概況

全椒縣位于安徽省東部，國土面積1 568 km2，耕地面積4萬hm2。全縣轄10個鎮(zhèn)和1個省級經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，人口（戶籍）45.9萬人。全椒縣屬北亞熱帶向暖溫帶過渡性氣候，四季分明，光照充足，年平均氣溫14～15.6℃，年平均降水量840～980 mm，年平均無霜期為221 d。全椒縣是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大縣，也是國家大型商品糧基地縣，全國生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)先進(jìn)縣，國家生態(tài)示范區(qū)建設(shè)試點縣。

1.2 農(nóng)作物秸稈資源量及產(chǎn)氣潛力

1.2.1 農(nóng)作物秸稈資源量 理論資源量是指秸稈的年總產(chǎn)量，計算公式為：

CS=QCi×ri（1）

式中，CS為農(nóng)作物秸稈的理論資源量，QCi為第i類農(nóng)作物的產(chǎn)量，ri為第i類農(nóng)作物的草谷比系數(shù)。本研究采用2015年國家發(fā)展改革委辦公廳和農(nóng)業(yè)部辦公廳聯(lián)合下發(fā)的《關(guān)于開展農(nóng)作物秸稈綜合利用規(guī)劃終期評估的通知》[1]中確定的安徽省所屬的長江中下游農(nóng)區(qū)的草谷比系數(shù)，各種農(nóng)作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于《滁州市統(tǒng)計年鑒2017》[2]。

可收集資源量是指通過現(xiàn)有收集方式可供實際利用的最大秸稈數(shù)量，計算公式為：

CSA=QCi×ri×ηi（2）

式中，CSA為秸稈資源可收集利用量，ηi為第i類農(nóng)作物秸稈的可收集系數(shù)。本研究采用蔡亞慶等人[1]的農(nóng)作物秸稈收集系數(shù)。

可能源化利用量，其計算公式如下：

CSE=QCi×ri×ηi×βi（3）

式中，CSE為秸稈可能源化利用量，βi為能源使用率，本研究采用石元春[3]的秸稈資源的主要用途比例作為計算的依據(jù)，取值60%。根據(jù)式（1）、（2）、（3），可分別計算出2016年全椒縣秸稈理論資源量、可收集利用量、能源資源量（表1）。

1.2.2 農(nóng)作物秸稈產(chǎn)氣潛力

（1）產(chǎn)氣因子模型。產(chǎn)氣因子，也叫產(chǎn)氣率，根據(jù)氣溫和秸稈種類的不同有所差異。20℃下的秸稈產(chǎn)氣率為35℃下的秸稈產(chǎn)氣率的60%左右，一般為0.25 m3/kg左右[4]。棉稈的木質(zhì)纖維素部分占到了70%，所以棉稈相比其他秸稈更難降解，在中溫條件下，棉稈比其他秸稈的產(chǎn)氣率低10%～25%[5]。為方便統(tǒng)計，該研究農(nóng)作物秸稈產(chǎn)氣率都按0.3 m3/kg計算。

（2）產(chǎn)氣潛力估算。參考張無敵等人[6]的研究方法，秸稈產(chǎn)氣潛力的估算公式為：

Biogasstrow-potential=QCi×ri×ηi×βi×TS×VCH4（4）

式中，Biogasstrow-potential為秸稈產(chǎn)氣潛力;TS為干物質(zhì)質(zhì)量百分比，VCH4為秸稈的產(chǎn)氣率。根據(jù)秸稈資源量計算出全椒縣的秸稈產(chǎn)沼氣潛力為8 544.34萬m3。

1.3 畜禽糞污資源及產(chǎn)氣潛力

根據(jù)2017年《滁州市統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016年全椒縣畜禽養(yǎng)殖情況見表2。

根據(jù)《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 667-2011》[7]附錄A：1頭豬每天的糞便產(chǎn)氣量約為0.1 m3/頭，稱為1個豬當(dāng)量。采用其他種類畜禽糞便作為發(fā)酵原料的養(yǎng)殖場沼氣工程，其規(guī)模可換算成豬的糞便產(chǎn)氣當(dāng)量，換算比例為：1頭奶牛折算成10頭豬;1頭肉牛折算成5頭豬;10只蛋雞折算成1頭豬;20只肉雞折算成1頭豬。羊的豬當(dāng)量換算比例采用《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18596-2001》[8]，3只羊換算成1頭豬。由此計算出2016年全椒縣畜禽糞便產(chǎn)沼氣潛力為5 784.61萬m3。

1.4 農(nóng)村沼氣現(xiàn)狀

2006年以來，我縣利用國債項目和世行生態(tài)家園項目資金建成戶用沼氣池4 460口，大中型沼氣工程2處。建設(shè)初期，沼氣池使用率較高。隨著農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)，大量青壯勞力外出務(wù)工，加上環(huán)保執(zhí)法力度加大，紛紛設(shè)立禁養(yǎng)限養(yǎng)區(qū)，許多圈舍被拆除，給農(nóng)村能源利用提出了新的挑戰(zhàn)，農(nóng)村沼氣建設(shè)面臨轉(zhuǎn)型升級。

2 全椒縣農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要問題分析

我省是國家沼氣發(fā)展的主要省份之一，沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了一定成就。但在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速推進(jìn)的新形勢下，盡管沼氣總量在不斷增加，但總體而言發(fā)展相對滯后，在促進(jìn)農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中還有很多問題需要解決，很多潛力需要挖掘。無論是戶用沼氣還是大中型沼氣工程均存在不少的問題，影響和阻礙著農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

2.1 戶用沼氣發(fā)展主要問題

2.1.1 沼氣池廢棄率高 由于發(fā)酵原料短缺和勞動力缺乏，農(nóng)村戶用沼氣使用率普遍下降，沼氣池閑置的比例越來越高。

2.1.2 規(guī)模小，商品化低 盡管戶用生物燃?xì)饪傮w規(guī)模很大，但主要用于補(bǔ)給農(nóng)戶自己的能源需要，生產(chǎn)模式基本以農(nóng)戶為主體，這就決定了生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性差，形不成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，嚴(yán)重限制了沼氣技術(shù)向高端發(fā)展。

2.1.3 重建輕管，沼氣綜合利用推廣欠缺 良好的管理是沼氣正常使用的基礎(chǔ)，我省由于缺少沼氣池日常管理以及綜合利用等方面的技術(shù)支持，目前正常使用的沼氣池也大都僅利用其熱能效益，即簡單用來燒火和照明。這不僅大大降低了發(fā)展沼氣的綜合效益，也未能使建造沼氣池的農(nóng)戶得到更多的實惠，一定程度上影響了農(nóng)民對沼氣的認(rèn)可和接受。

2.2 大中型沼氣工程發(fā)展主要問題

2.2.1 整體水平不高 盡管我國部分大中型沼氣工程技術(shù)已經(jīng)走到了世界前列，但我國沼氣工程整體技術(shù)水平還不高。我省在沼氣工程的設(shè)計及建設(shè)中，由于資金有限，未采用最先進(jìn)技術(shù)，布局未完全達(dá)到農(nóng)業(yè)部沼氣工程行業(yè)規(guī)范要求，消防配備不規(guī)范，防腐、耐壓的設(shè)備大多數(shù)未經(jīng)檢驗就投入使用，且缺乏技術(shù)含量高的在線監(jiān)測系統(tǒng)。因此很容易造成沼氣工程配套設(shè)施不完善、使用壽命短、可靠性不高等問題，導(dǎo)致沼氣生產(chǎn)過程中的能源效率降低，產(chǎn)品品質(zhì)不高。

2.2.2 沼氣產(chǎn)氣率低 國外的沼氣工程多采用混合發(fā)酵，而我省主要是單一發(fā)酵，且通常采用常溫發(fā)酵，熱電聯(lián)產(chǎn)比率低，這導(dǎo)致發(fā)酵溫度不夠，沼氣工程產(chǎn)氣量很低[9]。

2.2.3 管理不規(guī)范 農(nóng)村沼氣工程從項目選擇到建設(shè)、監(jiān)管都存在問題，缺乏長效的監(jiān)測制度和專門的管理人員，全省已建成運(yùn)行和在建的沼氣工程，基本都是以禽畜養(yǎng)殖場為建設(shè)單位。通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在工程的咨詢、設(shè)計、施工上均存在不足，項目規(guī)劃、工程結(jié)構(gòu)和工藝上缺乏必要的論證，不夠嚴(yán)謹(jǐn)[10]。

2.2.4 缺乏監(jiān)督與獎懲機(jī)制 由于我國項目投資體制和管理權(quán)限的限制，前期投資一次性到位，工程運(yùn)行期間終端產(chǎn)品沒有補(bǔ)貼，也沒有相應(yīng)的獎懲措施。而作為主管部門的市、縣級農(nóng)村能源主管部門由于缺乏獎懲機(jī)制和調(diào)控手段，無法對沼氣工程業(yè)主進(jìn)行有效監(jiān)管和懲處。由于國家和省政府目前對農(nóng)村沼氣項目建設(shè)沒有出臺相應(yīng)的貸款優(yōu)惠政策，建設(shè)單位貸款難度大、建設(shè)資金難以到位。

2.2.5 產(chǎn)品使用不當(dāng)污染環(huán)境 在沼氣利用上，有些沼氣站由于沼氣利用設(shè)備有限，在夏季產(chǎn)氣高峰，會將多余的沼氣隨意排放到大氣中，造成大氣污染。在沼肥的利用上，存在固液分離效果差的問題，真正按商品化有機(jī)肥生產(chǎn)的較少。一些沼氣站由于儲存池容積有限，到了沼肥使用淡季，就會向外任意排放沼渣沼液，嚴(yán)重污染環(huán)境。

3 全椒縣農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢

3.1 由畜禽養(yǎng)殖場為主轉(zhuǎn)向以專業(yè)化沼氣產(chǎn)業(yè)投資商為主

過去農(nóng)村沼氣項目的建設(shè)主體是畜禽養(yǎng)殖場，今后投資運(yùn)營主體必須具備沼氣專業(yè)化運(yùn)營的條件，包括資金、信譽(yù)、技術(shù)人才等。同時委托有資質(zhì)、有經(jīng)驗的專業(yè)機(jī)構(gòu)承擔(dān)設(shè)計、建設(shè)和監(jiān)理工作，成立和委托專業(yè)運(yùn)營機(jī)構(gòu)維護(hù)運(yùn)營。

3.2 沼氣產(chǎn)業(yè)向商品化、規(guī)?；l(fā)展

就商業(yè)化而言，將借鑒市政PPP模式，建設(shè)區(qū)域性糞污集中處理中心，政府負(fù)責(zé)制定有關(guān)政策和管理辦法，包括土地利用、加氣站經(jīng)營、排污者收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和糞污處理補(bǔ)貼等，并完善排放標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格執(zhí)法管理，發(fā)展規(guī)?；B(yǎng)殖和發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)糞污綜合利用產(chǎn)業(yè)化，確保投資商合理的利潤空間。就規(guī)?；?，20 km內(nèi)有充足穩(wěn)定的原料和完善的收儲運(yùn)體系，半徑10 km里內(nèi)解決80%以上的發(fā)酵原料。采用沼氣集中供氣工程，由專業(yè)化沼氣運(yùn)營機(jī)構(gòu)集中管理，與規(guī)?；B(yǎng)殖場簽訂提供發(fā)酵原料協(xié)議，并與用戶簽訂供氣、供電和沼肥利用協(xié)議。

3.3 原料、技術(shù)、工藝與裝備實現(xiàn)創(chuàng)新

為擴(kuò)大沼氣產(chǎn)出，采用畜禽糞便與干物含量高的原料，如青貯秸稈、廚余垃圾、屠宰下腳料等混合發(fā)酵。不但利用了這些原料營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物較多的優(yōu)勢，而且還通過提高干物質(zhì)和發(fā)酵液回流的比例，大幅度減少沼液的形成，從根本上解決當(dāng)前大中型沼氣工程沼液過多、消納難的負(fù)擔(dān)。

3.4 沼氣工程產(chǎn)品高值化利用

當(dāng)前最有效的途徑是在規(guī)?；a(chǎn)沼氣的前提下將其提純，使其甲烷含量超過90%，從而成為與天然氣同質(zhì)的生物天然氣，能夠并入天然氣管網(wǎng)，或用作車用燃料替代汽油、柴油。政府應(yīng)制定更為明確和操作性更強(qiáng)的生物天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展細(xì)則，進(jìn)一步加大財政資金投入和稅收優(yōu)惠的力度，努力營造一個公平競爭的市場環(huán)境，激勵民間資本單獨(dú)或以公私合營（PPP）方式投入到生物天然氣項目建設(shè)和運(yùn)營中來。

4 全椒縣農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇

生產(chǎn)沼氣是畜禽糞污資源化利用的一個重要途徑，2018—2020年，國家沼氣建設(shè)項目整合到畜禽糞污資源化利用整縣推進(jìn)項目中，我省22個養(yǎng)殖大縣應(yīng)積極申請、分步參與，利用整縣推進(jìn)項目大力發(fā)展農(nóng)村沼氣。我省制定了《安徽省畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用工作方案》，大力推廣以沼氣化利用為主的畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用模式，力爭到2020年，畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用成為畜禽養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中常態(tài)化的生產(chǎn)方式，構(gòu)建種養(yǎng)循環(huán)發(fā)展長效機(jī)制;全省畜禽糞污綜合利用率達(dá)到80%以上，畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場（小區(qū)）糞污處理設(shè)施裝備配套率達(dá)到95%以上，大型畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場（小區(qū)）糞污處理設(shè)施裝備配套率達(dá)到100%。

2015年開始，中央對農(nóng)村沼氣建設(shè)開始轉(zhuǎn)型升級，主要針對規(guī)?；B(yǎng)殖企業(yè)和以秸稈為原料的沼氣工程建設(shè)，并啟動了生物天然氣（特大型沼氣）試點。中央和省、市、縣各級對秸稈綜合利用的政策扶持力度和資金投入不斷加大，我省農(nóng)村能源建設(shè)正處于新一輪的發(fā)展期。隨著推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革進(jìn)程的加快，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展，將為農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境和機(jī)遇。

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責(zé)任編輯：李楊