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

在全國范圍內(nèi)推動大中型沼氣工程發(fā)展的可行性探討 一、畜禽糞便污染嚴重，制約了農(nóng)村經(jīng)濟的進一步發(fā)展 近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，為豐富城鎮(zhèn)“菜籃子”，全國各大中城市和主要產(chǎn)區(qū)相繼實施了一批“菜籃子”工程?！安嘶@子”工程的實施，促進了我國的禽畜飼養(yǎng)業(yè)向著規(guī)?；?、集約化方向發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，1997年底，我國大中型畜禽養(yǎng)殖場已達一萬四千多家（見表一）。養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展?jié)M足了人們不斷增長的生活需求，并且為發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟，提高城鄉(xiāng)居民生活水平作出了貢獻。但與之俱來的是產(chǎn)生了大量的糞便等廢棄物，帶來了一系列的環(huán)境問題。根據(jù)1997年我國集約化豬、雞、牛場的出欄量計算，全年糞便及糞水總量超過10億噸，再加上集約化生產(chǎn)的沖洗水，實際排出的污水總量還將遠遠超過該數(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)保部門對大型養(yǎng)殖場糞水的檢測表明，COD超標5060倍，BOD超標7080倍，SS超標1220倍。絕大多數(shù)禽畜場，晴天臭氣熏天，蚊蠅成片環(huán)繞；雨天糞水漫流成河，使人無法下足。在規(guī)?；B(yǎng)殖場集中的區(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)，禽畜糞便的污染問題日趨嚴重。據(jù)上海市環(huán)保局的監(jiān)測，大泖港水體氨氮含量終年超過國家允許標準（1毫克/升）的45倍，最高時超標達89倍；黃浦江水體中25.2的氨氮和47.7的COD，主要來源于大泖港地區(qū)30多家大中型禽畜場。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)展造成了嚴重的危害。據(jù)北京、上海兩地豬場的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近年來，規(guī)?；B(yǎng)殖場的仔豬和產(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。另對北京市6個規(guī)?；B(yǎng)雞場的調(diào)查也發(fā)現(xiàn)了同樣的結果，近年來雞的死亡淘汰率也呈現(xiàn)上升趨勢，嚴重地影響了畜牧業(yè)自身的發(fā)展。此外，由于糞便污水嚴重地污染了周圍的農(nóng)田和水域，使養(yǎng)殖場周圍的群眾怨聲載道，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟糾紛歷年來層出不窮。更重要的是，隨著環(huán)境的惡化和人們環(huán)境意識的不斷增強，各地針對禽畜糞便排放紛紛出臺了農(nóng)業(yè)環(huán)境保護條例、法規(guī)和禽畜污染暫行規(guī)定等有關文件，對當?shù)厍菪蠹S便的排放指標進行了嚴格的限制。以上可以看出，我國禽畜業(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農(nóng)村經(jīng)濟的健康發(fā)展。目前，絕大多數(shù)禽畜場和有關部門為盡早擺脫糞便污染和有關法規(guī)的雙重制約以及生產(chǎn)發(fā)展越快糞便污染越嚴重的窘境，均對“能環(huán)工程”的建設表現(xiàn)出了十分強烈的愿望。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“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“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年以后建設的僅占4%。二、我國“能源環(huán)境工程”建設現(xiàn)狀中國政府有關管理部門高度重視此項工作，國家科委、農(nóng)業(yè)部從“六五”初期開始便投入專項經(jīng)費，設立攻關課題，成立專門科研機構并聯(lián)合有關科研院所進行有關針對性的科技攻關。到“八五”結束，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，可根據(jù)豬糞、雞糞、牛糞等原料特殊性的差異，進行包括預處理、厭氧、沼氣輸配、制肥、消化液后處理的全部設計；某些單項技術和指標，如在生物厭氧發(fā)酵機理研究、不同糞便發(fā)酵工藝的制定、沼氣產(chǎn)氣率、COD去除率已居國際領先水平。除此之外，根據(jù)我國的經(jīng)濟實力和具體國情，我國“能環(huán)工程”技術還具有多種功能（即環(huán)保、能源開發(fā)、肥料生產(chǎn)、節(jié)水等）、一定的經(jīng)濟效益和社會效益以及同國外相比投資少的特點。為配合國家“六五”、“七五”和“八五”科技攻關研究，已建有少量的試驗工程，如上海星火農(nóng)場“能環(huán)工程”、浙江浮山養(yǎng)殖場“能環(huán)工程”、沈陽馬三家養(yǎng)豬場“能環(huán)工程”，以及上海嘉定種畜場沼氣供應站等。這些建設在不同地區(qū)、不同自然條件下，并成功運行五年以上的試驗工程，為我國規(guī)模化推進“能環(huán)工程”建設奠定了基礎。此外，在國家“八五”科技攻關項目完成的基礎上，已制訂出禽畜糞便資源化工程的設計規(guī)范、施工和驗收規(guī)范，這不僅標志著我國這方面的技術已經(jīng)成熟，亦標志著我國糞便資源化綜合利用技術的初級階段已經(jīng)結束，進一步縮小了與發(fā)達國家的差距，為能環(huán)工程的規(guī)范化、標準化發(fā)展創(chuàng)造了條件。 由于禽畜養(yǎng)殖場沼氣工程的發(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器(UASB)或厭氧過濾器(AF),或兩者結合的工藝,其優(yōu)點是能夠使厭氧微生物很好地附著,進一步提高反應速度和產(chǎn)氣量。我國禽畜場沼氣工程技術從80年代以來日益完善,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)。以上各個工藝環(huán)節(jié)的完善，對于產(chǎn)氣率的提高、系統(tǒng)的穩(wěn)定運行、減少污染與排放達標、以及確保用戶使用到高效穩(wěn)定的燃氣均已具備了較為先進的技術條件。沼渣堆肥消化液按施肥標準用于農(nóng)田灌溉沼氣利用后沉池全混式厭氧消化池或改進型厭氧消化池廢水蓄糞池圖一為中國豬場糞水進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)利用相結合類型調(diào)節(jié)池沉砂池固液分離機廢水 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，二十一世紀以后重點是發(fā)展大型沼氣工程。三、存在的主要問題和障礙（一） 技術產(chǎn)業(yè)化條件亟待完善從技術產(chǎn)業(yè)化角度而言，目前大中型沼氣工程商業(yè)化主要存在的問題是：l 大中型沼氣工程沒有標準化的設計和施工系統(tǒng)，市場缺乏沼氣工程施工資格認證標準。由于沒有規(guī)范的技術市場制約，多數(shù)企業(yè)缺少相應的技術篩選與鑒別能力，其技術的先進性和適應性受到影響。l 自動化程度仍待提高。目前我國大中型沼氣工程多數(shù)仍使用手動或半機械化操作，如果管理不當，則會產(chǎn)生因進料不當池體爆裂，沼氣回池跑漏，管路堵塞等影響正常運行的情況。l 一些關鍵技術設備還未達到工業(yè)化和商業(yè)化的要求。如固液分離器、脫硫裝置、發(fā)電機和控制系統(tǒng)等輔助設施,阻礙了沼氣技術的推廣和發(fā)展。l 菌種的生產(chǎn)與供應還未達到產(chǎn)業(yè)化程度。（二）大中型沼氣工程經(jīng)濟性不顯著 國內(nèi)已建成的400多座禽畜場大中型沼氣工程大都缺乏國家對工程項目所要求的設計、立項等工程可行性分析與評估。從目前國內(nèi)有關專家對這類沼氣工程的技術經(jīng)濟性分析可得出這樣的結論: 凡是進行沼氣綜合利用的沼氣工程均具有良好的經(jīng)濟效益,其效益主要來自于沼氣的合理售價、沼液沼渣制成的肥料以及減少的環(huán)保罰款;而那些沒有進行綜合利用的工程，其經(jīng)濟運行性是不可行的(詳見表1-2)。16 / 16表三 部分沼氣工程財務分析結果杭州蛋雞場杭州西子養(yǎng)殖場沼氣工程浮山養(yǎng)殖場沼氣工程上海星火農(nóng)場沼氣工程沈陽馬三家養(yǎng)殖場沼氣工程北京某養(yǎng)豬場北京某養(yǎng)豬場基本參數(shù)養(yǎng)殖場規(guī)模（頭）雞20萬只豬10000頭豬3000頭雞13萬只牛2000頭豬22.5萬頭豬1.5萬頭豬3.0萬頭沼氣工程規(guī)模（m3）7505007002700200010002000工程總投資（萬元）95.0281.45772440.00工程運行總費用（萬元）6.021.595.037321.0025.041.70工程總收益（萬元）12.7565.511.4119861.6775.60142.13其中：出售沼氣（萬元）6.7520.56.66144.110.9557.6011.52 單價（元/m3）0.250.80.251.200.500.800.8 沼氣發(fā)電（萬元）94.61 電價（元/kWh）0.80.50 顆粒肥料（萬元）6.0334.754.749.3018.036.0 單價（元/噸）100 再生飼料（萬元）(已計入顆粒肥料）26.9（已計入顆粒肥料） 單價（元/噸）1000 減少環(huán)保罰款（萬元/年）1215.4基準折現(xiàn)率（）10.010.010.010.010.010.010.0工程使用壽命（年）21.02121212121.0評價結果財務凈現(xiàn)值（NPV）（萬元）37.6573.1724.387.862.5374.12206.67財務內(nèi)部收益率（）2.674.534.281215.0714.5417.40資料來源: 中國生物質(zhì)能技術商業(yè)化策略設計, MOA/DOE 項目專家組, 1999年1月 價格因素是影響沼氣工程經(jīng)濟可行性的最主要的因素之一。實際上,沼氣工程的經(jīng)濟效益主要是體現(xiàn)在沼氣的利用方式，一般用于民用效益最好，因此，其銷售價格是影響沼氣工程的經(jīng)濟運行可行性的一個重要因素。 從上海星火農(nóng)場沼氣工程案例分析可知, 1995年其沼氣價格為1.2元/M3, 銷售沼氣的收益占工程效益的73，項目內(nèi)部收益率為13%。若價格上升或下降10%,項目內(nèi)部收益率的變化范圍在11-15%之間,其經(jīng)濟性仍然可行。而杭州浮山養(yǎng)殖場沼氣工程，把沼氣供應作為一種公益性事業(yè)，其沼氣售價僅為0.25元/M3,內(nèi)部收益率僅為4.28%。由此可見，價格因素直接影響到沼氣工程經(jīng)濟運行性。 此外,工程規(guī)模直接決定著沼氣的產(chǎn)出與效益。我國禽畜場沼氣工程規(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)模或者說禽畜養(yǎng)殖場的規(guī)模直接制約著該項技術的經(jīng)濟可行性。（三）大中型沼氣工程融資渠道不暢 首先是融資問題，資金短缺是制約大型沼氣工程發(fā)展的重要因素。 盡管國家經(jīng)貿(mào)委和農(nóng)業(yè)部有關部門對于大中型沼氣工程在融資方面給予一定數(shù)量的貼息，但是目前中國沼氣工程的融資渠道是通過銀行貸款，而銀行在進行項目評估時，通常采用一般工業(yè)項目的評估方法，由于沼氣工程的經(jīng)濟效益與其社會環(huán)境效益相比，后者更為突出，而用常規(guī)財務評價的結論往往導致貸款評估失敗。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)項目評估方法不適于評價象沼氣工程這類可再生能源項目l 融資形式單一l 融資渠道不暢通 其次，沼氣工程的市場潛力難以確定.從對沼氣用戶的抽樣調(diào)查分析發(fā)現(xiàn), 不同收入水平的消費者群體，其消費傾向的變化影響該項技術的推廣應用與商業(yè)化進程。比如，在經(jīng)濟發(fā)展比較發(fā)達的沿海地區(qū)，當消費者收入水平超過5000元/人年時，用戶的能源消費傾向由煤轉(zhuǎn)向清潔方便的沼氣；當其收入水平再上升時，用戶的能源消費傾向則由沼氣轉(zhuǎn)向更為清潔的液化氣或電。這種消費傾向的變化使得沼氣工程的市場潛力較難確定且消費群體在不斷變化。（四）政府在推動沼氣工程商業(yè)化發(fā)展方面的政策引導較為薄弱1投資政策 沼氣工程屬于廢棄物資源化綜合利用工程，這類項目的社會環(huán)境效益較之其經(jīng)濟效益更為明顯的項目，中國目前還沒有明確的鼓勵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)行過程中又往往由于缺乏對這類項目的正確評價手段而使相應的政策不能真正落實。比如，國家經(jīng)貿(mào)委從“七五”后對可再生能源技術項目有專項貼息貸款， 但由于貸款的投放是由銀行執(zhí)行，采用一般工業(yè)項目的評價方法對沼氣項目進行評估，結果造成即使政府愿意貼息，銀行也不一定能夠真正立項。2價格政策沼氣的銷售價格是影響其經(jīng)濟可行性的關鍵因素。目前的沼氣價格多數(shù)是一種福利性價格，政府在指導定價方面沒有相應的依據(jù)與手段，無法使沼氣工程運營方真正成為市場中的一個商業(yè)元素。3稅收政策對于沼氣工程這類現(xiàn)階段還不具備商業(yè)化運行能力的但又有突出的社會環(huán)境效益的項目，國家在稅收方面目前僅給予了十分有限的優(yōu)惠政策。例如，當前我國增值稅為兩檔稅率，一檔基本稅率17，一檔優(yōu)惠稅率13?，F(xiàn)在對沼氣工程按13的優(yōu)惠稅率征收。即使如此，對于可再生能源技術這類工程初始投資較大的項目，仍然難以起到激勵的作用。4環(huán)境政策 大型養(yǎng)殖場的發(fā)展所帶來的環(huán)境污染問題不容忽視，僅就北京而言，大型豬場的排放糞便水COD（化學耗氧量）超標53倍，BOD（生物耗氧量）超標76倍，SS（水中懸浮物）超標14倍，污染十分嚴重。環(huán)保部門對養(yǎng)殖場的排污處罰各地不盡相同，但從趨勢來看將會愈加嚴格，因此，如何利用環(huán)境政策推動大中型沼氣工程的發(fā)展，如何更好地使用排污費，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菌顆粒有機肥液肥造粒烘干液肥池預曝池厭氧池干化池沉淀池攪拌機攤曬棚調(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(萬頭、萬只)集約化飼養(yǎng)量占總量集約化養(yǎng)殖場數(shù)量（個）集約化養(yǎng)殖場糞水總數(shù)（萬噸）總糞水量(萬噸)豬353.58587160326612北禽337629626535493697京牛15099521621622合計11881120111931豬4508042272278213上禽535749547655745867海牛44795167467483合計10651326814563豬1567041021922704天禽228125041125250津牛169802314871734合計47449296938杭州豬2068302761241282禽99675348181091牛1485191309146合計3292194057總計30563158837489表二、全國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場數(shù)量及分布表三 部分沼氣工程財務分析結果杭州蛋雞場杭州西子養(yǎng)殖場沼氣工程浮山養(yǎng)殖場沼氣工程上海星火