提高沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益講義

1、大中型沼氣工程市場化運(yùn)營管理模式研究如何提高北京市沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益宋玲玲北京能環(huán)科技發(fā)展中心2010年4月13日1 北京市沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀1.1工藝技術(shù) 原料：主要是豬糞，其次是牛糞，還有少數(shù)工程以雞糞為原 料；相比牛糞和雞糞，以豬糞為原料的沼氣工程預(yù)處理比較 簡單，投資和運(yùn)行成本低；原料固體物質(zhì) (TS)含量 (%)固體物質(zhì)中有 機(jī)物質(zhì)(OTS) 含量()產(chǎn)氣量m*t鮮糞m3/tOTS豬糞20 2575 805565270450牛糞18 2068 7640 50210300雞糞30 3263 8070 902504501 1工藝技術(shù)發(fā)酵溫度:高溫發(fā)酵(50-65C),中溫發(fā)酵(2045C)和

2、 低溫發(fā)酵(2CTC以下)； 目前，北京市沼氣工程多采用中溫發(fā)酵，在寒冷冬季需要 對(duì)發(fā)酵罐加熱，其他季節(jié)根據(jù)發(fā)酵罐溫度而定，保證發(fā)酵 為中溫發(fā)酵。發(fā)酵技術(shù):發(fā)酵技術(shù)主要有升流式固體反應(yīng)器(USR)、完全混合式反應(yīng)器(CSTR)和推流式反應(yīng)器(PFR)； 近幾年北京市興建的大中型沼氣工程中7080%的沼氣站 都使用了USR反應(yīng)器，少數(shù)使用CSTR和PFR工藝。1.1工藝技術(shù) 容積產(chǎn)氣率:產(chǎn)氣率與發(fā)酵溫度和發(fā)酵工藝有關(guān)，豬糞中 溫發(fā)酵(3035C),裝置產(chǎn)氣率達(dá)0.51.5 m3/ (m3d)。編號(hào)單個(gè)反應(yīng)器規(guī)模(立方米)反應(yīng)器數(shù)量(個(gè))產(chǎn)氣量 (m3/d)容積產(chǎn)氣率 m3/(m3 d)15004

3、2000.20230011200.40355023000.27415021100.37528022500.45625023500.70720023500.88825011650.66930011300.431.2技術(shù)裝備- 加熱設(shè)備：北京市沼氣工程主 要采用的加熱設(shè)備有燃煤蒸汽 鍋爐、太陽能熱水器和沼氣鍋 爐。- 脫硫設(shè)備：生物降解工藝和氧 化鐵固體吸收工藝。 生物降解工藝控制比較嚴(yán)格， 且能耗高、處理費(fèi)用昂貴，一 般只在特大型沼氣工程中才應(yīng) 用；在為農(nóng)戶供氣的沼氣工程 中都采用氧化鐵固體吸收工藝, 操作簡單，維護(hù)方便。EED1.2技術(shù)裝備儲(chǔ)氣設(shè)備：高壓干式儲(chǔ)氣、雙膜干式貯氣和低 壓濕式貯氣等

4、設(shè)備。13工程規(guī)模 分析近3年建設(shè)的80家沼氣工程的規(guī)模，北京市沼氣 工程主要是大型沼氣工程，中型沼氣工程只有22個(gè)， 所占比例不超過30%；在大型沼氣工程中，主要的工 程規(guī)模還介于300500 rrP/d之間。1.4產(chǎn)品及副產(chǎn)品利用 根據(jù)北京市沼氣工程的運(yùn)行情況, 沼氣主要用于農(nóng)戶炊事，部分用 于發(fā)電，發(fā)電總裝機(jī)容量不超過 3MW,其中規(guī)模最大的是北京德 青源農(nóng)業(yè)科技股份有限公司延慶 生態(tài)農(nóng)業(yè)園的2MW的沼氣發(fā)電項(xiàng) 目。 沼液沼渣應(yīng)用范圍廣泛，主用用 于農(nóng)田施肥，但是還存在一定的 障礙。2.1運(yùn)行成本2 北京市沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益運(yùn) 行 成 本 構(gòu) 成人員工資(J)W擦広Y5IX31X1XIXO

5、IX沼氣工程運(yùn)行人員數(shù)量情況21普畧 AsnH 爾1600單位人員工資（元/丿打14 15人員工資沼氣工程運(yùn)行人員工資費(fèi)用人員工資沼氣工程單位沼氣成本中人員成本原料費(fèi)原料主要從養(yǎng)殖場直接購買，不同沼氣工程之 間原料價(jià)格差別比較大； 部分沼氣工程免費(fèi)獲取原料。豬糞牛糞單價(jià)（元/噸）工程數(shù)量（個(gè)）加權(quán)平均價(jià)格 （元/噸）單價(jià) （元/噸）工程數(shù)量（個(gè)）加權(quán)平均價(jià)格 （元/噸）45163171275032526014017518032.1運(yùn)行成本 加熱費(fèi) 北京市年平均氣溫1012C, 1月-7-4工。沼氣工程采 用中溫35C發(fā)酵，所以冬季需要對(duì)沼氣工程加熱； 一年中大約有5個(gè)月的時(shí)間需要對(duì)發(fā)酵罐加熱。

6、(來A初、尺)0000000006420864208090202530305065250003300503350=燃煤量產(chǎn)飛車（乂方桂）單位產(chǎn)氣量燃煤成本單位沼氣成本沼氣生產(chǎn)成本范圍主要在1520元/立方米左右o(來也羽、尺)舄宦r史歸9876543215131211102.2運(yùn)行收入沼氣價(jià)格目前，北京市沼氣銷售價(jià)格在1.0-2.0元/立方米范圍之 間。在調(diào)研的15個(gè)沼氣工程中，有7個(gè)沼氣工程沼氣銷 售價(jià)格為1.5元/立方米，所占比例將近50% o相對(duì)于沼 氣生產(chǎn)成本來講，沼氣銷售價(jià)格偏低。沼氣價(jià)格（元/立方米）2.2運(yùn)行收入沼氣銷售收入 500多戶居民 USR： 2X250 立方米中溫發(fā)酵；

7、原料豬糞和雞糞（村 內(nèi)有2個(gè)存欄5000-6000只的養(yǎng)雞場和1個(gè)存欄約1000頭的養(yǎng)豬場）； 每天產(chǎn)氣350立方米EED2.3案例分析昌平區(qū)上東廓辛氣工程昌平區(qū)上東廓沼氣工程運(yùn)行成本分析編號(hào)項(xiàng)目數(shù)量單位費(fèi)用費(fèi)用 （萬元/年）1工資9人600800元/ （人月）6.722燃料費(fèi)60噸1000元/噸6.003電費(fèi)0.48 元 /kWh2.404車輛燃油1.465脫硫劑0.306總計(jì)16.883.1工藝技術(shù)發(fā)酵類型 固體含量攪拌方式 發(fā)酵過程 發(fā)酵溫度濕發(fā)酵干發(fā)酵、干濕聯(lián)合發(fā)酵完全混合式J塞流式等遼密兩步法中溫、高溫(利用發(fā)電余熱)中溫裝置產(chǎn)氣率1.2-1.8m3/(m3-d)高溫裝置產(chǎn)氣率2.0

8、-3.0m3/(m3-d)3.2工程裝備特點(diǎn)工程運(yùn)行機(jī)械化、自動(dòng)化設(shè)備先進(jìn)性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品系列化生產(chǎn)工業(yè)化組裝模塊化規(guī)范化EED3.2工程裝備原料輸送設(shè)備固體原料進(jìn)料設(shè)備液體原料進(jìn)料設(shè)備3.2工程裝備攪拌裝置中心攪拌器側(cè)壁攪拌器0EED3.2工程裝備發(fā)酵裝置不銹鋼罐Lipp 罐混凝土罐3.2工程裝備儲(chǔ)氣裝置一體化儲(chǔ)氣裝置獨(dú)立膜式儲(chǔ)宅裝置33%200kW；發(fā)電效率34%3.2工程裝備熱電聯(lián)產(chǎn)成套設(shè)備發(fā)電機(jī)雙燃料內(nèi)燃機(jī)(72%) 8-15%柴油機(jī)燃料單燃料內(nèi)燃機(jī)(28%)余熱回收裝置 熱效率40-45%熱電聯(lián)產(chǎn)成套設(shè)備的總效率為80%左右3.2工程裝備熱電聯(lián)產(chǎn)成套設(shè)備沼氣發(fā)電機(jī)組余熱利用裝置2(0

9、9/15可移動(dòng)式熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備3.3產(chǎn)品及副產(chǎn)品利用沼氣利用用于熱電聯(lián)產(chǎn)（95%）優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換率最高；系統(tǒng)能量循環(huán)利用與互補(bǔ)；提 供工程經(jīng)濟(jì)收益用作車用燃料并入天然氣管網(wǎng)3.3產(chǎn)品及副產(chǎn)品利用沼液沼渣利用作為肥料：直接施肥、加工成有機(jī)肥料作為飼料沼肥標(biāo)準(zhǔn) TS30%肥料消毒：須70C下經(jīng)過1小時(shí)消毒方可作肥料入田飼料處理：須90C處理1小時(shí) 180天貯存期：每年10月至次年4月沼肥不準(zhǔn)入田重金屬濃度、氣味等的相關(guān)規(guī)定4.歐洲沼氣工程運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益4.1運(yùn)行成本原料費(fèi)與原料來源、原料種類相關(guān)水費(fèi)循環(huán)利用或干發(fā)酵工藝來減少水資源的利用人員工資資本成本投資貸款產(chǎn)生的兌現(xiàn)或利息-其他費(fèi)用維修費(fèi)、沼氣

10、提純費(fèi)用等4.2運(yùn)行收入電力岀售與發(fā)酵工藝、發(fā)酵原料、發(fā)電效率等相關(guān) 12.4-21.0 c/kWh熱力岀售供附近的學(xué)?；蜥t(yī)院使用 2.05.0 c/kWh生物甲烷氣出售89.9 c/kg (96%CH4%)相關(guān)研究表明：當(dāng)工程規(guī)模大于500m3/h時(shí)，工程 經(jīng)濟(jì)效益才比較顯著。43案例 分析：德國Klein-Muckrow沼氣工程工程情況發(fā)酵原料 玉米青儲(chǔ)（60007000t/年）牛糞（4000t/年）電力裝機(jī)容量526kW,發(fā)電效率40%產(chǎn)生的電力67%自用，其余上網(wǎng)熱力大部分自用，小部分外售4.3案例分析：德國Klein-Muckrow沼氣工程工程總投資：250萬 （貸款） 運(yùn)行費(fèi)用（約

11、40萬）原料費(fèi)：玉米青貯30/t,年購買需要1&21萬；畜禽糞污免費(fèi)人員工資：1名工作人員，工資15002000/月，每年費(fèi)用約1.8萬資本成本：貸款利息78萬/年維修費(fèi)等其他費(fèi)用：913萬/年運(yùn)行收入（約85萬 ）電力收入：生產(chǎn)電力420萬kWh/年，2009年電力銷售價(jià)格為0.20/kWh,除去自用部分，收入78-79萬/年熱力收入：67萬/年綜合上述，該工程年收益4045萬 ,投資回收期67年。5 提高經(jīng)濟(jì)效益的方法5.1降低原料成本目前，不合理的原料費(fèi)用較高，本來應(yīng)該由養(yǎng)殖場負(fù) 責(zé)處理的糞污轉(zhuǎn)由沼氣工程處理；- 原料多元化，增加原料來源渠道； 原料成本的降低可以大大減少沼氣成本，平均可

12、以降 低30%的沼氣成本。5.2降低冬季燃煤- 充分利用可再生能源：通過利用太陽能/日光溫室對(duì) 發(fā)酵罐實(shí)施增溫保溫（如延慶西龍灣沼氣工程）；5.2降低冬季燃煤 盡可能提高回流比例，提高發(fā)酵濃度，減少冷水量; 優(yōu)化原料進(jìn)料時(shí)間，提高原料調(diào)勻時(shí)候的溫度； 優(yōu)化攪拌和進(jìn)料時(shí)間，減少熱量損失； 提高發(fā)酵罐保溫效果； 發(fā)酵余熱利用：水封池和進(jìn)料池共壁； 沼氣發(fā)電的工程可通過利用沼氣發(fā)電余熱給發(fā)酵罐 增溫。5.3提高產(chǎn)氣效率假設(shè)每個(gè)沼氣工程的產(chǎn)氣效率提高到0.8 m3/(m3 d)后,通過效率的提高來減少加熱費(fèi)用。5.4良好的管理制度 做好沼氣工程的運(yùn)行記錄工作，每日的原料進(jìn)料量、冷 水量和回流量、pH和

13、發(fā)酵溫度、進(jìn)料時(shí)間、當(dāng)日天氣 情況、產(chǎn)氣量等； 根據(jù)每日的記錄資料存檔運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以為設(shè)計(jì)或建設(shè) 單位提供工程運(yùn)行反饋信息，可以優(yōu)化以后的工程設(shè)計(jì), 提高工程經(jīng)濟(jì)效益； 通過記錄可以發(fā)現(xiàn)本工程運(yùn)行中存在的問題，并可以及 時(shí)改進(jìn)，減少不必要的支岀或損失。5.5擴(kuò)展產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建以沼氣為紐帶的農(nóng)業(yè)循環(huán)體系，發(fā)揮沼液沼渣經(jīng) 濟(jì)價(jià)值。6 創(chuàng)新的管理模式6.1北京市沼氣工程運(yùn)行管理模式“村委會(huì)”管理模式現(xiàn)金I沼氣用戶6.1北京市沼氣工程運(yùn)行管理模式現(xiàn)金養(yǎng)殖企業(yè)”管理模式1i現(xiàn)金6.1北京市沼氣工程運(yùn)行管理模式管理模式指導(dǎo)思想咐委會(huì)懵理模式“養(yǎng)殖企業(yè)僭理模式解決農(nóng)村養(yǎng)殖企業(yè) 的污染問題調(diào)整農(nóng)戶能源結(jié)構(gòu) 保障農(nóng)

14、戶的炊事用解決排污問題內(nèi)部資源優(yōu)化提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)點(diǎn)沼氣收入有保障 利于推廣沼肥經(jīng)濟(jì)效益好資金利用率高管理制度相對(duì)完善缺點(diǎn)資金利用率較低 管理上制度不完善 依靠政府產(chǎn)品收入保障低養(yǎng)殖企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)較大適應(yīng)性小型養(yǎng)殖企業(yè)大中型養(yǎng)殖企業(yè)農(nóng)戶散養(yǎng)運(yùn)營管理方：沼氣工程運(yùn)營公司德國沼w工程運(yùn)營公司運(yùn)行管理模式1特點(diǎn)運(yùn)行管理專業(yè)工程運(yùn)行效率高工程收益較高（成本控制意識(shí)強(qiáng)）運(yùn)營管理方：農(nóng)場主（一家或多家聯(lián)合體）沼氣工程農(nóng)場主運(yùn)行管理模式2特點(diǎn)工程各環(huán)節(jié)的匹配易控制（原料的生產(chǎn)、沼氣工程 的運(yùn)行和沼液沼渣的使用同屬于農(nóng)場主管理）運(yùn)行費(fèi)用較低（原料無需購買或購買價(jià)格較低）工程收益較低（缺少沼液沼渣的銷售或價(jià)格較低）

15、委托管理模式介紹委托管理模式是由政府或所屬機(jī)構(gòu)（各地能源辦）負(fù) 責(zé)沼氣工程的投資和建設(shè),建成后的沼氣工程所有權(quán)仍歸 村委所有,只是沼氣工程的運(yùn)行及維護(hù)管理通過委托給專 業(yè)的運(yùn)營公司管理。運(yùn)營公司負(fù)責(zé)日常的沼氣工程運(yùn)行管理，負(fù)責(zé)和養(yǎng)殖企 業(yè)溝通協(xié)商建立長期原料購買協(xié)議，和村委簽訂沼氣收入分配協(xié)議,同時(shí)負(fù)責(zé)沼液沼渣的銷售，保證沼氣工程的常年正常使用，使沼氣工程發(fā)揮最大的使用價(jià)值和最高的經(jīng)濟(jì)效益。沼氣工程1沼氣工程2沼氣工程3有機(jī)肥供應(yīng)沼氣工程沼氣收入農(nóng)業(yè)生態(tài)園原料購買支運(yùn)營公司出有機(jī)肥銷售收A生態(tài)采摘 園原料供應(yīng)管理在此模式下，運(yùn)營公司利用自身的專業(yè)能力，根據(jù)現(xiàn) 有周圍養(yǎng)殖場情況設(shè)計(jì)最佳原料供應(yīng)方

16、案，和養(yǎng)殖場簽 訂長期供應(yīng)協(xié)議，保障原料供應(yīng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。沼氣工程運(yùn)行管理運(yùn)營公司通過完善的運(yùn)行管理制度統(tǒng)一規(guī)范沼氣工程 的運(yùn)行，保障沼氣生產(chǎn)的高效率和安全性，同時(shí)通過技 能培訓(xùn)提高運(yùn)行人員的水平，并有專人負(fù)責(zé)指導(dǎo)運(yùn)行人 員。沼氣銷售管理沼氣銷售的收入是運(yùn)營公司的重要收入來源。沼氣 的銷售通過打卡的形式由運(yùn)營公司收取。沼液沼渣銷售管理為了提高沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益，運(yùn)營公司需要聯(lián)系 有機(jī)食品基地、農(nóng)業(yè)生態(tài)園、生態(tài)米摘園等高附加值農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)單位，建立長期的合作關(guān)系，定期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單 位提供沼液沼渣，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位的經(jīng)營成本，建立 以沼氣工程為紐帶的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。模式的優(yōu)點(diǎn)專業(yè)化，具有專門的

17、組織公司、專業(yè)的人員配備和專門的 管理工具和設(shè)備；規(guī)范化，是指公司具備健全的組織管理機(jī)構(gòu)和管理制度， 合法經(jīng)營，公司的管理運(yùn)作程序規(guī)范；商業(yè)化，是指遵循市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)行規(guī)律，為村委或養(yǎng)殖企業(yè) 提供有償服務(wù)；契約化，是指通過經(jīng)濟(jì)合同和工作契約的杠桿，來預(yù)訂服 務(wù)雙方的權(quán)利和義務(wù)，并明確服務(wù)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)，包括經(jīng)濟(jì)利 益的標(biāo)準(zhǔn)。這種管理在完全平等的原則下通過雙向選擇，由 業(yè)主和運(yùn)營管理單位簽訂合同，明確各自的權(quán)利和義務(wù)。6.3創(chuàng)新的管理模式委托管理模式模式的優(yōu)點(diǎn)單個(gè)工程的影響：使沼氣工程的管理專業(yè)化、規(guī)范化， 提高了沼氣工程的穩(wěn)定性和安全性，保障了沼氣工程的正 常運(yùn)行，從而提高沼氣工程的能源、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效 鈕；對(duì)行業(yè)的影響：有助于沼氣工程產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合和技術(shù)的 進(jìn)步，同時(shí)可以借助于管理公司的專業(yè)化能力建立以沼氣 工程為紐帶的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，提高沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效 益、社會(huì)效益及環(huán)境效益，為沼氣工程的健康發(fā)展提供了 經(jīng)驗(yàn)，提高技術(shù)水平，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)。發(fā)展方向。運(yùn)營管理公司在增加業(yè)績的同時(shí),也可以積累模式的適用條件 項(xiàng)目主管單位、業(yè)主單位、管理單位的有效協(xié)商，規(guī)范政府、 村委會(huì)/養(yǎng)殖企業(yè)、運(yùn)營管理公司以及用戶的行為，通過理順產(chǎn) 權(quán)管理體制和管理方式，協(xié)調(diào)政府、業(yè)主和管理經(jīng)營者之間， 沼氣用戶、管理企業(yè)及其他人員之間的各種關(guān)系，實(shí)現(xiàn)行政管 理