河北省新能源办公室(河北省新能源办公室沼气)

 

沼气如何更有朝气

——河北省农村沼气利用现状调查

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河北京安生物能源科技股份有限公司沼气发电项目。资料图片

作为可再生清洁能源的重要组成部分，沼气在我国广大农村地区已经走过了数十年的发展历程。

数据显示，目前全国沼气用户已达到上千万户，沼气工程已发展到10万多处。然而，随着近年来城镇化的推进和农村生产、生活方式的改变，农村沼气建设已经出现了新的变化：户用沼气使用率下降，农村沼气工程向规模化、产业化转型。

在这种形势下，未来河北省沼气工程的发展方向是什么？带着这些问题，记者进行了调查。

规模化沼气项目成发展方向

河北京安生物能源科技股份有限公司发电机房。资料图片

现在我们取暖、做饭都用天然气，既干净又方便，价格也能接受。

2017年12月25日，室外气温已经降到0摄氏度以下，定州市留宿村村民成忠民家中却十分温暖。

成忠民口中的天然气，是用沼气提纯制成的生物天然气。

平时做饭、冬季取暖，跟城里人用的天然气没啥区别！成忠民告诉记者。

抽水蓄能电站具有调峰填谷的效益，承担备用电源的作用，与其他发电形式配合运行。

享受到这一便利的不止成忠民一家。2017年5月，定州市四方格林兰规模化生物天然气示范项目一期工程投产后，留宿村1000多户村民就全部改用生物天然气。

生物天然气项目，可能很多人听起来感到陌生，通俗点说，其实就是个沼气项目。定州四方格林兰公司董事长胡朝阳介绍,项目占地132亩，虽然投产还不到1年，但是已经可以满负荷运转。以后，每年可以处理粪污18.25万吨、青贮玉米秸秆8.28万吨，年产生物天然气730万立方米、沼液20.54万吨、沼渣4.16万吨。

和传统的户用沼气项目相比，我们的规模化沼气项目在规模、技术等方面有很大优势。在原料充足的情况下，项目可以不受天气影响，365天24小时稳定产气。胡朝阳说，我们既可以生产沼气以及提纯之后的高纯度生物天然气，也可以直接利用沼气发电。现在是供暖季，我们全力生产生物天然气，以保证项目周边1000余户村民冬季清洁取暖以及部分工业企业的生产需求。夏季我们就以沼气发电为主，发出的电直接并入国家电网进行销售。

根据定州市的种植、养殖情况，四方格林兰计划在定州共建设4期生物天然气项目。4个项目全部投产运行后，可年处理秸秆约34万吨，年处理粪污80万吨，年产生物天然气2920万立方米，每年可减少燃煤3.8万吨，减少碳排放48万吨。

四方格林兰规模化生物天然气示范项目，代表的正是当前农村沼气利用的发展方向。因为农村生产、生活发生的巨大变化，前些年倡导的户用沼气已不再是农村沼气的利用重点。河北省农业厅新能源办公室主任江光华表示。

2015年4月，国家发改委与农业部联合下发《关于抓紧申报2015年农村沼气工程中央预算内投资计划的通知》，明确指出2015年农村沼气工程中央投资为20亿元，用于规模化沼气项目。

自此，河北省规模化沼气项目进入了快速发展时期。仅2017年，河北省就争取中央投资1.69亿元，争取利用其他农业基本建设沉淀资金2760万元，开工建设规模化大型沼气工程17处，较2016年增加110%。

和太阳能、风能、水能等其他可再生清洁能源相比，规模化沼气项目受自然环境影响更小，在大部分农村地区都可以建设。据测算，建设一处日产1万立方米的生物天然气工程，1年可产生物天然气365万立方米，可替代4343吨标准煤。统计显示，全国每年可用于沼气生产的农业废弃物资源总量约14.04亿吨，可产生物天然气736亿立方米，可替代约8760万吨标准煤。胡朝阳表示。

多年来，政府在推进秸秆禁烧和农村面源污染治理方面下了很大力气，但在一些地区，农村焚烧秸秆和畜禽粪便污染问题仍时有发生。究其原因，就是没有很好的处理方式。而沼气项目的原料主要就是秸秆和畜禽粪便，这对于秸秆禁烧、改善大气环境以及减少农村面源污染都有促进作用。这一优势，是其他清洁能源无法相比的。江光华认为。

沼气产业化仍需政策进一步扶持

定州四方格林兰公司工作人员正在介绍沼气生产自动化控制系统。 记者王思达摄

规模化沼气项目虽好，其发展过程中也面临着许多问题。最主要的难点，就是规模化沼气企业在市场环境中如何持续生存。

首先是沼气原料的收集成本较高。长时间的实地调研，让胡朝阳对此感触颇深。

就拿生产沼气的主要原料秸秆来说，目前公司收购秸秆的到厂价约为200元/吨，如果加上运输、存储的成本，可能会接近300元/吨。如果收购价过低，农民宁可将其还田甚至焚烧。胡朝阳说，另外，秸秆分布比较分散，以5至10公里作为收集半径，按照日产气量5000立方米左右的规模，在农作物收获季节，秸秆的收集目前还是可以满足的。但如果生产规模继续扩大，达到20000立方米时，原料的收集就可能产生问题。

此外，受制于农作物生长的季节性和规模化生产的连续性，大量沼气原料存储的时间、土地、安全性等问题也是大规模生产加工中必须要考虑的。

除受原料的收集、储藏、运输等条件制约外，政策稳定性、延续性能否保证，也成为影响大中型沼气工程发展的重要因素。

洗澡时：先将水管中的冷水用盆收集，用于洗衣服、洗手等；室温适宜的情况下，全身淋湿即关喷头；用肥皂或浴液搓洗时关掉喷头；洗澡水可用于拖地、冲厕所。

沼气项目不但前期建设投入大，在日常运营、维护方面投入成本也比较高。这就导致了由沼气提纯的生物天然气以及沼气发电成本居高不下。居民使用的普通天然气价格一般在每立方米2.4元左右，而沼气提纯的生物天然气成本价就达到了每立方米2.5元至3元。因此，很多规模化沼气企业处于亏损状态，能达到收支平衡的企业已属不错，能够持续盈利的企业凤毛麟角。江光华表示。

目前，政府的相关补贴政策还停留在项目的基础设施和工程建设层面，在销售终端的价格补贴不足。因此，我们希望国家及省有关部门能够尽快落地具体配套细则和价格补贴政策，让这些沼气工程能够更好地运转下去。江光华说。

绿色循环链模式受青睐

河北京安生物能源科技股份有限公司内的发酵罐。资料图片

规模化沼气项目虽好，但绝不能一窝蜂地大干快上。江光华认为，在大规模原料运输、产品消纳、生物天然气制造成本高等问题尚需解决的背景下，在沼气产业转型升级的过程中，因地制宜发展适度规模的项目更为现实。

位于安平县的河北裕丰京安养殖有限公司，就因地制宜，在沼气利用的规模和效益上达到了一个比较好的平衡。

2017年12月20日，记者来到安平县京安现代农业园区养殖场。令人吃惊的是，在这样一个年可生产种猪8万头、出栏商品猪26万头的大型养殖场内，却闻不到难闻的粪污气味。

我们公司以生猪养殖业为基础产业，近年来，随着公司养殖规模的扩大，面临的环保压力也越来越大。为此，2012年，公司投资成立了河北京安生物能源科技股份有限公司，并与中国华电工程集团、北京化工大学、中国农科院等单位合作，尝试沼气发酵处理生猪排泄物，生猪粪便经过厌氧发酵后产生沼气，全部用于发电并网，沼渣、沼液加工成有机肥，从而真正实现整个养殖园区废水废物的零排放。如今，经过厌氧发酵产生沼气，除了自给自足外，还向周边8000多家农户供气。京安生物能源科技股份有限公司副总经理赵靖介绍。

赵靖指着不远处的4个发酵罐说：我们在发酵罐的建设过程中，攻克了北方地区低浓度粪污持续产沼气、沼气提纯、沼液膜浓缩等6项技术难题。除了供暖、做饭外，多余的沼气用于发电，目前利用沼气年发电1500余万千瓦时。

和沼气发电关联的还有肥料产业。在园区内的有机肥厂，职工们正将包装好的固体和液体肥料装车外销。这也是畜禽粪污资源化利用的副产品，沼气产完后，废弃物经过固液分离，沼渣制成固体有机肥，沼液制成液体有机肥。由于肥料中含有氨基酸、赤霉素等有机物质，对调理土壤、防治作物病虫害很有益处。

京安现代农业园区用自己养殖场的猪粪发电，与购买秸秆发电相比，不但大大降低了生产成本，还开启了‘畜禽粪污—沼气—电—热—有机肥—农作物—饲料—养殖’闭合的绿色农业循环链条新模式。江光华说。

借助这种模式，安平县32家规模养殖场已与京安现代农业园区签订了畜禽粪污收购协议，又在园区建设了养殖粪污集中处理中心工程。为配合沼气设施建设，该县还在各地建设了40家粪便堆积发酵设施和300多家粪污暂存设施，按照粪污分级定价收集模式，由京安现代农业园区集中收购处理。

利用企业自身以及周边企业的生猪粪便，因地制宜进行沼气项目开发建设，是京安模式成功的关键。江光华认为。

采用类似模式取得成功的还有沽源县。

沽源县位于河北省西北部坝上地区，全县在册耕地123万亩，马铃薯种植面积35万亩，马铃薯产业是当地的一大支柱产业。但当地马铃薯产业龙头企业在生产淀粉的同时也产生大量的废渣废液，以往这些废渣废液不能被有效利用与处理，既影响和破坏了环境又浪费了资源。

为此，鑫华农业科技发展有限公司在沽源县建设了全国首家利用马铃薯废渣废液生产沼气的项目。该项目对污水和薯渣采用非同时处理的方法。每年8月底系统启动，先进行污水处理，待淀粉生产结束，再进行马铃薯渣的处理。整套循环处理技术实现了从种植马铃薯、车间加工、淀粉生产、废水废渣处理到沼气发电和供热、沼渣沼液还田的全产业链闭合开发。

据了解，过去沽源县的一些马铃薯加工企业，每年光处理这些污水和马铃薯废渣，就需要花费数十万元。有了这个项目，既解决了生产企业污染处理问题，同时又实现了沼气项目以较低的原料成本供热和发电。特别是该项目正好将马铃薯加工期与居民取暖季衔接，很好地适应了坝上冬季高寒的区域特点。

规模化沼气工程的未来方向之一，从实践看，应该是以乡或者村为单位，依托当地的种植、养殖业，权衡合理的生产和消纳半径，建设中型沼气项目，稳步推进。这样，农村沼气工程才能走得更好、更长远。江光华说。 （记者王思达 赵红梅 朱艳冰）

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沼气不仅能生产清洁能源，减少温室气体排放，减少石化能源使用，还可处理粪便、秸秆等废弃物，既可推进厕所革命，解决农村面源污染，还可生产有机肥料，改良土壤，提供有机食品，社会、环境效益远远大于经济效益。

这已经成为许多发达国家的共识。今天，部分发达国家开发的大型工业化沼气工程，已经拓展了沼气的应用领域，沼气的用途已包括大规模集中供气（城镇管道生物燃气）、燃气发电（热电联产）、车用燃气和沼气燃料电池等高附加值产品。

德国《能源经济法》明确将沼气定义为燃气。2009年德国已经有100个沼气工程的沼气并入天然气网。预计到2020年，德国沼气年发电量达到760亿千瓦时，约占整个德国发电量的17%。

瑞典的可再生能源中，发展最快的就是沼气。瑞典从1996年开始提纯沼气作为汽车燃料使用，现已成功地将沼气用作汽车、火车燃料，是世界上使用沼气作汽车燃料最先进的国家。在瑞典，交通工具所使用的气体燃料中，沼气占54%，其余是天然气。

英国于2002年开始实行绿色证书系统——《可再生能源义务证书系统》，该系统要求电力供应商每年增加可再生能源发电的份额，2005—2006年度为5.7%，2015年达到15.4%。该系统中，沼气是最具代表性的可再生能源。

美国作为能源开发利用的沼气主要是垃圾填埋气。美国也在持续推进新技术研发，已开始试验沼气燃料电池替代传统的内燃机发电。

日本公布数据显示，预计到2020年，沼气燃料电池市场规模将达到8万亿日元，成为日本的支柱产业。日本主要利用垃圾、粪便等作为生物质发电，以解决环境污染和能源紧缺的问题。日本的沼气燃料电池产业，目前已进入实用阶段，位于世界前列。 （整理/记者 王思达）

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