中国沼气工程发展现状与展望

文│郝先荣（农业部科技教育司）

中国的养殖业发展迅速，对农村经济的发展起到了非常大的作用，中国肉类总产量达到了世界第一，畜牧业标准化和规模化养殖水平也不断提高，生猪规模化养殖比例已经达到了61%，蛋鸡规模化养殖比例达到了79%，奶牛达到了42%。虽然规模化养殖比例很高，但散养还是占了很大比重。2009年散养生猪年出栏3.4亿头，占总出栏数的52.78%，即生猪畜禽粪便的排放有一半以上来自散养。

养殖业的快速发展带来了一些环境问题，尤其是畜禽粪便的排放会造成污染。因此，根据目前中国养殖业情况和畜禽粪便排放情况，因地制宜、宜小则小、宜大则大的推广户用沼气工程、小型沼气工程、中型沼气工程、大型沼气工程乃至特大型沼气工程是非常好的一种粪便处理解决方法。

在20世纪70年代之前，中国沼气发酵原料的来源以秸秆为主；进入上世纪80年代以后，则开始以畜禽粪便为沼气发酵的主要原料。目前，中国沼气原料进入了多元化时代，包括畜禽粪便、农作物秸秆、蔬菜废弃物、外来物种等都可以作为沼气发酵的原料。

◎沼气工程原料来源

一、中国沼气工程发展现状

1.政策法规初步建立。在中国颁布的有关法律法规中都对发展农村沼气作出明确规定。如在《中华人民共和国农业法》《中华人民共和国农业技术推广法》《中华人民共和国可再生能源法》《中华人民共和国节约能源法》和多个地方法规中都对发展农村沼气做出了明确规定。

2.管理体系日益完善。建立健全了全国农村沼气管理推广服务体系。目前，全国已经形成了比较完善的从中央到地方的管理与推广、研究与开发、培训与质检体系，从业人员4.1万人，同时培养了一支27.59万人的农民技术员队伍，有了良好的工作基础。

◎农业部大力推进多层次、全方位的对外合作

3.标准体系逐步形成。通过加强基础研究，不断开展技术创新，农村沼气标准体系不断完善。目前，由农业部归口管理制定的有关沼气的标准共45项。

4.资金投入显著增加。据统计，“九五”期间，中央财政对沼气工程的投入只有5541万元，“十五”期间投入就达到了35.34亿元。2006年到2010年底，国家已投入212亿元用于沼气工程建设，可见国家对此的重视程度，每年投资力度非常大，2006年投入25亿元，2007年投入25亿元，2008年投入60亿元，2009年投入50亿元，2010年投入52亿元。

5.国际合作广泛开展。我国农业部在农村沼气方面大力推进多层次、全方位的对外开放，积极拓展双边和多边技术合作领域，相继与联合国开发计划署、联合国粮农组织、全球环境基金、世界能源理事会、亚洲开发银行、世界银行、欧盟、东盟等多个国际组织和荷兰、美国、德国、英国等国家，开展了富有成效的合作。

重点国际合作项目有：中-荷“促进中国西部农村可再生能源综合发展应用合作项目”（2003—2007年），在甘肃、四川、湖北和湖南4省7县14个村实施，荷兰政府无偿援助530万欧元；亚洲开发银行一期户用沼气贷款项目（2003—2008年），在山西、河南、湖北和江西4个省实施，亚洲开发银行提供贷款3312.1万美元；亚洲开发银行二期大中型沼气工程贷款项目，计划从2010年开始在5个省实施，亚洲开发银行将提供贷款8000万美元；世界银行中国新农村生态家园富民工程贷款项目，贷款1亿美元，在广西、云南、安徽、重庆实施。

二、建设成就

农村沼气建设成效显著，目前，全国沼气用户已超过4000万户，沼气工程7.27万处，其中：大型沼气工程4631处（单体装置容积300立方米以上），中型沼气工程2.28万处（单体装置容积50～300立方米），小型沼气工程4.53万处（单体装置容积20～50立方米）。形成的年节能能力相当于2400多万吨标准煤，减排二氧化碳5000多万吨，减少COD排放76万吨。

1.农村沼气健康稳步发展。近年来，中国出台了一系列促进农村沼气发展的指导性文件。特别是2008年年底以来，农村沼气已列入国家应对国际金融危机、扩大内需、振兴经济的一揽子计划。经过多年的建设与发展，农村沼气发展进入了建管并重、多元发展的新阶段。农村沼气建设数量不断扩大、投资结构不断优化、服务体系逐步健全、沼气功能进一步拓展、沼气产业迅速发展，取得了显著成效。农户家建成沼气池后生产生活条件得到了大大的改善。

2.农村沼气服务体系逐步健全。农村能源服务体系建设逐步加强，已有省级实训基地7个79人；县级服务站755个4597人；乡村服务网点79177个13.64万人，服务农户2299万户。

3.农村沼气清洁发展机制（CDM）项目开发取得实质性进展。首次开发了户用沼气CDM方法学。中国专家自主开发的户用沼气CDM方法学，即：“农户/小规模农场农业活动中的甲烷回收方法学”，已获得CDM执行理事会的认可。并且，中国已成功注册两个沼气CDM项目。一是2009年2月19日，湖北恩施户用沼气CDM项目成功注册。 包括8县3.3万沼气农户，年核证减排量5.84万吨二氧化碳当量。每户年平均获得减排收入174元。其中：60%发给农户， 18%用于技术服务，22%用于监管。

二是2009年4月27日，山东民和牧业股份有限公司沼气工程CDM项目成功注册。该项目建设了2.64万立方米（8×3300立方米）沼气发酵装置，年可减排温室气体8.68万吨二氧化碳当量，年获得减排收入700万元。买方为世界银行。

三、沼气工程介绍

1.以户用沼气为纽带的能源生态模式。

（1） 南方“猪沼果”能源生态模式。以农户为基本单元，利用房前屋后的山地、水面、庭院等场地，建设畜禽舍、沼气池和果园等几部分，同时使沼气池的建设与畜禽舍和厕所三结合，构成养殖-沼气-种植三位一体的庭院经济格局，形成生态良性循环，增加农民收入。

◎南方“猪沼果”能源生态模式

（2）北方“四位一体”能源生态模式。中国北方比较寒冷，而沼气发酵需要基本的温度条件，所以在北方地区建设沼气工程必须采取增温保温措施，由此总结出了北方“四位一体”能源生态模式。在农户庭院内建日光温室，在温室一端地下建沼气池，沼气池上建猪舍和厕所，温室内种植蔬菜或水果。该模式以太阳能为动力，以沼气为纽带，将种植业和养殖业相结合，形成生态良性循环，增加农民收入。在没有条件建设温室的地方，猪圈应建成暖圈，达到保温增温的效果。

（3）西北“五配套”能源生态模式。中国西北地区干旱缺水，必须首先解决农民生产生活用水问题，所以简单地说，西北“五配套”能源生态模式是由沼气池、厕所、太阳能暖圈、水窖、果园灌溉设施等五部分配套建设而成。沼气池是西北“五配套”能源生态模式的核心部分，通过高效沼气池的纽带作用，把农村生产用肥和生活用能有机结合起来，形成以牧促沼、以沼促果、果牧结合的良性生态循环系统。

2.大中型沼气工程发展现状。工程建设数量在稳步推进，技术工艺不断提高，综合利用效益明显，运营模式逐步成熟，大中型沼气工程标准体系逐步完善。

通过多年的推广工作，形成了很多大中型沼气工程的推广模式。在此，以浙江省为例，介绍四种典型发展模式。

模式1—能源生态循环模式。进料：粪尿全部进入沼气发酵池；特点：产沼气多，产沼肥多，形成小区域良性循环，要求配套的沼肥土地消纳面积较大。模式1实例：绍兴福景达养殖公司。

模式2—能源生态利用模式。进料：畜禽粪污采用干湿分离。特点：沼气产量少，需要配套有机肥加工设施，沼液沼渣可以全部得到综合利用。由于养殖与种植面积不配套，目前浙江省80%以上畜禽场采用此模式。模式2实例：杭州正兴牧业公司。

模式3—能源生态综合模式。进料：粪尿全进或部分进。夏季用电用肥高峰时，采用粪尿全进，多产沼气用于发电，沼液作为有机肥，其他季节采用干湿分离。特点：对管理要求相对较高，综合利用效益显著。模式3实例：金华佳乐乳业有限公司。

模式4—能源生态环保模式。进料：畜禽粪污采用干湿分离。特点：鲜猪粪进行高效有机肥的生产，沼液经后续好氧处理达标排放或用做农灌水等，运行费用高，管理难度大，适用于没有用肥条件的养殖企业。模式4实例：金华加华种猪有限公司，由于所处地理位置较为特殊，不能有污染物外排，当沼液不能完全利用时进行深度处理达到环保排放要求。

3.大型沼气典型工程。如：北京德青源、山东民和牧业、内蒙古蒙牛、海南罗牛山、陕西中小型沼气工程等。

北京德青源1万立方米大型鸡粪沼气发酵工程，采用了国际上最先进的沼气技术，同时，进行了很多技术创新，现在运行良好，正在计划建设二期工程。一期工程年处理鸡粪7.74万吨，污水10万吨，建成4座3000立方米主发酵罐，2150立方米干式储气柜等，安装了2台奥地利颜巴赫公司生产的1063千瓦沼气发电机组。同时，还建了1座5000立方米二级发酵/沼液储存罐，年可回收尾气2000立方米，计划为周边500户农民供气，已供气300多户。二期1万立方米沼气工程计划以秸秆为主要发酵原料，产生的沼气经提纯净化后为延庆县39个村庄的1.01万户农民提供生活燃气。

山东民和牧业2万立方米沼气发电工程的处理能力为鸡粪500吨/天，污水500吨/天；沼气产量达1000万立方米/年；沼气发电装机容量为3兆瓦；沼气发电量为2000万千瓦时/年；每年减排温室气体8.5万吨二氧化碳当量。它是目前国内最大的农业沼气发电工程，也是国内首个完成CDM交易的农业沼气发电项目。它同样采用国际上最先进的技术，进行了大量的技术创新。

◎海南罗牛山2000立方米沼气工程

海南省沼气工程发展非常好，因地制宜开展户用沼气和大中型沼气工程建设，沼气普及率非常高，运行情况良好，使用率几乎达到100%。海南省大中型沼气工程建设始于20世纪80年代，以治理开发利用橡胶污水为主，逐渐发展到畜禽养殖场、淀粉厂、糖厂、屠宰加工厂及农副产品加工厂的污水。海南省累计建设大中型沼气工程1085处，总容积4752.3万立方米；累计集中供气农户达4.85万户；累计建设沼气发电工程98处，总装机容量为4600万千瓦，年形成发电量1679万千瓦时。

四、存在问题

我国的沼气工程建设方面还存在技术推广与新技术开发之间不协调，建设速度与管理服务之间不协调，地区之间的发展不平衡的问题，还需进一步改进。

五、下步设想

1.资源潜力。中国农业废弃物资源丰富，进一步开发利用潜力巨大。主要包括：畜禽粪便、农作物秸秆、蔬菜废弃物。

（1）畜禽粪便。目前，中国每年畜禽粪便实物量约为30亿吨，理论上可以产生1.29万亿立方米的沼气。

（2）农作物秸秆。中国农作物秸秆理论资源量8.2亿吨，可收集资源量6.87亿吨，其中废弃及直接焚烧2.15亿吨，进一步开发利用潜力巨大。

（3）蔬菜废弃物。全国每年蔬菜总产量为61.82亿吨，其中产生的各类蔬菜废弃物高达4亿多吨，占总量的6.5%。这些废弃物也可作为很好的沼气发酵原料。

2.发展思路。按照“巩固成果、优化结构，建管并重、强化服务，综合利用、提高水平”的思路，以增加沼气用户为目标，加大投入，强化管理，提高质量，创新机制，重点建设户用沼气、小型沼气、大中型沼气，大力发展沼气服务与科技支撑体系，试点开展沼气高值利用，推进农村能源清洁化、低碳化，充分发挥农村沼气在应对气候变化中的作用，促进现代农业发展和农村生态文明建设。

3.建设原则。因地制宜、业主自愿；统筹兼顾、突出重点；优化布局、集中连片；保证质量、注重效益；科技创新、强化服务。

4.工作重点。

（1）开展技术创新，大力推进节能减排。一是稳步发展户用沼气。农村户用沼气项目基本建设内容为户用沼气池，因地制宜同步实施改圈、改厕、改厨。推广新技术新材料新工艺，强化服务体系建设，积极促进户用沼气建设与循环农业发展有机结合，提高沼气综合效益。在有条件的地区，鼓励发展以秸秆为原料或以秸秆、粪便和有机生活垃圾为混合原料的户用沼气，促进农村沼气向原料多元化方向发展。二是积极推动大中型沼气工程建设。加强管理，完善后续服务机制；提高沼气工程自动化控制技术水平；积极开展秸秆沼气试点，完善混合原料沼气发酵技术；大力开展沼肥深加工技术试点；开展沼气高值利用试点；推进沼气工程设计标准化、施工规范化和设备成套化研究与示范。

（2）加大培训力度，提高管理服务水平。坚持以人为本，采取多种方式，加大培训力度，建立健全技术高超的施工队伍、科学规范的设计队伍和保障有力的管理队伍，提高整体工作水平，确保农村沼气健康稳步发展。

（3）加强国际交流，学习借鉴国际经验。继续加强与有关国际组织和国家的合作，借鉴交流国际农村沼气发展政策、先进技术和管理经验，开展全方位的技术交流与合作。（根据5月28日在中美养殖场废弃物处理与资源化利用技术交流会上所作报告整理）