一例猪场沼气发电经济效益案例分析

王 宇

（武汉南茗科技有限公司，湖北 武汉 437004）

随着农村经济的发展，养猪业以较快的速度向集约化方向发展，但随之产生了猪场的环境保护、猪粪尿及猪场污水处理的问题。猪场污水处理的最好方法是采用生态学及生物学处理，在生物学处理过程中，需要经过厌氧发酵。厌氧发酵过程中，污水中的有机物分解产生沼气及含氮、磷等物质。

沼气是极好的能源物质，其热值较高，燃烧后仅产生二氧化碳和水。如果猪场中沼气的产量充足，就可以作为发电的能源。据我国的技术条件，沼气发电仍需辅以15%的柴油，余者皆为沼气。因此，还可以节省柴油，这对解决我国能源缺乏，改变农村面貌，改善农民生活质量有重大意义。

探讨利用猪场污水处理过程中产生沼气进行发电的可行性。以下以年出栏10万头商品猪的猪场为例进行分析。

1 厌氧发酵及沼气发电的设备与装置

1.1 发酵池

污水厌氧装置有很多类型，可根据猪场规模、所要求的发酵效率及投资能力等综合因素考虑。年出栏10万头商品猪的猪场，养猪规模大，污水处理量也大。因此，采用了 1 700 m3的钢筋混凝土卧式发酵池，日处理污水可达850 m3，产气量随气温变化，冬季产气少一些，但不低于500 m3，最高可产1 500 m3以上。

1.2 脱硫塔、贮气罐、输送装置

除发酵池(包括固液分离池、调节池)外，沼气要经过脱硫塔入贮气罐，再进入发电机系统，为防腐蚀，输气管一般用塑料管比较好。

1.3 发电设备

发电设备为1台改装后的柴油发电机(现增为2台)，每台功率为100 kW。

2 设备投资

设备投资包括：

1）发酵装置、脱硫塔及管道共投资71万元；

2）贮气罐为18万元；

3）100 kW发电机(包括改装的二手55 kW柴油机)8.4万元。

总计投资97.4万元。

此投资额包括污水处理及发电2个部分。按年产10万头肥猪计算，一次性投资每头猪仅占9.7元；分10年摊销，10年共生产100万头，则每头猪支出仅为0.97元。

3 运行情况及成本分析

本项目运行至今已6年多，运行一直良好，运行成本较低。厌氧发酵部分全部采用自流方式，只需1人操作，发电部分也只有3人，其中包括发电机管理及维修。

沼气发电在启动时要用一部分柴油，耗油量为柴油发电的15%，发动机启动后，就不再需要柴油。6年多的运行成本分析如下(以年计算)。

3.1 柴油成本

根据测算，每千瓦时电需耗用柴 油0.073 L， 按 时 价 3.3 元 ／ L 计算，其柴油成本为0.241元（ 3.3元／L×0.073 L）。

3.2 人工成本

1）按3人管理计算，年人工成本为 45 600 元。

技工 1 人，年工资 18 000 元（1 500元／月 ×12）；

管理人员1人，年工资18 000元（1 500 元／月 ×12）；

工人1人，年工资9 600元（800元／月×12）。

合计 ：45 600 元。

2）按年发电量48万kW·h计算，每千瓦时电人工成本为0.095元（45 600元 ÷480 000 kW·h）。

3.3 润滑油(机油)支出

据测算，每千瓦时电耗机油0.012元。

3.4 修理费

每千瓦时电平均支出修理费0.021元。

3.5 折旧摊销

总计投资97.4万元，按10年期限摊销完毕，以每年沼气发电量48万kW·h计算，每千瓦时电应承担折旧费用0.203元。

3.6 成本合计

每千瓦时电实际成本为0.572元（0.241+0.095+0.012+0.021+0.203），其中折旧费占总费用的35.49%。如果将污水处理的费用也摊销一部分折旧费，则发电费用至少可减少0.1元，发电成本则为0.472元／kW·h。在折旧费用中，猪粪尿处理的全部费用都计入沼气发电之内。实际上，沼气发电仅是猪场污水处理的一种副产品。因此，发电成本还有很大的降低潜力，为了计算方便未将污水处理的费用分出。

4 讨论

1）本文主要讨论猪场污水处理过程中利用沼气发电的可行性，因此，不包括污水处理的效果。本文的分析结果认为，利用猪场污水厌氧发酵处理产生的沼气，可作为能源进行发电，费用仅为0.47～0.57元／kW·h，低于国家电纲的0.6～0.9元／kW·h，而且这个费用包括了整个猪场的污水处理成本，如充分发挥猪粪尿及污水产沼气的潜力，成本还可降低，因此经济上切实可行。

2）在建立污水厌氧消化池时，成本的降低空间也较大，万头以下的猪场及农村的小型猪场，完全可以用其他建筑材料代替，关键是厌氧池要耐一定压力，不漏气即可。

3）利用柴油发动机改造成沼气发动机的技术已经过关，多个猪场使用结果证明这项技术是完全可行的。

4）多个猪场经验证明，猪场污水完全可以利用厌氧发酵技术处理，产生的沼气可进行发电，发电量很大程度上可满足猪场用电需要，当然还取决于猪场规模及厌氧发酵技术、原料及自然条件等。

5）猪场污水采用厌氧发酵技术进行处理，既可控制污染，又可产生沼气供猪场和农户使用，同时降低污水处理及保护环境的成本，一举多得，这也是建立生态养猪业中的一个重要环节。