山区养殖场大中型沼气工程发展问题调查研究

董照锋，马榜劳，吴亚锋，曹昌东

（1.商洛市农村能源工作站，陕西 商洛 726000；2.山阳县农村能源工作站，陕西 山阳 726400；3.商洛市农产品质量安全检验检测中心，陕西 商洛 726000）

近年来，随着畜牧产业的发展，畜禽养殖污染已成为农村地区主要污染源之一，农村地区污染排放已经占了全国污染排放总量的“半壁江山”[1]，给环境带来了巨大的威胁。沼气工程是以粪便、秸秆等废弃物为原料，以能源生产为目标的系统工程[2]。养殖场大中型沼气工程建设能够实现畜禽粪便的无害化、减量化和资源化，对实现环境、能源和经济的可持续发展具有重要意义[3]。作为山区畜牧养殖大市，商洛规模化养殖发展迅速，2011年底，全市年出栏生猪3 000头以上的养殖场64个、1万头以上的14个，年存栏蛋鸡1万羽以上64个，年出栏肉鸡10万～50万羽52个，其中标准化养殖场93个[4]。畜牧业的快速发展给全市农业可持续发展带来了巨大的挑战，粪污染压力越来越大。2008年中央扩大内需项目批复了商洛第一个大中型沼气工程，2009年完成了工程建设。商洛市是贫困山区，养殖场沼气工程建设处于政府扶持推广阶段。截止2012年上半年，全市建设养殖场大中型沼气工程14个。但在工程建设中存在项目设计、项目监管、政策配套、运行管理等方面的问题。笔者在调查商洛市养殖场大中型沼气工程发展现状的基础上，针对存在的主要问题，提出了相应的解决措施，旨在为大中型沼气工程建设提供参考。

1 大中型沼气工程发展现状

1.1 发酵工艺

调查14座大中型沼气工程，其中有13座采用了“预处理+CSTR一体化反应器”为核心的处理工艺，占92.86%；1座采用水压式户用沼气多池串联进行粪污处理。发酵工艺多采用中温发酵，13座冬季增温方式为燃煤锅炉，1座没有在加温设备。

1.2 发酵容积

设计发酵装置总容积8 130 m3，除了1座为330 m3外，其余 13座为 500～800 m3，理论年产气量297万m3，实际建成的发酵装置总容积7 000 m3左右，占项目设计86.1%。

1.3 发酵原料

14个养殖场沼气工程中有13座以猪粪为发酵原料,占92.86%，只有1座以鸡粪为发酵原料，占7.14%。

1.4 运行情况

投入使用1个，试运行4个，3个正在建设中，未正常使用6个，投入使用率为35.71%。设计发电工程11个，都没有配置余热回收系统，没有热电联产工程。集中供气工程3个，均未安装供气设备，未实现农户集中供气。从正常使用和试运行的5个工程看，5月份每天产气量为200～300 m3，达到设计产气量的30%～50%。沼气80%用于发电自用，20%用于业主生产和生活用能。

1.5 沼肥处理

1个工程配套了有机肥生产线，年产有机肥10 000 t左右，2012年省级财政农业专项资金又配套有机肥加工项目5个。从目前的沼渣、沼液利用情况看，只有1个工程有产业园依托，其它工程的沼肥除了周边群众偶尔运出使用，大多数直接排放，尚未实现商品化。

2 存在的问题

2.1 沼气产量过低

设计及理论产气量与实际产气量差距较大，主要原因有4个。一是工程发酵容积与设计不符。山区大中型沼气工程设计发酵容积一般为500～800 m3，根据调查，除了洛南华阳沼气工程批复发酵容积330 m3实际建设470 m3外，其余13个工程没有超出项目设计，大多数没有达到设计规模，甚至个别工程发酵容积仅达到设计规模的一半。二是运行管理不到位。商洛养殖场大中型沼气工程起步较晚，缺乏相应的运行管理技术规范和经验，没有建立有效的从业人员培训机制，公司缺乏沼气技术人员，对沼气系统运行管理不到位。三是工程质量不高。很多工程没有严格按照初步设计进行施工，设备不够先进，配置不到位。对正在施工的3个大型沼气主体工程进行检查中发现，发酵罐体内搅拌装置和保温装置都存在问题，不够合理，难以发挥作用。四是发酵原料不足。5座正在运行的大型沼气工程普遍存在养殖规模不够、发酵原料不足的问题。其中1座沼气工程从2012年2月开始投料，但一直达不到正常运行的原料要求。

2.2 系统效益不高

大型沼气工程系统效益低是普遍问题，主要原因有4个。一是运行成本高。1个工程常年正常运行维护费用在8～10万元左右，业主不愿意花费这么大的人力和财力维护。二是沼肥消纳能力弱。商洛是山区，受地理环境、耕地资源、农业产业、农民意识等诸多因素制约，沼渣、沼液得不到有效利用。三是沼气发电效益差。大多数发电机组功率达不到设计要求，养殖量跟不上直接导致产气量不足，发电效益低。四是业主认识不到位。大多数业主都只看到眼前利益，想法设法以尽可能少的资金完成工程建设，目的是完成环保排污指标，将整个工程当作化粪池使用，不在工程质量和系统维护上下功夫，看不到沼气工程的潜在效益。

2.3 工程工期较长

调查14个大型沼气工程，一般从项目批复到工程试运行历时1年6个月以上，最长3 a。工期长的原因有以下四个方面。一是项目批复慢。从计划下达到初步设计批复历时太长，一般从第一年第四季度下达计划到第二年9～11月份批复近1年时间，项目批复后已进冬季，施工基本到下一年春天。二是项目监管不顺。农业、计划、财政都是监管部门，但在实际操作过程中部门协调难度大，存在地方对上级规范、规定或文件执行不力的现象，在协调上容易出现问题。三是施工企业和项目业主合作不够融洽。业主付款不及时，是拖延项目建设进度的主要原因，一些业主施工场地和道路交通状况出问题，也经常影响项目顺利建设。四是业主争取项目的目的不纯。个别业主争取项目不是为了解决污染和能源问题，存在套取或挤占国家资金的侥幸心理，在管理部门严格项目监管的情况下，建设工作难以向前推进。

2.4 集中供气难度大

3座设计集中供气的沼气工程基本上没有供气到户，主要原因有4个：一是山区供气难度大，大多数养殖场都建设在远离村庄的地方，供气输送距离较远，灶前沼气压力小，这是项目设计本身的先天不足；二是输配系统安装难度大、成本过高，业主不愿意投入资金；三是沼气准确计量难实施，收费难度大；四是产气量不足，本身也难以满足项目设计的供气户数正常用气。

2.5 “三沼”利用效率低

14座沼气工程中有13座的沼渣、沼液利用效率太低，沼气系统的综合效益没有充分发挥。原因有以下4个方面：一是沼液、沼渣综合利用技术不够先进，效益较低；二是周边群众大多是农村留守人员，知识结构和科技意识不高，接受“三沼”综合利用技术难度大；三是山区耕地少平地更少，沼渣、沼液运往田间大多数需要靠人力，运输难度大、成本高；四是缺乏设施蔬菜、林果业等规模化产业支撑，沼液、沼渣得不到有效吸纳[5]。

2.6 行业不够规范

养殖场大中型沼气工程在工程设计、建设和运行管理过程出现的问题，主要原因是行业本身不规范和项目管理存在问题所导致。一是项目规划不合理。个别项目在设计时未考虑政府规划，对于政府强制搬迁或取缔的养殖场应该不予立项，这类养殖场沼气工程批复建设后随着养殖场搬迁而弃用，造成了国家资金的浪费。二是项目设计不结合实际，大多数没有结合养殖场的实际存栏量和排污量来设计厌氧反应器的合理规模，没有根据养殖场粪污处理原料的特性来设计相应的处理工艺技术流程，大多数是移花接木的将国际、国内比较流行的或采用较多的工艺引入。在设备选择上也没有根据实际需要因地制宜的选择，大多数存在造价高、耗能高、性能不稳定的问题。三是热电联产未能配套设计。11个沼气发电工程都没实现热电联产，设计了燃煤锅炉，但在冬季业主考虑到成本问题都没有正常使用，实际上是常温发酵，冬季产气率低，很多工程都停止运行。而在德国，98%的沼气工程都是热电联产，即使在冬季环境气温低于-20℃，沼气工程仍然运行良好[6]。四是项目申报把关不严。在项目申报中项目管理部门应该做好现场勘查，对其法人资格、养殖规模、建设地点、资金筹措和“三沼”消纳能力进行核实，达不到项目申报条件的不能上报；而在实际工作中要做到坚持原则严格把关有一定的难度，导致在项目批复后出现了个别工程无法落实或项目设计不符合实际的情况。五是监督体系不健全。一方面是计划、农业和财政三个项目管理部门之间责任落实和协调问题。计划部门项目申报批复、农业部门技术指导组织建设、财政部门资金管理三个环节要相互配合，如果项目申报批复脱离实际、资金管理不严格执行按进度拨款程序，那么农业部门的组织建设和监督实施就难以落实，工程质量和资金安全都会受到影响。另一个方面是工程监理缺位。陕西省农业厅和发改委出台的项目管理办法中要求实行项目监理制，而在商洛市没有农业或环保工程方面的监理机构。由于监理费用限制，难以请到外地监理单位来商洛监理工程，因而客观条件限制及工程监理难以到位。

3 措施与建议

3.1 加强“三沼”利用技术的研究及推广

各级农村能源技术单位要结合当地自然条件和产业实际，积极开展“三沼”综合利用技术的研究与推广工作，积极引进、示范“三沼”利用新技术，积极开展沼渣、沼液加工技术研究。商洛市应重点研究推广沼渣，沼液在中药材、食用菌，李及大樱桃、猕猴桃、葡萄等水果，核桃及板栗等特色干果，设施蔬菜等优势产业上的应用技术。推广区域重点在农业科技示范园区、特色产业园区、无公害农产品生产区、观光休闲农业园区、现代农业园区等。为了更好地开展“三沼”利用技术研究和推广工作，科技单位要积极争取省级财政农业专项和科技项目，争取科研经费的支持。

3.2 规范工程项目管理

大型沼气工程项目资金量大，1个相当于1 000口户用沼气池，面对的是企业业主，如果项目管理不规范，一方面难以保证项目建设质量，另一方面资金监管不严可能造成国家资金流失。应该从以下几个方面严格把关。一是做好项目前期勘查工作。项目管理部门要对项目申报单位开展现场勘查，对其道路情况、建设场地、养殖规模、沼气用途、沼肥消纳和资金筹措能力等进行全面勘查，这是保证项目顺利实施的基础。二是推行建设单位资质备案。商洛在全省率先推行资质备案制度，在公平、公正的基础上，对施工企业的设计资质、建设资质、安全许可、工作业绩、公司实力、技术支撑等各方面进行审核和评审，并对其安全事故进行记录“0”追踪，符合条件的按照当年项目1.5～2倍数量择优备案，避免形成恶性竞争。三是严格项目监理制度。面对监理难的问题，至少要保证县级农村能源技术单位具备中级以上技术职务的专业人员负责现场监督，填写监督记录。四是实行项目制裁制度。对在项目建设中不服从管理、不按照项目批复组织建设、弄虚作假套取国家资金的单位，实行黑名单制度，在以后农业、财政、计划等相关项目申报中对其进行5 a以上的制裁。

3.3 严格资金拨付程序

严格资金管理是保证项目建设质量最关键的环节。要做好管理部门之间的协调工作，特别是与职能部门间的协调，如果项目资金一次性或80%以上的项目资金直接拨付项目单位，农业部门则很难对项目单位进行管理和监督。商洛从2011年开始实行项目资金报账制，在项目招标结束后，项目单位在具备了开工条件时，提交开工启动资金申请并经农村能源主管部门和发展计划部门核准后，由财政部门先行拨付中央和省级财政补助资金的20%～30%作为启动资金，开工后按实施进度凭农村能源主管部门审核后的发票报账，分阶段拨付资金，最后一次预留20%作为质保金，待工程验收合格后一次性拨付。从执行过程看，与前3 a相比，项目质量有明显好转，关键设备及基本建设都能得到保证。

3.4 进一步完善工程设计

在项目设计上，要根据不同处理原料、不同处理目标、不同区域气象，因地制宜地设计工艺技术流程。要从养殖场自身生产生活用能需要和周边群众自然条件出发，选择适宜的沼气利用方式，不能搞“一刀切”的沼气发电或集中供气。针对山区沼气工程集中供气难度大、发电效益低的现状，为了保证沼气不排空浪费，除了配置厂区沼气炊事炉灶、圈舍加温设施外，建议设计大众浴池，给周边群众免费发放澡票，每周确定2次以上的热水供应，既解决了农村洗浴问题，又保证沼气得到有效利用。同时设计有机肥加工，可以根据实际情况设计沼渣干燥和袋装沼液等粗加工或者有机肥深加工等，确保沼肥能够有效运输、存储和外销。

3.5 实施“三沼”利用补贴政策

建议国家层面出台沼气和沼肥利用补贴政策。根据我们的调查，补贴适宜范围为1 m3沼气1.5～2.0元，沼肥2.5～3元/t，提高农民和养殖场业主自觉建设和维护沼气工程的积极性，提高工程收益，促进农村节能减排。

3.6 加快CDM项目开发和养殖排污权交易制度建立

清洁发展机制（CDM）是《京都议定书》中引入的3个灵活履约机制之一[7]。省、市级管理部门应积极做好CDM项目申报工作，通过清洁能源发展机制为大中型沼气工程建设引进资金支持。2011年在省农业厅的指导下，商洛已经开始了CDM申报工作，现已报批国际有关组织。排污权交易是指在一定区域内，在污染物排放总量不超过排放量的前提下，内部各污染源之间通过货币交换的方式互相调剂排污量，从而达到减少排污量、保护环境的目的[8]。可以用市场的方式，在政府不增加排污权供给的条件下，通过排污权交易可以使消减污染物的费用最小。在环保执法处罚方面，对养殖企业是否建设沼气工程要区别对待，督促养殖企业加大粪污治理投入，促进沼气工程的产业化、商品化发展[9]。

[1]中华人民共和国环境保护部.农村污染排放已占“半壁江山”[EB/OL].中国新闻网，2011-6-3：http://www.chinanews.com/gn/2011/06-03/3088624.shtml.

[2]王 钢，刘 伟，高德玉，等.黑龙江省沼气工程发展现状[J].应用能源技术，2008，（6）：1-2.

[3]韦秀丽，徐 进，高立洪，等.重庆大中型沼气工程规划建设现状分析[J].农机化研究，2010，（3）：215-217，221.

[4]董照锋，朱 琦，王立录，等.养殖小区上部回流沼气工程模式[J].农业科学研究，2012,33（2）：31-34，39.

[5]董照锋，田书印，王立录，等.山区农村沼气发展问题调查研究[J].农学学报，2012，2（1）：26-30.

[6]李宝玉，毕于运，高春雨，等.我国农业大中型沼气工程发展现状、存在问题与对策措施[J].中国农业资源与区划，2010，31（2）：57-61.

[7]陈婷婷，周伟国，阮应君.大型养殖业粪污处理沼气工程导入CDM 的可行性分析[J].中国沼气，2007，25（3）：7-9.

[8]齐可奎.论排污权交易制度[EB/OL].水世界，2008-03-03 http://www.chinacitywater.org/rdzt/jishuzhuant/shwrk/pwq/pj/25616-2.shtml.shtml

[9]王宇欣，苏 星，唐艳芬，等.京郊农村大中型沼气工程发展现状分析与对策研究[J].农业工程学报，2008，24（10）：291-295.