对我国东北地区发展生物天然气产业的初步分析

葛荣彬

（北京大学经济学院，北京100871）

1 我国生物天然气产业发展现状

生物天然气是以农作物秸秆、畜禽粪便、生活垃圾、工业有机废水等各类城乡有机废弃物为原料，经厌氧发酵产生沼气后净化提纯产生的绿色低碳清洁可再生的非常规天然气，其成分、热值与常规天然气基本相同。由于发酵过程产生的沼渣沼液还可生产有机肥，并且全生命周期具有较低的碳足迹，因此，生物天然气具有能源、环保、碳减排、现代农业、社会公益等多重属性，是传统沼气行业突破发酵效率和提纯技术两大技术瓶颈后向工业化、产业化转型升级的产物[1]。

我国生物天然气产业从2015年开始起步。2015-2017年，相关部委在全国支持建设了63 个日产气500m3 以上的大型沼气工程和日产1 万m3 以上的生物天然气示范项目。其中，生物天然气示范项目目前已建成投运12 个。与此同时，国家对生物天然气行业的重视程度越来越高，中央财经领导小组第十四次会议和中央财经委员会第一次会议两次研究行业发展问题。各级地方政府也出台了不少产业扶持政策。

在政策扶持特别是示范项目的带动下，我国生物天然气产业取得了重要进展。产业链配套趋于成熟完善。设备制造、工程设计与服务、投资运营的专业化分工基本形成，发酵罐、搅拌器等关键设备均已实现国产化。盈和瑞、杭能等企业经过多个项目历练已具备工程总包能力，中广核、中节能等企业积极参与项目投资运营。与此同时，产业也还存在一些亟待解决的问题，表现在：传统湿法发酵技术在发酵效率、成本、原料适应性、沼液沼渣处理等方面还存在不少短板，已投产项目达产率不高，部分列入扶持范围的示范项目尚未建成，投资运营企业回报水平偏低，产业扶持政策有待进一步完善等。这些发展过程中的问题需要通过进一步加快发展来解决。

2 东北地区发展生物天然气产业的有利条件和不利因素

2.1 东北地区农作物秸秆和畜禽粪污资源丰富

农作物秸秆和畜禽粪便是生物天然气项目最重要的两类原料。东北地区是我国最大的商品粮生产基地和重要养殖基地，粮食产量约占全国20%，生猪出栏量在国家“南猪北养”政策引导下已位居全国首位，具有丰富的秸秆和畜禽粪污资源。据不完全统计，东北地区农作物秸秆年产量约3.7 亿吨，占全国的40%左右；畜禽粪便年产量3.8 亿吨，约占全国的10%，并且东北地区地势平缓，原料分布相对集中，便于大规模机械化收集和运输，有利于生物天然气项目获得长期、连续、稳定的原料供应。

2.2 当前东北地区面临较大环保压力

东北地区农作物秸秆总量大、密度高，传统手段难以有效利用。据统计，目前东北地区农作物秸秆综合利用率不到70%，低于全国平均水平，距离国家规划要求的2020年达到85%的目标还有不小差距。大量秸秆被废弃浅层还田或者非法露天焚烧，造成病虫害增加、土质退化和大气污染。东北地区畜禽粪便的有效利用率同样不高。从近年中央环保督查反馈的情况看，东北畜禽养殖环境污染问题突出，养殖场猪粪随意堆存、高浓度超标废水随意排放等现象比较普遍。长远来看，随着生猪、奶牛、肉（蛋）鸡等的养殖进一步由南向北特别是向东北地区转移，如不及时采取有效措施，东北地区面临的环保压力将会越来越大。发展生物天然气产业是解决这一问题比较现实的选择。

2.3 低温环境是东北地区发展生物天然气面临的特殊挑战

生物质厌氧发酵技术根据原料的不同可以分为干法和湿法两大类。湿法发酵属于传统的成熟技术，国内应用比较广泛，主要特点是发酵过程耗水量比较大。由于发酵过程需要保持在35℃左右的恒温，因此，当环境温度低于该温度时，需要采取额外的增温和保温措施，相应地增加初始投资和运营成本。根据本文测算，环境温度每降低1℃，用于增温、维温的能量消耗将增加1.06%。东北地区全年平均气温只有6℃，冬季平均气温为-10.2℃。在同等条件下，东北地区建设生物天然气项目的初始投资要比华北地区高8%，生产过程中增温、维温所消耗的能量比华北地区多一倍左右。

3 东北地区典型生物天然气项目的经济性分析

根据本文的测算，以在东北地区建设一个日产气量为2万m3的生物天然气项目为例，在不考虑国家补贴和其他优惠政策并且配套建设有机肥生产线的情况下，项目总投资约1.58 亿元，年营业收入和运营成本均为4000 万元，能够基本实现盈亏平衡，尚难以获得盈利。

影响生物天然气项目经济性的主要因素包括上游原料成本、项目造价和下游天然气和有机肥的销售价格。由于目前在认识上过多强调了生物天然气项目的能源资源属性，忽视了其环保属性，本身属于废弃物、污染物的秸秆、畜禽粪便还要作为原料出售给生物天然气项目投资方，大幅推高了项目运营成本。据测算，在以农作物秸秆为主要原料的生物天然气项目中，原料成本占总成本的比例超过50%。如果能够将生物天然气项目定位为各类污染物的处理处置中心，通过行政手段要求农村种养殖户、城市居民将秸秆、畜禽粪便等免费提供给生物天然气项目投资方，并且向后者支付一定的处理费用，将可以从根本上扭转生物天然气项目的经济性。

除了认识和理念上的转变，现阶段给予产业一定的补贴或优惠政策至关重要，这也是国际的普遍做法[2]，其本质是政府为全社会承担环境处理成本。我国对沼气行业的财政支持从20世纪70年代开始就一直没有中断过，主要采取补贴项目建设资金的方式，即前端补贴。目前，相关部委正在借鉴国外经验牵头制定生物天然气后端补贴政策，即通过补贴天然气和/或有机肥销售价格来推动产业发展。根据本文的测算，当天然气补贴标准达到1 元/m3 并且持续10年的情况下，投资生物天然气项目的资本金内部收益率（IRR）将可以大到5%左右。如果补贴标准达到1.6 元/m3，相应的回报水平可以提高到8%左右。当补贴标准达到2 元/m3 时，项目回报水平可以超过10%。

4 政策建议

生物天然气在环境污染治理、农业供给侧改革、农村经济转型升级等方面都能够发挥重要作用。东北地区发展生物天然气产业具有显著的原料优势，也有一定的现实需求，同时也面临平均环境温度偏低等特殊挑战。综合测算，采用传统湿法发酵技术在没有国家补贴和其他优惠政策的情况下，现阶段在东北地区发展生物天然气项目难以盈利。为更好地促进产业健康可持续发展，提出以下意见建议。

第一，在产业政策方面，建议国家尽快出台生物天然气后端补贴政策，补贴标准适当体现区域差异性。比如东北地区由于低温环境影响成本较高，补贴标准可适当高于全国平均水平。同时，建议地方政府因地制宜，在原料收储运、用地、用电、税收、贷款以及天然气并网等方面再给予相应的政策扶持。

第二，在认识、理念方面，建议参考目前城市餐厨垃圾处理的成熟模式，按照“谁污染、谁治理”的原则，研究出台农作物秸秆、畜禽粪污等污染物付费并集中统一处理的政策规定，理顺环境成本传导机制，逐步缓解财政补贴压力，最终实现产业自主可持续发展。

第三，在技术方面，建议通过引进消化吸收和再创新的方式，推动干法发酵技术在国内的研发和示范应用，进一步提高发酵效率，增强原料适应性，降低发酵过程能耗，减少沼液排放，从整体上提升项目经济性，实现产业高质量发展。