沼气产业发展现状与趋势

4、我国沼气产业发展存在的主要问题

 
我国沼气产业近十年经历了快速发展和监管并重的阶段,经历了从小到大、从弱到强的快速成长过程。但在探索发展的过程中暴露出了一系列问题和隐患,如设备质量差、规模不匹配、原料单一、产品得不到充分利用、管理混乱等等,致使我国沼气产业陷入“不盈利”的困境。从总体发展水平来看,我国沼气产业的整体水平与发达国家相比还有较大差距,还没有实现“产业化”。德国和中国是目前世界上处理农业废弃物沼气工程数量最多、发展最快的国家。但我国沼气工程的整体技术水平和运行效率与德国还相差甚远。我国沼气产业发展存在的主要问题,主要有:
 
一、大规模工业化生产比例小,整体运行效率低
 
目前,我国沼气建设主要还是以农村户用沼气为主,池容通常只有 6~10m3,产生的沼气主要用于农户炊事。处理农业废弃物的沼气工程也主要是建在规模化畜禽养殖场,由于受养殖场数量、规模和地域等条件限制,其数量有限,规模也以中小型为主。
 
而且,这些农村户用沼气及农业废弃物沼气工程的建设大都是在国家扶持的情况下建设并推广的,否则推广起来是非常困难的。因此,我国沼气产业尽管发展势头良好,数量很大,但规模小、平均装置容积小、产气率低、技术水平上升缓慢、沼气的利用更多是“自产自消”型,无论是现在还是将来,都无法形成规模化和形成产业化。
 
我国处理农业废弃物的大中型沼气工程数量是德国的 1.33 倍,但平均每处日产气量却只有德国的 13.39%,沼气年总产量只有德国的 17.6%。这主要是由于我国处理农业废弃物的沼气工程平均装置容积只有 283m3/处,其容积产气率只有 0.2~0.5m3/m3·d,仅为德国沼气工程平均装置容积的 28.3%,容积产气率的 20%~33%。因此,要实现沼气产业化,大规模工业化生产是前提,产业化就意味着先必须实现工业化生产。只有实现工业化生产,配套的发酵工艺、发酵装置、输配气设备以及沼气的燃烧设备等技术水平才能得到整体提升,其工程整体运行效率也才能得到整体提高,也才有利于实现沼气集中供气、沼气发电并网、沼气汽车燃料等产业化运作模式。
 
二、产业配套法规、政策不完善,市场机制不健全
 
我国沼气工程建设主要是以政府补贴拉动及环保要求引导建设,市场流程并没有完全打通。长期以来,沼气产业发展没有明确的市场信号,虽然国家政府对其发展给予了一定的支持,但由于没有建立起强制性的市场保障政策,无法形成稳定的市场需求,沼气产业的发展缺乏持续的市场拉动。国家引导的沼气发电上网也因入网难而难以大面积推广,致使很多沼气工程建成之日也是停产之日,导致国家及政府大量的资金和资源浪费,更谈不上经济效益和社会、生态效益,与原有意愿相差甚远。更有甚者,一些部门及企业借上沼气工程之名套取国家补贴,粗制滥造设备赚钱,严重扰乱了产业市场的发展。
 
相比之下,德国沼气补贴政策全面,不仅对原料有补贴,对产品如发电和管输天然气有补贴,而且对采用新的厌氧发酵技术和净化、纯化技术也有相应补贴。以公平、全面的原则对整个沼气产业进行审视,关注到每个发展节点,并大力推动之。整套法规和政策全面而且是闭合的,国家政府对沼气的补贴资金最终来源于终端用户,由国家立法,要求用户必须消费一定比例的可再生能源,使政府的法律政策可执行可持续。
由此,我国已经规划在“十三五”期间,重点探索对沼气工程发电上网、热能回收、提纯灌装、沼肥利用等开展补贴,引入清洁发展机制,统筹沼气工程环境治理、能源利用、肥料生产等多重目标,实现沼气产业的可持续发展。
 
三、产业关键技术和装备水平相对较低
 
德国沼气产业关键艺术和装备的领先是其沼气产业快速发展的一个重要因素。德国沼气工程的产气率和设备利用率均较高。例如发酵罐搅拌电机,同等规模的沼气工程德国只需 8KWh,而我国的设计高达 100 KWh,运行能耗差距悬殊。再如换热设备,德国瑞士厂家能将 18℃的余热回收到 16℃,只有 2℃的温差,而我国的设计一般要达到 50℃的温差,设备制造和设计差距悬殊。此外,沼气净化纯化生产天然气工艺,德国可将净化纯化的压缩机余热回收用于发酵罐的加热,而我国目前还难以达到该水平,一般是另设加热源加热。德国的净化纯化技术已经形成水洗、PSA(Pressure Swing Adsorption)和胺洗等三个系列成套技术,而我国才刚刚起步。且由于我国沼气工程规模偏小,即使引进国外的水洗、PSA 和胺洗也会遇到问题,难以达到德国本地的技术指标,需要进一步的引进消化和改进。
 
四、产业链不完善,产品难以商业化
 
德国沼气产业得以迅速发展,除配套法规和政策完善外,关键是挖掘出了适合德国沼气发展的产业链,再配以完善的激励补贴和雄厚的制造设计实力,如虎添翼。德国成功的产业链主要包括三个方面。
(1)大量的原料,德国可获得大量的青贮及畜禽粪便。2010 年青贮玉米的种植面积高达德国可耕地面积的 5%。
 
(2)完整的产品链,德国沼气工程生产的沼气可无障碍发电优先上网,也可净化纯化后进入当地天然气管网,沼渣沼液在一定区域内也可完全无成本或低成本消纳。
 
(3)可行的商业模式,德国沼气产业的投资商包括三部分:一是沼气生产商,一般是持有大面积土地的农民和农场主,由他们种植青贮玉米和建造沼气工程,同时消纳沼渣沼液;二是当地管网运营商,沼气发电或净化纯化生产的天然气销售给当地管网运营商,由运营商输往各个消费地;三是能源供应商,根据国家法规的规定,将这部分可再生能源配额销售给广大的消费者,并收取相应的高额回报。这一高效的投资经营模式可使沼气工程的投资在 5~7 年内回收,具有较高的投资效益,因而吸引了大量的投资进入该产业,使之得以迅速的发展。
 
相比之下,我国一方面由于沼气发酵原料分散,在收集过程中需要一定的运输工具和交通条件,以致成本较高,但在制定规划时却往往只考虑原料本身的数量问题,并未对基础设施问题进行充分考虑,以致原料收集困难,最终导致建成的沼气工程常常由于原料不足而处于闲置状态。特别是以规模化畜禽养殖场为依托的沼气工程,受上游养殖业的影响更大,一旦养殖场亏损倒闭,则沼气工程的投资回报也将全部落空。
 
另一方面,沼气发电产热,电难以入网,产出的热水和蒸汽因我国国民生活水平所限而难以找到市场。本地建网供气,也因标准低,与天然气管网不匹配,投资大、气源小和不稳定而难以形成气候,除沼气工程及所在企业自用外难以找到有价值的商业渠道。大量的沼渣沼液也因市场需求量过低而难以消纳,造成资源浪费,甚至二次污染。
真是运行一天陪一天的钱,不运行又可惜,使得本来能够促进三农快速发展的沼气产业,陷入了尴尬、不盈利的局面,不仅造成了资金的巨大浪费,也让整个产业的发展前景灰暗。但这也都与我国沼气规模小、原料分散且品味差、能耗高、运营成本高等因素密切相关。

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