导语：中国的沼气工程发展为什么就不能像德国一样，由被动变主动？
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访中国农业部沼气科学探讨所沼气工程探讨设计中心主任邓良伟
目前，全国各地都在大力发展大中型沼气工程建设，并且进一步提高设计、工艺和自动控制技术水平。预计到2017年，处理工业有机废水的大中型沼气工程达到2500座，形成年生产沼气能力40亿立方米，相当于343万吨标准煤，年处理工业有机废水37500万立方米。沼气在农业当中的运用，只是其用途之一。
利用沼气发电的技术也正受到越来越多投资者的关注。
国家发改委能源所有关负责人指出，我国的沼气工程发展远远不及德国，因为中国的沼气利用是出于环保压力，德国的沼气利用的驱动力则来自于政府的支持以及经济激励政策。
“中国的沼气工程发展为什么就不能像德国一样，德语毕业论文，由被动变主动？”农业部沼气科学探讨所沼气工程探讨设计中心主任邓良伟对记者说。
中国沼气网上发电赢利“难上难”
《快企业》：与德国相比，中国在发展沼气方面存在哪些差距？
邓良伟：中国和德国是世界上农业废弃物处理沼气工程发展最快的两个国家，在沼气工程政策、技术以及运行管理等方面各自积累了许多经验，值得相互借鉴。我在对两国沼气工程进行大量实地考察和查阅文献的基础上，对我国农业废弃物处理沼气工程的差距以及改进的方法，提出了一些建议，主要包括以下内容：政策法规、技术进展（包括发酵原料、发酵工艺、沼气净化、沼渣沼液利用以及沼气发电）。
《快企业》：中国在沼气工程发展方面制定了哪些政策，取得了哪些进展？
邓良伟：2000年，中国农业部组织编制了《大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划》，规划期（2001～2017年）建设300个示范工程，希望通过能源环境示范工程建设项目的实施，基本解决重点区域畜禽养殖场对周围环境的污染问题，明显改善项目实施区农业生产和人民生活的环境质量。这期间，每年国家投入大约6000万元用于畜禽养殖场大中型沼气工程的建设，每个沼气工程补助80~150万元。农业部制订了《2017～2017年全国农村沼气建设规划》，在建设农村沼气的同时，重点在东部沿海城市和部分大中城市郊区“菜篮子”养殖基地支持建设各类沼气工程，计划在2017至2017年新建5000处。
中国国家环境保护总局于2001年发布了《畜禽养殖污染防治管理办法》以及《畜禽养殖业污染物排放标准》，促进了养殖场污染的防治，同时也带动了畜禽养殖场大中型沼气工程的建设。从2003年起，由国家环境保护局组织、监督和管理，国家每年投入资金1000万元，用于补助畜禽养殖场污染防治示范工程的建设，每个养殖场大约补助40～80万元。2017年10月国家环境保护局发布了《国家农村小康环保行动计划》，到2017年，完成500个规模化畜禽养殖污染防治示范工程建设，其中东、中、西部分别完成200个、180个、120个示范工程建设。厌氧消化技术作为畜禽养殖污染防治的重要手段，在畜禽养殖污染防治示范工程建设的过程中，沼气工程的建设必将得到相应的发展。
《快企业》：在发展沼气方面，中德两国有何经验及区别？
邓良伟：德国于1990年颁布并实施了《电力并网法》，德语毕业论文，特别是鼓励沼气发电上网的《可再生能源优先法》（2000年）的出台，为广大农场主建设沼气工程并通过发电上网增加收入创造了极好的法学环境。
2004年，德国国会对《可再生能源优先法》进行了修订，使小型农场沼气发电上网更具吸引力。除了上网电价优惠外，装机容量低于70千瓦的沼气工程还可获得15000欧元的补助金以及低息贷款。从新颁布的法学、法规来看，德国政府更加支持小型的和以农场为基础的沼气发电工程。在这样的政策激励机制下，许多农场主纷纷建造沼气工程，“发电赢利”成了德国发展沼气工程的主要动力。
中国于2017年2月28日通过了《中华人民共和国可再生能源法》，2017年1月1日实施。一系列配套法规也陆续出台，如：《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》、《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》》。这些法规的出台，对沼气发电工程有一定的刺激影响――2017年，相继开工了日产沼气10000立方米的蒙牛澳亚示范牧场牛粪处理沼气发电工程，以及日产沼气20000立方米的北京德清源农业科技股份有限企业鸡粪处理沼气发电工程。目前蒙牛澳亚示范牧场牛粪处理沼气发电工程已经发电并网。由于国家尚未制订强制性的可再生能源发电收购法案，上网的技术障碍以及高昂费用，限制了沼气发电工程上网，特别是中小型的沼气发电工程，目前上网仍然困难。因此，多数中小型养殖场及投资商还处理观望状态。
作为促进可再生能源发展的关键内容，德国对上网电价作了详细的规定，不仅鼓励可再生能源发电上网，而且特别鼓励农场废弃物处理沼气工程发电上网，尤其是中小型沼气工程，对热电联产，新技术也有额外补贴。
中国对可再生能源发电上网电价只有一个笼统的规定，对沼气上网发电，特别是农场废弃物处理沼气工程的上网发电没有额外补贴。就目前规定的上网电价而言，沼气工程要想通过发电上网赢利还很困难，因此，对养殖场业主投资建设沼气工程还没有足够的吸引力。
建设量大而利用率低
《快企业》：目前我国沼气工程建设近况如何？
邓良伟：2000年以前，中国每年新建的沼气工程数量都在200处以下，特别是2003年以后，中国农业废弃物处理沼气工程建设速度加快，2017年新增沼气工程数量达到1000处以上。主要是因为农业部的生态富民家园计划，农村小型公益设施建设、农村沼气建设国债项目、大中型畜禽养殖场能源环境工程建设以及国家环保局的禽养殖场污染防治示范工程建设等项目均在这几年实施。
德国的可再生能源激励系统刺激了沼气工程的快速发展，沼气工程的数量从1996年的370座增加到了2017年的2700座，总装机容量达650兆瓦。特别是新的《可再生能源优先法》（2017年）实施后，2017年新建沼气工程数量几乎是前几年的3倍。
根据德国沼气协会预测：到2020年，德国沼气发电的总装机将达到9500兆瓦。截至2017年底，德国在沼气工程建设方面大约投资了6.50亿欧元，产生了8000个工作岗位。目前，德国大约有400家企业从事农业废弃物处理沼气工程的规划、设计、建造与服务。
在本国市场快速发展的基础上，德国沼气工业的出口份额也持续增长，2004年达到2700万欧元, 占行业总产值的大约10%，在不久的将来，预计将达到30%。
尽管中国农业废弃物处理沼气工程的数量一直比德国多，但其规模及产生的效益远远不如德国。中国的沼气工程，每处平均池容只有283 立方米，基本上是一些中小型沼气工程，池容在100 立方米以下的小型沼气工程大约占66%；池容在100 ~1000 立方米之间的中型沼气工程大约占25%；池容在1000 立方米以上的大型沼气工程仅占9%左右。而德国沼气工程的平均池容大约1000立方米。中国沼气工程平均每处日产气量只有177立方米，而德国则达1322立方米。中国沼气工程沼气年产量只有德国的17.6%，沼气发电装机容量只有德国的1%，沼气发电量只有德国的0.16%。
《快企业》：在日常运行方面，两国有何区别？
邓良伟：由于受法学和经济利益的作用，德国沼气工程产生的沼气基本上用于发电，大约占总产气量的98.5%。分散供热（如烧锅炉）主要用于小型工程，而且这些工程都是《可再生能源法》（2000年）颁布之前建造的。由于没有沼气并入燃气网的法学规定，德国沼气并网基本上被忽视。随着2017 年7月《能源经济法》的修订，这一情形发生了改变，《能源经济法》明确将沼气定义为燃气，为沼气并网奠定了法学基础。另一个刺激因素是石油和天然气价格的波动，沼气替代天然气变得更有吸引力。曾经有专家评估，德国沼气可以替代实际天然气消耗的10%。但是，沼气生产成本大约是进口天然气的3倍，因此，尽管《能源经济法》鼓励沼气并网，沼气发电似乎仍然是唯一合理的选择。在德国，沼气也用作汽车燃料。
最近几年，沼气作为燃料电池的试验已经在整个欧洲进行。用沼气作熔碳燃料电池的试验已在德国展开。
我国农场沼气工程产生的沼气仅有少量用于发电，约占2.53%，大量用于生活燃气，集中供气大约占总产气量的1%左右，其余基本上用于养殖场食堂炊事燃料。就一个养殖场的职工而言，炊事需要的沼气很少。例如，一个万头猪场的职工只有50人左右，每天炊事所需的沼气大约30立方米，而即使是1万头的猪场，其沼气工程的沼气产量也大约200立方米/天，如果粪尿全部进入沼气池，沼气产量大约是500立方米/天，因此，大约有90%的沼气没有被有效利用。
而沼气用作汽车燃料，以及沼气燃料电池，在中国还没有开始尝试。
技术与设备的比拼
《快企业》：发电是沼气工程的用途之一，和德国相比，我们的差距在哪里？
邓良伟:除了上网电价等因素以外，中德沼气发电的差距主要来自于工程技术。德国98%的沼气工程采用热电联产（CHP）。
200千瓦以下的机组主要是双燃料机组，需要8～15%的柴油机燃料用于气体点火，发电效率为33%～37%。这种发动机的特点是可调节柴油/沼气燃料比，当沼气不足甚至停气时，发动机仍能正常工作。双燃料机组可以在甲烷含量比较低的情况下使用，如能源作物的发酵。缺点在于系统复杂，所以大型沼气发电工程往往不采用这种发动机，而多采用点燃式纯沼气发动机。
200千瓦以上纯燃气机组采用火花点火，发电效率为34~37%，使用寿命比双燃料机组长，但造价稍高。其特点是结构简单，操作方便，而且无需辅助燃料，适合在大、中型沼气工程条件下工作，这种发动机已成为沼气发电工程实施中的主流机组。因为德国政府在2004 年对《可再生能源法》的修订条款中明确规定：2017年1月1日以后所建的沼气发电工程若使用化石燃油将不能享受有关的优惠政策。
我国开展沼气发电的探讨始于80年代初，先后有一些科研机构进行过沼气发动机的改装和提高热效率方面的探讨工作。早期对“沼气―柴油”双燃料发动机的探讨开发工作较多。近年来，主要集中在纯燃气机组的探讨与开发，有作用的公司主要有“济柴”、“胜动”、“潍柴”以及“红岩”等发电设备制造商。中国沼气发电机组已有10~700千瓦系列产品问世，其中以40千瓦、80千瓦、200千瓦和500千瓦机组居多，而且也比较成熟。
通过近年的探讨开发，新的沼气发电机组在性能和质量方面已缩小了与德国先进机组的差距，特别是大功率机组的各项性能已经接近德国先进机组的技术指标。单机容量在200~600千瓦的纯燃气发电机组，其发电效率可以达到27~30%，气耗率0.57~0.7千瓦/立方米，比德国同类型的沼气发电机组的发电效率低近7个百分点。此外，我国多数沼气工程尚未建立发电余热回收系统，其余热回收效率最高也只有35%左右，比德国机组至少低5个百分点。另一个问题是，我国沼气发电与余热利用需要设计、施工单位自行配套组装，热电联产(CHP) 配套性比较差。
《快企业》：除了工程技术的差距，是否还有其他因素？
邓良伟：总的来看，经过十几年的实践和发展，德国农业废弃物处理沼气工程的工艺水平和技术装备已经趋于成熟，相关的发电设备、机械搅拌装置、自动控制系统、余热利用技术等已进入专业化设计和制造阶段，工程技术和设备质量得到了有效的控制，沼气发电的工程设计和技术服务等专业服务组织也相当完善。
尽管我国农业废弃物厌氧消化产沼气的实验室探讨能达到德国的技术指标，但是，实际工程运用差距仍然较大。我国沼气工程技术及相关设备没有形成专业化设计和制造，沼气工程系统中各个环节的质量无法得到有效的控制，工程设计和技术服务等专业服务组织也很不健全，导致工程整体水平较低，循环经济效益不能充分显现出来。
发展沼气需要四步走
《快企业》：关于我国的沼气发展，您有何建议？
邓良伟：这需要从政策、法学、技术、资金投入等方面继续努力。关键是通过法学、政策的鼓励，提高可再生能源价格，建立起沼气工程自身赢利模式，吸引更多投资商进入沼气工程领域，扩大沼气工程市场，带动相关产业的发展与技术进步，最终提升沼气工程整体技术水平和经济效益。
如果国家给予在税收、贷款方面的优惠政策、投资补贴和产业保护方法以及电力部门在沼气电力并网方面给予支持和帮助，制定优惠的上网电价，将大大改善沼气发电的经济性和市场前景，对其进入市场具有积极影响。
除此之外，还需要采取一些方法和行动。
第一，制定发展规划。对我国沼气利用近况和市场前景进行成分调查，描述沼气发电能源利用市场，确定本项目建设发展领域，并评价发展沼气发电商品化和市场化的社会经济因素，略论沼气发电的技术开发和市场潜力，制定相关工艺开发利用的规划，明确开发目标。
第二，加强技术保障体系的建设。引进吸收国外先进技术和经验，加强技术支持和保障体系的建设、扶持和培养，制定国家级的沼气发电工程技术规范和标准，逐步建立和完善可持续的、市场化的推广沼气发电综合性服务网络。
第三，引入竞争机制，创新投资体系。针对目前我国沼气发电技术发展资金匮乏的近况，认真总结略论国外现行的资金筹措和运行管理经验，学习国外技术成熟的商业化运营沼气发电工程先进优惠政策以及市场化融资体系建设模式。转变观念，鼓励和动员更多的企业和公司投入到沼气发电技术的竞争行列。
第四，探讨制定国家级的配套政策。进一步加强同环保部门、工业公司、科研院所和金融机构的合作与协调，探讨制定激励性政策、地方性和全国性相结合的政策。同时应对沼气发电技术的产业化、商业化探讨制定配套政策。
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