導語(yu)：本文為(wei)中(zhong)國沼(zhao)(zhao)氣學(xue)(xue)會(hui)理事(shi)長、清華大(da)學(xue)(xue)環境學(xue)(xue)院教授王凱(kai)軍(jun)，在(zai)2023中(zhong)國沼(zhao)(zhao)氣學(xue)(xue)會(hui)學(xue)(xue)術年會(hui)上，以“2023中(zhong)國沼(zhao)(zhao)氣事(shi)業重大(da)轉折的(de)(de)(de)(de)挑(tiao)戰(zhan)”為(wei)題進(jin)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)主旨報告。王凱(kai)軍(jun)教授通過中(zhong)國農村沼(zhao)(zhao)氣的(de)(de)(de)(de)轉型升(sheng)(sheng)級、中(zhong)國沼(zhao)(zhao)氣轉型升(sheng)(sheng)級面臨的(de)(de)(de)(de)挑(tiao)戰(zhan)、農村沼(zhao)(zhao)氣轉型升(sheng)(sheng)級成功案(an)例分(fen)析、中(zhong)國餐廚(chu)/廚(chu)余垃圾的(de)(de)(de)(de)機會(hui)等內容(rong)，對我國農村沼(zhao)(zhao)氣行(xing)(xing)業轉型歷(li)程進(jin)行(xing)(xing)了(le)系統(tong)回顧(gu)并為(wei)沼(zhao)(zhao)氣行(xing)(xing)業未來發展(zhan)提出建議(yi)。

一、中國農村沼氣的(de)轉型升(sheng)級

過(guo)去四十(shi)年，得益于國(guo)(guo)(guo)家(jia)對沼(zhao)(zhao)氣行業的(de)大(da)力支(zhi)持(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)，我國(guo)(guo)(guo)農(nong)村(cun)沼(zhao)(zhao)氣行業取(qu)得了(le)(le)突(tu)出的(de)成(cheng)就，也在“一(yi)(yi)(yi)帶一(yi)(yi)(yi)路”中發(fa)揮了(le)(le)很(hen)大(da)的(de)作(zuo)用(yong)，甚至可以說(shuo)是目前國(guo)(guo)(guo)內(nei)環保行業在國(guo)(guo)(guo)際(ji)(ji)上唯一(yi)(yi)(yi)被國(guo)(guo)(guo)際(ji)(ji)認可的(de)具有自主技術和知(zhi)識產(chan)權的(de)領域。亞洲金融(rong)危機后，我國(guo)(guo)(guo)對各(ge)(ge)行各(ge)(ge)業提(ti)供了(le)(le)大(da)力的(de)政策(ce)支(zhi)持(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)，這對沼(zhao)(zhao)氣行業尤為重要。國(guo)(guo)(guo)家(jia)對農(nong)村(cun)沼(zhao)(zhao)氣持(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)續支(zhi)持(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)了(le)(le)十(shi)年，從每(mei)年十(shi)億到四十(shi)億，期間(jian)還有過(guo)近一(yi)(yi)(yi)百億一(yi)(yi)(yi)年的(de)支(zhi)持(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)，使(shi)得大(da)批大(da)中型(xing)沼(zhao)(zhao)氣項目得到高(gao)速發(fa)展，隨著社會發(fa)展、城市化進程農(nong)村(cun)沼(zhao)(zhao)氣開始面臨(lin)一(yi)(yi)(yi)些問題(ti)。2015年起(qi)，國(guo)(guo)(guo)家(jia)開始推動了(le)(le)沼(zhao)(zhao)氣項目的(de)升(sheng)級(ji)轉型(xing)。

在新時期，習總(zong)書記明確提出了(le)大中型沼(zhao)氣(qi)(qi)的應(ying)用(yong)方向，即以沼(zhao)氣(qi)(qi)和生物天然氣(qi)(qi)為主要處(chu)理方向，以就(jiu)地(di)、就(jiu)近用(yong)于農(nong)村(cun)能源(yuan)和農(nong)用(yong)有(you)機肥(fei)為主要使用(yong)方向。從下圖(tu)2030-2060年(nian)沼(zhao)氣(qi)(qi)生產(chan)潛(qian)力(li)的兩個預測數據可(ke)見，沼(zhao)氣(qi)(qi)約有(you)1700億(yi)m3至3700億(yi)m3的生產(chan)潛(qian)力(li)。而(er)現有(you)生產(chan)能力(li)僅(jin)約400億(yi)m3，只發揮了(le)1/10的潛(qian)力(li)。所以說，沼(zhao)氣(qi)(qi)行(xing)業的工程(cheng)的大型化才剛(gang)剛(gang)起(qi)步。

在(zai)國家(jia)政(zheng)策的(de)引導下，很多有(you)實力的(de)國企也參與到(dao)了沼氣行業的(de)轉(zhuan)型升級(ji)進程中(zhong)，并在(zai)64個項目中(zhong)承(cheng)擔起不同(tong)的(de)功能。同(tong)時，一系列設備公司和民(min)營(ying)企業也開始逐(zhu)漸發(fa)展(zhan)起來。

二(er)、中國沼(zhao)氣轉(zhuan)型升級面(mian)臨的挑戰

在沼氣行業(ye)轉型(xing)升級起步階段，我國所面臨的(de)(de)首要(yao)(yao)問題(ti)是(shi)分散性原料(liao)與大型(xing)化技(ji)術(shu)之間的(de)(de)矛盾。無論是(shi)收儲運、生(sheng)產處理，還(huan)是(shi)產品銷(xiao)售上的(de)(de)模式，都(dou)不(bu)支持規模化生(sheng)產。同(tong)時還(huan)有來(lai)自(zi)技(ji)術(shu)替代(dai)性的(de)(de)挑戰。厭氧技(ji)術(shu)除了(le)自(zi)身(shen)干式、濕式的(de)(de)區分外(wai)，還(huan)要(yao)(yao)和好(hao)氧等其(qi)他(ta)技(ji)術(shu)競爭(zheng)。甲(jia)烷(wan)化與VFA平臺(tai)也(ye)存(cun)在競爭(zheng)。在管理方面，發改委、財政(zheng)部(bu)、工信(xin)部(bu)、農業(ye)部(bu)、住建部(bu)、環保(bao)部(bu)等各部(bu)門間的(de)(de)政(zheng)策也(ye)有待進一步加強協調、聯動統籌。

除此之外，不少企業對技(ji)術的(de)(de)復雜性認識不足，這是(shi)當(dang)下(xia)行業亟需疏通的(de)(de)瓶頸。以餐廚(chu)垃圾處理(li)為例，要經過破碎(sui)分(fen)選和(he)固(gu)液分(fen)離，再經高(gao)溫蒸煮、三(san)相分(fen)離完成(cheng)油的(de)(de)提取，再經過厭氧發酵進(jin)行生物處理(li)。厭氧發酵后，沼(zhao)渣沼(zhao)液的(de)(de)處理(li)一直是(shi)個(ge)棘手的(de)(de)難(nan)題(ti)。

沼(zhao)氣處理(li)技(ji)術(shu)(shu)(shu)向(xiang)多學科延伸將是(shi)趨勢。比如：餐廚垃圾的(de)(de)處理(li)工藝現在(zai)采(cai)用的(de)(de)是(shi)生(sheng)物提純，下一步將是(shi)裂解和甲醇(chun)化(hua)，產出油脂(zhi)進行精(jing)煉制成(cheng)生(sheng)物柴(chai)油則屬于(yu)化(hua)工技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)范疇。在(zai)這種情(qing)況下，一些企業的(de)(de)貿然進入或許在(zai)某個(ge)技(ji)術(shu)(shu)(shu)上可獲得成(cheng)功，但因為無(wu)法解決(jue)系統性的(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)問題會導致項目(mu)很(hen)難推動。這也是(shi)為什么在(zai)中(zhong)央(yang)財政(zheng)支持的(de)(de)64個(ge)大中(zhong)型沼(zhao)氣項目(mu)中(zhong)，初期只有(you)1/3左右在(zai)運行。

三、農村沼氣轉型升級成功案例(li)分析(xi)

2023年(nian)(nian)是(shi)沼(zhao)氣(qi)(qi)行(xing)業轉型升級的(de)關(guan)鍵年(nian)(nian)。這是(shi)在(zai)今年(nian)(nian)中國沼(zhao)氣(qi)(qi)學(xue)會組織專(zhuan)家在(zai)各地密集調研后作出(chu)(chu)的(de)判斷，從一定意義上也體(ti)現出(chu)(chu)沼(zhao)氣(qi)(qi)行(xing)業正(zheng)在(zai)從前期的(de)探索(suo)階段(duan)逐(zhu)漸走(zou)向成熟階段(duan)。

■ 江(jiang)西：正合公司“N2N”南(nan)方區(qu)域生(sheng)態循(xun)環(huan)農業(ye)園模(mo)式(shi)

江西正合公司(si)運(yun)用“農(nong)業(ye)環(huan)保(bao)用農(nong)業(ye)的方(fang)式(shi)做”，“農(nong)村能(neng)源(yuan)用循(xun)(xun)環(huan)的理(li)念(nian)做”的模式(shi)，提(ti)出以農(nong)業(ye)廢棄物處理(li)和有(you)機肥生產兩個(ge)中心為核心的南方(fang)區域生態循(xun)(xun)環(huan)農(nong)業(ye)園模式(shi)。在(zai)收集階段，讓專(zhuan)業(ye)的人做專(zhuan)業(ye)的事(shi)；在(zai)生產階段，保(bao)障原料穩(wen)定(ding)、運(yun)行穩(wen)定(ding)和沼液質量(liang)穩(wen)定(ding)，并建立了失(shi)穩(wen)預警和應急機制，確保(bao)能(neng)在(zai)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態下進(jin)行噸料產電(dian)率考核，進(jin)而提(ti)高(gao)經(jing)濟效益。

數據顯示，項(xiang)目的(de)主要收(shou)(shou)益來(lai)(lai)源不是(shi)發電(dian)，而是(shi)充分利用了農業(ye)部近年推行的(de)高標準農田建設政策(ce)，用有(you)機肥和(he)沼(zhao)液來(lai)(lai)進行創(chuang)收(shou)(shou)。此外，在病死豬(zhu)和(he)礦山修復上(shang)也有(you)一些收(shou)(shou)益，形成了生(sheng)態(tai)循(xun)環的(de)綜(zong)合模式。

■ 安徽：阜南“站田式”區域整體解決模式

阜南模式的(de)關鍵是把(ba)養殖業、種(zhong)植(zhi)業以及用氣(qi)(qi)在縣域(yu)范圍(wei)內(nei)進行(xing)網(wang)格式規(gui)劃，建(jian)(jian)設(she)了(le)六(liu)個氣(qi)(qi)站(zhan)，每(mei)個站(zhan)都建(jian)(jian)了(le)上萬(wan)方的(de)沼氣(qi)(qi)池(chi)。截至(zhi)目前，阜南縣縣城居民(min)的(de)生物(wu)燃氣(qi)(qi)完全由沼氣(qi)(qi)項目供給(gei)，甚至(zhi)產能還有(you)富余，不僅解決(jue)了(le)種(zhong)養和原料問題，同時還解決(jue)了(le)集中(zhong)規(gui)劃和終端(duan)用戶問題。

■ 山(shan)東：肥城縣(xian)域環境基(ji)礎設施(shi)三級(ji)網(wang)絡模式(shi)

肥城項目最初(chu)源(yuan)于與(yu)中持股份(fen)在山東(dong)開(kai)展的(de)(de)區域有機廢棄物(wu)協同處置實踐。解決畜(chu)禽(qin)污染問題要從三個環(huan)(huan)節入手：一是收(shou)儲運，二是資源(yuan)化生產，三是產品(pin)銷售(shou)。基(ji)于這種思考(kao)，構建起(qi)縣域環(huan)(huan)境基(ji)礎設施的(de)(de)“三級網絡”模式。

三級網絡中的(de)主(zhu)(zhu)體(ti)各不(bu)相同。在(zai)收儲運環節(jie)，政府作為主(zhu)(zhu)體(ti)通過(guo)政策(ce)引(yin)導(dao)，將區域內的(de)有機(ji)廢(fei)棄物統(tong)一收集(ji)；在(zai)生產環節(jie)，主(zhu)(zhu)導(dao)方則是(shi)企業和各資本方的(de)投(tou)入；在(zai)銷售利(li)用環節(jie)，關鍵在(zai)于政府引(yin)導(dao)、市(shi)場化運作，對(dui)沼氣、沼液和沼渣的(de)利(li)用進(jin)行(xing)系統(tong)設計和實施。

三級(ji)網絡模(mo)式的解(jie)決思路為：通過將(jiang)多源物料的處(chu)理設施(shi)規(gui)劃建設為縣(xian)域級(ji)的環(huan)境基礎設施(shi)，將(jiang)各種有機廢棄物比如畜禽糞便、小(xiao)(xiao)型(xing)餐(can)廚、秸(jie)稈等進行(xing)協同處(chu)理，實現不(bu)同生產情況的高(gao)效(xiao)適配(pei)。從技(ji)術和實施(shi)層面，均適合中小(xiao)(xiao)型(xing)環(huan)保企業的運作。

目(mu)前，已(yi)在(zai)肥(fei)(fei)城(cheng)和灌云(yun)完成了(le)三級(ji)網絡模式工程示(shi)范，并在(zai)此基礎上有所創新。如肥(fei)(fei)城(cheng)項(xiang)目(mu)采用(yong)了(le)干式厭氧(yang)發酵技術解決了(le)沼(zhao)渣沼(zhao)液的處(chu)理(li)問題，并借助網絡化管控(kong)手(shou)段提高(gao)運行效率和效益(yi)。

四、中(zhong)國餐廚/廚余垃圾處置領域的機會

綜上所述，沼(zhao)(zhao)氣(qi)行業仍(reng)處(chu)于起步(bu)階段，需要(yao)大型企業和(he)資本來(lai)進一步(bu)推動發展。目前，農村秸稈(gan)和(he)畜(chu)禽糞便(bian)的(de)處(chu)置已有出路(lu)，期望北方地區(qu)能從政策上進一步(bu)解決沼(zhao)(zhao)氣(qi)的(de)利(li)用問題。

在城市(shi)餐廚(chu)垃(la)圾(ji)方(fang)面，發改委上馬了150個(ge)試點項(xiang)目(mu)。隨著垃(la)圾(ji)分類的(de)推廣，可(ke)以(yi)說(shuo)已(yi)打通(tong)“任督(du)二脈”。同時，由(you)于項(xiang)目(mu)是以(yi)效益為(wei)導向進行技術(shu)(shu)集成(cheng)，在實(shi)施(shi)(shi)的(de)過程(cheng)(cheng)中也面臨一(yi)些問題(ti)。由(you)下圖可(ke)見，如(ru)何(he)減少(shao)投(tou)入增(zeng)加產出(chu)是一(yi)個(ge)十分復雜(za)的(de)流(liu)程(cheng)(cheng)，需充分認識“餐廚(chu)垃(la)圾(ji)短程(cheng)(cheng)發酵”的(de)優勢，在技術(shu)(shu)上追求簡(jian)單化。通(tong)過縮短中間弱支出(chu)項(xiang)目(mu)的(de)流(liu)程(cheng)(cheng)、優化厭(yan)氧等(deng)強支出(chu)項(xiang)目(mu)，實(shi)現工藝(yi)路線的(de)短流(liu)程(cheng)(cheng)運作，不(bu)僅能降低技術(shu)(shu)的(de)實(shi)施(shi)(shi)難度，大(da)幅節省(sheng)投(tou)資成(cheng)本(ben)，還能實(shi)現運營收入的(de)顯著提升。

基于此(ci)，我們將一個處理(li)規(gui)模為(wei)200噸的(de)同類項目的(de)技術指標(biao)進(jin)行了初步測算。短流程運作后，該項目投資(zi)額(e)降(jiang)低了50%，運營(ying)(ying)收入增加了20%，運營(ying)(ying)付現成本(ben)降(jiang)低了40%，運營(ying)(ying)凈現金(jin)流提升了50%。

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