“雙碳”背景下對工業化生物質沼氣產業發展的再認識
日期:2022-05-20????來源:生物質能觀察??作者:閆衛疆
習總書記說“沼氣是個好東西”!沼氣產業的重要性毋庸置疑。黨和國家長期重視沼氣產業發展,上世紀末,我國戶用小沼氣取得良好發展,為解決當時農村生態保護、肥料缺乏、燃料與照明用能問題發揮重要作用。
然而進入21世紀,農村生產、生活情況發生改變,戶用小沼氣、養殖場沼氣工程在取得更快發展的同時,處境逐漸尷尬。沼氣產業該如何改革,思想認識出現混亂,發展道路更加迷茫。2015年,我國提出沼氣轉型升級,學習歐洲經驗,將發展重點轉向工業化大型項目,著重發展規?;託夂蜕锾烊粴忭椖浚▎蝹€項目日產生物天然氣1萬以上)。近年隨著“雙碳”目標的提出,全社會需要具有負碳排放特性的沼氣產業做出相應貢獻的呼聲越來越高。在新時代、“雙碳”目標背景下,對我國沼氣產業歷史進行總結,尋找到一條適應中國特色的沼氣發展道路,重新統一思想、形成合力,讓沼氣產業實至名歸發揮重要作用,十分必要。
一、我國沼氣產業發展的三個階段
1 起步發展階段
我國沼氣起步于20世紀20~30年代,早在1929年廣東汕頭市即成立了中國第一個沼氣推廣機構。到解放前,沼氣利用遍及全國13個省,但基本上處在零星分散推廣應用狀態。
在1958年那個特殊的年代,我國出現沼氣發展高潮。全國各地大量修建沼氣池,但由于技術不成熟和缺乏管理,能夠使用的數量很少,基本全部廢棄。進入20世紀70年代,農村生活燃料出現嚴重短缺,四川、江蘇、河南等地再次掀起發展沼氣高潮。幾年時間,全國沼氣池總數增加到700多萬戶,但由于急于求成、土法上馬,建成的沼氣池使用年限多為3~5年,大部分在短時間內報廢,引發社會對沼氣的廣泛疑慮。
1979年,國務院成立了全國沼氣建設領導小組,認真總結經驗教訓,統籌全國沼氣工作。1988年組織1700多位沼氣技術工作者,對沼氣關鍵技術進行協作攻關,提出了“因地制宜、堅持質量、建管并重、綜合利用、講求實效、積極穩步發展”的沼氣建設方針,通過引進消化國外厭氧研究新成果,研究總結出了一套農村戶用水壓式沼氣池“圓、小、淺”科學建池技術、發酵工藝及配套設備,同時建立了從國家到省、地(市)、縣的沼氣管理、推廣、科研、質檢及培訓體系,使我國的沼氣建設完成了起步發展階段。
在這一時期,我國農村居民還保持散養牲畜習慣,農村包產到戶,農業生產積極性極大調動。在勞力充裕、化肥緊缺的情勢下,人、畜糞污經堆漚作為有機肥還田是主要利用途徑,為戶用小沼氣發展帶來契機。戶用小沼氣不但以畜禽糞污為主要原料,添加農作物秸稈、生活有機垃圾,生產有機肥補充化肥不足,最主要的作用是為農民提供了方便、廉價的生活燃氣,大量替代薪柴,有效防止水土流失、保護生態環境,其價值遠超堆漚還田。到2002年,全國戶用沼氣池數量超過1千萬戶,養殖場沼氣工程1100多個。
2 快速增長、處境尷尬的階段
由于2000年以前良好發展效果,中國沼氣得到國內外普遍認可,隨即國家農業部提出“生態家園富民計劃”,在全國范圍組織實施示范工程建設,以沼氣為紐帶的各種類型能源生態模式和工程技術得到了政府大力支持。
此階段國家、地方財政狀況較好,通過農村小型公益設施項目、農村基本建設項目,尤其是自2003年開始的農村沼氣建設國債項目,中央對農村沼氣示范推廣給予高度關注,開始每年投入大量專項資金支持,同時部分地方也給予配套資金支持。2003~2005年,中央每年投入10億元;2006~2007年,中央每年投入25億元;2008年為應對國際金融危機,中央4萬億投資擴大內需、保持經濟持續穩定增長,當年中央用于專項支持農村沼氣建設與發展資金總額高達60億元。據不完全統計,2003 ~2012年,我國沼氣行業總投資達910億元,其中中央補貼315億,地方補貼139億,企業、農戶自籌464億。到2013年底,全國戶用沼氣池數量超過3400萬戶;各類沼氣工程超過10萬座。
高投資帶來沼氣產業迅猛增長的同時,也產生了嚴重問題。因為有利可圖,相關服務企業也增長迅速。2008年,僅武漢市從事沼氣工程與技術服務公司從不到10家增長至超過100家。一家青島企業,最高峰時每年承接沼氣工程上百個,戶用沼氣池不計其數,僅用一年時間年收入就從幾百萬元猛增到過億元。沼氣產業內,相關企業、人員主要在跑項目、找補貼投資,只管建不管運,甚至弄虛作假成為風氣。
在此時期,農村生產生活情況也發生變化,壯勞力普遍進城務工,建成的沼氣池無人管理運行;村村通電、液化石油氣逐漸普及,沼氣點燈、做飯功效慢慢削弱;化肥越用越多,有機肥逐步消失;雖戶用沼氣池越建越多,但建成后棄之不用的情況也愈加普遍。養殖場、小區污廢沼氣工程也存在同樣情況,只為拿補貼、應付環保檢查,是否能運行無人關注,大多成為擺設。
中國沼氣大發展,只管建設不重運行,浪費資源的同時,充斥著弄虛作假的騙補行為,嚴重敗壞風氣。到2013年,“小、散、亂”的發展方式已經無以為繼,走到絕境。
3 2015年迄今轉型升級階段
國家汲取“十一五”、“十二五”期間沼氣產業經驗教訓,從2014年起,學習歐洲集約化、工業化發展經驗,逐步轉向支持大型、工業化、規?;託忭椖?。2014年6月,國家農業部、財政部在全國九個省市選擇10個試點項目作為畜禽糞污等農業農村廢棄物綜合利用試點項目,每個項目中央預算內補助資金2000萬元。
2015~2017年,國家持續大力推進實施國家生物天然氣試點項目政策。三年時間國家總計使用26億元財政資金,支持了64個規?;锾烊粴忭椖?,平均單個項目資金扶持占項目總投資40%,但實際效果并不理想,目前尚在正常運行項目不超過20個。大部分項目建成后長期處于停運狀態,極少數在運項目也無法達到設計產能,達產率普遍30%左右,運行較好的也很難超過50%。
但是,轉型升級工作也取得一定積極效果。一是專業化分工顯現,產業鏈配套逐步成形,在投資運營、技術研發、設備制造、EPC總承包、沼渣與沼液有機肥推廣應用方面培育出了一批骨干企業,過去沼氣“小、散、亂”局面得到扭轉。二是技術工藝水平獲得較大提升,正在形成能夠適應我國原料狀況的技術工藝路線,并取得一定成功具備推廣價值。三是商業模式不斷完善優化,已經有項目可以實現盈利。這些積極變化,為我國沼氣產業發展提供了信心,帶來希望。
二、工業化沼氣產業發展存在的主要問題
我國沼氣產業轉型升級,走工業化、規?;l展道路,在起點低、基礎弱、能力不足的同時,也存在觀念、相應管理跟不上社會發展進步需要的問題。
1 技術工藝不成熟
1.1 核心發酵技術仍處于實踐階段
當前國內工業化沼氣工程核心發酵工藝,均為引進歐洲技術工藝。我國作為農業大國,每年產生約8.6億t秸稈。秸稈是我國大宗固體廢棄物,推進秸稈綜合利用是實現碳達峰和碳中和的重要途徑之一,而厭氧發酵是實現秸稈綜合利用的有效途徑。作為我國沼氣產業主要原料,我國的國情與農業特色決定,秸稈原料只能以干黃秸稈為主,這與歐洲等國家秸稈以青儲為主差異巨大。相較于青儲,干黃秸稈木質纖維素結構更緊密,結晶化程度更高,可溶性碳少,干黃秸稈質輕、疏水性高,厭氧消化困難。以引進的青儲厭氧發酵工藝處理國內干黃秸稈,普遍造成浮渣結殼、發酵困難等一系列原料適應性問題,是造成項目無法實現可靠穩定運行最根本問題。
當前核心厭氧發酵工藝有濕法(發酵濃度< 12%)、半干法(12% ≤發酵濃度< 20%)、干法(發酵濃度≥ 20%)三種,濕法工藝在畜禽糞污應用廣泛,對干黃秸稈原料適應性差,對原料粒徑要求3 cm以下,且含雜含土量要求嚴格。濕法工藝以流場實現勻質攪拌,干黃秸稈難以均質,易出現浮渣結殼現象,且發酵濃度低,固液分離后沼液濃度(5~8%)高,沼液回流非常困難,實際容積產氣率低(0.8~1.2)、投資高、占地面積大、能耗高。
相較于濕法工藝,半干法工藝簡潔、投資少、原料適應性強、自耗能低、容積產氣率高、沼液外排壓力小、厭氧消化較徹底。我國引進的半干法工藝,也存在原料適應問題。如,上料穩定性差,攪拌均質難、物料分層嚴重,進出料系統經常堵塞,現有的進口固液分離機不適用等一系列問題。但半干法工藝對物料要求低(原料5cm左右即可),含土含雜量要求寬泛,適應性強,控制方便,實際運行中容積產氣率可穩定在1.5以上,隨著設備國產化的提升,建設投資下降空間較大。
干法工藝近年引進國內,因為國外技術保密,需全套技術和設備進口,造價高,目前在我國基本處于試驗探索階段。
1.2 原料粉碎及預處理技術不成熟
我國干黃秸稈收儲以落地打包為主,原料含土含雜率高,嚴重時超過30%;受到收集貯存制約,含水率變化在20~75%。市場主流粉碎以小農機為主,裝備水平低,可靠性差,無除土、雜、鐵功能,對原料特性變化及多種類原料基本沒有適應能力,同時需要人工拆包,處理量低(2~3 t/h)。目前我國無專業的秸稈粉碎機廠家及滿足行業需要的成套設備。
秸稈預處理能提高秸稈發酵效率,解決浮渣結殼、發酵困難、分層等問題。常用的預處理方法有物理法,包括破碎、揉絲、蒸汽爆破、輻射等;化學法,包括酸處理、堿處理、濕法氧化等;生物法,包括黃儲、真菌處理、酶處理等。目前我國尚未形成可以適應國內不同類型原料的成熟可靠的秸稈預處理技術工藝。
不同的核心發酵與預處理技術工藝,在我國仍處在工程驗證應用階段。經過這幾年的不懈努力取得一定突破,已經有企業系統掌握能夠有效解決國內原料適應性的技術工藝路線,正在進行示范推廣。
2 工藝、設計、裝備制造服務單位能力不足
目前市場上相關服務單位普遍成長于農村戶用小沼氣時代,缺乏工業化理念和系統性思維。國內無成熟專業的工業化沼氣工程工藝設計單位。關鍵技術、核心裝備均由歐洲國家引進,設備選型生搬硬套,沒有結合中國原料特性再創新。專業設備制造企業主要是小農機制造商,標準化程度低,設備可靠性、穩定性差,自動化程度低,遠未形成裝備制造系列化。此外,工程總承包單位普遍抱有“只管建設不管運營”固有觀念,總包項目建成后很難做到達產穩產。
3 工業化沼氣項目產業鏈長,商業模式不成熟
3.1 原料收儲運體系未建立
目前我國農業農村有機廢棄物收儲運體系仍處于初級階段,缺乏穩定的收儲運組織,原料量、質、價可靠保障較為困難;收儲標準和規范尚未建立,收儲運隊伍缺乏專業性,除基本質量難以保證外,甚至發生原料腐爛或高溫自燃。市場比較混亂,政府未參照城市垃圾收集體系,深度引導建立可持續的農業農村有機廢棄物儲運保障體系。以秸稈為例,原料多屬于一年一季,儲存時間超過8個月;用量大(日產4萬m?沼氣項目,年秸稈用量超過7萬t),尤其是東北區域玉米秸稈,秋冬季收儲秸稈含水率不一,存在大量雪包秸稈,進一步增加了收儲難度。
3.2 沼氣高值化利用途徑缺乏
沼氣直供和供熱需建設獨立管網,沼氣項目多位于鄉鎮、農村地區,且經濟普遍欠發達,價格承受能力差,管網覆蓋程度低,部分項目受特許經營權限制,存在并網難、價格低等問題。國家雖然鼓勵生物質能非電利用,但尚未出臺非電利用具體支持政策,沼氣發電與生物質直燃競爭,補貼拖欠,項目現金流差,能源端產品缺乏可持續盈利能力。沼氣直供和供熱剛剛起步,成熟案例少,市場接受程度低。
3.3 沼渣、沼液高值化應用處于初級階段
沼渣、沼液高值化應用是項目盈虧重要因素,也是項目正常穩定運行的基礎。工業化沼氣項目沼渣、沼液量大(半干法工藝日產4萬方沼氣項目,年產沼渣7.2萬t,沼液1.4萬t;濕法工藝沼液量更大)。沼渣、沼液是生產有機肥、育秧基質、液態有機肥的優質原料,但相關產品生產、市場推廣正在起步階段,用戶認可程度低,大規模推廣應用仍需培育。部分地區環保部門對沼渣、沼液認識不足,采取“一刀切”政策,禁止沼渣、沼液直接還田使用,顛覆了千百年來農業發展常識。
4 秸稈及混合物料沼氣碳減排方法學尚未制定
碳資產收益是工業化沼氣項目社會效益體現,是項目增加收益,增加盈利的根本。目前秸稈沼氣和秸稈混合物料沼氣項目碳減排方法學未制定,需要相關部門、企業、協會組織合作創新研究,明確基準線排放、項目排放計算原則和方法,以及監測數據和方法,并盡早經生態環境部認可后,開展項目備案、年減排量核算、碳市場交易等工作。
5 多部門管理,牽頭部門不明確,政策協調難度較大
國家對發展沼氣非常重視,現階段沼氣產業的特殊性也十分需要政策扶持。但是沼氣產業鏈長,涉及能源、發改、財政、農業農村、生態環境、住建等部門,多頭管理、九龍治水,牽頭部門不明確,多年來一直無法形成合力推動發展。政出多頭,原則性支持意見多,具體可執行落實的措施少,政策引領發展的效果難以彰顯。
三、繼續堅定信心,在“雙碳”背景下,沼氣產業大有可為
1 歐洲先進經驗為我國沼氣產業發展提供參照
歐洲是全球沼氣產業發展先進地區,有超過40年工業化沼氣發展經驗,技術、商業模式成熟。沼氣已經成為歐洲可再生能源的重要組成部分,是歐洲現代化農業循環經濟可持續發展的關鍵支柱和未來化石天然氣的主要替代補充。
歐洲沼氣項目數量多、遍布全國,德國有9600余座,意大利1500余座。歐洲沼氣原料多元化,主要有能源作物、秸稈、畜禽糞便、生活垃圾等;工藝成熟且技術多樣化,擁有濕法、半干法、干法厭氧發酵等多種工藝,產氣效率高、自耗能低、自動化程度高;裝備制造、設計建設、運營管理和產品服務等方面,形成了完整的工業化、規?;a業體系和成熟的商業模式。德國等沼氣產業成熟國家,農民25%的收入來自沼氣。除沼氣發電方興未艾外,近年各國均大力發展沼氣提純制生物天然氣,到2030年主要國家的生物天然氣將占到用氣量的10%。因大規模沼渣、沼液還田,歐洲化肥、農藥的使用量處在全球較低水平,土壤有機質含量保持較高水平。沼氣的負碳排放特性,使之成為歐洲目前碳市場最受歡迎的減排品類,沼氣產業也已成為歐盟2050年實現碳中和目標的重要支撐。
2 發展工業化沼氣產業是實現雙碳目標的主力軍
秸稈厭氧發酵綜合利用,可以將植物在生長過程中吸收的CO2,部分通過沼渣、沼液進入土壤,增加土壤碳庫。相較于風能、太陽能的低碳排放,沼氣產業綜合利用具有典型的負碳排放特性,能夠發揮更顯著的碳減排作用。
根據研究,每利用1萬m?沼氣可減少115 t溫室氣體排放,預計2060年我國沼氣產業可減少溫室氣體排放10億t。我國2030年碳達峰時碳排放量約106億t,到2060年沼氣產業可為碳中和貢獻9.4%的減排量,沼氣產業必將為我國雙碳目標實現發揮關鍵作用。
3 發展工業化沼氣產業是解決面源污染,增加清潔能源供給的有效途徑
農業種植和養殖產生的有機廢棄物,是治理難度最大的面源污染源。2020年中國農作物秸稈產量約8.6億t,糞污38億t。參考歐洲經驗,沼氣產業以處理秸稈為主,輔助處理糞污。農業有機廢棄物通過厭氧發酵處理,既無害化解決面源污染,又生產清潔燃氣,沼渣、沼液生產優質有機肥,促進農業綠色可持續發展。到2060年,如僅僅考慮40%秸稈和養殖糞污通過制沼氣無害化處理,每年可生產沼氣2000億m3,如提純生物天然氣,可達到目前國內常規化石天然氣年開采量的80%,可使未來我國天然氣對外依存度由66.7%下降到41.7%。
4 發展工業化沼氣產業能夠推動農村能源革命,促進美麗鄉村建設
我國農村分布廣闊分散,交通與能源供給相對薄弱,環境治理難度大,廣大農村處在社會供能體系的末端,面臨著能源分散、供能不足、品質差、成本高等諸多老大難問題,很多地區無法脫離秸稈、薪柴、燃煤作為生活能源,效率低且污染環境。
沼氣可因地制宜,宜氣則氣,宜電則電,氣、電、熱綜合開發,實現具備一定儲能和便利調節功能的、穩定的多元化清潔能源供給,在降低綜合用能成本的同時,提高農村供能質量與可靠性。
以秸稈為主,協同處理畜禽糞污、有機垃圾的沼氣項目,可減少面源污染、保護生態環境,有效解決新農村建設人居環境治理難題。沼渣、沼液替代化肥,實現農藥減量,可以建立農業綠色循環產業模式提高農產品質量,增加農民收入,保證食品安全,在推動農村用能結構轉型升級,實現農村能源革命的同時,促進美麗鄉村建設。
5 沼渣、沼液有效保護耕地,保障農業可持續發展
耕地地力決定我國糧食生產能力,是糧食安全的重要保證。長期以來過量使用化肥和農藥,有機質補充少,導致我國地力嚴重透支,土壤板結嚴重。
自上世紀50年代大規模開墾東北黑土地,黑土層平均每年減少0.3~1.0 cm,部分黑土層厚度已減少到0.2~0.3 m。沼氣項目生產的沼渣、沼液是優質有機原料,可改良土壤,提高土壤保水保肥性,增加土壤有益微生物,有效提高肥料利用效率,實現化肥和農藥長期高效減施,推動農業綠色可持續發展和土地保護,對實現國家“藏糧于地”戰略具有不可替代的作用,有利于保障糧食安全、生態安全。
6 黨和國家高度重視,對沼氣轉型升級發展寄予厚望
從建國伊始,黨和國家就非常重視沼氣,進入新時代對沼氣產業的發展期望更有增無減。1974年,習總書記在陜北梁家河當知青插隊時期,就建設了陜西第一口沼氣池,2004年在接受延安市電視臺采訪的時候,習總書記滿懷深情回憶當年建沼氣池時的情景,并說:“我又是村支書,我又是沼氣專家”。2010年5月,習總書記在廣西自治區百色市田陽縣共聯屯察看沼氣使用情況時說:“普及沼氣就意味著青山長在”。2016年12月,習總書記在中央財經領導小組第十四次會議提出,要以沼氣和生物天然氣為主要處理方向。2018年4月,習總書記在十九屆中央財經委員會第一次會議講話中,指出以實施生物天然氣工程,解決農業污染與農村煤改氣氣源問題。
2019年12月,國家十部委聯合出臺《關于促進生物天然氣產業化發展的指導意見》,提出綱領性文件并進行頂層設計。2022年,中央政府相繼下發《加快農村能源轉型發展助力鄉村振興的實施意見》、《國務院關于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見》,提出構建清潔低碳、多能融合的現代農村能源體系,將能源綠色低碳發展作為鄉村振興的重要基礎和動力。
自2015年,為推動沼氣轉型升級,黨中央、國務院、國家各有關部委共出臺30余個促進沼氣產業發展的方案、規劃、意見、通知、計劃等文件,殷切的期望、迫切需要發展的要求,懇切至極。
四、發展策略與建議
1 建議由國務院重新成立“全國沼氣工作領導小組”
目前我國社會經濟發展對沼氣產業轉型升級的迫切要求,與現實效果差距巨大,多種矛盾突出,思想不統一,跨領域、跨行業、跨部門協調難度大,以現有治理條件,如不能采取有效措施,從最為關鍵的政府指導上進行改變,很難在短期內獲得實質改觀。
參考歷史成功經驗,建議參照1979年沼氣發展遇到困境時所采取的果斷措施,由國務院重新成立“全國沼氣工作領導小組”,再次認真總結2015年以來的經驗教訓,統籌全國沼氣轉型升級發展工作,相信會馬上極大振奮發展信心,快速解決面臨問題,立即實現協調發展,真正讓沼氣產業重新順應新時代發展進步的需要。
2 盡早研究出臺沼氣、生物天然氣非電利用后補貼政策
我國本身具有“富煤、貧油、少氣”的資源特點,煤電比例高,總體電力供應充裕,更加鼓勵生物質能非電利用。此前國家長時期對沼氣產業大力度補貼,都是在工程建設階段給予的一次性補貼,這是造成重建設輕運行、只建不運,甚至巧立名目騙取補貼現象最根本原因。為此,國家有關部門自2014年即開始醞釀制定沼氣、生物天然氣非電利用后補貼政策,后因多年來幾乎沒有沼氣項目達產穩產、可靠運行,產業基礎過于薄弱,無法統一思想后補貼政策出臺后的執行效果,逡巡猶豫,導致迄今后補貼政策依然束之高閣。近年,基礎薄弱狀況得到一定改善,雙碳目標增加新驅動力,同時國際能源形勢日趨嚴峻,國家能源安全面臨更大挑戰,后補貼政策出臺更加必要。
建議:國家根據沼氣產業發展規劃,研究出臺為期5~10年、逐年退坡的后補貼政策,以較小的投入、市場化產出成果檢驗的有效手段,刺激、引導社會投資積極參與,推動產業健康快速增長,很快成長度過幼稚期,為大發展時期盡快到來助燃添薪。
3 真正落實體現沼氣環保屬性
我國迄今對農業面源污染所造成的長期危害還不夠重視?!稗r業有機廢棄物也是垃圾,不得未經處理就丟棄”、“誰污染,誰治理”的基本理念仍未建立。思想不統一,環境保護難以深入到農村,沼氣產業貢獻最大的環保屬性并未得到真正體現。各地的秸稈、養殖糞污處理類補貼更多著眼于耕地保護,沒有體現出沼氣產業對面源污染治理所發揮的重要作用。
建議:認真研究、學習參考歐洲通過發展沼氣產業解決農業面源污染的先進經驗,將有關大氣治理、水污染治理、耕地保護、鼓勵有機肥施用等資金統一起來,同時考慮在食品定價時增加面源污染治理成本,多頭并舉,真正落實“誰治理,誰收費”的原則,切實體現出沼氣產業的環保屬性。
4 以沼氣項目為核心,鼓勵發展“農業現代化示范區”、“零碳小鎮”、“建設美麗鄉村并且推動農村能源革命”綜合開發
落實中央文件精神,借助農村能源能源轉型契機,打造農村能源綠色低碳試點,以沼氣項目作為綠色循環的支點,與分布式風電、光伏等新能源相互補充,協同發展,最大限度在廣泛的農業領域挖掘碳減排潛力。
建議:在有條件的地區,因地制宜,積極鼓勵開展相關綜合開發,以適當規模的沼氣項目作為連接、支撐,結合局域網、智慧能源方式,盡可能增加風電、光伏裝機,能夠率先實現碳中和的,建設“零碳小鎮”;突出種養循環的,建設“農業現代化示范區”;解決面源污染、生態環境保護需要迫切的,“建設美麗鄉村并且推動農村能源革命”。
5 減少、限制秸稈直接還田,鼓勵沼渣、沼液就近直接還田利用
為禁絕秸稈焚燒,我國長期鼓勵秸稈高比例直接還田。由于我國耕地基本無法休耕,大量秸稈未經過合理處理直接還田,導致秸稈難以有效降解腐熟,造成土壤理化指標惡化并加劇酸化、抑制作物生長、病蟲害增加等直接危害;南方地區還造成水體富營養化污染;同時大量增加具有極高溫室效應的甲烷氣體排放。
由于我國戶用小沼氣產出沼渣、沼液不能做到徹底腐熟,社會長期普遍存在沼渣、沼液不能直接還田,還需要經過爆氣、陳化處理的認識誤區。但歐洲的經驗表明,合格工業化沼氣項目出產的沼渣、沼液能夠做到徹底腐熟,無需經過任何再處理,即可直接還田使用。歐洲對秸稈、糞污還田要求嚴格,禁止未經過生物或化學措施無害化處理直接還田,秸稈、糞污須經過工業化沼氣項目加工過的沼渣、沼液才允許直接還田,甚至未經固液分離的漿液也可以直接還田。歐洲40余年先進經驗充分證實,這一做法具有長期有效性和安全性。
建議:首先強化我國沼氣生產水平和檢測水平,重點是確保厭氧過程物料保持全混狀態,并且保證物料足夠的停留時間,以工業化的手段保證沼渣、沼液徹底腐熟。其次,學習歐洲經驗,制定相應政策、技術標準,以及暢通的施用模式,徹底消除沼渣、沼液直接還田的各種障礙。最后,不再鼓勵秸稈未經過無害化處理直接還田,繼續禁止未經過無害化處理糞污直接還田,再用5~10年時間,逐步做到能夠禁止秸稈直接還田。
6 引導相關企業做好基礎性關鍵工作
6.1 鼓勵創新、示范,加速適應國情的技術工藝成熟可靠
建議:對已建成運行項目進行摸排,篩選出適應我國原料特性、技術工藝路線成熟的項目,鼓勵其滿產穩產、達到可示范要求;面向全社會組織開展示范活動,進行推廣展示;組織編制相應技術工藝指導文件,提高推廣有效性;優先鼓勵經過成熟應用檢驗的創新成果參加各類評獎活動。以此引導企業重視沼氣項目達產穩產關鍵問題,鼓勵企業開展創新應用推廣,讓企業少走彎路。
6.2 引導、鼓勵企業重視沼氣直供
沼氣除發電、提純作為天然氣利用,最低成本的方式是直接通過專門的低壓管道,輸送至附近居民或者企業用戶燃燒使用。價格以當地天然氣價格按照50~60%甲烷含量折算,具有市場競爭力。
建議:各級政府應當將沼氣直供作為解決農村、有條件工業企業替代天然氣的首要方式,落實“宜氣則氣”方針,制定切實鼓勵政策,支持管網敷設、設施改造、氣價形成,引導用戶及沼氣生產企業最大程度選擇沼氣直供應用方式。在有條件區域,鼓勵沼氣余熱利用,進一步提高熱效率,增加沼氣利用價值。
6.3 盡早發揮出碳減排效益
建議:引導企業、協會組織、研究機構協同合作,盡快完成相關方法學制定、申報和備案工作,盡早正式啟動CCER并將沼氣(生物天然氣——甲烷回收利用)項目碳減排列為優先交易級別。
五、結 論
歐洲經驗表明,沼氣產業可堪大任。中國作為農業大國,沼氣產業健康發展對實現“第二個百年目標”至關重要。工業化沼氣在我國起步晚,基礎薄弱,再加上戶用小沼氣低水平重復對轉型升級產生的滯墜作用,使沼氣產業工業化進程更加困難,造成目前舉步維艱的局面。但同時應當看到,從2015年開始轉型升級,經過不斷嘗試,對工業化沼氣產業發展的關鍵因素、關鍵技術、關鍵路徑認識越來越清晰,思想越來越統一,成功的案例也開始逐步呈現。
現在,能源供給形勢嚴峻與雙碳目標壓力是天時;國內建設美麗鄉村、農村能源革命是地利;對沼氣發展的重新認識、統一思想再次形成合力是人和!相信,我國工業化沼氣產業發展的寒冬即將過去,吐故納新、欣欣向榮的發展春天馬上就會到來。