1.前言

能源是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，環(huán)境是人類賴以生存的基礎(chǔ)保障。然而，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不可再生能源日益枯竭，環(huán)境污染也變得越來越嚴(yán)重。開發(fā)并生產(chǎn)各種可再生能源，替代煤炭、石油和天然氣等化石燃料是世界今后解決能源緊缺的一種有效途徑，尤其是發(fā)達(dá)國家都在致力于開發(fā)高效、無污染的生物質(zhì)能利用技術(shù)，保護(hù)本國的礦物能源資源，為實現(xiàn)本國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

沼氣開發(fā)利用已有幾十年的歷史，生產(chǎn)沼氣既治理了污染，又獲得了能源和高效的有機(jī)肥，一舉多得[1-2]。沼氣發(fā)電技術(shù)在沼氣工程中的引入，不但提升了沼氣工程整體技術(shù)水平，而且可以通過出售電能獲得較高的資金回報。在各國政府都非常重視利用可再生能源替代常規(guī)能源技術(shù)的背景下，開發(fā)沼氣發(fā)電迎來了全社會廣泛關(guān)注和參與的時期。沼氣發(fā)電歸類于綠色能源，國家出于環(huán)境保護(hù)及開發(fā)可再生能源的目的，對于污染治理和綠色電力能源技術(shù)的研究和整合越來越備受關(guān)注。目前，沼氣發(fā)電在國外已得到相當(dāng)?shù)耐茝V與普及，在中國社會經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的大環(huán)境下，沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)及其技術(shù)創(chuàng)新日益引起政府及業(yè)界的重視。

2. 沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要障礙

80年代是我國沼氣發(fā)電研究的起始階段，也是較為活躍的時期[3]。但近十年的發(fā)展比較緩慢。主要存在以下障礙：

2.1技術(shù)障礙

我國沼氣發(fā)動機(jī)的開發(fā)研究主要集中在內(nèi)燃機(jī)系列上，一般只是對柴油機(jī)和汽油機(jī)進(jìn)行較淺層次的改裝，對發(fā)動機(jī)的熱工性能研究不深，由于產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，在運行使用中出現(xiàn)諸多問題，給用戶帶來不便，從而影響其發(fā)展進(jìn)程。導(dǎo)致這種情況的根本原因是沒有對沼氣發(fā)動機(jī)進(jìn)行深入的研究，技術(shù)不過關(guān)，缺乏足夠的生產(chǎn)實踐。致使發(fā)動機(jī)在運行中產(chǎn)生熱負(fù)荷高、可靠性差、起動困難。

沼氣發(fā)電轉(zhuǎn)換效率與國外比有一定差距由于加工制造工藝和材質(zhì)等方面的差異，國產(chǎn)的沼氣發(fā)電機(jī)組的整體轉(zhuǎn)換效率較低[4-5]。對于單機(jī)容量在0.2-0.6MW 的發(fā)電機(jī)組，其發(fā)電效率可以達(dá)到27%-30%，氣耗率0.57-0.70 kWh（沼氣熱值約為21MJ/ m3），但這仍比發(fā)達(dá)國家同類型的沼氣發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率低近5-6個百分點[6]。另外我國研制的全燒沼氣發(fā)動機(jī)的排氣溫度過高，氣閥易燒壞，使氣缸蓋等成為易損件等諸多技術(shù)問題。

2.2技術(shù)保障體系有待進(jìn)一步建立健全

農(nóng)業(yè)部曾經(jīng)組織有關(guān)單位和專家編制并審定了《沼氣發(fā)電機(jī)組》的農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（尚沒有正式頒布實施），并擬安排 《沼氣發(fā)電工程技術(shù)規(guī)范》的編制，但是對于沼氣發(fā)電工程的設(shè)計、建造及運行管理，目前還缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；在沼氣發(fā)電工程的設(shè)計、建造和運行管理的資質(zhì)認(rèn)定或認(rèn)證管理方面還存在著諸多空白或者部門交叉管理的問題。這些問題如果不能在短時間內(nèi)得到有效的解決，將會使沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展受到制約。

2.3沼氣發(fā)電還沒有被燃?xì)饧半娋W(wǎng)企業(yè)認(rèn)可

目前，由于受到原料來源和能源輸送半徑的影響，沼氣工程具有規(guī)模小和較為分散的特點。根據(jù)對食品、輕工行業(yè)以及集約化養(yǎng)殖場所建設(shè)的沼氣工程調(diào)查情況分析，絕大部分沼氣工程的年產(chǎn)沼氣平均在十幾萬m3到幾十萬m3之間。所建的沼氣發(fā)電站裝機(jī)也就是幾十KW到幾百KW。電網(wǎng)公司認(rèn)為小規(guī)模有限的電力上網(wǎng)，會給電力公司帶來一系列的運行、安全和負(fù)荷匹配等管理問題。此外，現(xiàn)在包括沼氣在內(nèi)的大部分可再生能源發(fā)電的成本要高于常規(guī)火力發(fā)電或水利發(fā)電成本，如果沒有優(yōu)惠政策和財政補貼措施的支持，電力公司難以接受，根本就不愿意以高于常規(guī)電價收購可再生能源發(fā)的電。

2.4與常規(guī)的化石燃料處于不公平競爭

沼氣生產(chǎn)及其發(fā)電是一種清潔能源的生產(chǎn)方式，它的開發(fā)利用本身就是一種環(huán)境友好的措施。而傳統(tǒng)化石能源的開發(fā)利用，需要社會花費大量的代價去治理污染以避免環(huán)境損害，但其造成的環(huán)境損害代價又沒有反映在成本上。例如，我國現(xiàn)在采用的燃煤電站，其發(fā)電成本約為0.25元/kWh ，它沒有包含因損害環(huán)境所造成的外部成本。如果用含1%硫份的煤來發(fā)電，每燃燒1t標(biāo)煤，其排放的污染物分別為：SO2 0.022t，NOx 0.01t，煙塵0.017t，CO2 0.726t，若按現(xiàn)行國際通行的排污費折算，僅就酸雨、NOx 和煙塵等給空氣造成的損失就有0.03-0.05元/kWh ；如果再考慮CO2等溫室效應(yīng)、水污染和固體廢物處置等因素，損害成本就會更高[7-8]。而沼氣生產(chǎn)及其發(fā)電在環(huán)境方面的貢獻(xiàn)卻沒有得到相應(yīng)的回報，與化石能源發(fā)電相比，在價格上處于明顯劣勢。

2.5現(xiàn)有的政策與文件缺少可操作性

近年來，我國政府為推動可再生能源的開發(fā)與利用，為了建設(shè)資源節(jié)約型和循環(huán)型社會，頒布和出臺了一系列的政策和法規(guī)，如《中國 21世紀(jì)議程》、《節(jié)約能源法》、《電力法》、《可再生能源法》等，應(yīng)該說政策法律體系已經(jīng)趨于完善。但是，縱觀這些政策與法律條款，往往比較注重宏觀性指導(dǎo)和重要性論述，而缺乏具體的實施細(xì)則，可操作性不強。使不少企業(yè)認(rèn)為風(fēng)險大、不確定因素多，不敢涉足沼氣生產(chǎn)及其發(fā)電領(lǐng)域，導(dǎo)致沼氣發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展緩慢。

3.促進(jìn)沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)創(chuàng)新的建議

根據(jù)我國建設(shè)節(jié)約型社會，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)現(xiàn)代化生態(tài)農(nóng)業(yè)的要求，以可再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，以生物有機(jī)肥代替化學(xué)肥料是今后發(fā)展的必然趨勢。結(jié)合我國大量生物有機(jī)廢物沒有得到充分利用，并對自然和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害的現(xiàn)實，建議國家有關(guān)部門從法律、政策、資金等方面對我國利用生物有機(jī)廢物生產(chǎn)沼氣，并轉(zhuǎn)化為電能、熱能給予支持。

如果國家給予在稅收、貸款方面的優(yōu)惠政策、投資補貼和產(chǎn)業(yè)保護(hù)措施以及電力部門在沼氣并網(wǎng)方面方面給予支持和幫助，制定優(yōu)惠的上網(wǎng)電價，將大大改善沼氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性和市場前景，對其進(jìn)入市場具有積極作用，建議采取一些措施方案：

（1）制定發(fā)展規(guī)劃

對我們沼氣利用現(xiàn)狀和市場前景進(jìn)行成分調(diào)查，描述沼氣發(fā)電能源市場，確定本項目建設(shè)發(fā)展領(lǐng)域，并評價發(fā)展沼氣發(fā)電商品化和市場化的社會經(jīng)濟(jì)因素，分析沼氣發(fā)電的技術(shù)開發(fā)和市場潛力，制定相關(guān)工藝開發(fā)和利用的規(guī)劃，明確開發(fā)目標(biāo)。

（2）加強技術(shù)保障體系的建設(shè)

引進(jìn)吸收國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗，加強技術(shù)支持和保障體系的建設(shè)、扶持和培養(yǎng)，制定國家級的沼氣發(fā)電工程技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立和完善可持續(xù)的、市場化的推廣沼氣發(fā)電綜合性服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

（3）引入競爭機(jī)制，創(chuàng)新投資體系

針對目前我國沼氣發(fā)電技術(shù)發(fā)展資金匱乏的現(xiàn)狀，認(rèn)真總結(jié)分析國外技術(shù)領(lǐng)域的商業(yè)化運營沼氣發(fā)電工程先進(jìn)優(yōu)惠政策以及市場化融資體系建設(shè)模式。轉(zhuǎn)變觀念，鼓勵和動員更多公司和企業(yè)投入到沼氣發(fā)電技術(shù)的競爭行列。

（4）資金支持和專業(yè)化生產(chǎn)會吸引更多的投資主體

以國家、地方和企業(yè)共同投資的方式，重點扶持一些專用設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)（沼氣生產(chǎn)裝置、沼氣凈化設(shè)備、沼氣發(fā)電機(jī)組等），對其進(jìn)行必要的技術(shù)改造，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品品類和產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品市場綜合競爭力，建立質(zhì)量保障體系（售后服務(wù)、人員培訓(xùn)、質(zhì)量監(jiān)督與檢測）和物業(yè)化管理模式，以保證沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)持久性的健康發(fā)展，

（5）通過支持建設(shè)沼氣工程引導(dǎo)沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)模發(fā)展

對于具有一定規(guī)模的大中型沼氣工程來說，發(fā)電應(yīng)是其運營的首選途徑。若能實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，其經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。從我國沼氣生產(chǎn)潛力、發(fā)電設(shè)備水平，市場需求以及國家能源安全戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展的政策導(dǎo)向來看，可以預(yù)見沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)的形成勢在必行，具有很大的發(fā)展空間。建議農(nóng)業(yè)部從現(xiàn)有農(nóng)村沼氣建設(shè)國債項目中，投入一部分資金，專門支持集約化畜禽養(yǎng)殖場和一些有機(jī)廢水排放的工業(yè)企業(yè)建設(shè)大中型沼氣工程，并利用國家的有關(guān)法律和政策引導(dǎo)這些沼氣工程配套建設(shè)沼氣發(fā)電設(shè)施，從而催生沼氣發(fā)電的大發(fā)展。

（6）研究制定國家級的配套政策

進(jìn)一步加強同環(huán)衛(wèi)部門、工業(yè)企業(yè)、科研院所和金融機(jī)構(gòu)的合作與協(xié)調(diào)，研究制定激勵性政策、地方性和全國性相結(jié)合的政策，同時應(yīng)對沼氣發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化研究制定配套政策。

(7)法律保障

國家應(yīng)當(dāng)對有機(jī)廢物的排放和有機(jī)廢物的綜合應(yīng)用做出必要的法律規(guī)定，即在相關(guān)的法律法規(guī)中增加增收有機(jī)廢物處理費用的條款和支持有機(jī)廢物綜合利用的條款，或制定專門法規(guī)加以界定。對使用有機(jī)廢物生產(chǎn)沼氣所轉(zhuǎn)化的電能、熱能允許進(jìn)入現(xiàn)行電力、熱力供應(yīng)網(wǎng)�；蛟试S自行銷售，并按供應(yīng)的數(shù)量由國家給予一定的補貼。

4. 沼氣發(fā)電前景廣闊

沼氣發(fā)電工程本身是提供清潔能源，解決環(huán)境問題的工程，它的運行不僅解決沼氣工程中的一些主要環(huán)境問題，而且由于其產(chǎn)生大量電能和熱能，又為沼氣的綜合利用找到了廣泛的應(yīng)用前景。

我國沼氣工程具有較大的產(chǎn)量潛力，發(fā)電技術(shù)也在不斷成熟和完善，從電能市場需求，國家產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向等方面來看，沼氣發(fā)電將具有廣闊的發(fā)展前景。

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