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圖為內(nèi)蒙古牛糞沼氣發(fā)電設施一角。新華社記者 李云平
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提要：生物燃氣，也稱生物天然氣，是指從生物質轉化而來的燃氣，包括沼氣、合成氣和氫氣。目前只有沼氣具有成本優(yōu)勢，所以一般所說的生物燃氣主要是指沼氣。我國沼氣使用的規(guī)模、技術推廣的水平，在全世界占有重要地位，截至2008年底，全國農(nóng)村戶用沼氣已經(jīng)發(fā)展到3050萬戶，各類農(nóng)業(yè)廢棄物處理沼氣工程3.95萬處。本文作者在展示國際生物燃氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢的大背景下，分析探討了我國發(fā)展生物燃氣產(chǎn)業(yè)的有利條件和我國生物燃氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題，并提出了建設性思路。
生物燃氣產(chǎn)業(yè)為何徘徊在“小打小鬧”
我國生物燃氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件得天獨厚，但同時也存在一些制約因素，影響產(chǎn)業(yè)的高端化。
生產(chǎn)主體基本局限在農(nóng)戶
我國生物燃氣產(chǎn)業(yè)進步很快，但生產(chǎn)模式基本以農(nóng)戶為主體，絕大多數(shù)都是小型的分散的農(nóng)村沼氣工程。2008年，全國戶用沼氣池產(chǎn)氣約122億標準立方米。農(nóng)村戶用沼氣池容積為6-10立方米，基本建設單元為“一池三改”，即戶用沼氣池和改圈、改廁、改廚。有的把沼氣生產(chǎn)與種養(yǎng)加結合起來，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。以農(nóng)戶為主體的沼氣生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)業(yè)關聯(lián)性差，形不成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，嚴重限制了生物燃氣技術向高端發(fā)展。
我國也興建了一些大中型沼氣工程，設備制造和施工企業(yè)有一定數(shù)量。但從總體上看，生物燃氣企業(yè)數(shù)量、規(guī)模都不大，企業(yè)化的生產(chǎn)模式尚未成為生物燃氣產(chǎn)業(yè)的主體。2008年我國大中型沼氣池15625處，總池容358萬立方米，產(chǎn)沼氣4.6億立方米，僅為生物燃氣總產(chǎn)量的3%，是德國生物燃氣產(chǎn)量的10%左右；沼氣發(fā)電裝機容量只有德國的1%。
用戶消費商品化程度低
農(nóng)民自己建池、自己使用，自給自足的生產(chǎn)方式限制了市場性消費，大部分沼氣沒有商品化。農(nóng)戶生產(chǎn)沼氣不是為了出售，而主要是為了滿足自己的需求。這種需求絕大多數(shù)是生活需求，只是把沼氣作為消費資料，管網(wǎng)供氣、燃氣發(fā)電或車載燃氣的供應量微乎其微。
不僅生物燃氣產(chǎn)業(yè)鏈不完整，也缺乏規(guī)模化、市場化的基礎設施和相關產(chǎn)業(yè)配套，所產(chǎn)燃氣和電力大部分不能通過燃氣公司或電網(wǎng)供應到消費者，與此相關的運行匹配問題、增容問題、安全問題等系列技術問題，尚未提上日程；生物燃氣技術標準、質量認證體系以及市場準入制度尚未建立，生物燃氣還不是標準化的商品，這使得市鎮(zhèn)市場或區(qū)域市場難以形成，更談不到全國統(tǒng)一的市場。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展城鄉(xiāng)分割
近年來，城市垃圾“圍城”危機頻發(fā)。為了走出危機，城市里一些生物燃氣企業(yè)發(fā)展起來。主要是垃圾處理行業(yè)從政府職能中分離出來，交由企業(yè)運營，形成新的產(chǎn)業(yè)，其中就包括生物燃氣產(chǎn)業(yè)。城市里發(fā)展起來的生物燃氣產(chǎn)業(yè)技術水平、生產(chǎn)規(guī)模都要強于農(nóng)戶沼氣池，但它的發(fā)展范圍局限在城市，沒有與農(nóng)村沼氣生產(chǎn)貫通。
城鄉(xiāng)分割發(fā)展的局面在產(chǎn)業(yè)政策體系上表現(xiàn)突出。雖然我國各級政府出臺不少支持生物質燃氣的政策，但缺乏完整的生物質燃氣政策體系，農(nóng)村、城市兩條線，研發(fā)、財政、金融、市場等政策缺少銜接和配套。
生物燃氣產(chǎn)業(yè)城鄉(xiāng)分割發(fā)展的局面，嚴重影響了產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術水平。生物質能屬于高新技術領域和新興產(chǎn)業(yè)，其技術研發(fā)和市場培育需要大量資金投入，僅把其作為政府投入的農(nóng)業(yè)項目，社會資金很難進入，造成技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的困難。
需要實現(xiàn)三個戰(zhàn)略轉變
我國生物燃氣產(chǎn)業(yè)向高端化發(fā)展，需要實現(xiàn)生產(chǎn)主體從農(nóng)戶向企業(yè)、消費模式從自我消費向市場消費和發(fā)展方式從城鄉(xiāng)分割向城鄉(xiāng)一體化三個戰(zhàn)略轉變。為此建議：
1.啟動“沼氣田”大開發(fā)工程。目標是建立國際一流的生物燃氣產(chǎn)業(yè)，顯著提高生物質能在我國能源結構中的比重。
國家支持建立完整的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)配套。重點資助熱電聯(lián)產(chǎn)項目、大型發(fā)電并網(wǎng)項目、城鄉(xiāng)一體化項目、車用燃氣項目、沼氣燃料電池項目、以生物燃氣為主的新能源互補發(fā)電項目等。燃氣管網(wǎng)企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)提供并網(wǎng)條件；大型項目所發(fā)電量均按國家核定的標桿上網(wǎng)電價全額收購。
國家資助產(chǎn)業(yè)鏈高端化的技術研發(fā)。圍繞產(chǎn)業(yè)鏈高端化的目標，大量培育創(chuàng)新型企業(yè)，重點解決生物轉化技術的多樣化、高效化，裝備技術的精密化、系列化以及可再生能源技術的集成化。
國家資助采取市場化的方式。以企業(yè)為單元整合項目，捆綁招標；或成立公司法人操作，逐步培育企業(yè)盈利能力，形成良性經(jīng)濟循環(huán)。
2.在生物燃氣產(chǎn)業(yè)試行引導性的碳交易政策。國際上主要的碳交易體系，是建立在“可測量、可報告、可核查”基礎上的強制性體系。也有一些自愿性的交易市場，主要限于一些交易所和企業(yè)。在我國尚不具備條件實行強制性碳交易的情況下，比較可行的是實行引導性的碳交易政策，即政府委托銀行或企業(yè)設立基金會，獎勵性收購碳排放信用指標；引導相關企業(yè)建立會員制的低碳聯(lián)盟，在聯(lián)盟內(nèi)自愿交易碳排放權。
同時，積極與國際碳交易體系銜接。利用清潔發(fā)展機制(CDM)和國際碳交易體系，向國際組織和發(fā)達國家申請、銷售生物燃氣的碳信用指標，獲得資金和技術幫助。
3.支持企業(yè)委托培養(yǎng)生物質能專業(yè)研究生。目前，我國農(nóng)村能源專業(yè)技術人員3.8萬人，沼氣技工22.7萬人，但我國生物質能研發(fā)人員嚴重缺乏，設立生物質能專業(yè)的大學和科研機構很少。2008年，我國生物質能源技術專利申請量僅為609件。應鼓勵企業(yè)委托大學和科研院所招收研究生，政府對招收研究生的大學給予資金或項目支持。
我國沼氣產(chǎn)業(yè)擁有比較優(yōu)勢
與國內(nèi)外很多產(chǎn)業(yè)相比，我國生物燃氣產(chǎn)業(yè)具有良好的發(fā)展條件，有望形成高端產(chǎn)業(yè)。
生物燃氣資源富集
我國幅員遼闊，人口眾多，可用于生物燃氣的資源特別富集，這是世界上絕大多數(shù)國家不具備的。我國目前年產(chǎn)25億噸養(yǎng)殖場畜禽糞便，四億噸生活垃圾、廚余垃圾、污泥，兩億噸食品和農(nóng)產(chǎn)品加工等有機廢棄物，七億噸各類秸稈(其中一半可用于生物質能資源)，據(jù)專家初步匡算，具有年產(chǎn)近2000億標準產(chǎn)立方米沼氣的資源潛力，約折合1200億立方米當量天然氣或9000萬噸當量油。德國、瑞典等歐洲國家生物燃氣技術世界領先，但其生物燃氣的資源潛力卻無法與中國相比。
我國是貧油少氣的國家，每年天然氣供需缺口在40億立方米以上，近兩年更是經(jīng)常出現(xiàn)氣荒。若考慮生物燃氣對傳統(tǒng)能源的替代，市場對燃氣的需求就更大。我國近七億農(nóng)村居民的生活用能，城市居民部分生活用能，工農(nóng)業(yè)和服務業(yè)生產(chǎn)用能，都可采用生物燃氣。根據(jù)農(nóng)業(yè)部2007年發(fā)布的規(guī)劃，到2010年，全國會有4000萬農(nóng)戶使用戶用沼氣，僅為適宜農(nóng)戶的30%左右。
掌握戶用沼氣核心技術
我國長期以來重視生物質能的研發(fā)和利用，《可再生能源法》及相關配套措施確定了生物質能等可再生能源的法律地位，國家四個五年計劃連續(xù)把生物質能技術的研發(fā)和應用列為重點攻關項目，從2003年開始，國家用于沼氣項目的資金每年都達數(shù)十億元。
我國在戶用沼氣池、沼氣工程、沼氣直供氣、沼氣發(fā)電、沼氣車用燃料等技術領域取得重要成果，北方“四位一體”、南方“豬沼果”、西北“五配套”等能源生態(tài)技術比較成熟；大中型沼氣工程技術初步具備產(chǎn)業(yè)化條件；秸稈汽化技術有所發(fā)展；垃圾沼氣發(fā)電技術達到一定水平。1984年就制定了農(nóng)民戶用沼氣的國家標準，2002年又進行了修訂。可以說，我國戶用沼氣技術居國際領先水平，標準比較完善，發(fā)展規(guī)模居世界前列；垃圾沼氣技術發(fā)展前景看好。
國際資本尚未形成產(chǎn)業(yè)控制
歐美生物燃氣技術總體上高于中國，集中型沼氣發(fā)展較快。歐盟生物燃氣產(chǎn)業(yè)具有相當規(guī)模，2007年，生物燃氣產(chǎn)量折合63.4億立方米天然氣，相當于590.12萬噸石油。但從生物燃料總的結構上看，目前歐美生物燃料主要是燃料乙醇和生物柴油。2007年，全球燃料乙醇和生物柴油產(chǎn)量為620億升，相當于3600萬噸石油。兩相比較，生物燃氣只占生物燃料百分之十幾的份額。
與這種產(chǎn)業(yè)結構和技術結構有關，外資企業(yè)進入我國生物燃氣產(chǎn)業(yè)的數(shù)量還不太多。近年來，我國開展了與歐洲一些國家和美國的沼氣工程技術研發(fā)合作，國際組織資助的沼氣農(nóng)業(yè)項目較多，外國企業(yè)也在我國進行了專利布局，但總的看，國際資本進入我國生物燃氣產(chǎn)業(yè)應該說剛剛開始，尚沒有從核心技術和價值高端控制我國生物燃氣產(chǎn)業(yè)鏈。這為我國生物燃氣產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展，提供了寶貴的時機。
國際生物燃氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢
人類發(fā)現(xiàn)沼氣已經(jīng)兩個多世紀了。經(jīng)過200多年的發(fā)展，形成了生物燃氣產(chǎn)業(yè)。當前，國際生物燃氣產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出新趨勢。
(一）從分散型生產(chǎn)向集中型生產(chǎn)轉型。沼氣早期的生產(chǎn)和使用，基本是分散的、小規(guī)模的，當前的趨勢則是集中生產(chǎn)、綜合開發(fā)。沼氣工廠大多熱電聯(lián)產(chǎn)，同時也產(chǎn)出材料、肥料等，其技術也由單一模式向綜合集成模式轉變，發(fā)酵技術更加精細化，裝備制造技術和加工制造技術更加精密化。據(jù)德國生物氣體貿(mào)易協(xié)會公布的數(shù)據(jù)，截至2009年底，德國投入運營的生物氣體設施達4500套，其中95%采用來自作物和牲畜的廢棄物。德國是生物燃氣產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家，廣泛采用“沼氣發(fā)電、余熱生溫、中高溫發(fā)酵、氣囊儲氣、自動控制、沼渣沼液施肥”的產(chǎn)業(yè)模式，實現(xiàn)了設備系列化、組裝模塊化和工程自動化。
美國的垃圾發(fā)電站還準備綜合運用新能源，把風能、太陽能引入垃圾沼氣發(fā)電，可以形成穩(wěn)定的電源。
（二）從生活用能產(chǎn)品擴大到生產(chǎn)用能產(chǎn)品。沼氣的早期使用，大多都是低效直燃，限于居民生活用能范圍；當前的趨勢是大量進入生產(chǎn)用能領域，包括發(fā)電、車用燃料沼氣、沼氣燃料電池等。2008年，德國沼氣發(fā)電的裝機總量達到1300兆瓦，德國沼氣協(xié)會估計，到2015年裝機功率將達4000兆瓦，到2020年裝機功率將達到9500兆瓦。歐洲一些國家大規(guī)模使用沼氣替代石油作為車用燃料，瑞典大部分城市的公交車都使沼氣和乙醇作燃料，還有以沼氣為動力的火車，生產(chǎn)車用沼氣的工廠達到了30多家，并形成了車用燃氣的相關標準。
據(jù)美國聯(lián)邦環(huán)境保護署2008年數(shù)據(jù)，美國有455座垃圾場利用生成的沼氣提供電力。環(huán)境保護署還計劃在美國建立500多座垃圾發(fā)電站。美國已開始試驗沼氣燃料電池替代內(nèi)燃機發(fā)電。
（三）從社會公益事業(yè)發(fā)展為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。沼氣最早只具有科研價值，逐漸進入環(huán)境保護領域，成為社會公益事業(yè)的內(nèi)容。面對化石能源的嚴重污染和有限儲量，沼氣作為一種可再生能源的意義越來越重要，沼氣生產(chǎn)也從社會公益事業(yè)發(fā)展為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。歐洲主要國家都把發(fā)展生物燃氣等產(chǎn)業(yè)作為國家能源戰(zhàn)略的一部分，確定生物燃氣在能源消費中的比重，對生物燃氣企業(yè)實行稅收減免和投資補貼。歐盟的戰(zhàn)略目標是，到2020年生物質能源將占整個歐盟能源消耗的20%；其中瑞典2007年生物質能源已占全國的25%，并計劃于2020年成為世界上第一個不依賴石油的國家。美國新澤西州政府希望到2020年新澤西州30%的電力由沼氣發(fā)電提供。
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