“雙碳”背景下對工業(yè)化生物質(zhì)沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的再認識
雖然沼氣工業(yè)化在我國起步晚,基礎薄弱,但我們對沼氣工業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵因素、關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵路徑認識越來(lái)越清晰,思想越來(lái)越統一,成功的案例也開(kāi)始逐步呈現。
習總書(shū)記說(shuō)“沼氣是個(gè)好東西”!沼氣產(chǎn)業(yè)的重要性毋庸置疑。黨和國家長(cháng)期重視沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展,上世紀末,我國戶(hù)用小沼氣取得良好發(fā)展,為解決當時(shí)農村生態(tài)保護、肥料缺乏、燃料與照明用能問(wèn)題發(fā)揮了重要作用。
然而進(jìn)入21世紀,農村生產(chǎn)、生活情況發(fā)生改變,戶(hù)用小沼氣、養殖場(chǎng)沼氣工程在取得更快發(fā)展的同時(shí),處境卻逐漸尷尬。沼氣產(chǎn)業(yè)該如何改革,思想認識出現混亂,發(fā)展道路更加迷茫。2015年,我國提出沼氣轉型升級,學(xué)習歐洲經(jīng)驗,將發(fā)展重點(diǎn)轉向工業(yè)化大型項目,著(zhù)重發(fā)展規?;託夂蜕锾烊粴忭椖浚▎蝹€(gè)項目日產(chǎn)生物天然氣1萬(wàn)立方米以上)。
近年隨著(zhù)“雙碳”目標的提出,全社會(huì )需要具有負碳排放特性的沼氣產(chǎn)業(yè)做出相應貢獻的呼聲越來(lái)越高。在新時(shí)代、“雙碳”目標背景下,對我國沼氣產(chǎn)業(yè)歷史進(jìn)行總結,重新統一思想、形成合力,尋找到一條適應中國特色的沼氣發(fā)展道路,讓沼氣產(chǎn)業(yè)實(shí)至名歸發(fā)揮重要作用,十分必要。
我國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三個(gè)階段
起步發(fā)展階段(1929年-2002年)
我國沼氣的發(fā)展起步于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(gè)沼氣推廣機構。到解放前,沼氣利用遍及全國13個(gè)省,但基本上處在零星分散推廣應用狀態(tài)。
1958年,我國出現沼氣發(fā)展高潮。全國各地大量修建沼氣池,但由于技術(shù)不成熟和缺乏管理,能夠使用的數量很少,基本全部廢棄。進(jìn)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(fā)展沼氣高潮。幾年時(shí)間,全國沼氣池總數增加到700多萬(wàn)戶(hù),但由于急于求成、土法上馬,沼氣池使用年限多為3~5年,大部分在短時(shí)間內報廢,引發(fā)社會(huì )對沼氣的廣泛疑慮。
1979年,國務(wù)院成立了全國沼氣建設領(lǐng)導小組,認真總結經(jīng)驗教訓,統籌全國沼氣工作。1988年組織1700多位沼氣技術(shù)工作者,對沼氣關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行協(xié)作攻關(guān),提出了“因地制宜、堅持質(zhì)量、建管并重、綜合利用、講求實(shí)效、積極穩步發(fā)展”的沼氣建設方針,通過(guò)引進(jìn)消化國外厭氧研究新成果,研究總結出了一套農村戶(hù)用水壓式沼氣池“圓、小、淺”科學(xué)建池技術(shù)、發(fā)酵工藝及配套設備,同時(shí)建立了從國家到省、地(市)、縣的沼氣管理、推廣、科研、質(zhì)檢及培訓體系,使我國的沼氣建設完成了起步發(fā)展階段。
在這一時(shí)期,我國農村居民還保持散養牲畜習慣,農村包產(chǎn)到戶(hù),農業(yè)生產(chǎn)積極性極大調動(dòng)。在勞力充裕、化肥緊缺的情勢下,人、畜糞污經(jīng)堆漚作為有機肥還田是主要利用途徑,為農村小沼氣發(fā)展帶來(lái)契機。戶(hù)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(chǎn)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(jià)的生活燃氣,大量替代薪柴,有效防止水土流失、保護生態(tài)環(huán)境,其價(jià)值遠超堆漚還田。到2002年,全國戶(hù)用沼氣池數量超過(guò)1千萬(wàn)戶(hù),養殖場(chǎng)沼氣工程1100多個(gè)。
快速增長(cháng)、處境尷尬的階段(2003年-2013年)
由于2000年以前良好發(fā)展效果,中國沼氣得到國內外普遍認可,隨即國家農業(yè)部提出“生態(tài)家園富民計劃”,在全國范圍組織實(shí)施示范工程建設,以沼氣為紐帶的各種類(lèi)型能源生態(tài)模式和工程技術(shù)得到了政府大力支持。
此階段國家、地方財政狀況較好,通過(guò)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(kāi)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(guān)注,開(kāi)始每年投入大量專(zhuān)項資金支持,同時(shí)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(wàn)億投資擴大內需、保持經(jīng)濟持續穩定增長(cháng),當年中央用于專(zhuān)項支持農村沼氣建設與發(fā)展的資金總額高達60億元。據不完全統計,2003 ~2012年,我國沼氣行業(yè)總投資達910億元,其中中央補貼315億,地方補貼139億,企業(yè)、農戶(hù)自籌464億。到2013年底,全國戶(hù)用沼氣池數量超過(guò)3400萬(wàn)戶(hù),各類(lèi)沼氣工程超過(guò)10萬(wàn)座。
高投資帶來(lái)沼氣產(chǎn)業(yè)迅猛增長(cháng)的同時(shí),也產(chǎn)生了嚴重問(wèn)題。因為有利可圖,相關(guān)服務(wù)企業(yè)也增長(cháng)迅速。2008年,僅武漢市從事沼氣工程與技術(shù)服務(wù)公司從不到10家增長(cháng)至超過(guò)100家。一家青島企業(yè),最高峰時(shí)每年承接沼氣工程上百個(gè),戶(hù)用沼氣池不計其數,僅用一年時(shí)間年收入就從幾百萬(wàn)元猛增到過(guò)億元。沼氣產(chǎn)業(yè)內,相關(guān)企業(yè)、人員主要在跑項目、找補貼投資,只管建不管運,甚至弄虛作假成風(fēng)。
在此時(shí)期,農村生產(chǎn)生活情況也發(fā)生變化,壯勞力普遍進(jìn)城務(wù)工,建成的沼氣池無(wú)人管理運行;村村通電、液化石油氣逐漸普及,沼氣點(diǎn)燈、做飯功效慢慢削弱;化肥越用越多,有機肥逐步消失;雖戶(hù)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(chǎng)、小區污廢沼氣工程也存在同樣情況,只為拿補貼、應付環(huán)保檢查,是否能運行無(wú)人關(guān)注,大多成為擺設。
中國沼氣大發(fā)展,只管建設不重運行,浪費資源的同時(shí),充斥著(zhù)弄虛作假的騙補行為,嚴重敗壞風(fēng)氣。到2013年,“小、散、亂”的發(fā)展方式已經(jīng)無(wú)以為繼,走到絕境。
轉型升級階段(2014年至今)
國家汲取“十一五”、“十二五”期間沼氣產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗教訓,從2014年起,學(xué)習歐洲集約化、工業(yè)化發(fā)展經(jīng)驗,逐步轉向支持大型、工業(yè)化、規?;託忭椖?。2014年6月,國家農業(yè)部、財政部在全國九個(gè)省市選擇10個(gè)試點(diǎn)項目作為畜禽糞污等農業(yè)農村廢棄物綜合利用試點(diǎn)項目,每個(gè)項目中央預算內補助資金2000萬(wàn)元。
2015~2017年,國家持續大力推進(jìn)實(shí)施國家生物天然氣試點(diǎn)項目政策。三年時(shí)間國家總計使用26億元財政資金,支持了64個(gè)規?;锾烊粴忭椖?,平均單個(gè)項目資金扶持占項目總投資40%,但實(shí)際效果并不理想,目前尚在正常運行的項目不超過(guò)20個(gè)。大部分項目建成后長(cháng)期處于停運狀態(tài),極少數在運項目也無(wú)法達到設計產(chǎn)能,達產(chǎn)率普遍30%左右,運行較好的也很難超過(guò)50%。
但是,轉型升級工作也取得一定積極效果。一是專(zhuān)業(yè)化分工顯現,產(chǎn)業(yè)鏈配套逐步成形,在投資運營(yíng)、技術(shù)研發(fā)、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(yè),過(guò)去沼氣“小、散、亂”局面得到扭轉。二是技術(shù)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(shù)工藝路線(xiàn),并取得一定成功具備推廣價(jià)值。三是商業(yè)模式不斷完善優(yōu)化,已經(jīng)有項目可以實(shí)現盈利。這些積極變化,為我國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了信心,帶來(lái)了希望。
沼氣工業(yè)化發(fā)展存在的主要問(wèn)題
此前,我國沼氣采取的是項目化發(fā)展路徑。沼氣產(chǎn)業(yè)轉型升級,走工業(yè)化、規?;l(fā)展道路,還面臨技術(shù)工藝基礎弱、配套設計和裝備制造能力不足、產(chǎn)業(yè)鏈和商業(yè)模式不成熟、碳排放方法學(xué)缺失、管理體制不完善等問(wèn)題。
技術(shù)工藝不成熟
1、核心發(fā)酵技術(shù)仍處于實(shí)踐階段
當前,國內工業(yè)化沼氣工程核心發(fā)酵工藝,均為引進(jìn)歐洲技術(shù)工藝。我國作為農業(yè)大國,每年產(chǎn)生約8.6億噸秸稈。秸稈是我國大宗固體廢棄物,推進(jìn)秸稈綜合利用是實(shí)現碳達峰和碳中和的重要途徑之一,而厭氧發(fā)酵是實(shí)現秸稈綜合利用的有效途徑。作為我國沼氣產(chǎn)業(yè)主要原料,我國的國情與農業(yè)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(zhì)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(zhì)輕、疏水性高,厭氧消化困難。以引進(jìn)的青儲厭氧發(fā)酵工藝處理國內干黃秸稈,普遍造成浮渣結殼、發(fā)酵困難等一系列原料適應性問(wèn)題,是造成無(wú)法實(shí)現可靠穩定運行最根本問(wèn)題。
當前核心發(fā)酵工藝有濕法(發(fā)酵濃度< 12%)、半干法(12% ≤發(fā)酵濃度< 20%)、干法(發(fā)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(chǎng)實(shí)現勻質(zhì)攪拌,干黃秸稈難以均質(zhì),易出現浮渣結殼現象,且發(fā)酵濃度低,固液分離后沼液濃度(7~12 %)高,沼液回流非常困難,實(shí)際容積產(chǎn)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(jiǎn)潔、投資少、原料適應性強、自耗能低、容積產(chǎn)氣率高、沼液外排壓力小、厭氧消化較徹底。我國引進(jìn)的半干法工藝,也存在原料適應問(wèn)題。如,上料穩定性差,攪拌均質(zhì)難、物料分層嚴重,進(jìn)出料系統經(jīng)常堵塞,現有的進(jìn)口固液分離機不適用等一系列問(wèn)題。但半干法工藝對物料要求低(原料5cm左右即可),含土含雜量要求低,適應性強,控制方便,運行中容積產(chǎn)氣率可穩定在1.5以上,隨著(zhù)設備國產(chǎn)化的提升,建設投資下降空間較大。
干法工藝近年引進(jìn)國內,因為國外技術(shù)保密,需全套技術(shù)和設備進(jìn)口,造價(jià)高,目前在我國基本處于試驗探索階段。
2、原料粉碎及預處理技術(shù)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(shí)超過(guò)30%;受到收集貯存制約,含水率變化在20~75%。市場(chǎng)主流粉碎以小農機為主,裝備水平低,可靠性差,無(wú)除土、雜、鐵功能,對原料變化及原料種類(lèi)基本沒(méi)有適應能力,同時(shí)需要人工拆包,處理量低(2~3 t/h)。目前我國無(wú)專(zhuān)業(yè)的秸稈粉碎機廠(chǎng)家及滿(mǎn)足行業(yè)需要的成套設備。
秸稈預處理能提高秸稈發(fā)酵效率,解決浮渣結殼、發(fā)酵困難、分層等問(wèn)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(xué)法,包括酸處理、堿處理、濕法氧化等;生物法,包括窖儲、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(lèi)型原料的成熟可靠的秸稈預處理技術(shù)工藝。
不同的核心發(fā)酵與預處理技術(shù)工藝,在我國仍處在工程驗證應用階段。經(jīng)過(guò)這幾年的不懈努力取得一定突破,已經(jīng)有企業(yè)系統掌握能夠有效解決國內原料適應性的技術(shù)工藝路線(xiàn),正在進(jìn)行示范推廣。
工藝、設計、裝備制造服務(wù)單位能力不足
目前,市場(chǎng)上相關(guān)服務(wù)單位普遍成長(cháng)于農村戶(hù)用小沼氣時(shí)代,缺乏工業(yè)化理念和系統性思維。國內尚無(wú)成熟專(zhuān)業(yè)的工業(yè)化沼氣工程工藝設計單位。關(guān)鍵技術(shù)、核心裝備均由歐洲國家引進(jìn),設備選型生搬硬套,沒(méi)有結合中國原料特性再創(chuàng )新。專(zhuān)業(yè)設備制造企業(yè)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(dòng)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(yíng)”固有觀(guān)念,總包項目建成后很難做到達產(chǎn)穩產(chǎn)。
沼氣產(chǎn)業(yè)鏈和商業(yè)模式不成熟
1、原料收儲運體系未建立
目前,我國農業(yè)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(zhì)、價(jià)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(zhuān)業(yè)性,除基本質(zhì)量難以保證外,甚至發(fā)生原料腐爛或高溫自燃。市場(chǎng)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(yè)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(shí)間超過(guò)8個(gè)月;用量大(日產(chǎn)4萬(wàn)方沼氣項目,年秸稈用量超過(guò)7萬(wàn)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(jìn)一步增加了收儲難度。
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(wǎng),沼氣項目多位于鄉鎮、農村地區,且經(jīng)濟普遍欠發(fā)達,價(jià)格承受能力差,管網(wǎng)覆蓋程度低,部分項目受特許經(jīng)營(yíng)權限制,存在并網(wǎng)難、價(jià)格低等問(wèn)題。國家雖然鼓勵生物質(zhì)能非電利用,但尚未出臺非電利用具體支持政策,沼氣發(fā)電與生物質(zhì)直燃競爭,補貼拖欠,項目現金流差,能源端產(chǎn)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(chǎng)接受程度低。
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(yè)化沼氣項目沼渣、沼液量大(半干法工藝日產(chǎn)4萬(wàn)方沼氣項目,年產(chǎn)沼渣7.2萬(wàn)t,沼液1.4萬(wàn)t;濕法工藝沼液量更大)。沼渣、沼液是生產(chǎn)有機肥、育秧基質(zhì)、液態(tài)有機肥的優(yōu)質(zhì)原料,但相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)、市場(chǎng)推廣正在起步階段,用戶(hù)認可程度低,大規模推廣應用仍需培育。部分地區環(huán)保部門(mén)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(lái)農業(yè)發(fā)展常識。
秸稈及混合物料沼氣碳排放方法學(xué)尚未制定
碳資產(chǎn)收益是工業(yè)化沼氣項目社會(huì )效益的重要體現,也是增加收益、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(xué)未制定。亟待相關(guān)部門(mén)、企業(yè)、協(xié)會(huì )組織合作創(chuàng )新研究,明確基準線(xiàn)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(jīng)生態(tài)環(huán)境部認可后,開(kāi)展項目備案、年減排量核算、碳市場(chǎng)交易等工作。
管理體制不完善導致政策協(xié)調難度較大
國家歷來(lái)非常重視發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè),現階段沼氣產(chǎn)業(yè)的特殊性也十分需要政策扶持。但是,沼氣產(chǎn)業(yè)鏈長(cháng),涉及能源、發(fā)改、財政、農業(yè)農村、生態(tài)環(huán)境、住建等部門(mén),牽頭部門(mén)不明確,存在多頭管理、九龍治水的問(wèn)題,導致政出多頭,原則性支持意見(jiàn)多,具體可執行落實(shí)的措施少,政策引領(lǐng)發(fā)展的效果難以彰顯,一直無(wú)法形成合力推動(dòng)發(fā)展。
沼氣產(chǎn)業(yè)在“雙碳”目標下大有可為
歐洲先進(jìn)經(jīng)驗為我國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參照
歐洲是全球沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展先進(jìn)地區,有超過(guò)40年工業(yè)化沼氣發(fā)展經(jīng)驗,技術(shù)、商業(yè)模式成熟。沼氣已經(jīng)成為歐洲可再生能源的重要組成部分,是歐洲現代化農業(yè)循環(huán)經(jīng)濟可持續發(fā)展的關(guān)鍵支柱和未來(lái)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(shù)多樣化,擁有濕法、半干法、干法厭氧發(fā)酵等多種工藝,產(chǎn)氣效率高、自耗能低、自動(dòng)化程度高;裝備制造、設計建設、運營(yíng)管理和產(chǎn)品服務(wù)等方面,形成了完整的產(chǎn)業(yè)體系和成熟的商業(yè)模式。德國等沼氣產(chǎn)業(yè)成熟國家,農民25%的收入來(lái)自沼氣。除沼氣發(fā)電方興未艾外,近年各國均大力發(fā)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(zhì)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(chǎng)最受歡迎的減排品類(lèi),沼氣產(chǎn)業(yè)也已成為歐盟2050年實(shí)現碳中和目標的重要支撐。
沼氣工業(yè)化是實(shí)現雙碳目標的主力軍
秸稈厭氧發(fā)酵綜合利用,可以將植物在生長(cháng)過(guò)程中吸收的CO2,部分通過(guò)沼渣、沼液進(jìn)入土壤,增加土壤碳庫。相較于風(fēng)能、太陽(yáng)能的低碳排放,沼氣產(chǎn)業(yè)綜合利用具有典型的負碳排放特性,能夠發(fā)揮更顯著(zhù)的碳減排作用。
根據研究,每利用1萬(wàn)m3沼氣可減少115 t溫室氣體排放,預計2060年我國沼氣產(chǎn)業(yè)可減少溫室氣體排放23億t。我國2030年碳達峰時(shí)碳排放量約106億t,到2060年沼氣產(chǎn)業(yè)可為碳中和貢獻21.7%的減排量,沼氣產(chǎn)業(yè)必將為我國雙碳目標實(shí)現發(fā)揮關(guān)鍵作用。
沼氣工業(yè)化是解決面源污染,增加清潔能源供給的有效途徑
農業(yè)種植和養殖產(chǎn)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(chǎn)量約8.6億t,糞污38億噸。參考歐洲經(jīng)驗,沼氣產(chǎn)業(yè)以處理秸稈為主,輔助處理糞污。農業(yè)有機廢棄物通過(guò)厭氧發(fā)酵處理,既無(wú)害化解決面源污染,又生產(chǎn)清潔燃氣,沼渣、沼液生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機肥,促進(jìn)農業(yè)綠色可持續發(fā)展。到2060年,如僅僅考慮40%秸稈和養殖糞污通過(guò)制沼氣無(wú)害化處理,每年可生產(chǎn)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(kāi)采量的80%,可使未來(lái)我國天然氣對外依存度由66.7%下降到41.7%。
沼氣工業(yè)化能夠推動(dòng)農村能源革命,促進(jìn)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(huán)境治理難度大,廣大農村處在社會(huì )供能體系的末端,面臨著(zhù)能源分散、供能不足、品質(zhì)差、成本高等諸多老大難問(wèn)題,很多地區無(wú)法脫離秸稈、薪柴、燃煤作為生活能源,效率低且污染環(huán)境。
沼氣可因地制宜,宜氣則氣,宜電則電,氣、電、熱綜合開(kāi)發(fā),實(shí)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(shí),提高農村供能質(zhì)量與可靠性。
以秸稈為主,協(xié)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(tài)環(huán)境,有效解決新農村建設人居環(huán)境治理難題。沼渣、沼液替代化肥,實(shí)現農藥減量,可以建立農業(yè)綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)模式提高農產(chǎn)品質(zhì)量,增加農民收入,保證食品安全,在推動(dòng)農村用能結構轉型升級,實(shí)現農村能源革命的同時(shí),促進(jìn)美麗鄉村建設。
沼渣、沼液能夠有效保護耕地,保障農業(yè)可持續發(fā)展
耕地地力決定我國糧食生產(chǎn)能力,是糧食安全的重要保證。長(cháng)期以來(lái)過(guò)量使用化肥和農藥,有機質(zhì)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(kāi)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(chǎn)的沼渣、沼液是優(yōu)質(zhì)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(shí)現化肥和農藥長(cháng)期高效減施,推動(dòng)農業(yè)綠色可持續發(fā)展和土地保護,對實(shí)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。
黨和國家高度重視,對沼氣轉型升級發(fā)展寄予厚望
從建國伊始,黨和國家就非常重視沼氣,進(jìn)入新時(shí)代對沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展期望更有增無(wú)減。1974年,習總書(shū)記在陜北梁家河當知青插隊時(shí)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(fǎng)的時(shí)候,習總書(shū)記滿(mǎn)懷深情回憶當年建沼氣池時(shí)的情景,并說(shuō):“我又是村支書(shū),我又是沼氣專(zhuān)家”。2010年5月,習總書(shū)記在廣西自治區百色市田陽(yáng)縣共聯(lián)屯察看沼氣使用情況時(shí)說(shuō):“普及沼氣就意味著(zhù)青山長(cháng)在”。2016年12月,習總書(shū)記在中央財經(jīng)領(lǐng)導小組第十四次會(huì )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(shū)記在十九屆中央財經(jīng)委員會(huì )第一次會(huì )議講話(huà)中,指出以實(shí)施生物天然氣工程,解決農業(yè)污染與農村煤改氣氣源問(wèn)題。
2019年12月,國家十部委聯(lián)合出臺《關(guān)于促進(jìn)生物天然氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的指導意見(jiàn)》,提出綱領(lǐng)性文件并進(jìn)行頂層設計。2022年,中央政府相繼下發(fā)《加快農村能源轉型發(fā)展助力鄉村振興的實(shí)施意見(jiàn)》、《國務(wù)院關(guān)于做好2022年全面推進(jìn)鄉村振興重點(diǎn)工作的意見(jiàn)》,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(fā)展作為鄉村振興的重要基礎和動(dòng)力。
自2015年,黨中央、國務(wù)院、國家各有關(guān)部委共出臺30余個(gè)促進(jìn)沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方案、規劃、意見(jiàn)、通知、計劃等文件,充分體現了推動(dòng)沼氣轉型升級的殷切期望以及加快發(fā)展的要求,懇切至極。
發(fā)展策略與建議
建議由國務(wù)院重新成立“全國沼氣工作領(lǐng)導小組”
目前,我國社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展對沼氣產(chǎn)業(yè)轉型升級的迫切要求與現實(shí)效果差距巨大,多種矛盾突出,思想不統一,跨領(lǐng)域、跨行業(yè)、跨部門(mén)協(xié)調難度大,以現有治理條件,如不能采取有效措施,從最為關(guān)鍵的政府指導上進(jìn)行改變,很難在短期內獲得實(shí)質(zhì)改觀(guān)。
建議:參考歷史成功經(jīng)驗,參照1979年沼氣發(fā)展遇到困境時(shí)所采取的果斷措施,由國務(wù)院重新成立“全國沼氣工作領(lǐng)導小組”,再次認真總結2015年以來(lái)的經(jīng)驗教訓,統籌全國沼氣轉型升級發(fā)展工作,以此振奮發(fā)展信心,快速解決面臨問(wèn)題,實(shí)現協(xié)調發(fā)展,真正讓沼氣產(chǎn)業(yè)重新順應新時(shí)代發(fā)展進(jìn)步的需要。
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(diǎn),煤電比例高,總體電力供應充裕,更加鼓勵生物質(zhì)能非電利用。此前,國家長(cháng)期對沼氣產(chǎn)業(yè)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的原因。為此,國家有關(guān)部門(mén)自2014年即開(kāi)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(lái)幾乎沒(méi)有沼氣項目達產(chǎn)穩產(chǎn)、可靠運行,產(chǎn)業(yè)基礎過(guò)于薄弱,無(wú)法統一思想,后補貼政策出臺后的執行效果不佳,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(dòng)力,同時(shí)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(chǎn)業(yè)發(fā)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(chǎng)化產(chǎn)出成果檢驗的有效手段,刺激、引導社會(huì )投資積極參與,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康快速增長(cháng),很快成長(cháng)度過(guò)幼稚期,為大發(fā)展時(shí)期盡快到來(lái)助燃添薪。
真正落實(shí)體現沼氣環(huán)保屬性
我國迄今對農業(yè)面源污染所造成的長(cháng)期危害還不夠重視?!稗r業(yè)有機廢棄物也是垃圾,不得未經(jīng)處理就丟棄”、“誰(shuí)污染,誰(shuí)治理”的基本理念仍未建立。思想不統一,環(huán)境保護難以深入到農村,沼氣產(chǎn)業(yè)貢獻最大的環(huán)保屬性并未得到真正體現。各地的秸稈、養殖糞污處理類(lèi)補貼更多著(zhù)眼于耕地保護,沒(méi)有體現出沼氣產(chǎn)業(yè)對面源污染治理所發(fā)揮的重要作用。
建議:認真研究、學(xué)習參考歐洲通過(guò)發(fā)展產(chǎn)業(yè)沼氣解決農業(yè)面源污染的先進(jìn)經(jīng)驗,將有關(guān)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(lái),同時(shí)考慮在食品定價(jià)時(shí)增加面源污染治理成本,多頭并舉,真正落實(shí)“誰(shuí)治理,誰(shuí)收費”的原則,切實(shí)體現出沼氣產(chǎn)業(yè)的環(huán)保屬性。
以沼氣項目為核心,鼓勵開(kāi)展“農業(yè)現代化示范區”、“零碳小鎮”、“建設美麗鄉村并且推動(dòng)農村能源革命”綜合開(kāi)發(fā)
落實(shí)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(diǎn),以沼氣項目作為綠色循環(huán)的支點(diǎn),與分布式風(fēng)電、光伏等新能源相互補充,協(xié)同發(fā)展,最大限度在廣泛的農業(yè)領(lǐng)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(kāi)展相關(guān)綜合開(kāi)發(fā),以適當規模的沼氣項目作為連接、支撐,結合局域網(wǎng)、智慧能源方式,盡可能增加風(fēng)電、光伏裝機。能夠率先實(shí)現碳中和的,建設“零碳小鎮”;突出種養循環(huán)的,建設“農業(yè)現代化示范區”;解決面源污染、生態(tài)環(huán)境保護需要迫切的,“建設美麗鄉村并且推動(dòng)農村能源革命”。
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(cháng)期鼓勵秸稈高比例直接還田。由于我國耕地基本無(wú)法休耕,大量秸稈未經(jīng)合理處理直接還田難以有效降解腐熟,會(huì )造成土壤理化指標惡化并加劇酸化、抑制作物生長(cháng)、病蟲(chóng)害增加等直接危害;南方地區還造成水體富營(yíng)養化污染;同時(shí)大量增加具有極高溫室效應的甲烷氣體排放。
由于我國戶(hù)用小沼氣產(chǎn)出沼渣、沼液不能做到徹底腐熟,社會(huì )長(cháng)期普遍存在沼渣、沼液不能直接還田,還需要經(jīng)過(guò)爆氣、陳化處理的認識誤區。歐洲的經(jīng)驗表明,合格工業(yè)化沼氣項目出產(chǎn)的沼渣、沼液能夠做到徹底腐熟,無(wú)需經(jīng)過(guò)任何再處理,即可直接還田使用。在歐洲禁止秸稈、糞污直接還田,必須經(jīng)過(guò)工業(yè)化沼氣項目加工過(guò)的沼渣、沼液才允許直接還田,甚至未經(jīng)固液分離的漿液也可以直接還田。歐洲40余年先進(jìn)經(jīng)驗充分證實(shí),這一做法具有長(cháng)期有效性和安全性。
建議:首先強化我國沼氣生產(chǎn)水平和檢測水平,重點(diǎn)是確保厭氧過(guò)程物料保持全混狀態(tài),并且保證物料足夠的停留時(shí)間,以工業(yè)化的手段保證沼渣、沼液徹底腐熟。其次,學(xué)習歐洲經(jīng)驗,制定相應政策、技術(shù)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,不再鼓勵秸稈直接還田,繼續禁止糞污直接還田,再用5~10年時(shí)間逐步做到禁止秸稈直接還田。
引導相關(guān)企業(yè)做好基礎性關(guān)鍵工作
1、鼓勵創(chuàng )新、示范,加速適應國情的技術(shù)工藝成熟可靠
對已建成運行項目進(jìn)行摸排,篩選出適應我國原料特性,技術(shù)工藝路線(xiàn)成熟的項目,鼓勵其滿(mǎn)產(chǎn)穩產(chǎn)、達到可示范要求;面向全社會(huì )組織開(kāi)展示范活動(dòng),進(jìn)行推廣展示;組織編制相應技術(shù)工藝指導文件,提高推廣有效性;優(yōu)先鼓勵經(jīng)過(guò)成熟應用檢驗的創(chuàng )新成果參加各類(lèi)評獎活動(dòng)。以此引導企業(yè)重視沼氣項目達產(chǎn)穩產(chǎn)關(guān)鍵問(wèn)題,鼓勵企業(yè)開(kāi)展創(chuàng )新應用推廣,加速推動(dòng)形成適應國情的成熟技術(shù)工藝。
2、引導、鼓勵企業(yè)重視沼氣直供沼氣除發(fā)電、提純
作為天然氣利用,成本最低的方式是通過(guò)專(zhuān)門(mén)的低壓管道直接輸送至附近居民或者企業(yè)用戶(hù)燃燒使用。價(jià)格以當地天然氣價(jià)格按照50~60%甲烷含量折算,具有市場(chǎng)競爭力。
各級政府應當將沼氣直供作為解決農村、有條件工業(yè)企業(yè)替代天然氣的首要方式,落實(shí)“宜氣則氣”方針,制定切實(shí)鼓勵政策,支持管網(wǎng)敷設、設施改造、氣價(jià)形成,引導用戶(hù)及沼氣生產(chǎn)企業(yè)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(jìn)一步提高熱效率,增加沼氣利用價(jià)值。
3、盡早發(fā)揮沼氣碳減排效益
引導企業(yè)、協(xié)會(huì )組織、研究機構協(xié)同合作,盡快完成相關(guān)方法學(xué)制定、申報和備案工作,盡早正式啟動(dòng)CCER并將沼氣(生物天然氣——甲烷回收利用)項目碳減排列為優(yōu)先交易級別。
結論
歐洲經(jīng)驗表明,沼氣產(chǎn)業(yè)可堪大任。中國作為農業(yè)大國,沼氣產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展對實(shí)現“第二個(gè)百年目標”至關(guān)重要。沼氣工業(yè)化在我國起步晚,基礎薄弱,再加上戶(hù)用小沼氣低水平重復對轉型升級產(chǎn)生的滯墜作用,使沼氣工業(yè)化進(jìn)程更加困難,造成目前舉步維艱的局面。但同時(shí)應當看到,從2015年開(kāi)始轉型升級,經(jīng)過(guò)不斷嘗試,對沼氣工業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵因素、關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵路徑認識越來(lái)越清晰,思想越來(lái)越統一,成功的案例也開(kāi)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(shí);國內建設美麗鄉村、農村能源革命是地利;對沼氣發(fā)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(yè)化沼氣發(fā)展的寒冬即將過(guò)去,吐故納新、欣欣向榮的發(fā)展春天馬上就會(huì )到來(lái)。
編輯:王媛媛
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