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王飛1，蔡亞慶2，仇煥廣2
?。?.農業部規劃設計研究院農村能源與環保研究所，北京100125；2.中國科學院農業政策研究中心北京100101）
摘要：能源需求的急劇增加以及生態環境的日益惡化促使國家大力發展沼氣事業。該文在總結中國沼氣發展利用現狀、技術以及相關政策的基礎上，深入探討了中國沼氣發展的驅動及制約因素，并為未來中國沼氣的健康持續發展提出了政策建議。研究表明：過去10a中國沼氣投資和建設快速發展、沼氣綜合和可持續發展利用模式不斷創新、國家相關支持政策為中國沼氣持續發展發揮了重要作用；在未來較長一段時期，中國沼氣行業既面臨能源需求增加、規?；B殖發展以及環境治理壓力加大等因素的驅動，也面臨適宜農戶減少、融資渠道單一以及市場不健全、法規不完善等因素的制約。
根據研究結果，該文提出了通過健全后續服務體系，完善相關政策法規等，促進中國沼氣健康發展的政策建議。
0引言
隨著經濟的快速發展，中國的能源需求急劇增長。2009年中國能源消費達到306647萬t標準煤，能源缺口高達32029萬t標準煤[1]。經濟的發展也促使中國農村對優質商品能源的需求持續增加[2]，農村地區能源供需矛盾更加突出。能源消耗的持續增加不僅導致石化能源的枯竭，也帶來了嚴重的環境問題。一方面，石化能源的使用產生了大量溫室氣體，導致日益嚴峻的全球氣候變化[3]；另一方面，中國農村仍以柴草等為主要燃料[1,4]，過度砍伐山林柴草，嚴重地破壞了生態環境[5]。在能源嚴重匱乏的同時，中國每年產生7.28×108t秸稈、39.26×108t畜禽糞便以及482.4×108t有機廢水[6]，由于無法得到有效利用而對環境產生巨大污染。沼氣作為一種方便、清潔、高品位的能源，是秸稈、糞便、生活污水等有機物質在一定水分、溫度和厭氧條件下，經微生物發酵產生的可燃氣體。由于其原料豐富、技術簡單、造價低廉、環境友好的特點而受到國家的高度重視。沼氣的推廣應用不僅可以緩解能源壓力，而且對增加農民收入、改善人居環境、保護林草植被、維持生態平衡具有重要意義[7]。
新中國成立以來，在國家政策的大力推動下，中國沼氣事業取得了巨大的成就。截至2009年底，中國農村戶用沼氣池年累計3507萬戶；沼氣工程年累計56856處；生活污水凈化沼氣池年累計186945處，中國已成為世界上最大的農村戶用沼氣池保有國[8-9]。盡管在政策鼓勵和財政支持的雙重作用下，中國沼氣事業取得了舉世矚目的成就，但是必須認識到目前中國沼氣事業還存在沼氣池（工程）廢棄、閑置率較高[10]；管理服務不到位[11-12]；建設資金來源渠道單一[13]；沼氣市場機制不健全[14-15]等諸多問題。本文的目的在于通過對中國沼氣事業發展的歷程、經驗和不足等問題進行系統的總結，進一步分析中國未來沼氣發展面臨的機遇和挑戰，提出促進中國沼氣產業健康發展的政策建議。
1中國沼氣發展現狀及技術模式
1.1中國沼氣發展現狀
1.1.1中國農村戶用沼氣發展狀況
中國農村戶用沼氣的大規模建設開始于20世紀50年代末期，但是由于技術落后等因素限制，沼氣建設很快回落。1979年國務院批轉農業部等《關于當前農村沼氣建設中幾個問題的報告》，中國沼氣工作開始回升，并在20世紀80年代初期出現了農村戶用沼氣建設的小高峰。從20世紀50年代末到80年代初，中國沼氣建設經歷了“兩起兩落”的曲折發展歷程。20世紀80年代到2000年，中國農村戶用沼氣發展較為平穩，1983中國農村戶用沼氣發展觸底后開始反彈，1983年到2000年農村戶用沼氣年均增長率為4.6%，2000年底，農村戶用沼氣池達到848萬戶[4]。
2000年以來，中國沼氣事業進入快速發展的新階段。2003年，國家頒布了《農村沼氣建設國債項目管理辦法（試行）》，指出中央用國債對農村沼氣建設項目進行補貼，大大刺激了中國農村戶用沼氣的建設。2007年以來，中央有關部委密集出臺了一系列鼓勵、規范沼氣發展的政策法規，其中《可再生能源中長期發展規劃》的頒布，更是將沼氣列為中國重點發展的生物質能源。目前，中央對農村戶用沼氣項目的補貼標準為對東北、西部地區每戶補助1500元，對中部地區每戶補助1200元，對東部地區每戶補助1000元。根據《中國農村能源年鑒》統計[16]，2001－2009年中央政府對沼氣建設的累計投資達196.1億元，其中對農村戶用沼氣的投資額度達到156.3億元，累計補貼農戶1453.4萬戶（表1），占建池戶數的41.4%。在對農村戶用沼氣投資的同時，國家對沼氣服務網點的投資也從無到有逐步增加，2007年國家開始對沼氣服務網點進行投資，2009年，中央政府對服務網點的投資已達到7億元。2000－2009年，中國農村戶用沼氣池從848萬戶發展到3507萬戶，年均增長率高達17.1%，沼氣占農村生活能源的比例由2000年的0.4%，上升到2009年的1.9%[4]，已經成為重要的農村生活能源。
1.1.2中國沼氣工程發展狀況
隨著環境保護壓力的加大，沼氣工程已經成為中國處理有機污水和畜禽糞便的重要選擇，國家對沼氣工程，尤其是處理畜禽糞便的沼氣工程支持力度逐年加大。
2007年，國家頒布《養殖小區和聯戶沼氣工程試點項目建設方案》，指出，對養殖小區集中供氣沼氣工程和畜禽糞便型聯戶沼氣，按不超過國債戶用沼氣補助標準的120%予以補助；聯戶秸稈沼氣按不超過國債戶用沼氣補助標準的150%予以補助。2008年發改委和農業部進一步下達通知，加大對大中型沼氣工程的補助力度。大中型沼氣工程中央補助數額原則上按發酵裝置容積大小等綜合確定，西部地區中央補助項目總投資的45%，總量不超過200萬元；中部地區中央補助項目總投資的35%，總量不超過150萬元；東部地區中央補助項目總投資的25%，總量不超過100萬元。同時，地方政府原則上對于申請中央補助的項目，西部、中部、東部地區地方政府投資不得低于項目總投資的5%、15%、25%。2007年以來，國家對各類沼氣工程的補貼力度逐年增加，2007年，國家對沼氣工程的補貼總額僅為1.1億元，占國家沼氣投資總額的4.3%；2009年，國家對沼氣工程的投資額達到8.6億元，占國家沼氣投資總額的17.2%[16]。
在國家政策大力推動下，中國以處理有機污水及畜禽糞便為主的沼氣工程建設快速增長。據農業部農業部科技教育司和能源環保技術開發中心統計（2000－2009），2000年，中國處理農業廢棄物的大中型沼氣工程僅有855處，而到2009年發展到22570處，其池容以年均142%的速度增長（表2）[4,17]。2000年以來，中國處理工業廢棄物和生活污水的沼氣工程也出現較快速的增長趨勢。2000年，處理工業廢棄物的沼氣工程僅187處，而2009年已增加到322處，其池容年均增長率為8.6%。2000－2009年中國處理生活污水的沼氣工程以每年接近10%的速度發展，2009年底，中國處理生活污水的沼氣工程已達186945處，池容達到851.39萬m3。
1.2中國沼氣發展技術模式
1.2.1農村戶用沼氣主要技術模式
中國農村戶用沼氣探索出北方“四位一體”（將沼氣池、畜禽舍、廁所、日光溫室建成一體，組成能源生態綜合利用體系，適合中國北方地區應用）、南方“豬-沼-果”（由沼氣池、豬舍、廁所3個部分構成的能源生態模式，適合中國南方地域應用）、西北“五配套”（由1個沼氣池、1個果園、1個暖圈、1個衛生廁所和1個蓄水窖構成的能源生態模式，在中國西北地區廣泛推廣應用）等能源生態模式，充分體現了沼氣建設的科技含量和綜合效益。由于各地區氣候、地理條件以及農業生產結構的差異，導致以上幾種沼氣綜合利用模式有所差異。“豬-沼-果”模式最為簡單，除了沼氣池、畜禽舍以及果園等設施外，不需其他輔助設施，適合于溫濕條件較好的南方地區；“四位一體”模式增加了日光溫室，延長了沼氣池有效利用時間，適合于氣溫較低的北方地區；“五配套”模式不僅增設了太陽能暖圈，而且配套了蓄水窖，在延長有效利用時間的同時提高了農業綜合生產能力，適合于西北干旱地區。這些農村戶用沼氣池的模式具有一些共同特征，即：均以沼氣為紐帶，將種植業、養殖業以及農村能源利用有機結合；在生產能源的同時，減少污染物排放保護生態環境、增加農民收入，實現了環境效益和經濟效益的高度統一。目前，中國農村戶用沼氣池建設仍以單獨建設沼氣池為主，與單獨建設沼氣池的模式相比，上述沼氣綜合利用模式投資較大，但由于實現了經濟和生態效益的最大化，因而，進一步探索和完善農村戶用沼氣能源生態模式是未來中國農村戶用沼氣發展的重要方向。
1.2.2沼氣工程主要模式
中國沼氣工程主要包括生活污水凈化沼氣工程、畜禽養殖場沼氣工程、養殖小區沼氣工程以及聯戶沼氣工程等。不同的沼氣工程由于建池目的和處理原料的不同，其技術工藝亦有差異[7]。生活污水凈化沼氣工程和畜禽養殖場沼氣工程主要以減小環境污染為建設目的，工程規模較大。生活污水凈化沼氣工程系統采用“多級自流、分級處理、逐段降解”的技術方法，利用沼氣技術使生活污水達到排放標準。畜禽養殖場沼氣工程是依托養殖場建設、以畜禽糞污為發酵原料的沼氣利用工程，此類沼氣工程是近年來發展速度最快的沼氣工程類型，在發展過程中，演變出“能源生態型”和“能源環保型”2種主要模式。
養殖小區沼氣工程和聯戶沼氣工程在處理農村有機廢物的同時還為農戶提供生活能源。隨著中國養殖結構的變化以及農村能源需求的增長，以上2種類型的沼氣工程成為中國農村沼氣利用新的發展方向。養殖小區沼氣工程重點安排在人口集中、養殖污染嚴重的區域，以“一池三建”（包括沼氣發酵池、原料預處理、沼氣供氣和沼肥利用設施）為建設單元，并實現周邊50戶農戶的集中供氣。聯戶沼氣工程以提供生活能源為主要目的，由于原料不同，分為秸稈原料型和畜禽糞便原料型2類。
其中，畜禽糞便原料型聯戶沼氣工程以供氣10戶為基本建設單元，秸稈原料型聯戶沼氣工程以供氣5戶為基本建設單元。秸稈原料型聯戶沼氣工程不僅可實現農業廢棄物資源循環利用，而且還能解決畜禽糞便沼氣工程面臨的地域與原料限制問題[18]。但是由于秸稈沼氣技術還存在一系列問題[17]，秸稈原料型聯戶沼氣工程技術需要進一步完善。
2中國未來沼氣發展的驅動因素
沼氣建設在中國取得了巨大的成就，未來仍有諸多因素驅動中國沼氣繼續發展，主要表現為：
2.1能源短缺的壓力將促使中國農村沼氣建設繼續發展
隨著中國農村居民收入的持續增長，農村地區的能源需求將持續增加。據農業部科技教育司和能源環保技術開發中心統計數據表明：2009年，中國農戶人均生活能源消費已經達到774.3kg標準煤，比2000年增長66.7%[4]。其中煤炭、石油等化石燃料的使用量持續增長，2009年石化能源已占農村生活能源的44%，僅次于秸稈和柴薪等傳統生物質能源的比重（表3）。農戶能源需求的增加不僅加劇了商品能源供求緊張狀況，而且也增加了農民負擔。同時，以秸稈、柴薪等傳統生物質能源為主的農村生活能源結構，造成植被破壞，不利于生態環境保護。沼氣作為可再生的清潔能源，既可替代秸稈、柴薪等傳統生物質能源[19]，也可替代煤炭等商品能源[20]。
發展農村沼氣，優化農村能源消費結構，對緩解中國能源壓力和促進農村環境保護具有重要意義。
2.2規?；笄蒺B殖業的快速發展促使中國沼氣工程快速增長
隨著人們生活水平的提高，對畜禽產品需求的持續增長導致規模化養殖的蓬勃發展。2000－2009年，中國肉類、蛋類及奶類產品分別以年均2.6%、2.1%和16.8%的速度增長，預計未來較長時間段內中國畜禽養殖業仍將保持較高的增長速度。在畜牧業快速增長的同時，養殖方式也發生較大變化，規?；B殖逐漸代替散養方式。
以年生豬出欄50頭及以上，奶牛存欄5頭及以上，肉牛出欄10頭及以上，蛋雞存欄500只及以上，肉雞出欄2000只及第1期王飛等：中國沼氣發展的現狀、驅動及制約因素分析187以上為規?；B殖標準計算，2009年，全國生豬、奶牛、肉牛、蛋雞和肉雞規?；曫B水平依次為61.3%、71.8%、40.9%、79.4%和84.6%，分別比2002年提高了34.1、16.6、23.2、26.5和15.9個百分點（圖2）。預計今后規?；B殖場和養殖小區將得到進一步發展。2009年，全國規?；B殖場（只統計豬、牛、羊、雞等大宗畜禽）約為686.4萬處，其中養規模在年生豬出欄3000頭及以上，奶牛存欄200頭及以上，肉牛出欄500頭及以上，羊出欄1000只及以上，肉雞出欄10萬羽及以上，蛋雞5萬羽及以上的大中型畜禽養殖場達到3.7萬處。而2009年，中國畜禽養殖場沼氣工程只有5.6萬處，只有0.8%的規模化畜禽養殖場建立了沼氣工程，因此，還有較大發展潛力。
2.3生態環境保護的壓力將促使政府繼續增加對沼氣建設的投資
中國經濟的快速發展也帶來了嚴重的環境問題，改善生態環境，實現經濟的可持續發展是中國未來發展的政策重點。目前，柴薪仍是中國農村的主要生活用能之一，2009年，中國農村生活能源消耗柴薪近1.8×108t，相當于0.28×108hm2林地的年生物蓄積量。長期以來“沒有柴燒就砍樹”的生活方式，對中國生態環境造成了極大破壞。2000年至2009年，中國污水排放量、單位耕地化肥施用量以及農藥施用量分別以年均4.0%、3.7%和4.0%的速度增長。工農業生產以及居民生活造成的水體污染和土地污染已經嚴重制約中國經濟可持續發展。沼氣池在處理廢水的同時可以產生能量和有機肥料，是處理有機廢水尤其是食品化工行業和農業廢水的最佳選擇之一。研究表明，2010年發展4000萬戶農村戶用沼氣相當于替代933萬hm2林地年蓄積量。使用沼渣、沼液替代化肥和農藥，可減少20%以上的農藥和化肥施用量，降低農產品農藥殘留1個百分點以上[7]。
3中國沼氣未來發展的制約因素
盡管中國沼氣發展取得了較大成就，而且仍有許多因素推動中國沼氣事業繼續發展，但是未來中國沼氣發展還面臨一些制約因素，主要表現為：
3.1城市化進程加速和農民收入水平提高導致農戶使用沼氣的積極性下降
1995年中國農村人口達到高峰后開始逐年回落，農村家庭戶數的減少導致中國適宜發展沼氣的農戶相應減少。城市化的另一影響是農村勞動力減少，影響了農戶使用和建設沼氣池的積極性[21]。據研究，農戶收入水平的提高對使用沼氣的影響呈倒“U”型變化。在收入較低的階段，隨著收入水平的增加，農村居民追求方便、清潔能源消費的意識有所提高，很多農村居民選擇使用沼氣；但是，當收入水平進一步提高時，農戶更愿意使用煤炭、天然氣等更為便捷的商品能源[22]。伴隨著農戶收入水平的進一步提高，農村發展沼氣的速度將有所減緩。
3.2散養農戶減少導致沼氣原料短缺
養殖結構的變化對中國農村戶用沼氣發展產生深遠影響，規?；B殖已經成為中國畜牧業發展的必然趨勢。近年來，中國畜禽散養農戶逐年減少。以生豬出欄50頭以下，奶牛存欄5頭以下，肉牛出欄10頭以下，羊出欄30頭以下，蛋雞存欄500只以下，肉雞出欄2000只以下為散養農戶標準，2009年，中國生豬、奶牛、肉牛、羊、雞的散養戶數分別比2008年下降了7.7%、7.8%、3.3%、7%和5.7%。2009年，中國各類畜禽散養農戶合計1.5×108戶[23]?？紤]到混合養殖以及部分養殖規模過小的散養戶，中國適宜建設以畜禽糞便為原料的農村戶用沼氣池的農戶更少。由于秸稈制取沼氣技術還不十分成熟，散養戶的減少將導致部分農村戶用沼氣因原料不足而停用甚至棄用[13,21]。
3.3融資渠道單一、資金不足成為中國沼氣發展的主要制約因素
中國農村戶用沼氣建設主要依靠中央補助和農戶自籌資金建設，地方配套資金相對較少。目前每戶“一池三改”（即戶用沼氣池建設與改廁、改圈和改廚同步設計，同步施工）沼氣建設投資約5800元左右，中央投資補貼標準只占24%。農村沼氣項目中央補助標準明顯偏低造成了一些地方“三改”不到位，建設質量不高和使用率下降，影響農村沼氣的可持續發展[24]。2000年中國開始對畜禽養殖場沼氣工程進行補貼，但是國家補貼項目占中國已建沼氣工程的不足1%。養殖場和企業建設沼氣工程需要增加投入，同時所產沼氣、沼渣、沼液由于市場不完善而難以產生經濟效益，企業缺乏建設沼氣工程的動力。融資渠道有限制約了全國范圍沼氣工程的建設[25]。
3.4相關政策不完善，導致企業發展沼氣事業動力不足
為了鼓勵發展沼氣，中國政府出臺了一系列激勵政策。盡管這些法規規定對可再生能源發電予以一定的補貼，但是國家尚未制訂強制性的可再生能源發電收購法案，電力公司往往以各種借口拒絕以高于成本的電價購買沼氣發的電，導致沼氣工程發電上網困難。目前中國養殖場沼氣工程產生的沼氣僅有不到3%用于發電，其余主要用于集中供氣、養殖場自用，甚至沒有得到有效利用[15]，這不僅對大氣產生二次污染，而且也降低了養殖企業和工業企業建設沼氣工程的積極性。
3.5服務體系尚不完善，沼氣發展存在安全隱患
長期以來，由于部分地區片面追求建池率，中國農村沼氣發展存在重建設輕管理的局面。近年來，國家認識到沼氣服務體系的重要性，加大了對農村沼氣服務體系的投資，但是目前中國農村沼氣服務網絡仍不健全。
由于服務體系不健全，缺乏沼氣池維修的專業技術人員，部分沼氣設備、配件難以更換，導致大量沼氣池使用時間短，甚至廢棄，有些沼氣池還存在嚴重的安全隱患[19,26]。服務體系的落后和沼氣發展存在的安全隱患導致大量沼氣池廢棄的同時也挫傷了農戶建設、使用沼氣池的積極性。
4政策建議
為了進一步推動中國沼氣事業健康發展，本研究提出以下政策建議：
完善沼氣服務體系，推動沼氣技術進步，提高農村戶用沼氣池利用效率。政府部門應進一步完善沼氣服務體系，在經濟發達地區嘗試沼氣物業化管理方式，減小因農村勞動力減少、經濟水平提高給沼氣發展帶來的負面沖擊。進一步攻克秸稈制取沼氣技術，簡化戶用沼氣池操作方式，大力推廣農村戶用沼氣綜合利用模式。
調整沼氣投資和補貼結構，擴大沼氣建設融資渠道，合理配置建設資金。加大對貧困地區尤其是生態脆弱地區農村戶用沼氣投資力度，加大對配套設施的投資力度，提高戶用沼氣中央補助比例。在人口稠密，養殖小區發達的地區，加大對養殖小區和聯戶沼氣工程的投資力度，提高政府投資比例，對養殖小區和聯戶沼氣工程予以政策傾斜。在規?；B殖發達地區，應重點補貼大中型沼氣工程，適當減少對這些地區戶用沼氣的投資和補貼力度。另外，對農村戶用沼氣池建設應采取較為嚴格的審批制度，對原料不足農戶建池不予財政補貼。
進一步完善、細化可再生能源發展政策法規，培育、規范沼氣利用市場。制定沼氣發電上網細則，核算沼氣發電上網成本，對大中型沼氣工程發電上網電價予以財政補貼和稅收優惠，強制電網企業收購沼氣發電。鼓勵大中型沼氣工程向周邊用戶供氣，對管道鋪設以及沼氣價格予以補貼，培育沼氣、沼渣、沼液利用市場，規范、完善沼氣產業體系。
5結論
新中國成立以來，在國家政策的大力推動下，中國沼氣事業取得了巨大的成就。過去10a中國沼氣投資和建設快速發展、沼氣綜合和可持續發展利用模式不斷創新。預計在未來較長一段時期，中國沼氣行業既面臨農村能源需求增加、規?；B殖快速發展以及環境治理壓力加大等因素的驅動；也面臨農戶使用沼氣積極性下降、沼氣池建設適宜農戶減少、融資渠道單一以及沼氣市場不健全、法規不完善等因素的制約。
[參 考 文 獻]
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