德国大中型沼气工程建设与发展

德国大中型沼气工程建设与发展——赴德国下萨克森州考察报告

安徽省政府发展研究中心课题组

应德国汉诺威中国中心邀请，并受安徽省农业委员会委派，我们于2011年1月22日至26日赴德国下萨克森州考察交流学习大中型沼气工程工艺、建设技术、运行管理、沼气能源化利用、沼气发酵残留物的开发利用、沼气相关政策等。

在汉诺威中国中心的安排下，考察团先后与德国下萨克森州农业部及有关大学、职业技术培训机构、融资机构（银行）和沼气生产企业代表进行了交流，并实

地考察了德国KWS种子股份有限公司（能源作物种子的研发）、Hardegsen以

秸秆为主要发酵原料的大型沼气工程。德国在沼气工程建设方面的许多成果和

经验，印象深刻，值得学习和借鉴。

一、下萨克森州沼气工程及关联农业发展现状

下萨克森州位于德国西北部，西部与荷兰接壤，是德国面积第二大州。该州分

为4个区，下设9市39县。南北和东西的公路和铁路线在此交叉而过，埃姆斯

河与易北河之间的内河运河在此与莱茵河、易北河和奥得河相连，形成了西欧

和东欧的内河航道。农业资源十分丰富。下萨克森州三分之二的土地用于农业，主要种植粮食、甜菜、饲料玉米和马铃薯，北海沿岸是重要的产鱼区，被誉为

是德国的“鱼米”之乡。全州总人口800万，其中农业人口占80%，纯农业人口

占54%，全州面积18%为草地，42%为耕地，耕地面积约160万公顷，森林覆

盖率22%。全州共有各类农场约5万家，农场从业人员100万以上，2007年全

州农业生产总值90亿欧元。

德国非常重视可再生能源的开发和利用，仅沼气项目，2010年德国已有400万

户居民使用沼气发电所产生的电能，总发电装机容量达到2300MW，相当于2—3个核电站。作为德国重要的农业大州，沼气工程是下萨克森州重点发展的

可再生能源技术之一（另外为风力发电、太阳能光伏发电等），绝大部分养殖

场均建有沼气工程，同时建有一批利用能源植物（主要为能源玉米）为原料生

产沼气的大型工程。沼气工程95%以上由农场主或企业联系银行（一般为北德

州银行）享受低息贷款建设，项目建设成功运行后，政府给予约总投资30%左

右的资金补贴（拨付给银行抵消相应贷款），根据工程不同投资规模，补贴额

度设定一个上限。一般工程正常运行5—8年即可收回投资。沼气工程建设多采

取招投标制由专业化施工公司设计建造；国家没有专门的沼气技术标准，所以

施工建造采用企业自己标准。沼气工程运行管理人员技术培训主要来自两方面，一是政府认可的农业技术培训学校，二是工程设计、施工企业。工程的建后维

修事宜多为谁承建谁负责，合同规定明确，企业诚信度较高。目前，德国沼气

工艺多采用全混合产储气一体式反应器（CSTR）、中温（38—43℃）发酵，料液浓度根据工程原料不同有低浓度（TS≥6—12%，粪污原料）或高浓度

（TS≥30%，农作物秸秆原料），料液发酵滞留期一般较长（30—60天），沼

气发酵残留物以直接喷洒至农田综合利用为主，且根据德国政府规定，沼气发

酵残留物必须经过180天（含发酵时间）保存后才能至农田使用。发酵所产沼

气2008年之前主要进行发电上网，2008年后得益于低压吸附提纯沼气技术的

推广应用，许多工程开始采用并入天然气管网供气的模式。据统计，2010年下

萨克森州可再生能源消费比例已占总能源消费的15%，并计划到2020年达到

20—25%。目前，下萨克森州自用电力的6.5%来自于沼气发电。2000年德国制

定可再生能源法促进了沼气工程等可再生能源发展，2004年又实行对沼气发电

进行0.2欧元/kwh的价格补贴政策，有力促进了下萨克森州沼气工程的发展。

现在德国5%的沼气发电都在下萨克森州，2009年该州建有发电站的沼气工程875家，预计2011年将达到1300家，发电量由2009年460MW将提高至2011

年650MW；全州沼气工程年投入资金20亿欧元，年产值10亿欧元，总体利润

约1亿欧元。下萨克森州现有26万公顷耕地用于能源植物种植，占该州总耕地

面积的13.6%，其中用于沼气工程原料的能源植物种植面积占75%。沼气工程

建设，涉及该州的多个领域，如：能源作物育种、能源作物种植、工程建设、

运输物流、能源投资、设备产销、技术培训等，通过沼气工程实施有力带动了

整个产业发展。

据介绍，目前，下萨克森州不同规模装机容量沼气发电工程所占比例为：

260MW以下占25%，261—500MW占52%，501—1000MW占22%，1001MW

以上占5%。2011年该州计划进一步调整和优化用于沼气原料能源作物的种植

面积、通过立法从政策方面解决沼气工程发电或提纯供气并网等市场推广问题、进一步加大沼气技术研发与技术培训等。

二、KWS种子股份有限公司考察情况

KWS成立于1856年，是一家具有150多年历史的大型作物育种企业，在德国

上市，在全球业内位列前五，已在70多个国家和地区开展业务，并设立了55

家子公司和联营公司。2009年末公司全球营业额达7亿欧元。KWS一直视自己为“农民的种子专家”，每年将营业额的15%投入在研发活动中，并将“团队精神、亲切诚信、独立前瞻”作为企业的核心价值。KWS公司自30多年前进入中国，

一直致力于提高中国甜菜品种的生产能力，中国主要糖区的单位面积产糖量在

过去的30年里增加了近一倍。近年来KWS的玉米品种在国内某些抗性方面表

现出明显优势，且密植性能优异。

2009年11月KWS公司通过其旗下的欧洲杂交谷物育种责任有限公司先期投资200万美元，在合肥市高新区设立其中国研发中心——科沃施农业科技研发

（安徽）有限公司，从事农作物生物技术、生物质能源技术研究及开发。目前KWS玉米品种已占中国北方玉米种植面积33%。

据介绍，KWS公司在欧洲约15%的年收益来自于能源作物。生物质能源在德国的应用形式主要是通过沼气作为能源载体，能源作物的用途决定其育种目标相

对其他食用、饲用作物较简单，这些目标概括起来说，就是干物质产量的最大化，提高每千克有机干物质的沼气产量，改善剩余作物的可消化性，产量稳定，熟期有保障。

三、德国沼气工程建设特点

据德国应用科学和艺术大学的Loewen教授等介绍，近十年来，在德国，建设

沼气工程多以获取生物能源为主要目的，因此追求最大原料产气率是这些工程

最为重要的技术指标。从原料产气率角度分析，一些农作物，如玉米、甜高粱、甜菜、马铃薯及大麦的干物质产气率可高达600—1000m3/t，远远高于畜禽粪便的产气率，而畜禽粪便与这些原料掺在一起进行混合发酵，可以弥补这些原料