畜禽场沼气工程技术目前情况及前景分析

畜禽场沼气工程技术目前情况及前景分析

---商业化发展评价

---障碍

---市场潜力和分析

商业化发展评价

技术功能特性。畜禽场沼气工程是以畜禽场的粪便为原料，在隔绝氧气的条件下，通过微生物的作用，将其中的碳元素分解为可燃气体（沼气）的一种转换装置。一个完整的沼气工程应同时具备消除污染、产生能源和综合处置三大功能，也就是说，畜禽粪便和污水经过厌氧消化后，既可获得优质能源（沼气），又能处理废弃物、净化环境，还可进行生物质资源的多层次利用和综合利用。这也是畜禽场兴建沼气工程的基本目的和要求。从中国近几年所建设的沼气工程来看，上述要求已基本达到。

首先是已形成较完善的具有多种功能的系统。目前常规的流行工艺系统一般由以下五大部分组成，即：①前处理装置，包括预处理池、调节池、增湿装置和固液分离设备等装置。这些装置对于保证沼气工程系统的稳定运行具有重要作用。②厌氧消化器，如AF、UASB 等消化装置已被广泛应用，显著地提高了工程系统技术功能的发挥。③沼气的收集、贮存及输配系统。它包括气水分离、净化脱硫、贮气输气和沼气燃烧等设备。这对于保证向用户提供高质量的燃料和保证高效率地使用具有关键性的作用。④沼液后处理装置，如发酵液沉淀池、好氧厌氧处理设施以及废液的排放设施等，是确保达标排放不可缺少的组成部分。⑤沼渣处理系统，包括发酵后固体残余物的干燥、固液分离和制造颗粒肥料和饲料等设备，改善了整个工程的经济性和实现资源的综合利用。总之，工艺系统的完善和设备的不断改进，为保证工程系统技术功能的发挥奠定了基础。

其次，产气功能不断改善，已基本达到实用水平。据估计，当前中国正在运行的畜禽场沼气工程每天每立方米产气达0.4立方米。这一水平比农村家用沼气池的产气水平提高了3倍。近年来兴建的一些沼气工程，由于一般都采取了加热增温的措施，产气率普遍较高，详见表1。

表1 中国部分畜禽场沼气工程的产气水平

注：① UASB即升流式厌氧污泥床，AF即厌氧过滤器，USR即升流式固体反应器。

②表中数据表格根据中国沼气学会出版物《中国沼气》（1995-1997）所载数据整理。

③表中数据表格根据《中国农村能源年鉴》（1997）数据计算。

第三，降低污染，效果明显。

第四，综合处理功能取得实际经济成效。目前已实现并取得成效的综合功能主要有以下几方面：一是利用固液分离设备及其相关设备，将畜禽污水制成再生饲料以供畜禽养殖业使用，每出售一吨再生饲料可获得100～1000元的收入；二是可将畜禽粪便污水制成颗粒肥料用以作为果园和花卉种植的高级有机肥料，每吨可获得80～100元的收入；三是沼液用于农田肥料和无土栽培，既可替代化肥，又能增产增肥，具有无公害栽培的良好效果；或通过好氧厌氧处理设施，还可实现无害化排放。

第五，主体设备性能可靠，具有较长的使用寿命。由于大多数沼气工程的主体设备（厌氧消化塔等设施）一般系由钢筋混凝土等材料构筑而成，具有抗酸碱、抗腐蚀、强度较高的特点，对用于处理粪便污水等具有腐蚀性的废弃物是一项有效的设备。如上海长江农场1984年建造的83个50立方米的沼气池、杭州浮山养殖场1988年始建的200立方米沼气池，迄今仍在正常运转中。这些事实说明，一个高质量的钢筋混凝土消化器稳定运行15年甚至更长的时间将是完全可能的。

经济上的可行性。尽管从80年代以来，已兴建了460座大中型沼气工程，但是从商业化的角度来看，几乎没有一座沼气工程是完全商业化的工程。这些工程基本还是属于科学研究、试点示范或福利性质的工程，缺乏按照商业化要求的设计和运行数据，包括立项阶段对工程可行性的分析和评估。这就是说，目前还没有可以直接引用的反映其商业化经济性的资料和数据。对此，下面首先以杭州西子养殖场沼气工程为例，按照成本、效益分析方法的要求作初步分析，以说明其经济上的可行性及参与市场竞争和偿还贷款的能力。

杭州西子养殖场是浙江省西子电梯集团公司创办的养殖基地，年产商品猪10万头，第一期规模为1万头。猪场采用国内一流的饲养工艺和设备，配套建设有饲料厂、屠宰厂、养鳖厂、鱼场、无公害蔬菜园及果园。了解决粪便对环境的污染，开发新能源，1996年该养殖场兴建了大型沼气综合利用工程，采用目前国内流行的工艺路线，将回收资源、开发能源、保护环境与改善生态环境有机地结合起来，为从根本上解决能源、资源和环境问题创造了条件。该工程的工艺流程如图所示。

西子养殖场新能源示范工程流程图

其主体设备和建筑物的工程投资概算为241.35万元，包括建设期利息总投资为281.45万元，其中土建工程48.4万元。沼气的利用：工程平均日产沼气500立方米。30立方米用于食堂炊事燃气，其余用于沼气发电（50千瓦），日发电850千瓦时，用于养殖场生产用电、污水处理站用电和办公楼及生活用电。沼液的利用：污水处理站日产沼液100吨。用于无公害蔬菜培育、鱼塘和草坪灌溉。当沼液消耗不尽时，再进行曝气、生物净化，其中COD、BOD含量分别只有200毫克／升和60毫克／升，符合排放标准，然后再将这些净化后的水送回猪舍用作冲洗水。一般情况下，约50吨沼液用作液体肥料，灌溉农作物和养鱼池；另50吨沼液经耗氧处理和生物净化后用作冲洗水。沼渣的利用：固液分离机每天可产饲料2.8吨，供250亩鱼塘养鱼或用于菜地肥料。该项目的收益共计65.5万元／年，其中：沼气收入20.5

万元／年（含发电收入），其它副产品收入33.0万元/ 年，减少环保罚款12万元／年，项目运行成本合计为：21.59万元／年。该工程财务评价经济分析结果及计算参数如表2。

表2 杭州西子养殖场沼气工程的经济评价结果

由表2可以看出以下两点：（1）项目的经济内部收益率都较高，最低也达13.88％，而且不管环境这一效果是否考虑了投资的利息都是如此。这说明这类工程具有良好的社会环境效果。（2）从财务的角度来看，这类工程效益比较差；即使在考虑减息的条件下，净现值仍然为负，内部收益率仍≤10％。只有不考虑投资利息或国家实施有力的优惠扶持政策，其效益才可能改好。这些事实说明，目前大中型畜禽场沼气工程参与市场的能力还很弱，甚至不具备商业化的条件。

表3 中国部分沼气工程财务分析结果