俞建良，熊 強(qiáng)，劉曉峰，劉勁松，林海龍

(國(guó)投生物科技投資有限公司，北京 100034)

隨著國(guó)家自2015年開(kāi)始通過(guò)建設(shè)補(bǔ)貼的方式試點(diǎn)推廣的大型秸稈沼氣項(xiàng)目的陸續(xù)建成和投產(chǎn)運(yùn)行，國(guó)內(nèi)大型秸稈沼氣行業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了從無(wú)到有的第一個(gè)階段[1]。根據(jù)筆者調(diào)查，在這個(gè)階段，國(guó)內(nèi)的秸稈沼氣行業(yè)主要以從失敗中吸取教訓(xùn)、積累經(jīng)驗(yàn)為主。通過(guò)示范項(xiàng)目，對(duì)涉及行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行摸索，包括原料收儲(chǔ)運(yùn)體系、技術(shù)和裝備、工程建設(shè)投資、產(chǎn)品方案、銷(xiāo)售模式，初步了解了行業(yè)發(fā)展所面臨的困難和挑戰(zhàn)，從而為政府和企業(yè)在下一階段更好地推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展提供了重要的依據(jù)。

以生物質(zhì)秸稈和畜禽糞污為原料，通過(guò)厭氧處理生產(chǎn)生物天然氣和生物有機(jī)肥，不僅能解決農(nóng)村的污染問(wèn)題，而且能在一定程度上緩解我國(guó)天然氣緊缺的能源問(wèn)題，具有十分重要的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值[2]。然而，目前沼氣行業(yè)的發(fā)展卻仍舊困難重重，項(xiàng)目盈利能力不足，這其中有觀念的問(wèn)題、技術(shù)的問(wèn)題、管理的問(wèn)題，但更重要的是行業(yè)發(fā)展模式的問(wèn)題、國(guó)家對(duì)產(chǎn)業(yè)定位的問(wèn)題[1,3]。本文將重點(diǎn)圍繞業(yè)務(wù)模式探討我國(guó)秸稈沼氣行業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題和未來(lái)發(fā)展的方向。

1 業(yè)務(wù)模式探討

1.1 原料收購(gòu)模式

農(nóng)作物秸稈具有分散性、季節(jié)性等特點(diǎn)[4]，沼氣工程的首要任務(wù)就是秸稈的收集和貯存，其次需要建立合理的廢棄物第三方治理的收費(fèi)機(jī)制。

1.1.1 秸稈收購(gòu)模式

根據(jù)筆者調(diào)查，由于秸稈原料成本占沼氣生產(chǎn)總成本的30%以上，在所有成本要素構(gòu)成中占比最高，對(duì)項(xiàng)目的效益影響最大。因此，尋找經(jīng)濟(jì)合理的秸稈收儲(chǔ)模式一直是行業(yè)發(fā)展過(guò)程中最受關(guān)注的環(huán)節(jié)。

當(dāng)前，市場(chǎng)上最成熟的秸稈收儲(chǔ)模式是黃秸稈打捆干貯模式，主要是供生物質(zhì)直燃發(fā)電企業(yè)、生物質(zhì)造粒企業(yè)、飼料企業(yè)和造紙企業(yè)[5-6]。但是，由于黃秸稈中纖維結(jié)構(gòu)致密，粗蛋白、淀粉等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較低，因此并不適合用于直接消化產(chǎn)沼氣[7-8]。另外，這種模式的作業(yè)環(huán)節(jié)多，需要用到編織物和特種農(nóng)機(jī)設(shè)備(比如摟草機(jī)、打捆機(jī)、搬運(yùn)機(jī)等)，導(dǎo)致成本相對(duì)較高[5,9]。為了解決黃秸稈不易直接被消化利用的問(wèn)題，行業(yè)內(nèi)正在摸索一種莖穗兼收的模式，對(duì)具有一定含水量(40%～70%)的秸稈進(jìn)行微貯[8,10]。這是一種用一臺(tái)莖穗兼收機(jī)和集草車(chē)配套，一次性地同時(shí)完成玉米摘穗、剝皮、集穗、秸稈切碎、回收裝車(chē)的聯(lián)合作業(yè)方式[11]。在這種收獲方式下獲得的秸稈不僅干凈、顆粒度細(xì)，而且此時(shí)含水量高、含有一些營(yíng)養(yǎng)成分，有利于微貯和厭氧消化產(chǎn)沼氣[12-13]。筆者認(rèn)為，莖穗兼收模式收割環(huán)節(jié)少、成本低，將是未來(lái)沼氣行業(yè)原料收儲(chǔ)的最佳選擇。

1.1.2 原料付費(fèi)處理

目前，國(guó)內(nèi)除了少數(shù)國(guó)有大型養(yǎng)殖場(chǎng)自己配套建設(shè)了沼氣裝置，多數(shù)的養(yǎng)殖場(chǎng)依舊是隨處堆放，沒(méi)有任何的處理設(shè)施[14-15]。過(guò)去這些年，國(guó)家給養(yǎng)殖企業(yè)補(bǔ)貼配套建設(shè)的小型沼氣裝置，絕大多數(shù)都因缺少管理和維護(hù)，最終成了擺設(shè)，有的甚至從未投入使用[16-17]。根據(jù)筆者調(diào)研，有些養(yǎng)殖場(chǎng)自己沒(méi)有能力建設(shè)配套設(shè)施進(jìn)行糞污處理，同時(shí)還不愿意付費(fèi)委托專(zhuān)業(yè)企業(yè)進(jìn)行集中處理；相反，沼氣公司則需要購(gòu)買(mǎi)糞污，自行承擔(dān)運(yùn)輸費(fèi)用。

秸稈沼氣裝置所使用的這些原料(比如秸稈、畜禽糞便、過(guò)期食品等)，如果不采用科學(xué)的處理方法對(duì)它們進(jìn)行無(wú)害化處理，不僅浪費(fèi)資源，而且還污染環(huán)境[18]。因此，需要從環(huán)保角度出發(fā)，通過(guò)政府加強(qiáng)監(jiān)管和執(zhí)法，建立受益者付費(fèi)機(jī)制，鼓勵(lì)第三方處理機(jī)構(gòu)和社會(huì)化服務(wù)組織發(fā)揮專(zhuān)業(yè)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)開(kāi)展社會(huì)服務(wù)，保障第三方處理企業(yè)和社會(huì)化服務(wù)組織合理收益。比如，養(yǎng)殖企業(yè)需要將廠(chǎng)內(nèi)的畜禽糞便統(tǒng)一收集并送至沼氣工廠(chǎng)，且支付糞污的處理費(fèi)用，從而保證沼氣行業(yè)的原料供應(yīng)，促進(jìn)沼氣行業(yè)的健康發(fā)展。

1.2 沼氣利用模式

1.2.1 沼氣發(fā)電上網(wǎng)

沼氣可以通過(guò)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行發(fā)電，發(fā)出的電符合《可再生能源電價(jià)附加收入調(diào)配暫行辦法》。根據(jù)《可再生能源電價(jià)附加收入調(diào)配暫行辦法》，電網(wǎng)公司全額接受生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)與依法取得行政許可或者報(bào)送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議，全額收購(gòu)其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量，并為可再生能源發(fā)電提供上網(wǎng)服務(wù)。根據(jù)文件規(guī)定，當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)須無(wú)償為新能源分布式發(fā)電企業(yè)接入最近電站，電價(jià)執(zhí)行燃煤脫硫電價(jià)加0.25元(以省發(fā)改委計(jì)算方法為準(zhǔn))[19]。

由于全國(guó)各地的燃煤電價(jià)不同，因此各地的綠電電價(jià)差異也較大[20-21]。相比而言，北方煤炭資源豐富，電力供應(yīng)充足，電價(jià)低；相反，南方或者東南沿海地區(qū)電力資源緊張，電價(jià)高。

1.2.2 氣體燃料

沼氣經(jīng)過(guò)脫硫以后，可以直接送入沼氣鍋爐進(jìn)行燃燒[22]。由于不需要提純，不僅減少了投資，而且降低了生產(chǎn)成本。筆者認(rèn)為，這種用氣模式一般適合工廠(chǎng)內(nèi)部或者用氣單位離沼氣裝置較近，可以通過(guò)管道直接輸送。

如果用氣單位距離較遠(yuǎn)，或者是送給加氣站或者燃?xì)夤艿?，則需要通過(guò)提純達(dá)到天然氣的標(biāo)準(zhǔn)，一方面保證燃燒效果，另一方面也是便于運(yùn)輸[23]。

1.2.3 對(duì)比分析

在進(jìn)行投資效益分析前，首先對(duì)原料和產(chǎn)品的價(jià)格進(jìn)行設(shè)定(見(jiàn)表1)，設(shè)定的依據(jù)是筆者近兩年來(lái)對(duì)北方地區(qū)秸稈綜合利用示范項(xiàng)目調(diào)研后得到的數(shù)據(jù)。比如，當(dāng)前有機(jī)肥的價(jià)格區(qū)間是500～1000元·噸-1，此處選取了600元·噸-1；生物天然氣的價(jià)格區(qū)間是1.8～2.6元·m-3，此處選取了較為保守的2.2元·m-3。另外，設(shè)定每m3沼氣發(fā)電量為2.3度，每m3沼氣提純獲得0.5 m3生物天然氣。對(duì)于一套日產(chǎn)沼氣24000 m3的裝置，年運(yùn)行天數(shù)是333天，聯(lián)產(chǎn)1.5萬(wàn)噸有機(jī)肥，分別對(duì)沼氣發(fā)電和沼氣提純生物天然氣進(jìn)行對(duì)比分析(見(jiàn)表2)。

表1 沼氣示范項(xiàng)目原料和產(chǎn)品的價(jià)格設(shè)定

表2 沼氣提純生物天然氣與沼氣發(fā)電投資效益對(duì)比分析

從以上效益分析結(jié)果中可知，雖然在這樣的假設(shè)條件下，沼氣發(fā)電上網(wǎng)的效益優(yōu)于銷(xiāo)售生物天然氣；但是如果考慮到0.25元·度-1的補(bǔ)貼無(wú)法及時(shí)獲得(全年合計(jì)約460萬(wàn)元)，沼氣發(fā)電項(xiàng)目的流動(dòng)資金會(huì)非常困難，因此，反而比銷(xiāo)售生物天然氣的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)更大。同時(shí)，電價(jià)的調(diào)整空間較小，一般比較固定。在這種情況下，假設(shè)其他條件都不變，天然氣價(jià)格進(jìn)行調(diào)整。分析可知，只要天然氣價(jià)格達(dá)到2.35元·m-3，項(xiàng)目的利潤(rùn)總額就能與沼氣發(fā)電持平。當(dāng)前東北地區(qū)和蒙東地區(qū)天然氣供應(yīng)緊張，用氣淡季的批發(fā)價(jià)格為2.2元·m-3，而一旦進(jìn)入取暖季，批發(fā)價(jià)格會(huì)持續(xù)上升，最高能達(dá)到淡季的3倍以上。

綜合分析認(rèn)為，如果項(xiàng)目當(dāng)?shù)?北方地區(qū))天然氣需求量大于項(xiàng)目產(chǎn)能(或能完全消耗產(chǎn)能)，那么銷(xiāo)售天然氣一定比沼氣發(fā)電上網(wǎng)更有優(yōu)勢(shì)。

1.3 副產(chǎn)品綜合利用模式

1.3.1 生物有機(jī)肥

生物有機(jī)肥是秸稈沼氣裝置最重要的副產(chǎn)品[17,24]。一方面，通過(guò)將沼渣和沼液加工成有機(jī)肥，消滅了固廢和液廢，解決了環(huán)保問(wèn)題；另一方面，通過(guò)有機(jī)肥銷(xiāo)售獲得的收入有效地沖減了沼氣的生產(chǎn)成本，確保項(xiàng)目整體可以盈利。因此，行業(yè)內(nèi)普遍有這樣一個(gè)觀點(diǎn)：沼氣的銷(xiāo)售確保項(xiàng)目成本的回收，有機(jī)肥的銷(xiāo)售帶來(lái)項(xiàng)目的利潤(rùn)[17,24]?？上攵?，有機(jī)肥的生產(chǎn)和銷(xiāo)售對(duì)于沼氣項(xiàng)目的正常運(yùn)營(yíng)有多么的重要，甚至毫不夸張地說(shuō)，有機(jī)肥的成敗一定程度上能左右項(xiàng)目的成敗。

1.3.2 其他副產(chǎn)品業(yè)務(wù)

沼液作為一種副產(chǎn)品，用的合理是資源，否則就是污染[14,25]。雖然很多業(yè)內(nèi)業(yè)外的人士都宣稱(chēng)用沼液開(kāi)發(fā)出了高端液體肥，實(shí)際沼液也確實(shí)能開(kāi)發(fā)出高端的液體肥[25]。然而，最大的問(wèn)題恰恰就是商業(yè)模式的問(wèn)題。筆者詳細(xì)調(diào)研過(guò)液體肥或者葉面肥的市場(chǎng)，可以簡(jiǎn)單歸納為：種類(lèi)成千上萬(wàn)，質(zhì)量參差不齊，渠道分散復(fù)雜，用戶(hù)任人擺布。因此，作為一個(gè)單純的沼氣公司，沼液很難具備產(chǎn)品上市銷(xiāo)售甚至盈利的可行性。

沼氣提純過(guò)程中副產(chǎn)品是二氧化碳，約占沼氣體積的40%左右，如果將副產(chǎn)品二氧化碳進(jìn)行提純并開(kāi)發(fā)成為產(chǎn)品(規(guī)模為0.5～1萬(wàn)噸·年-1)，不僅可以減少碳排放，而且可以獲得收入。然而，近年來(lái)受?chē)?guó)家節(jié)能減排政策的拉動(dòng)，二氧化碳產(chǎn)能持續(xù)較快擴(kuò)張，2014年達(dá)1050萬(wàn)噸·年-1[26]。全國(guó)二氧化碳生產(chǎn)企業(yè)280家(包括臨時(shí)停產(chǎn)企業(yè)，統(tǒng)計(jì)企業(yè)產(chǎn)能均在1萬(wàn)噸·年-1以上)，其中10萬(wàn)噸·年-1生產(chǎn)能力的企業(yè)29家。然而，由于應(yīng)用研發(fā)力度不足，需求市場(chǎng)雖在擴(kuò)張，但并不旺盛，導(dǎo)致目前行業(yè)供大于求，開(kāi)工率不足50%。因此，開(kāi)發(fā)二氧化碳副產(chǎn)品的市場(chǎng)條件并不具備，且規(guī)模小，沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

筆者認(rèn)為，活性污泥將是沼氣項(xiàng)目未來(lái)的一個(gè)亮眼的盈利點(diǎn)。目前，秸稈沼氣裝置采用的微生物一般都是通過(guò)糞污或污泥培養(yǎng)馴化而來(lái)，因此都不具備獨(dú)特的發(fā)酵性能，也無(wú)特殊的商業(yè)價(jià)值。但是，如果裝置能夠擴(kuò)培出具有工藝特性的特種微生物菌群(比如耐高溫、耐高濃度氨氮)，且給裝置的發(fā)酵性能帶來(lái)了顯著的提升，那么這種裝置內(nèi)的活性污泥就具備了商業(yè)化的價(jià)值，可以作為商品進(jìn)行出售了[27,28]。由于這種擴(kuò)培是一個(gè)自然過(guò)程，除了維持裝置正常運(yùn)行，并無(wú)其他額外投入?？梢?jiàn)，活性污泥可能將成為沼氣項(xiàng)目未來(lái)盈利的另一有效模式。

2 問(wèn)題分析與建議

2.1 有效的扶持政策是產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)的重要保障

雖然與秸稈沼氣行業(yè)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策很多，比如秸稈補(bǔ)貼政策(含農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼)、綠電上網(wǎng)政策、裝置建設(shè)補(bǔ)貼政策(土地優(yōu)惠)、稅收優(yōu)惠政策及其他(如碳減排交易、生物天然氣補(bǔ)貼等)[29]。但是，根據(jù)筆者調(diào)查，除了綠電上網(wǎng)政策受到《可再生能源法》保護(hù)得以長(zhǎng)期穩(wěn)定執(zhí)行以外，其他政策或者只針對(duì)某些示范項(xiàng)目(比如裝置建設(shè)補(bǔ)貼政策)，或只在某些地區(qū)某些時(shí)期執(zhí)行(比如秸稈補(bǔ)貼政策)，或者有政策而無(wú)執(zhí)行辦法(比如土地優(yōu)惠)，又或者尚在研究制定中(比如碳減排交易、生物天然氣補(bǔ)貼)，總之，缺少類(lèi)似綠電上網(wǎng)補(bǔ)貼一樣的具有強(qiáng)制性的穩(wěn)定持續(xù)的扶持政策。

沼氣項(xiàng)目使用的原料是社會(huì)產(chǎn)生的各類(lèi)廢棄物，生產(chǎn)出來(lái)的是可再生清潔能源和綠色的有機(jī)肥，所以，沼氣行業(yè)的發(fā)展不僅在一定程度上能緩解國(guó)家能源進(jìn)口的壓力，而且以一種最清潔、最可持續(xù)的方式承擔(dān)了廣大農(nóng)村地區(qū)甚至城市周邊的污染治理的職責(zé)[30-31]。當(dāng)前沼氣行業(yè)正處于商業(yè)模式尚待建立、企業(yè)尚不具備100%的自主造血能力的起步階段，為了更好地培育這個(gè)行業(yè)，讓這個(gè)行業(yè)能夠茁壯成長(zhǎng)，幫助它實(shí)現(xiàn)從“有”到“大”，社會(huì)(政府)有責(zé)任、有義務(wù)從能源發(fā)展戰(zhàn)略角度和環(huán)保治理角度出發(fā)，出臺(tái)有效的政策，推動(dòng)行業(yè)的健康發(fā)展。例如，在當(dāng)前無(wú)法推行誰(shuí)污染誰(shuí)治理的機(jī)制條件下，國(guó)家可以參考綠電上網(wǎng)的補(bǔ)貼政策，在《可再生能源法》中規(guī)定生物天然氣強(qiáng)制并入天然氣管網(wǎng)，并給予每立方生物天然氣固定的或者浮動(dòng)的補(bǔ)貼。

2.2 科學(xué)合理的原料收儲(chǔ)體系亟待建立并完善

雖然目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)在一些地區(qū)初步建立了黃秸稈的收儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，但是這種黃秸稈并不是沼氣生產(chǎn)最佳的原料，相比而言，尚未干化的帶水分的青秸稈才是最佳原料[32]。因此，需要建立并完善收儲(chǔ)青秸稈的體系。根據(jù)筆者調(diào)查，這種青秸稈的收儲(chǔ)可能成本更低，且原料質(zhì)量更好(尤其是含沙土少)。未來(lái)重點(diǎn)需要選擇、優(yōu)化、或者開(kāi)發(fā)效能更佳的莖穗兼收機(jī)，并將這種莖穗兼收模式推廣至項(xiàng)目周邊的農(nóng)村地區(qū)。

同時(shí)，為了最大限度地降低原料成本，充分利用廢棄資源合理化處理帶來(lái)的政策福利，需要擴(kuò)大原料來(lái)源，尤其是主動(dòng)承擔(dān)社會(huì)污染治理行動(dòng)，比如餐廚垃圾、畜禽糞污、過(guò)期食品等等。豐富的原料方案不僅能有效地控制原料的成本(一方面秸稈使用量減少，另一方面獲得政府有償服務(wù)補(bǔ)貼)，而且能提升企業(yè)對(duì)外宣傳的社會(huì)形象。

2.3 優(yōu)化投資規(guī)模不容小視

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)優(yōu)化投資規(guī)模的原因有兩點(diǎn)：1)敏感性分析表明，投資規(guī)模對(duì)財(cái)務(wù)指標(biāo)影響顯著；2)調(diào)研的情況顯示，目前已經(jīng)建成的大型秸稈沼氣項(xiàng)目的日產(chǎn)萬(wàn)m3沼氣的投資都超過(guò)了4000萬(wàn)元，甚至有的項(xiàng)目超過(guò)了5000萬(wàn)元，導(dǎo)致很多民營(yíng)企業(yè)沒(méi)有足夠的資金投資，或者雖然投資建廠(chǎng)了，但是經(jīng)營(yíng)壓力巨大。

優(yōu)化投資規(guī)模的途徑有4條：1)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化。由于固定資產(chǎn)投資中占比最大的就是設(shè)備投資，而設(shè)備投資中占比最大的是關(guān)鍵的進(jìn)口設(shè)備，因此控制進(jìn)口設(shè)備數(shù)量和價(jià)格是控制投資的有效途徑。一方面，可以通過(guò)自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)口設(shè)備的替代；另一方面，可以通過(guò)與國(guó)外設(shè)備制造商合作，在國(guó)內(nèi)委托加工生產(chǎn)。2)公用工程共享化。充分利用園區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的公用工程，或者與其他企業(yè)共建共享，減少投資。比如，沼氣項(xiàng)目作為燃料酒精項(xiàng)目的配套子項(xiàng)目，則消防設(shè)施、水電氣熱公用工程均可共享。3)配套設(shè)施低配化。嚴(yán)格控制辦公樓面積和內(nèi)部配置；以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求和安全管理為標(biāo)準(zhǔn)，盡可能降低廠(chǎng)房、管廊、道路等基建設(shè)施的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和要求。4)提升裝置產(chǎn)氣性能。通過(guò)創(chuàng)新和優(yōu)化工藝、選用特殊微生物等手段，大大提升裝置的產(chǎn)氣性能，減少發(fā)酵罐的建設(shè)數(shù)量，從根本上降低項(xiàng)目的整體投資。

2.4 下游渠道決定了行業(yè)發(fā)展的上限

生物天然氣的銷(xiāo)售是影響項(xiàng)目盈利能力的最關(guān)鍵因素(見(jiàn)表2)，要想獲得理想的銷(xiāo)售價(jià)格，就必須更加地接近銷(xiāo)售的終端，也就是終端客戶(hù)。目前分析，有兩種選擇：1)與當(dāng)?shù)厝細(xì)夤竞献魍顿Y建設(shè)項(xiàng)目；2)給項(xiàng)目周邊的大型工業(yè)用戶(hù)定點(diǎn)直供。有機(jī)肥的生產(chǎn)與銷(xiāo)售則更應(yīng)該借助專(zhuān)業(yè)化肥料公司的力量，采取OEM貼牌代加工、合資建廠(chǎng)等經(jīng)營(yíng)模式，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目效益的最大化。

3 展望

雖然我國(guó)沼氣發(fā)展起步較早，國(guó)家發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部、能源局等各級(jí)政府部門(mén)也給予了大力的支持，但是規(guī)?；笮徒斩捳託庋b置的發(fā)展才剛剛起步，且與歐洲以青貯秸稈為主要原料的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式存在一定的差異，因此，一方面需要各級(jí)政府部門(mén)繼續(xù)給予有效的政策支持，另一方面更需要整個(gè)行業(yè)團(tuán)結(jié)在一起，總結(jié)并分享過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，從原料收儲(chǔ)、工藝技術(shù)、裝備、商業(yè)模式等各個(gè)方面進(jìn)行模式創(chuàng)新，共同開(kāi)創(chuàng)具有中國(guó)特色的沼氣之路。