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摘自《中國沼氣》第5期 王火根 黃弋華 張彩麗

1現狀及問題

隨著農村城鎮化建設以及農業技術的革新,畜  禽養殖規?；俣炔粩嗉涌?畜禽污水糞便等廢棄  物的產量也在迅速上升。根據農業部2017年統  計1,當前我國每年畜禽糞污產生量約38億噸綜  合利用率不足60%。未經處理的廢棄物任意排放  不僅給農村的水源、土壤及大氣環境等帶來嚴重影  響還造成資源的巨大浪費。這些廢棄物如果能夠  加以合理利用則是一筆寶貴的資源,如飼料化利用  提供給養殖業,肥料資源化提供給作物,或生物能源利用,能源化進行雙膜氣柜沼氣發電或向農村鄉鎮集中供應雙膜氣柜沼氣。畜禽糞污資源化受到政府的高度關注。200年,國家每年投入6000萬元用于畜禽養殖場雙膜氣柜沼氣工程建設,來解決一些重點養殖區域規模養殖場對周圍環境的污染問題;2007年國家環?？偩殖雠_《關

于加強農村環境保護工作的意見》,通過發展農村戶用雙膜氣柜沼氣來解決農業廢棄物任意排放問題:2016年8月,農業部在《關于推進農業廢棄物資源化利用試點的方案》中鼓勵各地探索農業廢棄物資源化利用的有效治理模式;2017年6月,國務院出臺了《關于加快推進畜禽養殖廢棄物資源化利用的意見》,明確要構建種養循環發展機制來推進畜禽養殖廢棄物資源化利用。在政策的推動下,各地涌現了許多各具特色的畜禽糞污治理模式,尤其是以規?；笄?nbsp; 養殖場雙膜氣柜沼氣工程為紐帶的循環農業模式,實現了種  植業、養殖業和雙膜氣柜沼氣產業的循環發展2-3。但是,從  現在文獻和筆者江西省調研情況來看,農業廢棄物  綜合利用還存在許多問題。根據江西省環保部門  2015年對江西省325個規模豬場調研結果可以看  出,僅49.3%的養殖場擁有污染治理設施,82%以  上的大型農場建設有污水處理存儲設施,大約20%

左右的規模豬場采用先進技術和有效的廢物管理處  理模式,基本滿足達標排放要求;還有一半左右的規  模農場,盡管建有廢物存儲和處理設備,由于利用成  本(日常維護、運行費用等)較高,糞污處理設施或  年久失修、或久放不用,存在主觀、客觀廢棄現  象4;規模豬場中,僅有20%的養殖場真正實現了  種養結合;大多養殖場在建設雙膜氣柜沼氣項目時,都配有沼  氣發電機組,然而由于現階段發電上網門檻高、輸送  困難,所發電量僅用于維持場區生活生產,普遍存在  用電盈余現象。根據筆者2017年對江西進賢縣匯  得能雙膜氣柜沼氣發電工程調研來看,雙膜氣柜沼氣發電率實際只有

產能的30%

2原因分析

2.1工程收益低,缺乏雙膜氣柜沼氣產業激勵政策

雙膜氣柜沼氣工程建設初期一次性投資大,收益周期性

長。而且,雙膜氣柜沼氣、沼渣和沼液利用程度低,導致其經

濟效益較低,使雙膜氣柜沼氣工程無法走上市場化的道路,而  缺乏市場化經營又導致無法為副產品進行市場定

位,雙膜氣柜沼氣自用或免費供戶,沼渣沼液也是免費給農戶  使用,由于規模養殖場一般遠離農戶居住區,如果進行銷售基本沒有農戶購買,如果沼渣沼液加工成有機肥的,又需要額外的資金投入。企業是贏利為目的的,一般環保工程都不具備盈利特征,使得養殖企業在雙膜氣柜沼氣工程項目的建設運行沒有主動性(建設的目的更多是因為環保壓力),有個別企業因養殖行情不好或其他原因,將養殖場出租或關閉,致使在建工程被停工,建好的工程未發揮多大效益就被棄用閑置。而國家補貼相較于巨大的初期投資來說比例較小,大比例補貼往往只針對示范單位。此外,由于雙膜氣柜沼氣工程發電質量和穩定性差等,大部分的雙膜氣柜沼氣發電企業無法享受上網發電政策的優惠,項目建設對

般的養殖企業沒有吸引力

2技術支撐弱,技術指導不到位,管理滯后

無論在控源減排、清潔生產、無害化處理,還是在資源化利用技術等方面,缺乏特殊的服務、研究和推廣力量,造成養殖場對廢棄物處理效果不佳。目前各養殖場建設的大中型雙膜氣柜沼氣工程的生產運行管理模式基本是養殖場自己管理,操作管理人員大多由畜禽養殖場內部工作人員兼任,盡管一些管理人員參與了職前技術培訓,卻因缺乏責任心,在日常運行操作管理中操作失誤的現象時有發生,導致雙膜氣柜沼氣工程運行成本增加。養殖企業的強項是養殖,不具備

雙膜氣柜沼氣工程運行的專業基礎及管理基礎?；静粫O

置雙膜氣柜沼氣項目專職的運行人員處理豬糞和對雙膜氣柜沼氣發電  機組進行維護。一且雙膜氣柜沼氣設備出現故障后,由于沒

有專業人員現場服務,導致雙膜氣柜沼氣工程往往被廢棄,養

殖企業建設的雙膜氣柜沼氣項目使用率普遍較低。另外,個

別建設單位為爭取項目,在項目申報時立下保證承

諾,但當項目批復下達后,就出現拖三拉四,不守規

章制度,想盡辦法來改變建設方案和設計規模、偷工

減料壓縮成本

2.3資金缺口大,政府扶持少

現今,各行業雙膜氣柜沼氣工程建設的資金來源主要是

自有資金和政府補貼,銀行等金融機構的作用沒有

充分發揮出來。在沒有政府資金扶持的情況下

型養豬場業主由于無充足資金建立配套設備,一般都是建設一個污水池對養殖廢棄物進行簡單處理?？紤]到養殖污染來源多、范圍廣、治理成本高,在地方財政還不是很富裕的情況下,很難劃撥出資金用  于畜禽養殖產生的污染,致使畜禽養殖廢棄物污染  的水體和土壤的治理效果很不理想。目前江西省

養殖基本以中小規模養殖為主,本身的抗風險能力就差,養殖過程受市場波動會造成養殖規模變動,養殖場的雙膜氣柜沼氣工程抗風險能力更差(規模變動造成原料總量的變化)

2.4環保法律執行力度不嚴

國家針對各行業的廢棄物的排放和治理制定了

系列相關的環保政策法規,并對雙膜氣柜沼氣工程等配套措施也做出了相關規定。特別是近年來,已經實了一系列的畜禽養殖場建設標準化項目,從糞污治理設施建設和使用成效來看,效果不是特別理想?！缎笄菀幠ｐB殖污染防治條例》、《環境保護法》和其  他相關法律法規對養殖污染控制和防治做出了一些規定,但落實到地方時實際情況效果較差。目前,江西省通過環評審批的養殖場數量共1062家,占全省畜禽規模養殖場總數的12%;通過“三同時”驗收的養殖場數量共280家,占全省畜禽規模養殖場總數的3%;補辦環評審批的養殖場數量共363家,占全省畜禽規模養殖場總數的4%;仍有80%左右的畜禽養殖場執行環境影響評價制度不到位“。由于養殖場分布點多、面廣、位置偏僻等原因,加上環保監督人員數量較少、執法懈怠等原因,環保部門對生  豬養殖場廢棄物處理、雙膜氣柜沼氣工程的檢查和監督無法跟上日益增長的企業數量和環保需求3

第三方治理內在機理

十八屆三中全會提出“推行環境污染第三方治  理,建立吸引社會資本來保護生態環境的市場化機  制”。實施畜禽糞污資源化第三方治理模式可以通  過專業化服務和集約化管理來降低建設成本、維護  成本,能夠合理配置公共資源和公共設備,克服畜禽  糞污資源化管理過程中的資源閑置、技術不足及經  濟效益不佳等弊端,從而改變公共設備運營的“僵  尸”狀態6-7?？扑拐J為,環境污染治理效率問題是由治理污染收益與治理成本相抵的差額來決定的。當存在外部性時,通過政策調整來重新分配已界定權利可以降低甚至能消除外部性,從而改善社會福利。因此,重新配置產權或許可以推動農業生產中分工與專業化的發展。楊格認為分工和專業化是解  決環境污染,實現政府監管向市場轉變的一種重要  機制,但取決于這一市場規模的大小,如果市場達到  定規模,專業化可以大大提升治理效率。威廉姆  森認為在交易過程不確定性、交易頻率和資產專用

性這三個交易特性高低程度不同,與其相匹配的市場規制結構也不同。他認為產業鏈中的中間性經濟  組織,可能會比市場更有效。羅必良認為,在環境污染治理過程中存在交易成本時,若不能通過確權或產權細分調整來改善治理效率,那么可以選擇恰當的產權交易裝置與當前的生產模式進行匹配。所謂“交易裝置”包含三層含義:其一是通過B交易來改善A交易,即迂回交易;其二是選擇交易成本較低的B交易替代交易成本較高的A交易,即替代交易;其三是A交易難以獨立運行,故通過B交易的匹配來改善交易效率,即匹配交易0。在畜禽糞污資源化過程中,第一方是政府,其需要向社會提供綠色的生態環境;第二方是養殖企業,其生產行為產生了大量的糞污;第三方是專業化的畜禽糞污資源  化服務公司。第三方治理的關鍵之處在于通過政府  引導,以市場化為原則把禽糞污資源化服務公司  引進生態環境的治理。第三方治理通過政府主體與  畜禽糞污資源化服務公司的合作,來解決在畜禽糞污治理過程的碎片化問題,從而更好地為農村提供

公共產品和公共服務。因此,在廢棄物資源化過程中,通過培育農業經營主體,政府對廢棄物資源化的關鍵節點進行政策支持,第三方治理企業通過建立大型雙膜氣柜沼氣發電及有機肥生產信息平臺,以農業合作社方式將分散、小規模養殖和種植的農戶聯合起來,實現區域內種養結合的農業循環生態經濟模式。圖1為養殖戶廢棄物處理環節外包行為的“產權交易一分工”的內在機理。

畜禽廢棄物資源化利用模式案例分析

2018年5月,筆者調研了位于江西省新余市渝水區羅坊鎮的江西正合環保工程公司的大型雙膜氣柜沼氣工程項目,主要包括6000戶雙膜氣柜沼氣集中供氣站、羅坊南英2臺1.5MW雙膜氣柜沼氣發電特大型雙膜氣柜沼氣工程、病死畜

禽無害化處理中心、10萬噸有機肥生產廠、現代生  態循環農業示范園區等5部分,并與公司負責人就  羅坊鎮雙膜氣柜沼氣工程的數據和材料深入交流,文中所有  雙膜氣柜沼氣工程數據屬實。沿氣有關數據和其他可再生能  源數據來源于公共統計。

4.1“N2N”區域生態循環農業模式概述

該模式采取“政府引導、企業主導、市場運作的方式,以“農業廢棄物收儲運特大型雙膜氣柜沼氣工程有  機肥生產”為核心,建設“兩個中心,一個平臺,四套體系,五個產業,”通過農村有機廢棄物資源化循環為紐帶,處理上游污染問題,帶動生態農業發展,進而帶動下游農產品種植、深加工、生態農業觀光等產業的發展(見圖2)。

4.1.1農業廢棄物資源化處理中心和有機肥生產中心

以農業廢棄物資源化處理中心和有機肥生產中心為紐帶,采用第三方農業廢棄物污染治理模式,通過特大型雙膜氣柜沼氣工程建設將周邊養殖業及種植業進行無縫耦合,推動區域農業循環可持續發展。

4.1.2智能型物聯網監測管理平臺建設

以互聯網+技術為核心,結合先進的物聯網技術,建設智能型物聯網監測管理平臺,平臺集成對養殖場糞便處理,農業生產及產品質量監控,廢棄物處理中心及有機肥廠智能化遠程監控與管理,雙膜氣柜沼氣用

戶用氣安全,網絡遠程監控及預警等多項職能,確保  核心工程體系的良好運行。

4.1.3構建的四大體系建設

政策保障體系:區域生態循環農業園區建設,牽涉到上游養殖企業,下游種植企業,需要整合一個區域的種養殖資源,非一個企業能夠推動,要想順利實現生態循環,需要政府的引導和宣傳,資金支持,畜禽規模養殖污染防治條例制度作為保障,嚴格執法。

收儲運體系:圍繞農業廢棄物資源化處理中心,建設農村有機廢棄物收儲運體系,收集的可用于厭氧發酵的生物質廢物,主要包括:規?；笄蒺B殖場

產生的畜禽糞便及病死豬、水稻種植產生的水稻秸  稈等。根據原料特征配備特殊的原料收集儲運車,  合理建設厭氧發酵原料貯存轉運場,確保大型雙膜氣柜沼氣  站厭氧發酵原料的穩定供應。  有機肥配送體系:依托有機肥生產線,根據有機  農業、有機果業需求,建設有機肥配送物流網絡和沼液輸送管道,保障區域范圍內有機肥的良好供應。

農產品商貿體系:在加快發展有機農業的基礎上,利用互聯網資源,大力推進有機農產品物流商貿互聯網平臺建設,以互聯網+方式,促進農業生產方

式轉型升級,加快高端有機農產品進入市場,最終打造綠色有機品牌。

4.1.4五個產業體系

建立以大型雙膜氣柜沼氣工程為紐帶的生態農業產業體  系(即五環產業模式),以規模養殖業為龍頭,以蔬  菜生產、水稻和果園種植為基礎,以有機肥料生產為  驅動,形成綠色飼料、清潔能源、肥料生產的良性循  環,帶動周邊相關產業和加工業的發展,詳細流程如圖3所示。

4.2“N2N”區域生態循環農業模式效益分析  新余渝水區羅坊鎮規?；p膜氣柜沼氣發電工程項目是  由江西正合環保工程公司采用PP模式于2016年投資8583.68萬元興建的大型廢棄物處理中心。項目CSTR厭氧發酵罐總容積200m,年處理20萬噸廢棄物,2臺1.5MWh發電機組,年產雙膜氣柜沼氣912萬m3,雙膜氣柜沼氣主要用于發電并網,年產沼渣肥2.8萬噸,沼液肥15萬噸,下面就這一項目收益情況進行分析。

4.2.1經濟效益分析

是雙膜氣柜沼氣供氣和發電。雙膜氣柜沼氣利用采取兩種方式,第一種采用集鎮供氣,供氣管道已由政府鋪設完  成,工程所產雙膜氣柜沼氣部分用于羅坊集鎮及周邊鄉村  6000戶居民生活用氣,經統計,6000戶居民平均每  天用氣量大概為1200m3,年用氣量為43.8萬m3,

每立方雙膜氣柜沼氣售價為2.2元,集中供氣帶來的收益為96.36萬元。

剩余雙膜氣柜沼氣主要用于發電并網,根據江西省批復政策,雙膜氣柜沼氣發電收購價格為0.589元·kWh(含發電政策補貼)12。項目發電機組為2臺1.5MW雙膜氣柜沼氣發電機,單位雙膜氣柜沼氣可發2.2kW·m3,根據雙膜氣柜沼氣發電安全生產要求和經驗數據,按照發電機組每運行30~40天須進行臨時檢修(單位檢修耗時大約5-7天),發電機組每天發電時間大約為20h,則發電機組全年運行時間約為6000h,年發電量約為1800萬kW,年發電收益為1060.2萬元。

二是有機肥收益。有機肥收益主要包括沼液和沼渣兩種。經測算,40萬頭存欄生豬每年大概產生  20萬噸糞污,每噸糞污大概可以產生0.14噸沼渣,  0.75噸的沼液,則每年可生產2.8萬噸固態有機肥,15萬噸的沼液。有機肥每噸以市場價600元計  算,則固態有機肥產生的收益為1680萬元;而對于

量大且業內公認難以處理的沼液,一是通過集成膜濃縮分離技術,將沼液分離成高濃度液態肥和可達標排放的中水,二是通過運輸車送到果園和蔬菜基地。按照目前沼液銷售的價格每噸10元計算,企業可從沼液中實現年收入為150萬元

三是病死豬處理補貼收益。根據國家對養殖環節病死豬無害化處理給予每頭80元的補助政策,公司年處理病死豬每年大約為2萬頭,扣除養殖場成本每頭10元,公司收益為140萬元。

四是成本分析。工程運行成本主要包括人力成本,管理費用,財務費用,制造成本。根據工藝要求,本項目配置45名專職工作人員維護系統的運行管理,其中財務部2人,發電部(外包),綜合部6人,原料部15人,有機肥生產部15人,安全生產部2人,行政人員5人。按人均年收入6萬元計,全年需薪資費用270萬元。管理費用一年大概為400萬元,財務費用一年大概為300萬元,制造成本一年大概為1700萬元。

從上面收益及成本可知,這一項目的利潤為330.56萬元,具體計算如表1所示

4.2.2生態效益分析

由于第三方廢棄物資源化企業對周邊的達到使用要求的養殖企業所產生的養殖廢棄物免費進行全量化處理,在環保政策及平臺信息監測的背景下,倒逼養殖場使用合格的飼料和獸藥,推廣綠色生產技  術;采用清潔化生產,實現養殖廢棄物無害化、減量化(為達到全量化處理的糞污濃度要求,企業在養殖生產過程中的減少使用水量的過程)、資源化。養殖企業的后端問題不僅不再制約企業發展,而還可以變廢為寶,為雙膜氣柜沼氣工程獲得免費的發酵原料。

另外,雙膜氣柜沼氣工程是一項清潔性的工程,可以很好

的排放,還可以減少村戶對林草資源的破壞,保護生  態環境。根據1kg猜糞產生60.30gC0D計算  頭豬一天產生豬糞2kg,年存欄40萬頭豬目產豬糞  8001,年產豬糞29.2萬t,則減排COD131761,減排

有機農業是我國當前農業發展的主導方向國民經濟和公眾需求具有重要的戰略地位和現實意義。而有機食品是一個發展潛力巨大的高端產業

隨著消費者健康和環保意識的增強,有機食品產業  將獲得更大的發展,通過有機肥料的使用,將減少甚  至不再使用化肥(農田土壤板結)和農藥(沼肥具有  驅蟲殺蟲的功效,幼蟲和蟲卵的致死率為90%以上,屬于綠色生物殺蟲劑)的使用,恢復種植業生態  循環,在整合區域內的各農業種植龍頭企業和農民  合作社的資源,實現標準化生產,全程監控,建立可  追溯系統,食品質量和食品安全可得到保障,從而打造出綠色食品品牌。  裝機容量2x1.5MWh的雙膜氣柜沼氣發電工程一系列  流程帶來直接就業人數158人,同時該雙膜氣柜沼氣工程年生產沼液肥15萬t,可供00無公害農產品生產基地用肥,根據5t沼液肥相當于硫酸銨10kg過磷酸鈣8kg,氯化鉀3kg來計算,15萬t沿液肥相當于硫酸銨150噸,過磷酸鈣120t和氯化鉀45  。2017年國內市場化肥硫酸銨、過磷酸鈣、氯化鉀平均價格分別為每噸3.98萬元,3.03萬元,.69萬元,則施用養殖場提供的免費沼肥,農戶可節約化肥支出1126.65萬元;按照每頭豬每天平均排尿2k來算,40萬頭存欄規模的生豬養殖場一年污水減排量可達29.2萬

5發展建議

5.1加強環境執法力度,提高養殖企業排污的收費

培育畜禽糞污第三方治理的良好市場環境,需要畜牧和環保部門加強環境執法力度,提高養殖企  業排污的收費標準,倒逼養殖企業提高環保意識或引導規模養殖企業主動剝離廢棄物治理業務,這樣才能凸顯第三方治理在原材料收集成本上和專業技  術上的比較優勢,提升第三方治理企業的在市場競爭中的優勢,這樣才有更多的產業投資將參與雙膜氣柜沼氣項目開發、建設及運營。項目資金將由“國家補貼+業主自籌”逐漸向“產業投資+產業基金+金融

資本+政策補貼”等融資模式轉變  2方同的以大降低政府監管行政產一  從從新余羅坊“N2N“區域生態循環農業模式運  化行數果來看,P式不僅提升了政策扶持資金的參考  使用效率,還轉換政府的監管角色,政府可以通過環[1  境治理合同將責任移交給第三方合作伙伴,通過合  作伙伴每天提供的禽畜糞污收集信息就可以監管到  周邊各養殖戶的污處理情況輕松完成上級的考(2  核任務目標。  3產品將由單一雙膜氣柜沼氣轉向多元和增值產品

生產高附加值產品是雙膜氣柜沼氣工程提高經濟效益  現長期盈利的關鍵。據統計,雙膜氣柜沼氣收益占整個沼14  氣工程產品收益的30%左右,而通過沼渣沼液深加

工生產商品有機肥,能夠實現70%左右的收益。因

此,雙膜氣柜沼氣經營業主將更加注重雙膜氣柜沼氣、沼渣和沼液的深  加工,如:管道天然氣、灌裝天然氣、車用燃氣、化工原料、生態有機肥、作物營養液等,依托綠色能源和有機農業,通過自有產品升值來體現雙膜氣柜沼氣、沼渣和沼液的高附加值。因此,大力開展雙膜氣柜沼氣沼渣和沼液應  用技術的試驗示范工作,是未來五到+年雙膜氣柜沼氣產業的重要推廣課題,也是雙膜氣柜沼氣工程拓寬市場,提高其經濟效益,實現長期盈利的根本保障1。

5.4經營管理將由重建輕管向專業化管理過渡  隨著雙膜氣柜沼氣工程規?；б娴耐癸@,超大型雙膜氣柜沼氣工程將會越來越多,專業化分工也必將越來越明確  建專業化經營管理團隊是實現雙膜氣柜沼氣工程收益的關  鍵節點。通過市場化推廣會讓更多的企業認識到未  來雙膜氣柜沼氣工程經營管理的發展方向,為雙膜氣柜沼氣工程的專  業化和市場化經營管理奠定基礎,為自身成長和長  期可持續經營提供新動力,進而推動農業廢棄物第

方治理產業的快速發展  5.5產業出路將由單一產業升級到全產業鏈打造  通過整合多種原料資源、擴大工程規模、多渠道  項目融資、專業化經營管理必將會有效促進雙膜氣柜沼氣工  程的市場化經營。雙膜氣柜沼氣工程建設將不只是為了級解  能源及環境壓力,更重要的是實現投資價值,保證工  程長期盈利。這必將需要整合種植業、養殖業、工業  生產、市政、環保企業、能源企業、雙膜氣柜沼氣企業等所有沼  氣工程上下游的產業資源,打造雙膜氣柜沼氣產業的“循環

經濟產業鏈”,使雙膜氣柜雙膜氣柜沼氣工程的投資價值通過給上下游產業帶來突破性的提高而得以實現效益最大化