（环境工程专业论文）小规模畜牧养殖场cdm及碳减排试验研究.pdf

北京建筑工程学院硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所 取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表 或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签字： 易起日期：加，年月辟日 北京建筑工程学院硕士学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知 识产权属于北京建筑工程学院，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有 关部门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名： 易超 v l | 年毛其| 驴 校内导师签名：礤芥札 乃l f 年6 月 牛日 校外导师签名： 年月日 摘要 摘要 我国畜牧业发展中，小规模的养殖场占大多数，这些小规模畜牧业养殖场 所产生的甲烷排放总和数目可观，但由于小规模项目比较繁琐且不太容易出成 果，且相关程序及规则颁布较晚，所以在畜牧业c d m 项目开发初期，大多数 学者专注于于大规模项目的研究，忽视了小规模畜牧业c d m 项目的研究。 本课题主要是针对小规模畜牧养殖场进行项目层次与组织层次两方面上 的研究，并北京海淀区某养殖场基地为进行连续一年的现场监测，计算获得理 论与实际监测减排量，并将两者进行对比分析；同时进行沼气泄漏量的研究， 评价案例牛场沼气工程设计和运行管理技术水平；在组织层次上，对牛场进行 组织构解，量化其运行过程中的温室气体的排放，列出牛场的排放清单，为其 碳减排策略提供依据。 ( 1 ) 通过计算可知，案例牛场的粪污处理系统排放量每年基准线( 开放 式厌氧塘) 排放源的排放总量为6 3 6 8 t c 0 2 e ：当引入沼气工程粪污处理系统后， 项目活动温室气体排放总量为1 6 0 0 t c 0 2 e ，改沼气工程项目可实现排放总量7 4 9 的削减。 ( 2 ) 通过分析全年各月份温室气体排放量的趋势变化，得出基准线排放 排放直接受外部温度影响；项目活动的减排量主要是受月天数以及外部温度的 影响，另外，当月平均温度在l o 以下时，月减排量主要受月天数的影响大， 但当温度在l o 摄氏度以上时月减排量主要受温度的变化的影响。 ( 3 ) 通过理论减排量与监测排放量的对比，项目活动减排量理论值月变 化曲线较为平缓，而项目活动减排量监测值月变化曲线较为陡峭；监测值的变 化都远低于理论值；且两条曲线具有很强的相关性，月变化趋势图的相关系数 r 为0 9 ，季度趋势图的相关系数r 达到o 9 6 ；月变化趋势图的走势相同。 ( 4 ) 经实验计算牛场牛粪的为4 9 5 k g h e a d 1 d 一，用i p c c 默认值修 正后为3 1 l k g h e a d 1 d ， i p c c 公布的默认v s 值并不符合该场实际情况，由 此计算得到的项目减排量也与实际情况存在较大差距，过于保守；同时通过减 排量监测值与减排量修正理论值对比，暴露了我国沼气工程的质量以及运行管 理问题方面与国外存在的差距。 ( 5 ) 在沼气罐泄露评估中，基地沼气工程中设备泄漏占进料量比例为 1 2 9 ，该沼气工程的泄漏量稍大于方法学a m si i i d 中的默认值1 0 ，经分 析该理论项目活动的排放中参数默认值的选定符合实际情况。 ( 6 ) 畜牧粪便管理系统组织层次温室气体减排的研究中，将整个系统分 捅要 为奶牛生产系统等五大系统，根据对于案例牛场的组织系统识别，整个牛场的 温室气体年排放量为3 8 2 2 6tc 0 2 e a ，各个系统温室气体的排放源排在前5 位 的依次是：奶牛肠道c h 4 排放、奶牛粪便土地利用c h 4 排放、组织运行过程中 的c 0 2 的排放量，奶牛粪便土地利用过程n 2 0 排放、粪便舍外存贮c h 4 的排放 量。 ( 7 ) 本课题研究中由于组织运输耗油与组织耗电占到基于能源c 0 2 排放 量的9 6 ，甲烷排放中6 4 9 来自于肠道发酵，粪便贮存甲烷排放占粪便管理 系统总量5 5 7 ，奶牛粪便土地利用n 2 0 占奶牛基地总n 2 0 排放的5 4 2 ，制 定了针对这四大排放源的减排策略。 关键词：清洁发展机制；小规模畜牧养殖场；温室气体；碳减排；项目层次； 组织层次 a b s t r a c t a bs t r a c t d u r i n gt h ed e v e l o p m e n to fs t o c k b r e e d i n g ，t h en u m b e ro fs m a l ls c a l ef a r mi si n t h em a jo r i t y ，t h es u mc h 4e m i s s i o no fw h i c hi sl a g e r h o w e v e r ，t h ess c d mi sa f u s s yw o r k s ，a n dh a r dt ob r i n ga b o u tt h er e s u l t ，i na d d i t i o n ，t h e i n t e r r e l a t e d p r o c e d u r ea n dr e g u l a t i o n sa r ep u b l i s h e dl a t e r , s ot h ep e r - p r o j e c td e v e l o p m e n ta r e f o c u s e do nt h eb i gs c a l e ，w h i l et h es t u d yo fs s c d ma r el a c k e d t h i ss u b j e c tf o c u s e do nt h ep r o j e c tl e v e la n do r g a n i z a t i o n a ll e v e lr e s e a r c ho f s m a l l s c a l el i v e s t o c kf a r m s ，a n dc a r r i e do no n ey e a ro n s i t ec o n t i n u o u sm o n i t o r i n g o ns uj i at u of a r m sb a s ei nb e i ji n g ，t h e nc o m p u t e dt h e o r ya n dp r a c t i c a l m o n i t o r i n ge m i s s i o n sr e d u c t i o n s ，t h o u g ht h ec o m p a r e d ，a n a l y z e dt h er e a s o n sf o r t h ed i f f e r e n c e sb e t w e e nt h et w or e s u l t s ，i nt h ee n d ，g e tt h ec o n c l u s i o na n dp u to n t h ep r o p o s a l sf o rt h ei n t r o d u c t i o no fd o m e s t i cl i v e s t o c ka n ds m a l l - s c a l ec d m ； w h i l e ，o v e rt h ec a l c u l a t i o no ft h e c a t t l ef a r m - l e v e lo r g a n i z a t i o n sr e s e a r c h ， o b t a i n e dt h ee m i s s i o ni n v e n t o r yo fc a t t l ef a r m ，g o tt h ee m i s s i o n sc i r c u m s t a n c e so f c a t t l ef a r me n t e r p r i s e st op r o v i d et h eb a s i sf o rt h ec a r b o ne m i s s i o nr e d u c t i o n s t r a t e g i e s ( 1 ) t h et o t a la m o u n to fe m i s s i o n so fb a s e l i n e e m i s s i o n sp e r 。y e a r ( o p e n a n a e r o b i cp o n d ) f o rc a s ec a t t l ef a r m sw a s t et r e a t m e n ts y s t e mi s6 3 6 8 t c 0 2 e ；a f t e r t h ei n t r o d u c t i o no fb i o g a sp r o j e c t ，t h ep r o j e c ta c t i v i t ye m i s s i o n so fg r e e n h o u s e g a s e si s 16 0 o t c 0 2 e ，r e a l i z e dt h er e d u c t i o no f7 4 9 r e l a t i v et ob a s e l i n ee m i s s i o n s ( 2 ) t h ee m i s s i o no fb a s e l i n ed i r e c t l ya f f e c t e db yt h ee x t e r n a lt e m p e r a t u r e ； p r o j e c ta c t i v i t ye m i s s i o n sa r e m a i n l ya s s o c i a t e dw i t ht h en u m b e ro fm o n t ha n d e x t e r n a lt e m p e r a t u r e ，i na d d i t i o n ，w h e nt h em o n t h l ya v e r a g et e m p e r a t u r eb e l o w 10 c ，t h em o n t h l yr e d u c t i o n si m p a c t e dm a i n l yb yt h en u m b e ro fd a y sg r e a t l y ， o p p o s i t e ，w h i c ha f f e c t e db yt h ec h a n g e so ft e m p e r a t u r e h i a b s t r a c t ( 3 ) t h et h e o r e t i c a le m i s s i o nr e d u c t i o n so fp r o j e c ta c t i v i t ys h o w e dam o r e g e n t l ec u r v e ，w h i l e ，t h em o n i t o r i n ge m i s s i o nr e d u c t i o n so fw h i c hs h o w i n go ns t e e p c u r v e ；a n dt h em o n i t o r i n ge m i s s i o na r ef a rl e s st h a nt h et h e o r e t i c a le m i s s i o n ；t h e t w oc u r v e sh a ss t r o n gc o r r e l a t i o n ，t h ec o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n to fm o n t ht r e n dg r a p hr i so 9 ，a n dw h i c ho fq u a r t e r l yt r e n dri s0 9 6 ，w h i c ho ft w oh a st h es a m et r e n d 。 ( 4 ) t h ev $ c u ，o fc a t t l ed u n gc a l c u l a t e db yt e s ti s4 9 5 k g h e a d 1 d ， a m e n d e dw i t ht h ei p c cd e f a u l tv a l u ei s3 1l k g h e a d i d t , w h i c hd o e sn o tm e e t t h ea c t u a ls i t u a t i o no ft h ef a r m t h u st h ec a l c u l a t e de m i s s i o nr e d u c t i o n sp r o j e c ti s a l s oaw i d eg a pw i t ht h ea c t u a ls i t u a t i o n ，t o oc o n s e r v a t i v e w h i l et h em o n i t o r i n g v a l u eo fe m i s s i o nr e d u c t i o n st h r o u g hc o m p a r e dt h et h e o r e t i c a lc o r r e c t i o nv a l u eo f e m i s s i o nr e d u c t i o n s ，b i o g a sp r o j e c te x p o s i n gt h eq u a l i t yo fo u ro p e r a t i o n a l m a n a g e m e n ti s s u e sa n dg a p sw i t hf o r e i g n ( 5 ) g a st a n kl e a ki nt h ea s s e s s m e n t ，t h eb a s eg a se n g i n e e r i n ge q u i p m e n t l e a k sa c c o u n tf o r12 9 o ft h ef e e d i n gq u a n t i t y , w h i c hs l i g h t l yl a r g e rt h a nt h ea m s i i i d m e t h o d o l o g yd e f a u l t v a l u eo f10 a n dt h ed e f a u l tv a l u es e l e c t e d c o i n c i d e n c et h ep a r a m e t e r so fr e a l i s t i cb yt h ea n a l y s i s ( 6 ) d u d i n gt h es t u d yo fg h g e m i s s i o no nt h eo r g a n i z a t i o nl e v e lo fl i v e s t o c k m a n u r em a n a g e m e n ts y s t e m ，w h i c hw a sd i v i d e di n t od a i r yp r o d u c t i o ns y s t e m s ， c r o p sa n df o r a g ec r o p p i n gs y s t e m s ，m a n u r em a n a g e m e n ts y s t e m s ，t r a n s p o r t a t i o n s y s t e m s ，a n de n e r g ys y s t e m s ，a c c o r d i n gt ot h es y s t e mi d e n t i f i c a t i o nf o rc a t t l ec a s e ， a n dt h ep a r a m e t e rv a l u e ss e l e c t e dt oe s t i m a t et h ee m i s s i o no fe a c hs u b s y s t e ma n d t h ee m i s s i o n si n v e n t o r yo fc a t t l ef a r m ，t h eg h ge m i s s i o n so fc a t t l ef a r mw a s 3 8 2 2 6tc 0 2 e a ，t h et o p5o fg h ge m i s s i o n so fe a c hs o u r c ei nt u r nw e r ec o w e n t e r i cc h 4 ，c o wm a n u r el a n du s ec h 4 ，t h eo r g a n i z a t i o nr u n n i n ge n e r g yc 0 2 ，c o w m a n u r el a n du s en 2 0 ，m a n u r es t o r a g eo u t s i d ec h 4 ( 7 ) d u r i n gt h er e s e a r c h ，t h et r a n s p o r t f u e la n dp o w e rc o n s u m p t i o no f o r g a n i z a t i o n sa c c o u n t i n gt h ee n e r g yb a s e dc 0 2 e m i s s i o n so n9 6 ，6 4 9 o fc h 4 i v a b s t r a c t e m i s s i o n sf r o me n t e r i cf e r m e n t a t i o n ，t h e c h 4e m i s s i o n sf r o mm a n u r es t o r a g e a c c o u n t i n g5 5 7 o ft o t a lm a n u r em a n a g e m e n ts y s t e m ，d a i r yc o wm a n u r el a n du s e n 2 0a c c o u n t i n g5 4 2 o ft o t a ln 2 0e m i s s i o n ，f o rt h ea b o v ed a t a ，m a k et h e e m i s s i o nr e d u c t i o ns t r a t e g i e sf o rt h ef o u rs o u r c e sa b o v e k e y w o r d s ：c l e a nd e v e l o p m e n t m e c h a n i s m ，s m a l l s c a l e l i v e s t o c k f a r m ， g r e e n h o u s eg a s e s ，c a r b o ne m i s s i o nr e d u c t i o n ，p r o j e c tl e v e l ，o r g a n i z a t i o n a ll e v e l v 目录 量量量量皇量鼍曼量皇量鼍皇曼量曼曼曼量皇鲁曼量量曼曼鼍皇皇喜詈曼量皇皇鼍i 量置詈曼曼曼曼皇量量舅鼍鲁曼皇量量曼鲁皇曼暑曼曼曼量量量鲁昌皇皇曼曼量量量曼篁詈皇兰皇 目录 北京建筑工程学院硕士学位论文原创性声明 北京建筑工程学院硕士学位论文使用授权书 摘要i a b s t r a c t j i i i 第1 章绪论一1 1 1 课题研究环境背景1 1 1 1 我国畜牧业发展及污染现状l 1 1 2 规模化畜牧养殖场粪污处理模式一2 1 1 3 沼气技术及利用沼气项目开展c d m 的益处4 1 2 基本概念5 1 2 1 清洁发展机制5 1 2 2 规模化畜牧养殖场5 1 2 3 小规模畜牧养殖场c d m 项目6 1 3 国际清洁发展机制项目进展6 1 4 我国c d m 项目的运行状况一9 1 5 我国小规模畜牧业c d m 项目开发现状及问题1 3 1 6 畜牧业c d m 相关研究现状1 6 1 7 待解决问题l8 1 8 本研究的目的l9 第2 章研究方法与内容2 0 2 1 文献调研的方法与内容2 0 2 2 实验研究的方法与内容2 0 2 3 研究论文内容：2 2 第3 章畜牧类小规模c d m 项目方法学2 4 3 1 畜牧类小规模c d m 适用方法学2 4 3 2 小规模畜牧类c d m 项目边界确定2 6 3 3 不同畜种的排放因子确定2 8 3 4 小规模畜牧类c d m 项目方法学公式3 0 3 4 1 基准线中方法学公式3 l 3 4 2 项目活动中方法学公式3 6 v i 目录 3 5 我国畜牧类c d m 项目额外性分析4 0 3 5 1 沼气工程投资障碍4 0 3 5 2 沼气工程技术障碍4 0 3 5 3 信息及服务障碍4 l 3 6 本章小结4 1 第4 章养牛场沼气项目温室气体减排实验研究4 3 4 1 项目区概况4 3 4 1 1 项目区自然概况4 3 4 1 2 项目区生产概况4 3 4 2 牛场温室气体减排量评估方法4 5 4 2 1 项目边界4 5 4 2 2 监测计划4 7 4 2 3 减排量计算方法4 7 4 3 监测内容与方法5 4 4 3 1 牛粪v s 值测定5 4 4 3 2 沼气泄漏量研究5 5 4 3 3 沼气工程碳排放监测5 7 4 4 实验结果与讨论5 9 4 4 1 牛粪v s 值测定结果5 9 4 4 2 沼气罐泄露评估实验结果5 9 4 4 3 理论减排量估算6 l 4 4 4 监测减排量计算6 6 4 5 理论减排量与实际减排量的比较分析7 2 4 5 1 实验数据月变化趋势比较分析7 2 4 5 2 理论减排量的修正7 4 4 6 适合小规模c d m 项目的牛场存栏量7 7 4 7 本章小结7 8 第5 章养殖场组织层次温室气体排放清单研究案例8 0 5 1 组织层次的边界确定及排放源识别8 0 5 2 组织层次温室气体减排方法学选择8 l 5 2 1 甲烷( c h 4 ) 排放8 2 5 2 2 氧化亚氮( n 2 0 ) 的排放8 3 5 2 3 能源消耗c 0 2 排放8 6 v 日录 5 3 组织层次温室气体减排量计算及牛场排放清单一8 7 5 3 1 排放因子选定8 7 5 3 2 子系统排放量估算一8 9 5 3 3 排放清单9 0 5 3 4 减排策略9 2 5 4 本章小结9 2 结论9 4 参考文献。9 7 致谢l0 4 i 第1 章绪论 暑詈曼曼量葛曼鲁皇鼍詈量量鼍ii 一i _ _ i i i i n 量置詈置葛量量量量詈葛詈曼曼皇曼皇曼曼蔓量曼曼曼量皇曼皇量鼍量量曼曼鼍曼曼量量鲁量量曼蔓暑量鲁皇曼量鼍 第l 章绪论 1 1 课题研究环境背景 1 1 1 我国畜牧业发展及污染现状 l9 4 9 年以后，随着我国改革开放的推进，我国畜牧养殖数量( 出栏量存 栏量) 增长迅速。尤其在9 0 年代以后，我国的畜牧养殖业经历了l o 多年的快 速发展时期。据统计数据可知，1 9 8 0 2 0 0 0 年我国畜牧产品中肉类、禽蛋产量 和奶类均实现了l0 以上的增长【。另据2 0 0 9 年中国畜牧业年鉴统计，2 0 0 8 年 我国生猪存栏6 1 亿头，家禽存栏1 3 2 亿只，奶牛存栏1 2 3 3 万头。 随着畜牧业的发展，畜禽饲养规模的不断扩大，根据农业部( 2 0 0 9 ) 的统 计，从全国来看，在奶牛、肉鸡、蛋鸡、生猪饲养中，规模化养殖的出栏量分 别占全国该类养殖出栏量的2 4 2 7 、2 5 7 、2 2 4 、和3 8 3 。从各省区来看， 北京、上海、广东、福建的总体规模化程度比较高( 表1 1 ) 。从规模化畜禽养 殖场的分布来看，不同养殖品种的分布尽管也呈现出较大的区域差异，但是， 各品种的规模化养殖基本上集中在表1 2 所示的前五位的地区。广东、山东、 河南、河北、湖北、辽宁、吉林等省区，这些省区的规模化养殖场比重接近全 部规模化养殖的5 0 ，由此可见，在我国规模化养殖场分布相对集中，主要位 于东部沿海地区和诸多大城市周围。 表1 1 不同品种规模化场饲养程度前五位的区域 t a b l e1 1t h et o pf i v er e g i o n so fd i f f e r e n tv a r i e t i e so fl a r g e s c a l eb r e e d i n gf i e l d 第l 章绪论 昌昌昌昌昌昌皇昌昌昌昌昌昌昌昌昌昌昌皇昌昌昌昌昌昌昌昌昌昌= = = 昌昌昌昌昌鲁昌昌昌= 昌昌昌昌皇昌昌鲁昌昌= 詈昌皇昌昌昌昌昌昌昌兽= 鲁 5 黑龙江 5 9 8 5 上海 3 4 9 2 云南 1 8 o l 湖北 7 2 7 3 全国平均 3 8 3 3 2 5 7 2 2 2 3 9 资料来源：农业部，中国畜牧业年鉴2 0 0 9 ) ，中国农业出版社，2 0 0 9 表卜2 规模化养殖场饲养占全国规模化养殖水平前五位的省区 t a b l e1 2t h et o pf i v el e v e lo fp r o v i n c i a ls c a l ef a r m sa c c o u n t i n gf o rn a t i o n a ls c a l ef a r m s 资料来源：农业部，中国畜牧业年鉴2 0 0 9 ，中国农业出版社，2 0 0 9 6 0 多年以来，我国规模化养殖实现了快速的发展，畜牧养殖的养殖模式改 变了之前的分散经营模式，转变为集中经营；养殖区域也由农区或牧区转战城 市郊区或新城区。在畜牧养殖业发展过程中，许多地方并没有对畜禽养殖业可 能造成的环境污染问题给予足够重视，大部分的规模化养殖场没有建立完善的 环境治理机制和粪污综合利用设施，导致规模化养殖场的发展中随之产生了大 量而集中的污染物( 污水、固体粪便以及恶臭气体) ，我国畜牧业快速发展， 随之而来的动物排泄物造成了严重的环境污染问题，据估算我国2 0 0 8 养殖场畜 禽鲜粪量达2 0 亿吨左右，预计到2 0 1 0 年和2 0 1 5 年，我国规模化养殖场畜禽粪 便资源的实物量将能够分别达到2 5 亿吨和3 2 5 亿吨【，并据统计资料所知， 全国8 0 的规模化养殖场没有建立相应的粪污治理设施，同时缺乏从事养殖基 地环境治理和资源综合利用方面的投资动力 2 1 。 1 1 2 规模化畜牧养殖场粪污处理模式 总结规模化畜牧养殖场畜禽粪污处理系统中的主要处理技术，及其运行和 2 二 机械化粪污处预处理+ 厌氧处理+ 好氧处理+ 后处理+ 污泥处理+ 沼气净化、 理模式贮存与利用等组成的粪污处理系统 三还田模式粪便还田做肥料 以下以表格的方式对各种模式的适用条件以及优缺点进行描述，见表1 4 、 1 5 、1 6 。 表1 4 无动力一自然处理模式模式评价 t a b l e1 4e v a l u a t i o no fn a t u r a lt r e a t m e n tw i t hn o - p o w e rm o d em o d e l 评价指标 内容 适用条件离城市较远经济欠发达土地宽广地价较低，例如滩涂、荒地、林地或低洼地 ( 1 ) 投资省；( 2 ) 运行管理费用低，不耗能；( 3 ) 污泥量少；( 4 ) 管理方便， 优点 对周围环境影响小；( 5 ) 可以回收能源( 甲烷) 。 ， 对周围环境影响小；( ) 可以回收能源( 甲烷) 。 ( 1 ) 需要占用大量土地；( 2 ) 负荷低，产气率低，甲烷回收量少；( 3 ) 维修 表i 5 机械化处理模式评价 t a b l e1 5e v a l u a t i o no fm e c h a n i c a lp r o c e s s i n gm o d e 评价指标 内容 适用条件地处大城市近郊，经济发达，土地紧张，没有足够的农田消纳粪污的地区 ( 1 ) 适应性广，不受地理位置限制；( 2 ) 容积负荷高，容积产气率高，甲烷 优点 回收量多；( 3 ) 占地少。 ( 1 ) 投资大；( 2 ) 能耗高；( 3 ) 运行费高；( 4 ) 机械设备多，维护管理量大， 缺点 需要专门的技术人员运行管理。 3 第l 章绪论 表1 6 还田模式评价 t a b l e1 6 e va l u a t i o no ff i e l dm o d e l 评价指标内容 适用条件远离城市，经济落后，土地宽广，有足够的农田消纳粪污的地区。 ( 1 ) 零排放，最大限度实现资源化，可以减少化肥施用，增加土壤肥力；( 2 ) 优点 投资省，基本无运行费；( 3 ) 不耗能，不需专人管理。 ( 1 ) 适应性不强；( 2 ) 存在传播畜禽疾病和人畜共患病的危险；( 3 ) 易导致 缺点 硝酸盐、磷及重金属的沉积；( 4 ) 恶臭以及有害气体会污染大气。 1 1 3 沼气技术及利用沼气项目开展c d m 的益处 沼气技术是目前解决规模化养殖企业畜牧粪便污染及甲烷排放的有效方 式。沼气工程利用的是厌氧发酵处理原理，即通过泵、管道将畜牧粪便收集于 反应器内，通过一定时间的厌氧发酵后，将产生的沼气回收再利用。该方法不 仅可以杀灭寄生虫和病菌，减少臭气，保护当地环境，更重要是对粪污厌氧发 酵产生的甲烷进行回收利用，所收集的甲烷可以用来发电，取得一定的收入， 也可以用做生活燃料、植物温室加温、动物房舍保温等。此外，沼气工程产生 的沼渣、沼液养分高，可直接农用作基肥和追肥，或用于浸种、叶面施肥，生 产食用菌、蚯蚓、养鱼等。 虽然沼气工程具有良好的效益，但从整体上来说，我国规模化畜牧养殖场 的粪污处理的压力依旧很大，加之大中型沼气工程项目的缺乏，分析其原因： 一方面由于部分地方及部门对于沼气工程在畜牧养殖场粪污处理及生态农业发 展中的作用缺乏认识；二是我国在农业污染防治方面的法律法规体制构建不够 完善；三是中央及地方等相关财政部门没有在养殖污染防治方面投入相应的资 金；同时在用地、用电、税收以及排污费收取等方面没有配套相应的优惠政策 及措施；四是相对于沼气工程较大的基础投资，属于微利行业的畜牧业独自建 设沼气工程缺乏吸引力，加之民间融资机制尚未形成；五是在畜牧养殖业发展 规划与布局上缺乏全局性，需加强相关性管理，推进种、养结合的区域平衡一 体化；六是对沼气工程施工、设计、管理等人员有待进一步加强培训和监管。 4 第1 荦绪论 量曼曼量量曼曼量量皇皇曼曼曼曼鼍i i 舅曼皇曼曼曼曼皇曼皇量鼍曼鼍曼曼量皇曼量皇皇量詈詈曼鼍鼍暑鼍鲁曼鲁鲁曼曼曼皇皇 清洁发展机制为解决这一难题带来了良好的机遇。一方面养殖场沼气工程 可以较少畜牧粪便甲烷的排放，而且收集的沼气可以用来发电，或者替代煤、 秸秆等作为生活燃料，这样就产生两部分的减排量，减缓了我国温室气体的排 放，为国际碳交易提供丰富的产品源。实践结果证明养殖场建设沼气工程，沼 气工程类减排量可以通过c d m 获得额外的减排收益，通过c d m 项目开发， 可以成为有着可观收益的经济项目 4 - s ) 。另一方面，还可以通过清洁发展机制与 国外合作，引进先进的沼气技术与设备，这样就使得沼气工程成为集环保效益、 经济效益、技术效益于一体的可行措施，可促进实现我国畜牧业可持续发展。 1 2 基本概念 1 2 1 清洁发展机制 吝。 清洁发展机制( c d m ) 是依据京都议定书框架下的一个补偿机制，其 主要内容是发达国家通过提供资金和技术的方式，与发展中国家开展合作，帮 助发展中国家进行减排作为其履行减排义务的组成部分，进而推动发展中国家 实现可持续发展9 1 。 1 2 2 规模化畜牧养殖场 规模化畜牧养殖场是指具有一定规模，在较小的场地内，投入较多的生产 资料和劳动，采用合理方法的工艺与技术措施，进行精心管理，并在工商部门 注册登记过的养殖场【9 1 。在畜牧养殖污染防治管理办法中，畜牧养殖场规 定为猪5 0 0 头以上( 存栏量) 、鸡3 万羽以上( 出栏量) 和牛1 0 0 头以上( 存 栏量) ；并对地方法规或规章对畜牧养殖场的规模标准进行了规定d o ) 。全 国农村沼气工程建设规划2 0 0 6 2 0 l o 在其附件2 的备注中另规定为：大中型 规模化养殖场猪出栏3 0 0 0 头以上、蛋鸡存栏5 万羽以上、肉鸡出栏1 0 万羽以 上、奶牛存栏2 0 0 头以上、肉牛出栏5 0 0 头以上【】。按照畜牧养殖业产污系 数与排污系数手册中的规定，将我国畜牧养殖业生产主体划分为三类：规模 化养殖场、畜牧养殖小区和畜牧养殖专业户，其中规模化养殖场指猪 5 0 0 头( 出 第1 币绪论 栏) 、奶牛之l o o 头( 存栏) 、肉牛 2 0 0 头( 出栏) 、蛋鸡 2 0 0 0 0 羽( 存栏) 、 肉鸡 _ _ 5 0 0 0 0 羽( 出栏) 的养殖场；畜牧养殖小区指在适合畜牧养殖的地域内， 建立的有一定规模的较为规范、严格管理的畜牧养殖基地，基地内养殖设施完 备，技术规程及措施统一，只养一种畜牧，由多个养殖业主进行标准化养殖； 畜牧养殖专业户指生猪之5 0 ( 出栏) 、奶牛5 头( 存栏) 、肉牛之1 0 头( 出栏) 、 蛋鸡_ 5 0 0 羽( 存栏) 、肉鸡_ 2 0 0 0 羽( 出栏) 的养殖农户0 2 。 因此，综合上述规范等划分标准，本文把猪出栏5 0 0 头以上、蛋鸡存栏2 万羽以上、肉鸡出栏5 万羽以上、奶牛存栏l o o 头以上、肉牛出栏2 0 0 头以上 的养殖场界定为规模化畜牧养殖场。 1 2 3 小规模畜牧养殖场c d m 项目 在清洁发展机制中，小型c d m 项目的不足在于其产生的碳减排量低，难以 弥补开发c d m 项目所要承担的交易成本。因此为了推动c d m 项目的健康发展， 国际社会通过了小型c d m 项目活动简化模式和程序。根据马拉喀什协议及 后来的第二次、第三次缔约方会议规定，小型c d m 项目分为3 种类型： 类型i ：最大输出不超过1 5 m w 的可再生能项目； 类型i i ：每年的节能量不超过6 0 g w h 的提高能效项目； 类型i i ：项目每年的直接排放低于6 万吨c 0 2 e 的其他减排项目活动： 分析畜牧养殖业的减排特性，不是所有养殖场都利用沼气进行发电，其减 排途径也不仅局限于能源节约，同时考虑我国目前规模化养殖企业的集约化程 度所能够产生的减排量，结合国际上的c d m d 规模项目政策规定，本研究中的 小规模畜牧业c d m 项目从属性上属于上述类型，适用于每年的直接排放低于 6 万吨c 0 2 e 的养殖场畜禽粪便甲烷回收利用的项目。 1 3 国际清洁发展机制项目进展 截止2 0 10 年1 0 月1 2 日，联合国气候变化框架公约( u n f c c c ) 网站上，在 全球范围内共有2 5 8 8 个c d m 项目已经公示，有1 6 1 个项目已经提交申请，清洁 6 第l 币绪论 发展机制执行理事会( e b ) 正在审核中，另外有l8 0 个项目已经被e b 拒绝，5 2 个项目已经撤销，预计年均温室气体减排量达4 0 3 ，7 9 5 ，0 4 5 吨c 0 2 e 【1 3 1 。 根据u n f c c c 清洁发展机制网数据库( 截止至j j 2 0 1 0 年l o 月1 2 日) 显示1 1 3 】， 已注册项目主要分布在5 大领域，行业间的分布不平衡，可再生与新能源领域的 注册项目数最多为1 9 8 0 个，占全部行业总数的6 4 2 6 ，其次为废弃物处理，注 册项目数为4 9 2 ，占全部行业的1 5 9 7 ，农业项目位列第五，注册项目数为1 2 8 ， 占全部行业总数的4 1 5 ，见图1 1 。 图1 一le b 注册项目行业数量分布 f i g l - 1e bp r o j e c t sr e g i s t e r e dq u a n t i t a t i v ed i s t r i b u t i o no ft h ei n d u s t r y 到2 0 1 0 年1 0 月1 2 日，全球已注册项目的地区及其东道主的数量分布情况见 图1 2 和图1 3 。从图1 2 可以看出，c d m 项目的区域性分布也很不平衡性，亚洲 地区远远超过其他地区，亚洲和太平洋地区共有2 0 4 2 个项目成功注册，占全球 项目总数的7 8 8 l 。从图1 3 看中国、印度、巴西、墨西哥、马来西亚是主要的 东道国，我国已成功注册项目8 2 0 个( 截止到2 0 1 0 年l o 月1 2 日) ，占全球总项目 数的3 7 ，预计可实现年温室气体减排量为2 1 3 ，5 6 1 ，5 8 7 吨c 0 2 e ，占全球总预计 年温室气体减排量的5 9 3 4 ：印度成功注册5 0 4 个项目，紧随其后。 7 第l 幸绪论 亚洲和太平洋地区 7 & 8 1 图1 2 已注册c d m 项目的世界区域分布 f i g l - 2c d mp r o j e c t sr e g i s t e r e dr e g i o n a ld i s t r i b u t i o ni nt h ew o r l d ( 1 ) 2 檬 ( 2 ) 图1 3 东道国已注册c d m 项目