特大型沼气工程研究报告

1、关于开发特大型生物质能沼气工程的研究报告一、对产业沼气的认识产业沼气是相对于“农户沼气”的一种提法，两者有着根本 的区别。 农户沼气是极小的规模 （ 沼气池容积 8-10m3） ，以供炊事 用能和点灯为目的；而“产业沼气”则是以规模化 （ 反应罐容积 为数百至上千 m3） 地生产商品气体能源为目的。沼气还可以经净 化和提纯，使甲烷含量提高至 95%以上，连同所有其他指标均达 到与天然气相同的水平， 因此提纯后的沼气被称为 “生物天然气” （BioBG,Biomethane） 。（一）产业沼气日益得到重视，被提升到能源安全的地位 中国石油经济技术研究院 2 月 9 日在京发布的 2011 年国

2、内外油气行业发展报告称， 2011 年，我国天然气表观消费量 （1300 亿立方米 ） 增速超过 20%。进口量大幅攀升， 对外依存度快 速上升至 24%。天然气的消费量还将以每年 25%的增长速度递增。 预计 2012 年有望超过 1500 亿立方米， 届时天然气对外依存度将 超过 30%。另据中国能源报 2012 年 2 月 27 日报道， 2011年， 我国天然气进口总量达 314 亿立方米。其中进口管道气 144亿立 方米，进口 LNG 1221 万吨（相当于 170 亿立方米），同比增长 31.3%。按照十二五规划要求，十二五末天然气消费量将由目前 占一次能源消费量的 4%提高到 8

3、-8.3% ，天然气年需求量 2015 年 将会达到 2500 亿立方米。预计国内年生产量将能完成 1500 亿立 方米，其他 1000亿立方米 （ 含 700亿立方米的 LNG） 须靠进口， 亦即对外依存度将达 40%。对此，国家能源部门目前应对的对策： 一是 大力增加进口天 然气，特别是从中亚进口天然气，为此专门铺设总长达 8700 公 里的输气管道， 包括从澳大利亚、 马来西亚和卡塔尔等国大量进 口液化天然气 （LNG）；二是 寄厚望于开发非常规天然气，主要是 页岩气； 第三个对策国家有关部门正在讨论， 在特大型沼气征求 意见稿中有所体现，就是大力开发也可算作“非常规天然气”的 产业沼气

4、或“生物天然气” 。与前两项对策相比，产业沼气要经 济和可靠得多，而且资源永不枯竭。有关研究机构算过一笔帐：西气东输二线总投资 1422 亿元 人民币，折合每 100 亿立方米需 470 亿元（30 年供气协定）；“川 气东送”每 100 亿立方米需 627 亿元（资源量开采 30 年） ；开发 出页岩气每 100亿立方米预计要花 400-600 亿元（ 技术风险很大， 水资源需求巨大 ） ；而开发出年产 100 亿立方米的生物天然气， 造价约为 250 亿元。事实上，在特大型沼气工程试点项目建设实施方案（征求 意见稿）中，国家发改委已将产业沼气提升到“ 替代化石能源， 保障国家能源安全 ”的

5、高度。二）产业沼气在国外得到蓬勃发展截止到 2010年，欧盟各国已有近 8000 家大型沼气厂， 绝大 部分是 2000 年后新建起来的。最小的产能规模是 0.5MW，最大 的为 25MW。据 EurObser ER 的统计， 2007 年欧盟 27 国产沼气 折算为甲烷含量 95%以上的生物天然气是 69 亿立方米。按原料 来源分：50%来自填埋垃圾， 35%来自能源作物和其他有机废弃物，15%来自城市污水活性污泥。 欧盟已制定了 2020 年要使可再生能 源占到一次能源消费总量中占 20%，其中的一半，要来自生物能源特别是沼气。据市场研究机构 Trendresearch 预测，到 2020

6、 年，欧盟 16 国（最早的成员国）的沼气厂总数将增至 1.6 万个；沼气用于发 电的部分，装机容量将达 6000MW；其余用于净化、提纯后制取 并网的民用 / 车用生物天然气。仅德国，预计到 2020 年，生物天 然气替代全国天然气消费量 的比例就将达到 6%（约为 60 亿立 方米）。一些大型能源公司 （ 如 e-on） 大力开发生物天然气，在欧 洲天然气主要输气管道两侧布局沼气厂， 提纯后的沼气直接注入 天然气管网。（三） 规模化开发产业沼气， 可建造资源永不枯竭的 “绿色 气田”我国传统的沼气资源有以下五类： 1）畜禽粪便：可收集量 15-20 亿吨/年（折 COD 1300万吨/年）

7、；2）生活污水剩余活性 污泥： 4000-5000 万吨/年； 3）工业有机污水：约 400 亿吨/年； 4）有机废弃物和生活垃圾： 其中仅餐厨废弃物即每年 3000 多万 吨； 5）农作物秸秆、残余物：可利用量 1-2 亿吨/ 年（迄今仍焚 烧的量）。为了原料的就近供应， 沼气制造企业多数建在农村地区， 一 度被理解为农村能源， 但它却是地道的商品， 而且终端产品多是 高品位的、能并入天然气管网的生物天然气。准确地说，产业沼 气是一种 建在农村的新能源工业 。以一个日产 3 万立方米生物 天然气的沼气厂计， 在一定的区域范围内建设 100家厂左右， 即 可形成年产 10 亿立方米的生物天然气

8、 绿色气田 。目前在技术 和资源上， 都已完全具有可行性。 国内的上述五类资源如得以利 用，将可形成年产 1500 亿立方米沼气的能力， 约可替代 900-1000 亿立方米的天然气，比 2009 年全国天然气实际消费量还多，且 资源均可再生。但至今以上各类资源的沼气利用率非常低。（四）产业沼气上下游延伸，综合开发价值显现- 4 -产业沼气除可充当“绿色气田”外，随着技术的成熟和市场 的综合需求， 沼气可纵深拓宽产业链条， 形成多项高附加值的产 品。以生物质制取沼气为例： 一是 沼气直接作为商品销售给用户； 二是 沼气提纯为生物天然气销售给气网公司或汽车等最终用户； 三是 沼气作为分布式能源站

9、的一次能源，产生电、热、冷等二次 能源产品；四是制取完沼气的沼渣和沼液可作为优质的有机肥料 提供给农场等。产业沼气综合开发示意图如下：另外，沼气在用作发电等各个领域，其显著减排CO2 的作用是独一无二的。二、产业沼气所处的内外部环境分析（一）国家政策分析从 2004 年开始，国家发布 2004-2020 年能源中长期发展 规划纲要，支持沼气产业发展，随后在“十二五规划”及 “十 二五节能减排综合性工作方案” 中，提出加快推进农村户用沼气、 大中型沼气和集中供气工程建设， 加强沼气技术创新、 维护管理 和配套服务等。根据国家指导意见，国家相关部门陆续出台支持鼓励政策： 2008 年财政部颁布了

10、秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法 （财建 2008735 号），对于年消耗秸秆量在 1 万吨以上（含 1 万吨）的企业，每年给予秸秆补助 100-150 元 / 吨（实际补助约 130 元/吨）；同时，入选农村沼气项目中央预算内投资计划的联户供气项目，每户补贴 1800 元。最近公开征求意见的 国家发改委特大型沼气工程试点项目 建设实施方案 ，提出 2012 年在全国试点建设 30 个特大型沼气 工程， 2015 年之前全国共建设 300 个特大型沼气工程，其中以 粪便为原料的 100个、以秸秆为原料的 100 个、以工业有机废弃 物为原料 50 个、以城镇餐厨垃圾为原料 50 个。 201

11、2 年国家计 划拿出补贴 6.7 亿元支持 30 个特大型沼气工程的建设，并要求 地方配套 0.9 亿元，二者合计约占总投资的 41.8%，投资者自筹 资金 10.6 亿元，约占 58.2%。（二）国际资助分析1、CDM支持截至 2011 年，中国已经有 5 个沼气 CDM项目成功注册。五 个示范项目分别为：1）山东省民和沼气项目：核准的温室气体减排量为72,371吨 CO2当量，减排期 2010-2018 年；2）北京德清源二期沼气发电项目：核准的温室气体减排量为 57,390 吨 CO2当量，减排期 10 年；3）内蒙古蒙牛澳亚国际牧场沼气发电项目：核准的温室气 体减排量为 17,148

12、吨 CO2当量，减排期 10 年；4）河南省牧原沼气项目： 核准的温室气体减排量为 110,461 吨 CO2当量，减排期 10 年；5）河南省北徐沼气项目（ GIZ 示范项目）：可核准的温室气体减排量为 59,000 吨 CO2当量，减排期 17 年。以民和沼气发电项目为例， 其建设为日产 2 万立方米的鸡粪 制沼气工程， 2009 年 11 月核准，是国内首家成功注册 CDM的项 目，年获得 CDM收入 670 万元。据此分析，沼气项目获取 CDM注 册机会是很大的， 尽管国际上 CDM走向尚不明朗， 但清洁机制仍 会推行， 并且国内目前正在开展碳交易试点， 沼气项目取得碳交 易收入的机会

13、很大。2、世行低息贷款 世行贷款具有贷款利息低、还款周期长、附加值高等特点， 性质上属于政府外债，主要支持符合当地“十二五”规划的政府 主导项目。发展产业沼气项目是国家和地方政府正在力推的一个 方向，有很大机会获得世行贷款。（三）能源供应及价格分析1、新农村用气分析 目前全国正在大规模进行新农村建设，各地建设了众多 集中居住的农民居住小区，由于绝大部分村镇远离天然气管 线，其炊事用气问题成为了严重的制约因素。而就近建设的 沼气工程，可为附近居住小区提供充足且低廉的气源，用气 成本仅为罐装液化气的三分之一左右，是新农村建设配套气 源的不二选择。但由于农户对能源成本的承受力低，故人均 用气量会大幅

14、低于城市居民。2、CNG市场分析随着汽油的居高不下，当地有气源条件的出租车均改装 成了加气车，在天然气气源紧张时，加气站经常出现排队候 气的现象。由于燃气成本与燃油成本相比尚不到后者的一 半，故 CNG加气站相对加油站来说拥有绝对的竞争优势。且 燃气较燃油更为清洁、环保，在全国各地规划的“气化”战 略中，车用燃料“油改气”已作为“气化”的主要措施之一。沼气经提纯后形成的生物天然气， 甲烷含量可达到 98%， 比纯天然气 95%的浓度还高，生物天然气的竞争性也不低于 传统天然气。 经调研， 全国各地车用天然气价格在 3.3 4.6 元/ 立方米之间，对于产业沼气而言存在较大的利润空间。但是，天然

15、气销售是特许经营业务，对于沼气项目开发 商来说获得销气资质有一定难度，申请此资质的难度比较大 （主要在于当地政府的支持力度） 。因此应考虑与天然气管 网公司达成合作关系，以顺利实现生物天然气的销售。3、沼肥市场分析 沼气有机肥含丰富的有机质， N、P、 K 含量高，其中部 分中微量元素是化肥无法代替的。目前有机食品和有机农业 迅速发展，每 1万亩有机农业年需求有机肥在 3000 吨以上。 市场上有机肥料价格一般在 1500 3000元/ 吨之间，对于日 产 3 万立方米的沼气工程来说，年可产生有机肥约 2 万吨， 有机肥的生产几乎没有成本，很有价格优势。四）原料保障分析沼气原料资源主要有畜禽粪便、农作物秸秆、工业有机 废弃物和生活垃圾等，原料最丰富的是畜禽粪便和农作物秸 秆，也是国家鼓励的 2 个原料方向。使用秸秆作为原料，需 满足几个基础条件： 1）当地秸秆资源丰富； 2）当地对秸秆 资源的争夺竞争少；