規(guī)模畜禽場沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益評價與存在問題研究

摘要 集約化畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程是一項(xiàng)提供清潔能源、減輕環(huán)境污染、潛力巨大的生物質(zhì)能源工程。以電能和石油液化氣2種替代能源為參照，采用成本效益法對300 m3沼氣工程項(xiàng)目進(jìn)行了效益評價。結(jié)果表明，該項(xiàng)目財務(wù)凈現(xiàn)值>0，財務(wù)內(nèi)部收益率>投資機(jī)會成本，投資回收期<9年，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益顯著。同時對該產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題進(jìn)行了分析，并據(jù)此提出了具體的對策建議。

關(guān)鍵詞 沼氣工程；經(jīng)濟(jì)效益；評價

中圖分類號S181.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）29-10269-03

作者簡介陳明波（1981-），男，河南平頂山人，碩士，從事農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與農(nóng)村能源研究工作。

隨著我國農(nóng)村社會生產(chǎn)生活方式的轉(zhuǎn)變，農(nóng)村以家庭為主的分散式養(yǎng)殖方式正在向集中養(yǎng)殖小區(qū)和規(guī)模化養(yǎng)殖場發(fā)展。集約化的養(yǎng)殖提高了生產(chǎn)效率，對養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展起到了巨大推動作用，但產(chǎn)生的糞污過度集中，嚴(yán)重污染了周圍環(huán)境。沼氣產(chǎn)業(yè)以農(nóng)業(yè)廢棄物和生活垃圾為原料，生產(chǎn)沼氣提供生產(chǎn)、生活用能，通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣和沼液可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)業(yè)的良性循環(huán)[1]。國家一直以來高度重視沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)部于2000年推出了“生態(tài)家園富民計(jì)劃”，并與之配套在各地開始建設(shè)生態(tài)家園富民工程[2]。各地根據(jù)自身的資源狀況和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，形成了各具特色的沼氣綜合利用模式。清潔發(fā)展機(jī)制（Clean Development Mechanism，CDM）是《京都議定書》規(guī)定的3種靈活機(jī)制之一，即發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家通過項(xiàng)目合作應(yīng)對氣候變化。隨著京都議定書的生效，CDM作為一種基于項(xiàng)目的發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家“雙贏”的合作機(jī)制[3]，為我國規(guī)模養(yǎng)殖場實(shí)施沼氣工程帶來了新的機(jī)遇。目前國內(nèi)已有多篇基于CDM 的農(nóng)村沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益評價的報道[3-6]。但由于動物糞便管理開發(fā)成為CDM 項(xiàng)目的難度較大，目前中國只有3 個與動物糞便管理有關(guān)的項(xiàng)目在CDM 執(zhí)行理事會獲得注冊[4]?；诖?，筆者從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，在不考慮項(xiàng)目CDM效益的前提下，以揚(yáng)州市300 m3中小型養(yǎng)殖場沼氣工程為例，利用能源效益替代法以財務(wù)凈現(xiàn)值（FNPV）、財務(wù)內(nèi)部收益率（FIRR）、動態(tài)投資回收期（N）等項(xiàng)目效益核心評價指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)對規(guī)模畜禽場沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了技術(shù)評價[7-10]，并分析討論了目前沼氣工程建設(shè)存在的問題，以期為農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1規(guī)模畜禽場沼氣工程項(xiàng)目投入產(chǎn)出分析

農(nóng)村沼氣工程項(xiàng)目的實(shí)施，不但可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的變廢為寶，生產(chǎn)可再生的清潔能源，而且可作為實(shí)施循環(huán)農(nóng)業(yè)的紐帶，通過沼渣沼液的還田利用，構(gòu)建“養(yǎng)殖業(yè)-沼氣-種植業(yè)”的循環(huán)農(nóng)業(yè)模式。現(xiàn)以 300 m3沼氣工程為例對規(guī)模畜禽場沼氣工程項(xiàng)目進(jìn)行效益分析。

1.1工程投資運(yùn)行費(fèi)用

1.1.1 建設(shè)費(fèi)用。包括主要建、構(gòu)筑物（原料預(yù)處理池、厭氧發(fā)酵罐、儲氣柜、配套設(shè)施等）建設(shè)費(fèi)用91萬元；污水發(fā)酵系統(tǒng)主要儀器設(shè)備購置費(fèi)用（污水提升泵、脫硫塔、管道閥門及配件、沼氣鍋爐及沼氣余氣利用裝置等）30萬元；項(xiàng)目建設(shè)其他費(fèi)用（基本預(yù)備費(fèi)、工程設(shè)計(jì)、監(jiān)理費(fèi)等）9萬元。共計(jì)130萬元。

1.1.2 原料費(fèi)。發(fā)酵原料主要為養(yǎng)殖場畜禽糞便，由于畜禽糞便在沼氣發(fā)酵過程中損失很少，沼氣工程運(yùn)行原料費(fèi)用忽略不計(jì)。

1.1.3年管理維修費(fèi)。主要包括沼氣工程運(yùn)行管理人員工資、正常維護(hù)保養(yǎng)、配件更換等費(fèi)用，共計(jì)6萬元。

1.2產(chǎn)出效益

1.2.1 能源效益。農(nóng)村沼氣的發(fā)展，能夠有效地減少養(yǎng)殖場原煤、石油液化氣、電力等商品能源以及薪柴、秸稈等非商品能源的消耗。300 m3 的沼氣工程平均年產(chǎn)可實(shí)際利用沼氣54 750 m3（取容積產(chǎn)氣率0.5 m3/d），沼氣熱值為20 935 kJ/m3 ，取沼氣利用設(shè)備熱效率為60%[2，11]，計(jì)算得300 m3沼氣工程年實(shí)際可獲得熱量687 714 750 kJ。目前揚(yáng)州地區(qū)農(nóng)村生活炊事用能多為電能和石油液化氣，該研究選取電能和石油液化氣產(chǎn)出等量熱量的費(fèi)用支出的平均值作為衡量沼氣工程年能源效益的依據(jù)，結(jié)果見表 1。

1.2.2 種植業(yè)效益。 沼渣和沼液統(tǒng)稱為沼肥，經(jīng)過沼氣發(fā)酵處理的沼肥，一方面抑制和殺滅了大部分有害病菌和蟲卵，同時又富集了養(yǎng)分。比如，沼渣的有機(jī)質(zhì)含量為40%～60%，含全氮10%～20%，全磷0.4%～1.2%，全鉀0.6%～2.0%[12]；此外沼液內(nèi)還含有激素類物質(zhì)，能刺激作物生長，同時具有抑制細(xì)菌、病蟲害發(fā)生的作用，可以減少農(nóng)藥的使用量。年豬存欄3 000頭養(yǎng)殖場實(shí)施300 m3沼氣工程后平均日處理豬糞污17.7 t，沼渣、沼液年產(chǎn)量6 000 t 左右；沼渣、沼液作為養(yǎng)殖場業(yè)主農(nóng)田肥料，年可節(jié)約肥料費(fèi)用12萬元。

1.3規(guī)模畜禽場沼氣工程項(xiàng)目各項(xiàng)財務(wù)指標(biāo)

1.3.1 財務(wù)凈現(xiàn)值。 財務(wù)凈現(xiàn)值是考察項(xiàng)目在計(jì)算期內(nèi)盈利能力的主要動態(tài)指標(biāo)，其表達(dá)式為：

1.3.2 動態(tài)投資回收期。 動態(tài)投資回收期是在考慮資金時間價值的前提下，投資項(xiàng)目回收投資所需的時間，通過計(jì)算從項(xiàng)目投資之日起，用項(xiàng)目各年的凈收益的現(xiàn)值將全部投資的現(xiàn)值收回所需的期限的長短來判斷投資項(xiàng)目風(fēng)險大小。其計(jì)算公式為：動態(tài)投資回收期（N）=累計(jì)凈現(xiàn)金流量開始出現(xiàn)正值的年份數(shù)- 1+（上年累計(jì)凈現(xiàn)金流量的絕對值/當(dāng)年凈現(xiàn)金流量）=9-1+（5.16/9.92）=8.52（年）。

1.3.3 財務(wù)內(nèi)部收益率。財務(wù)內(nèi)部收益率（FIRR）指項(xiàng)目在整個計(jì)算期內(nèi)各年現(xiàn)金流量現(xiàn)值累計(jì)等于零時的折現(xiàn)率，它反映項(xiàng)目所占用資金的盈利率，是考察項(xiàng)目盈利能力的主要動態(tài)評價指標(biāo)。其表達(dá)式為：

式中，F(xiàn)NPV為財務(wù)凈現(xiàn)值；CIt為第t年的成本；COt為第t年的收益；n為項(xiàng)目運(yùn)行年限；FIRR為財務(wù)內(nèi)部收益率。

財務(wù)內(nèi)部收益率根據(jù)財務(wù)現(xiàn)金流量表在Excel中運(yùn)用函數(shù)IRR求得為16.1%。

2規(guī)模畜禽場沼氣工程效益分析結(jié)果

以揚(yáng)州農(nóng)村地區(qū)使用較多的電能和液化石油氣作為參考燃料，取沼氣工程正常使用年限為15年，基準(zhǔn)收益率10%作為評價標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)模畜禽場沼氣工程項(xiàng)目各項(xiàng)財務(wù)指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果表明：工程的財務(wù)凈現(xiàn)值為47.98萬元，為正值收益；內(nèi)部收益率為16.1%，高于10%的基準(zhǔn)收益率；動態(tài)投資回收期為8.52年，回收期稍長。各項(xiàng)指標(biāo)表明，該項(xiàng)目財務(wù)凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率指標(biāo)良好，經(jīng)濟(jì)效益顯著，但投資回收期稍長。

規(guī)模畜禽場沼氣工程建設(shè)不僅為養(yǎng)殖場業(yè)主提供了清潔的可再生能源和優(yōu)良的有機(jī)肥料，而且在生產(chǎn)沼氣過程中處理了養(yǎng)殖場畜禽糞便及沖洗廢水，有效地減少了養(yǎng)殖業(yè)廢棄物通過自然堆漚方式產(chǎn)生的溫室氣體排放，改善了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。該研究把沼氣的能源替代效益和沼渣沼液作為有機(jī)肥施用節(jié)約的化肥、農(nóng)藥購置費(fèi)用作為計(jì)算沼氣工程收入的來源，但在具體的工程實(shí)踐中，只有部分規(guī)模畜禽場沼氣工程業(yè)主配套擁有相應(yīng)的消納沼肥的農(nóng)田、果園、蔬菜基地等。許多沼氣工程業(yè)主以養(yǎng)殖業(yè)為主，沼肥的農(nóng)田使用主要依賴周邊農(nóng)戶，實(shí)踐中由于沼肥在運(yùn)輸和施用上的不便養(yǎng)殖場周邊農(nóng)戶付費(fèi)使用沼肥的意愿并不高。同時，沼肥每天連續(xù)產(chǎn)生與作物施肥季節(jié)性存在矛盾，因此實(shí)踐中部分沼氣工程業(yè)主免費(fèi)把沼渣沼液提供給農(nóng)民進(jìn)行農(nóng)田的施肥和灌溉。在投資回收期本已稍長的情況下，缺少了沼肥的經(jīng)濟(jì)收入，導(dǎo)致了部分沼氣工程后期運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益弱，甚至缺乏盈利能力。因此，在目前政策環(huán)境下，規(guī)模畜禽場沼氣工程想要發(fā)揮良好的經(jīng)濟(jì)效益，工程業(yè)主必須配備足夠消納沼肥的自有農(nóng)田，以沼肥代替化肥節(jié)約種植業(yè)生產(chǎn)成本，提高“三沼”經(jīng)濟(jì)附加值，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)業(yè)相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)發(fā)展。

3規(guī)模畜禽場沼氣工程存在的問題

3.1“三沼”綜合利用工作有待加強(qiáng)葉小梅等對江蘇省21處大型沼氣工程運(yùn)行情況調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)沼氣工程由于上網(wǎng)發(fā)電困難，沼氣用途單一，所產(chǎn)沼氣均用于養(yǎng)殖場自身的生產(chǎn)生活用能，大量多余的沼氣被白白浪費(fèi)[13]。徐慶賢等對福建省養(yǎng)殖場沼氣工程調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有近82%沼氣工程所產(chǎn)沼氣實(shí)際利用率低于30%，其余沼氣均排空，增加了溫室氣體排放[14]。實(shí)踐中部分沼氣工程所產(chǎn)沼渣沼液沒有充分利用，而是隨意排放到了池塘溝渠中，造成了環(huán)境的二次污染。

3.2沼渣沼液安全施用工作有待加強(qiáng)沼氣工程所產(chǎn)的沼液沼渣作為肥料大量用于農(nóng)田，其安全性不容忽視。工程實(shí)踐中，許多養(yǎng)殖場沼氣工程排放的沼渣沼液中糞大腸菌群等致病菌數(shù)量還未達(dá)到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18596-2001）等國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限定值，沼渣沼液施入農(nóng)田后存在病原生物污染問題。另外，受飼料和獸藥的影響，沼肥中除了營養(yǎng)組分外，還存在重金屬、農(nóng)藥殘留物等問題[1]。

4 結(jié)論與建議

規(guī)模畜禽場沼氣工程項(xiàng)目在做好“三沼”綜合利用的條件下，項(xiàng)目財務(wù)凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率等各項(xiàng)指標(biāo)良好，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。但在具體工程實(shí)踐中，只有部分規(guī)模畜禽場沼氣工程業(yè)主配套擁有相應(yīng)的消納沼肥的農(nóng)田、果園、蔬菜基地等。許多工程業(yè)主主要從事養(yǎng)殖業(yè)，沼肥免費(fèi)提供給農(nóng)民進(jìn)行農(nóng)田施肥和灌溉，缺少沼肥的經(jīng)濟(jì)收益，導(dǎo)致了沼氣工程后期運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益弱，甚至缺乏盈利能力。沼氣工程除具有內(nèi)在的經(jīng)濟(jì)效益外，還具有環(huán)境效益和社會效益等外部效益。而隨著農(nóng)民生活水平的提高及健康意識的增強(qiáng)，農(nóng)民對優(yōu)美良好生活環(huán)境的訴求越來越高，沼氣產(chǎn)業(yè)處理農(nóng)業(yè)廢棄物、生產(chǎn)可再生清潔能源、改善生態(tài)環(huán)境的作用將越來越受重視。因此，探索新的發(fā)展思路，嘗試新的工程補(bǔ)貼政策，成為農(nóng)村沼氣建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。為此，應(yīng)該著重做好以下幾個方面的工作。

4.1轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，突出沼氣工程建設(shè)的社會公益性從表面看，沼氣工程是養(yǎng)殖場業(yè)主為了解決養(yǎng)殖場糞污的問題建設(shè)的糞污處理工程，具有純個體物品的屬性，但是在保證我國肉類糧食供給安全和農(nóng)村優(yōu)美生態(tài)環(huán)境的大背景下，沼氣工程建設(shè)帶有較強(qiáng)的公益性質(zhì)。因此，應(yīng)把推廣和使用沼氣技術(shù)作為農(nóng)村環(huán)境整治、節(jié)能減排的公益性工作來抓，引入市場機(jī)制，借鑒德國等歐洲國家的財政補(bǔ)貼制度，建立基建補(bǔ)貼與沼氣終端產(chǎn)品價格補(bǔ)貼相結(jié)合的補(bǔ)貼方式。通過立法等方式，建立用氣價格補(bǔ)貼或者發(fā)電價格補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)[15]。通過政策引導(dǎo)，營造開發(fā)利用可再生清潔能源、保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的良好政策氛圍。

4.2做好“三沼”綜合利用工作，發(fā)揮沼氣產(chǎn)業(yè)在循環(huán)農(nóng)業(yè)中的紐帶作用做好“三沼”綜合利用是規(guī)模畜禽場沼氣工程具有良好的經(jīng)濟(jì)效益的前提基礎(chǔ)，沼氣工程項(xiàng)目在調(diào)研立項(xiàng)時應(yīng)同步考慮配備與養(yǎng)殖場規(guī)模相當(dāng)?shù)奈{沼渣、沼液的農(nóng)田。不斷探索“豬—沼—果”、 “豬—沼—菜”、 “豬—沼—魚”等適合各地實(shí)際的循環(huán)農(nóng)業(yè)模式，延長沼氣產(chǎn)業(yè)鏈條，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中減少資源、物質(zhì)的投入量，減少廢棄物的產(chǎn)生排放量，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境“雙贏”。

4.3做好“三沼”安全使用，避免環(huán)境二次污染針對當(dāng)前沼氣工程運(yùn)行中存在的沼氣空排、發(fā)酵產(chǎn)物可能對環(huán)境造成二次污染等問題，在項(xiàng)目規(guī)劃實(shí)施過程中認(rèn)真做好二級發(fā)酵罐、沼氣余氣燃燒火炬等配套設(shè)施建設(shè)工作，大力推廣多級氧化塘技術(shù)，避免“三沼”可能對環(huán)境造成的二次污染[16]。

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