德國(guó)沼氣工程發(fā)展和能源政策分析

喬 瑋，李冰峰，董仁杰，孫麗英，李景明

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 生物質(zhì)工程中心(工學(xué)院)，北京 100083；2.國(guó)家能源生物燃?xì)飧咝е苽浼熬C合利用技術(shù)研發(fā)(實(shí)驗(yàn))中心，北京 100035；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)總站，北京 100125)

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德國(guó)沼氣工程發(fā)展和能源政策分析

喬 瑋1,2，李冰峰3，董仁杰1,2，孫麗英3，李景明3

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 生物質(zhì)工程中心(工學(xué)院)，北京 100083；2.國(guó)家能源生物燃?xì)飧咝е苽浼熬C合利用技術(shù)研發(fā)(實(shí)驗(yàn))中心，北京 100035；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)總站，北京 100125)

德國(guó)是沼氣生產(chǎn)大國(guó)也是沼氣工程強(qiáng)國(guó)，德國(guó)沼氣工程的發(fā)展和能源政策對(duì)我國(guó)沼氣工程的發(fā)展有著重要的借鑒意義。在可再生能源法(EEG)的沼氣發(fā)電上網(wǎng)補(bǔ)貼政策激勵(lì)下，2000～2014年的14年里，德國(guó)沼氣工程數(shù)量由1050個(gè)增加到10076個(gè)，沼氣發(fā)電總裝機(jī)容量預(yù)計(jì)超過3800 MW。為適應(yīng)沼氣工程的快速發(fā)展，EEG法律體系多次調(diào)整了補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)貼范圍，引導(dǎo)沼氣工程原料、規(guī)模、產(chǎn)品用途向健康的方向發(fā)展，避免因發(fā)展沼氣(生物燃?xì)?而導(dǎo)致種植業(yè)生物單一性、有機(jī)廢棄物得不到合理處理，以及可能對(duì)其他產(chǎn)業(yè)造成的影響。筆者從溫室氣體減排、歐盟可再生能源發(fā)展規(guī)劃、可再生能源用電成本和農(nóng)業(yè)生態(tài)安全等角度分析了德國(guó)EEG的演變過程，以及對(duì)沼氣行業(yè)發(fā)展的導(dǎo)向作用，并提出了應(yīng)借鑒德國(guó)具有針對(duì)性的能源政策機(jī)制和產(chǎn)品補(bǔ)貼制度經(jīng)驗(yàn)，重新確定我國(guó)沼氣工程的功能定位和推動(dòng)建立市場(chǎng)化機(jī)制的建議。

德國(guó)；沼氣工程；可再生能源法

1 德國(guó)沼氣工程發(fā)展概述

1.1 可再生能源法實(shí)施之前

德國(guó)在沼氣工程領(lǐng)域一直處于世界領(lǐng)先地位，截至2014年，德國(guó)建成沼氣工程10786個(gè)，占?xì)W洲的62.6%(見圖1)[1]。早在1930年，德國(guó)就有了將廢物發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷出售給市政供氣管網(wǎng)的技術(shù)能力，1945年之后沼氣工程的規(guī)模逐漸增大，50年代在斯圖加特地區(qū)開發(fā)應(yīng)用了混合發(fā)酵技術(shù)[2]。然而，當(dāng)時(shí)沼氣工程的成本較高，能源價(jià)格較低，沼氣工程數(shù)量沒有大的發(fā)展。上世紀(jì)70～80年代，能源危機(jī)將原油價(jià)格從每桶50.16美元抬升至每桶110.53美元。沼氣作為可以從廢物中回收的二次能源，需求量開始增加。1994年，德國(guó)實(shí)施了廢棄物處理法‘Closed Substance Cycle Waste Management Act’增加了廢物處理成本，沼氣工程應(yīng)用的厭氧消化技術(shù)既相對(duì)經(jīng)濟(jì)，又能產(chǎn)生能源，逐漸受到歡迎。但是，當(dāng)時(shí)沼氣工程的建設(shè)成本仍然較高，運(yùn)行和管理也不夠先進(jìn)。1991年，德國(guó)實(shí)施了《電力入網(wǎng)法》(“Electricity Supply Law,StrEG” )，鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電并網(wǎng)以提高經(jīng)濟(jì)性，沼氣工程數(shù)量由1992年的139個(gè)增加到1999年的850個(gè)(見圖2)。這一時(shí)期增加的主要是小型沼氣工程，原料主要是禽畜糞便，平均發(fā)電裝機(jī)容量50～60 kW，農(nóng)場(chǎng)主自己建設(shè)和運(yùn)行[2]。到1997年，德國(guó)有39個(gè)年處理廢物大于2500噸(濕基)的沼氣工程，是歐洲國(guó)家中最多的。

圖1 歐洲各國(guó)的沼氣工程數(shù)量(截至2014年12月31日)

圖2 德國(guó)沼氣工程數(shù)量和裝機(jī)容量的發(fā)展(截至2014年12月31日)

1.2 可再生能源法實(shí)施之后

進(jìn)入21世紀(jì)，開發(fā)可再生能源對(duì)于溫室氣體減排、提升能源安全和增加就業(yè)機(jī)會(huì)的作用逐漸顯現(xiàn)。2000年，德國(guó)出臺(tái)了《可再生能源法》(德文Erneuerbare Energien Gesetz-EEG)，是第一部關(guān)于可再生能源的專門法律。EEG-2000確定了沼氣工程發(fā)電上網(wǎng)的電價(jià)補(bǔ)貼機(jī)制，稱為Feed-in Tariff 或FIT[3]。EEG規(guī)定電網(wǎng)必須優(yōu)先購(gòu)買可再生能源電力，可再生能源業(yè)主可按照當(dāng)時(shí)的固定補(bǔ)貼電價(jià)持續(xù)20年向電網(wǎng)供電，收益穩(wěn)定。如圖2所示，2000年德國(guó)沼氣工程的數(shù)量是1050個(gè)，到2004年增加到2050個(gè)，發(fā)電裝機(jī)容量由2000年的65 MW增加到2004年的390 MW。為適應(yīng)和推動(dòng)沼氣工程的快速和健康發(fā)展，EEG在2004年，2009年，2012年和2014年分別進(jìn)行了修訂。因此，EEG法律體系是促進(jìn)德國(guó)沼氣工程在技術(shù)研發(fā)、工程建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要保障機(jī)制。

首次修訂的EEG-2004，鼓勵(lì)沼氣發(fā)電廢熱利用、小型沼氣工程和能源作物原料，為鼓勵(lì)沼氣提純和干發(fā)酵等新技術(shù)的應(yīng)用，增加了技術(shù)補(bǔ)貼(Technology bonus)[3]。到2008年，德國(guó)沼氣工程的數(shù)量增加到3981個(gè)，4年間的年增長(zhǎng)率達(dá)到18%，發(fā)電裝機(jī)容量增加到1272 MW。2009年進(jìn)行了第二次修訂，EEG-2009加大了對(duì)小型沼氣工程的補(bǔ)貼力度，但受規(guī)模效應(yīng)優(yōu)勢(shì)的影響，沼氣工程規(guī)模仍然向大型化發(fā)展，平均裝機(jī)量增加到500 kW，最大達(dá)到10 MW。同時(shí)，EEG-2009鼓勵(lì)以禽畜糞便為原料的沼氣工程，當(dāng)原料使用30%以上的禽畜糞便時(shí)可獲得4.0 Cent·kWh-1的原料補(bǔ)貼。熱電聯(lián)產(chǎn)的補(bǔ)貼從2.0 Cent·kWh-1增加到了3.0 Cent·kWh-1，以鼓勵(lì)提高能源綜合利用效率?？梢?，EEG-2009擴(kuò)大了能源補(bǔ)貼范圍和強(qiáng)度，用以全面的促進(jìn)沼氣工程的發(fā)展。如圖2所示，EEG-2009實(shí)施后到2012年第三次修訂的三年是德國(guó)沼氣工程發(fā)展最快的階段。到2012年，沼氣工程增加到了7515個(gè)，發(fā)電裝機(jī)容量由1377 MW增加到了3352 MW。EEG-2012規(guī)定只有當(dāng)沼氣工程原料中的能源作物比例低于60%時(shí)，才能享受上網(wǎng)補(bǔ)貼電價(jià)，而對(duì)生物質(zhì)垃圾和禽畜糞便為原料的沼氣工程都給予了很高的補(bǔ)貼[4]?？梢姡贓EG-2012中，政策引導(dǎo)沼氣工程由單純用能源作物厭氧發(fā)酵生產(chǎn)能源向處理廢物以保護(hù)環(huán)境的轉(zhuǎn)變。但是，受市場(chǎng)慣性的影響，以及補(bǔ)貼電價(jià)仍然讓大型的能源作物沼氣工程有利潤(rùn)，同時(shí)期德國(guó)風(fēng)能和光伏等其他可再生能源的出現(xiàn)了過快發(fā)展，在EEG-2014中，可再生能源發(fā)電上網(wǎng)補(bǔ)貼政策做了較大的調(diào)整，沼氣發(fā)電年新增規(guī)模限制在100 MW，取消固定上網(wǎng)補(bǔ)貼電價(jià)，沼氣發(fā)電直接進(jìn)入市場(chǎng)銷售。截至2014年，德國(guó)沼氣工程仍然呈現(xiàn)了增加的趨勢(shì)，但預(yù)測(cè)今后的發(fā)展趨勢(shì)會(huì)有所放緩。

從上述分析可以發(fā)現(xiàn)，德國(guó)沼氣工程的起步早，積累了豐富的技術(shù)和工程經(jīng)驗(yàn)，2000年之后EEG的實(shí)施促進(jìn)了沼氣行業(yè)的快速發(fā)展，2000～2013年是德國(guó)沼氣工程快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。2014年出臺(tái)最新的可再生能源法之后，德國(guó)沼氣工程的發(fā)展速度將有所降低。

2 德國(guó)可再生能源法的發(fā)展歷程分析

2.1 EEG-2004修訂分析

EEG-2000實(shí)施以來，德國(guó)可再生能源的快速發(fā)展有目共睹，反對(duì)意見逐漸消失，爭(zhēng)論的焦點(diǎn)不再是EEG是否該實(shí)行，而是如何確定可再生能源發(fā)電的公平補(bǔ)償價(jià)格、強(qiáng)制購(gòu)電制度與綠色電力營(yíng)銷[5-6]。EEG-2004將2010年可再生能源電力目標(biāo)提高到12.5%，到2020年達(dá)到20%。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，EEG-2004修改了政策法規(guī)框架，創(chuàng)造更有利條件，讓更多的可再生能源能夠并入電網(wǎng)。EEG-2004規(guī)定了有利于沼氣工程發(fā)電的強(qiáng)制入網(wǎng)、優(yōu)先購(gòu)買和固定電價(jià)機(jī)制，建立了可再生能源電力分?jǐn)傊贫?，電網(wǎng)負(fù)責(zé)平衡全國(guó)的可再生能源上網(wǎng)電量，加電價(jià)平均分?jǐn)偟饺珖?guó)電網(wǎng)，確保電網(wǎng)之間公平競(jìng)爭(zhēng)。表1列出了EEG修訂后發(fā)電上網(wǎng)的補(bǔ)貼價(jià)格。如表2所示，EEG-2004增加了小型沼氣工程的補(bǔ)貼力度，增設(shè)了沼氣工程原料的補(bǔ)貼，對(duì)能源作物為原料的沼氣工程補(bǔ)貼達(dá)到每千瓦時(shí)6.0和4.0歐分，這對(duì)于促進(jìn)沼氣工程起到了關(guān)鍵的作用。EEG-2004的實(shí)施是將德國(guó)沼氣工程的發(fā)展送上了快車道的關(guān)鍵。

表1 EEG規(guī)定的補(bǔ)貼額度匯總 (Cent·kWh-1)

表2 EEG-2004沼氣工程的補(bǔ)貼 (Cent·kWh-1)

2.2 EEG-2009修訂分析

表3給出了EEG-2009的補(bǔ)貼機(jī)制。在各種沼氣工程原料中，能源作物的產(chǎn)氣效率最高，玉米是能源作物的首選，產(chǎn)甲烷量達(dá)到4997 Nm3·hm-2，發(fā)電18489 kWh·hm-2，如表4所示。EEG-2004中增加了對(duì)能源作物的補(bǔ)貼，導(dǎo)致大量沼氣工程使用能源作物為原料，處理有機(jī)廢物(包括禽畜糞便)的沼氣工程比例降低。然而，大面積單一的種植玉米等能源作物，可能對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)多樣性帶來影響[7]。到2009年，德國(guó)約有530000 hm2的土地種植能源作物，約占總農(nóng)業(yè)用地的5%。雖然德國(guó)農(nóng)業(yè)部報(bào)告指出有充足的土地用于生產(chǎn)糧食供本國(guó)人民使用，也有足夠的土地生產(chǎn)生物能源的原材料[8]。但是，在2004～2007年間，用于種植能源作物的土地面積明顯的增長(zhǎng)。同時(shí)，EEG-2004實(shí)施以來，小型沼氣工程比例降低，中等規(guī)模和大型沼氣工程明顯增加。根據(jù)基爾世界經(jīng)濟(jì)研究所的統(tǒng)計(jì)，在2003年裝機(jī)小于70 kW的小型沼氣工程有1100個(gè)，占62%；到2008年，裝機(jī)70～500 kW的中型沼氣工程達(dá)到了2700個(gè)，占66%；小型沼氣工程只占17%[9]。圖3和圖4給出了2003年和2008年沼氣工程發(fā)電裝機(jī)規(guī)模的比較。小型沼氣工程發(fā)展的緩慢對(duì)利用厭氧發(fā)酵技術(shù)處理固體廢物以保護(hù)環(huán)境是不利的。另一方面，2008年前后，受世界經(jīng)濟(jì)的影響，原油和糧食價(jià)格出現(xiàn)了很大的變動(dòng)，玉米價(jià)格快速攀升，影響了沼氣工程的經(jīng)濟(jì)性[10]。為應(yīng)對(duì)以上的變化，在2008年6月9日，修訂后的EEG-2009立法通過，主要是增加了對(duì)禽畜糞便、污染物排放和生態(tài)保護(hù)的補(bǔ)貼，增加了對(duì)裝機(jī)小于150 kW的小型沼氣工程的補(bǔ)貼。

表3 EEG-2009沼氣工程的補(bǔ)貼 (Cent·kWh-1)

表4 各種能源作物發(fā)酵產(chǎn)氣體比較

圖3 2003年德國(guó)沼氣工程裝機(jī)規(guī)模統(tǒng)計(jì)

2.3 EEG-2012修訂分析

EEG-2009側(cè)重發(fā)展小型沼氣工程和使用禽畜糞便為原料，2009年～2011年沼氣工程仍保持了大幅增加。太陽(yáng)能和沼氣工程的快速發(fā)展，使可再生能源的平均價(jià)格由2010年的2 Cent·kWh-1增加到2011年的3.5 Cent·kWh-1。在電價(jià)持續(xù)上漲的背景下，如何合理的控制可再生能源規(guī)模和發(fā)展速度，就成為了一個(gè)重要課題，是2012年修改EEG的一個(gè)重要原因。EEG-2012修訂的主要目的是推動(dòng)可再生能源的市場(chǎng)化，可再生能源發(fā)電可以接受政府的固定上網(wǎng)補(bǔ)貼電價(jià)，也可以直接出售給電網(wǎng)[11]。EEG-2012的彈性機(jī)制為后續(xù)可再生能源市場(chǎng)化奠定了一定的基礎(chǔ)，總體上推動(dòng)可再生能源的發(fā)展，并將2050年可再生能源發(fā)電占發(fā)電總量比例提到80%。EEG-2009的技術(shù)補(bǔ)貼帶動(dòng)了沼氣提純凈化工程的增加，但考慮到沼氣凈化增加的成本最終會(huì)轉(zhuǎn)移給消費(fèi)者，在EEG-2012中，不再補(bǔ)貼沼氣提純凈化。表5給出了EEG-2012的補(bǔ)貼額度。為了保證市場(chǎng)機(jī)制的運(yùn)行，EEG-2012還設(shè)計(jì)了一系列保障機(jī)制，包括信息通報(bào)與公開機(jī)制、追蹤評(píng)估機(jī)制和監(jiān)測(cè)報(bào)告制度。信息通報(bào)與公開機(jī)制要求發(fā)電商、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、配電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)商按照規(guī)定的詳細(xì)內(nèi)容和時(shí)間節(jié)點(diǎn)相互通報(bào)信息；向政府提供企業(yè)可再生能源收購(gòu)、輸配的詳細(xì)信息，向消費(fèi)者公開可再生能源附加費(fèi)、可再生能源電力份額等信息。追蹤評(píng)估機(jī)制要求政府完成對(duì)EEG-2012執(zhí)行情況的評(píng)估。監(jiān)測(cè)報(bào)告制度要求有關(guān)部門向政府提交有關(guān)德國(guó)可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀、可再生能源目標(biāo)實(shí)現(xiàn)情況和面臨的挑戰(zhàn)等問題的報(bào)告。如圖5所示，根據(jù)德國(guó)FNR的統(tǒng)計(jì)，在2010年沼氣工程發(fā)酵原料中46%是能源作物(其中76%是青貯玉米)，45%是禽畜糞便，另有7%和2%分別是生物質(zhì)廢棄物(Bio-waste)和工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物。在2012年沼氣工程原料有54%來源于能源作物，41%來源于禽畜養(yǎng)殖糞污，只有4%來源于城市生物質(zhì)廢物，1%來源于工農(nóng)業(yè)廢物。雖然EEG-2009已經(jīng)注重要提高廢棄物作為發(fā)酵原料的比例，但從實(shí)際效果來看，能源作物的比例仍然很高。從設(shè)施建設(shè)、產(chǎn)氣效率和工藝適應(yīng)性方面，玉米是適宜的沼氣工程原料。2009年～2012年，沼氣工程的數(shù)量由4984增加到7515個(gè)，裝機(jī)容量從1893 MW增加到3352 MW。在同期的增長(zhǎng)中，能源作物仍然是沼氣工程實(shí)際優(yōu)先選擇的原料。由此可見，EEG-2009和EEG-2012都在引導(dǎo)沼氣工程減少使用能源作物而多用糞便和生物質(zhì)廢物(Bio-waste)，但實(shí)際效果不明顯。

圖4 2008年德國(guó)沼氣工程裝機(jī)規(guī)模統(tǒng)計(jì)

表5 EEG-2012的補(bǔ)貼 (Cent·kWh-1)

圖5 沼氣工程發(fā)酵原料變化

2.4 EEG-2014的主要調(diào)整

2014年8月1日，最新版本EEG實(shí)施，被稱為EEG2.0版。核心的出發(fā)點(diǎn)是鑒于可再生能源法實(shí)施以來可再生能源產(chǎn)業(yè)的過快發(fā)展，和由此導(dǎo)致的高電價(jià)和生態(tài)環(huán)境等問題，修訂法律以提高能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性發(fā)展[11-12]。EEG-2014將年度新增規(guī)模限定范圍從光伏擴(kuò)展至風(fēng)電和沼氣發(fā)電。光伏發(fā)電的年度新增規(guī)模限定在240～260×104kWh，首次確定了陸上風(fēng)電年新增規(guī)模(240～260×104kWh)，海上風(fēng)電大幅下調(diào)，2020年和2030年分別為650×104kWh和1500×104kWh。沼氣發(fā)電年度新增規(guī)模限定在10×104kWh。

對(duì)可再生能源項(xiàng)目全面引入市場(chǎng)機(jī)制，反映在兩個(gè)方面：一是政府補(bǔ)貼的固定上網(wǎng)價(jià)格將僅適用于功率在500 kW(自2016年起100 kW)以下的項(xiàng)目。大型可再生能源項(xiàng)目只能獲得彈性市場(chǎng)價(jià)格。在EEG-2014之前，項(xiàng)目業(yè)主每個(gè)月可選擇一次，或選擇國(guó)家定的固定上網(wǎng)電價(jià)，或直接參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。EEG-2014要求所有新建(大型)項(xiàng)目都必須向市場(chǎng)直接售電。自2014年8月1日起，所有500 kW以上的新建項(xiàng)目，以及自2016年1月1日起所有100 kW以上的新建項(xiàng)目，都必須直接向市場(chǎng)銷售電力。另一方面，引入招標(biāo)機(jī)制，通過招標(biāo)確定補(bǔ)貼額度。最晚到2017年，將全面通過招標(biāo)的方式確定可再生能源的補(bǔ)貼額度。從2015年起，將在試點(diǎn)階段對(duì)地面光伏電站采用新的招標(biāo)模式，積累經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于工業(yè)企業(yè)，國(guó)家從保護(hù)本國(guó)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力角度，對(duì)這些企業(yè)的可再生能源稅費(fèi)實(shí)行減免優(yōu)惠。然而，EEG-2014縮小了享受減免優(yōu)惠的范圍，只有那些用電密集型企業(yè)才能享受減免，這些企業(yè)還必須是處于嚴(yán)酷的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。在EEG-2014中，大型自發(fā)自用項(xiàng)目原則上也必須繳納全額可再生能源稅費(fèi)。小型發(fā)電廠的自用電，無需繳納高額的稅費(fèi)。EEG-2014的實(shí)施標(biāo)志著德國(guó)沼氣能源政策由政府補(bǔ)貼機(jī)制向市場(chǎng)機(jī)制的轉(zhuǎn)變，已經(jīng)建成的沼氣工程仍然享受以往政府補(bǔ)貼，但對(duì)于新建沼氣工程的動(dòng)力有所降低，預(yù)測(cè)新建沼氣工程的趨勢(shì)將有所放緩。

在EEG-2014之前，高額的發(fā)電上網(wǎng)補(bǔ)貼電價(jià)帶動(dòng)了德國(guó)的沼氣工程快速發(fā)展，雖然技術(shù)整體上較其他國(guó)家成熟和先進(jìn)，但仍有較大的技術(shù)提升和降低成本的空間。據(jù)調(diào)查，德國(guó)有25.9%的沼氣工程處于良好狀態(tài)，而其他的沼氣工程則受到不同的抑制，如有機(jī)酸的積累和缺乏微量元素等[13]?？梢灶A(yù)見，在完全市場(chǎng)機(jī)制下，為維持沼氣工程的利潤(rùn)，需要加大對(duì)工程設(shè)施的管理和技術(shù)革新，對(duì)于促進(jìn)沼氣工程技術(shù)的發(fā)展也有積極的意義。

3 德國(guó)沼氣能源政策趨勢(shì)分析

德國(guó)能源消耗量接近歐盟總和的19%，其能源政策對(duì)歐洲以及其他主要經(jīng)濟(jì)體國(guó)家都有著重要的影響，EEG-2014的頒布受到了廣泛關(guān)注。隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和科技的不斷發(fā)展，德國(guó)自1990年代開始能源消耗逐年下降。據(jù)Harry Wirth[14]的報(bào)告，德國(guó)生物質(zhì)發(fā)電已經(jīng)接近陸上風(fēng)電，有可能成為最大的電力供應(yīng)行業(yè)。過去幾年，受EEG的補(bǔ)貼機(jī)制激勵(lì)，可再生能源尤其是光伏發(fā)電出現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，導(dǎo)致了高昂的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，用戶電價(jià)負(fù)擔(dān)加劇，而且電網(wǎng)建設(shè)也難以匹配，新建和改擴(kuò)建電網(wǎng)遠(yuǎn)比預(yù)計(jì)的耗時(shí)耗力。因此，德國(guó)政府在不同階段修訂可再生能源法，目的是將可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展限制在可控范圍內(nèi)，尤其是對(duì)風(fēng)能和生物質(zhì)能源，通過限定可再生能源的增長(zhǎng)規(guī)模，提高可預(yù)測(cè)性。今后可再生能源補(bǔ)貼將主要針對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力高、成本低的技術(shù)，重點(diǎn)推進(jìn)太陽(yáng)能與風(fēng)能的發(fā)展，而對(duì)于成本密集型的沼氣發(fā)電則要放慢速度。

3.1 從溫室氣體減排的需求分析

德國(guó)的溫室氣體排放量占到歐盟的20%，第二和第三大排放量的英國(guó)和法國(guó)只占13.1%和10.82%。在京都議定書中，德國(guó)承諾2008年將溫室氣體的排放量減少20%(基于1990年)。實(shí)際上，德國(guó)在1990年和2012年的溫室氣體排放量分別是1260×106和964×106噸二氧化碳當(dāng)量，減排了23.5%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐盟各成員國(guó)平均溫室氣體減排到2012年只完成到了17.8%[15]?？梢灶A(yù)見，隨著科技的進(jìn)步和人均能源消耗的逐漸降低，德國(guó)只為完成溫室氣體減排規(guī)定義務(wù)而大力發(fā)展可再生能源的動(dòng)力不足。

3.2 從歐盟可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略分析

歐盟在2009年頒發(fā)的‘Renewable Energy Diretive’2009/28/EC，目標(biāo)到2020年可再生能源要達(dá)到總能源消耗的20%，自2004年開始可再生能源發(fā)電比例逐年增加，2012年達(dá)到14.1%[16]。歐盟各國(guó)也規(guī)劃不同目標(biāo)，GDP排名前五位的德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、意大利和西班牙的目標(biāo)分別是18%，23%，15%，17%和20%。根據(jù)2004到2012的8年間的數(shù)據(jù)做線性統(tǒng)計(jì)，預(yù)測(cè)德國(guó)可在2021年完成，法國(guó)和英國(guó)要到2032和2039年完成。2012年，英國(guó)和法國(guó)的可再生能源電力比例只達(dá)到10.8%和16.6%。德國(guó)的可再生能源發(fā)電在歐洲的大幅度領(lǐng)先也是目前可以放緩節(jié)奏的一個(gè)重要基礎(chǔ)。

3.3 從電力價(jià)格和工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力分析

德國(guó)是高度工業(yè)化的國(guó)家，電力是工業(yè)的重要成本，過高的電價(jià)會(huì)增加工業(yè)企業(yè)的成本，影響產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。2011～2013年間，德國(guó)工業(yè)電價(jià)0.124，0.130和0.144 Cent·kWh-1，同期歐盟的平均工業(yè)電價(jià)是0.112、0.116和0.119 Cent·kWh-1。法國(guó)和英國(guó)的工業(yè)電價(jià)僅為0.081，0.079，0.085 Cent·kWh-1和0.104，0.109，0.120 Cent·kWh-1[17]。按照購(gòu)買力這算，在主要經(jīng)濟(jì)體國(guó)家中，德國(guó)的電價(jià)也是最高的[18]。同時(shí)，德國(guó)是丹麥之外歐盟居民用電最貴的國(guó)家，2013年的電價(jià)達(dá)到0.292 Cent·kWh-1，且仍然呈增加趨勢(shì)，丹麥為0.294 Cent·kWh-1，法國(guó)和英國(guó)的居民用電價(jià)格僅為0.159和0.184 Cent·kWh-1。可以預(yù)見，如繼續(xù)EEG-2014之前的能源補(bǔ)貼政策，德國(guó)居民電價(jià)會(huì)很快的超過丹麥，成為歐洲電價(jià)最貴的國(guó)家。實(shí)際上，德國(guó)的居民基礎(chǔ)電價(jià)并不比其他國(guó)家高出很多，但是稅費(fèi)達(dá)到49.20%，高于法國(guó)的30.84%，英國(guó)的4.73%和意大利的35.29%。在工業(yè)用電方面，德國(guó)的基礎(chǔ)電價(jià)為0.091 Cent·kWh-1，稅費(fèi)0.054 Cent·kWh-1時(shí)，是歐盟國(guó)家中稅費(fèi)最高的。因此，從電力需求的角度分析，繼續(xù)大力發(fā)展可再生能源的必要性已經(jīng)大大降低。

3.4 沼氣工程對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的影響

盡管EEG通過增加禽畜糞便和生物質(zhì)廢物的原料補(bǔ)貼，以及增加對(duì)小型沼氣工程的補(bǔ)貼等形式，限制僅為生產(chǎn)沼氣工程原料而過度種植能源作物，但由于玉米的高產(chǎn)沼氣特性，政策的引導(dǎo)效果并不明顯。大量的種植玉米或過早的收割能源作物，會(huì)給生態(tài)平衡帶來影響，如養(yǎng)殖場(chǎng)需要足夠的飼料，過早收割青貯玉米會(huì)破壞田間鳥類的棲息和繁殖[19]。據(jù)德國(guó)生物質(zhì)研究中心(DBFZ)的分析，在2007年可以進(jìn)行沼氣工程發(fā)酵的原料包括城市生活垃圾、工業(yè)有機(jī)垃圾、禽畜養(yǎng)殖廢物和能源植物的總產(chǎn)氣潛能為353 (PJ·a-1)，其中能源作物占53%。如延續(xù)EEG-2009的政策，預(yù)計(jì)到2020年，能源植物的產(chǎn)氣潛能將增加到67%。從農(nóng)業(yè)安全的角度分析(包括食品安全、農(nóng)業(yè)生態(tài)多樣性等)，在EEG-2012年及以前的可再生能源法都沒有解決能源作物種植過快發(fā)展的這一個(gè)問題。而在EEG-2014中，由于限制了沼氣工程的新建規(guī)模，可以有效的從源頭上控制使用能源作物的沼氣工程數(shù)量。

4 結(jié)論

德國(guó)是較早開展沼氣能源利用的國(guó)家，既是沼氣生產(chǎn)大國(guó)也是沼氣工程強(qiáng)國(guó)，以能源作物和畜禽糞便為主要原料，沼氣發(fā)電上網(wǎng)是德國(guó)沼氣工程的基本特點(diǎn)，EEG的發(fā)電上網(wǎng)補(bǔ)貼機(jī)制是帶動(dòng)德國(guó)沼氣工程在過去十幾年間迅速發(fā)展的主要推動(dòng)力。在沼氣工程的發(fā)展過程中，EEG進(jìn)行了多次修訂以適應(yīng)行業(yè)的快速變化，并推動(dòng)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康向前發(fā)展。每一次的修訂都沒有限制而是從總體上促進(jìn)了德國(guó)沼氣工程數(shù)量的增加，最新修訂和發(fā)布實(shí)施的EEG-2014則更多鼓勵(lì)沼氣工程從終端產(chǎn)品享受國(guó)家補(bǔ)貼逐步向市場(chǎng)化的轉(zhuǎn)變。從德國(guó)可再生能源政策變化的分析中可以得到如下借鑒意義：

(1)沼氣產(chǎn)品補(bǔ)貼政策是推動(dòng)沼氣工程持續(xù)運(yùn)行必不可少的措施。特別是在沼氣工程發(fā)展初期，通過終端產(chǎn)品的價(jià)格調(diào)整和補(bǔ)貼政策，培育終端市場(chǎng)和用戶，使工程運(yùn)營(yíng)業(yè)主獲利，是行之有效的做法。但是我國(guó)現(xiàn)階段政府的政策只關(guān)注了工程建設(shè)投資補(bǔ)助，導(dǎo)致不少工程無法盈利運(yùn)行而停運(yùn)或廢棄，造成投資效益不高和資源浪費(fèi)。

(2)政策法規(guī)應(yīng)緊隨市場(chǎng)的變化而及時(shí)做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。當(dāng)前我國(guó)針對(duì)沼氣行業(yè)發(fā)展的政策尚未形成由市場(chǎng)作為配置資源的關(guān)鍵性要素，要么未能根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場(chǎng)需求及時(shí)作出調(diào)整，如前些年在戶用沼氣需求已出現(xiàn)大幅度減少的情況下，依然保持著較大比例的投資；要么又出現(xiàn)極端化傾向，如近兩年農(nóng)村沼氣的轉(zhuǎn)型升級(jí)，只支持規(guī)?；笮驼託夤こ毯蜕锾烊粴夤こ探ㄔO(shè)，而忽視了具有中國(guó)特色的分布式沼氣工程建設(shè)。

(3)需要重新對(duì)沼氣工程的功能進(jìn)行定位。過去在能源相對(duì)緊張的情況下，沼氣工程建設(shè)主要是為了解決農(nóng)村地區(qū)的能源問題和糞污處理，但是在國(guó)家倡導(dǎo)綠色循環(huán)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的大背景下，必須擺脫單純追求能源替代，讓沼氣發(fā)展與能源供給側(cè)改革、現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)、資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)緊密結(jié)合。

(4)要積極探索沼氣工程市場(chǎng)化發(fā)展機(jī)制。雖然現(xiàn)階段由于沼氣轉(zhuǎn)換和生產(chǎn)成本還較高，還需要政府的資金扶持和項(xiàng)目支持，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，只有實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)化運(yùn)行機(jī)制，沼氣行業(yè)的發(fā)展才有活力和后勁。

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Biogas Industry Development and Renewable Energy Policy in Germany/

QIAO Wei1,2,LI Bing-feng3,DONG Ren-jie1,2,SUN Li-ying3,LI Jing-ming3/

(1.Biomass Engineering Center,College of Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,China; 2.State R&D Center for Efficient Production and Comprehensive Utilization of Biobased Gaseous Fuels,Energy Authority,National Development and Reform Committee (BGFeuls),Beijing 100035,China; 3.Rural Energy& Environment Agency,Ministry of Agriculture,Beijing 100125,China )

Germany is the leading country in biogas industry sector.The development and the Renewable Energy Source Act (EEG) in Germany provide much valuable experience for the development of biogas project in China.As regulated in EEG,the biogas plant owner could get profit from the subsidy of selling biogas power to grid.During the 2000 to 2014,the biogas plant numbers increased from 1050 to 10076,the total installed biogas power capacity increased to over 3800 MW.In order to meet the rapid development of biogas projects,the EEG has adjusted the scope of subsidies and allowances,and guided the biogas feeding materials,plant capacity,and product utilization to a sustainable industry,and avoided the over-development of biogas plant causing the simplicity of crop varieties,unreasonable treatment for organic waste,and the possible impact on other industries.The evolution of the German EEG was analysed through the point view of greenhouse gas reduction,the renewable energy development planning in EU,electricity costs for renewable energy,and other agro-ecological safety.All those factors guided the development of biogas industry.Based on those factors the article put forward that the biogas industries in China should learn from Germany’s targeted energy policy mechanisms and experience in subsidy system,and redefine the functional orientation,promote the establishment of market mechanism.

Germany；biogas industry；EEG

2016-03-03

項(xiàng)目來源：國(guó)家公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201403019)；科技部中歐中小企業(yè)國(guó)際科技合作項(xiàng)目(SQ2013ZOA000017)；北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目(D141100001214001,Z151100001115010)

喬 瑋(1979-)，男，內(nèi)蒙古人，副教授，主要從事廢棄物和廢水厭氧消化研究，E-mail:qiaowei@cau.edu.cn

董仁杰，E-mail:rjdong@cau.edu.cn；李景明，E-mail：lijingm@agri.gov.cn

S216.4

B

1000-1166(2016)03-0074-07