發(fā)展生物天然氣 循環(huán)農(nóng)業(yè)創(chuàng)效益

劉 進(jìn)/江蘇省工程咨詢中心

在實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，轉(zhuǎn)變農(nóng)村能源使用方式，使用清潔型能源成為改善農(nóng)村環(huán)境、實(shí)現(xiàn)生態(tài)宜居的重要模式。2017年，國家發(fā)展改革委、原農(nóng)業(yè)部、國家能源局提出要以縣為單位，開展秸稈氣化清潔能源利用工程建設(shè)，拓展農(nóng)村清潔能源供給渠道，推動(dòng)秸稈綜合利用高值化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。2018年，國家能源局下發(fā)通知，要求各省市及相關(guān)企業(yè)編制生物天然氣發(fā)展中長期規(guī)劃。2019年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部再次將打造農(nóng)村能源示范、推動(dòng)出臺(tái)生物天然氣發(fā)展意見等工作納入《2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村科教環(huán)能工作要點(diǎn)》。江蘇是經(jīng)濟(jì)大省、農(nóng)業(yè)大省，亦是環(huán)境與資源壓力較大的省份，開展清潔能源研究，推進(jìn)生物天然氣發(fā)展，成為積極發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、循環(huán)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)實(shí)選擇和機(jī)遇。

發(fā)展生物天然氣的意義

國家能源局印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)生物天然氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的指導(dǎo)意見》中指出“生物天然氣是指以農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、生活垃圾、工業(yè)有機(jī)廢水等各類城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物為原料，經(jīng)厭氧發(fā)酵和凈化提純產(chǎn)生的綠色低碳清潔可再生的非常規(guī)天然氣”。

循環(huán)農(nóng)業(yè)主要包括農(nóng)產(chǎn)品種植、畜禽養(yǎng)殖和廢棄物資源再利用三大環(huán)節(jié)，通過物質(zhì)在三個(gè)系統(tǒng)中的循環(huán)再生和多層次利用，從而達(dá)到提高資源利用效率、減少廢棄物生產(chǎn)、提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量等目的。生物天然氣為最后一個(gè)系統(tǒng)中的廢棄物處理方式，通過對(duì)種植、養(yǎng)殖所產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物資源進(jìn)行處理，變廢為寶地生產(chǎn)出能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)項(xiàng)目帶來更多經(jīng)濟(jì)效益的能源資源產(chǎn)品和有機(jī)肥料。與沼氣類似，生物天然氣的副產(chǎn)物可以加工成為高品質(zhì)的生物有機(jī)肥，一方面進(jìn)一步對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣沼液進(jìn)行利用，減少了項(xiàng)目對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生二次污染；另一方面高品質(zhì)的生物有機(jī)肥能夠提高農(nóng)產(chǎn)品的口感、品相，是發(fā)展高端農(nóng)業(yè)的主要肥料。

生物天然氣是在傳統(tǒng)沼氣發(fā)展的基礎(chǔ)上的提檔升級(jí)，改變了傳統(tǒng)沼氣項(xiàng)目自產(chǎn)自銷式的利用局限性，將沼氣進(jìn)一步提純獲得生物天然氣，可以最大程度的提升應(yīng)用渠道和場景。一方面，可以利用生物天然氣進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，獲得高品階的電力能源，并且可以將熱電聯(lián)產(chǎn)過程中的熱能供給大棚種植中的保溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了能源資源的梯級(jí)化利用。另一方面，因?yàn)樯锾烊粴饨M成成分、熱值等指標(biāo)與傳統(tǒng)天然氣類似，也可以將生產(chǎn)的生物天然氣通過并入燃?xì)饩W(wǎng)、罐裝出售等模式，用于城鄉(xiāng)生活燃?xì)?、車船用氣等，大大提高了消納能力。

利用生物處理技術(shù)以農(nóng)作物秸稈為主要原料進(jìn)行生產(chǎn)，可通過4～5公斤青質(zhì)秸稈發(fā)酵獲得約1立方米的沼氣，再通過提純和凈化使其成份、熱值與常規(guī)天然氣成份接近，最終獲得0.5立方米的生物天然氣產(chǎn)品，同時(shí)副產(chǎn)3公斤左右的有機(jī)肥原料。若按照江蘇地區(qū)天然氣門站價(jià)格2元/立方、有機(jī)肥500元/噸的平均價(jià)格來計(jì)算，則每處理5公斤秸稈，生物天然氣項(xiàng)目可以增加2.5元的收益。

江蘇生物天然氣發(fā)展現(xiàn)狀

資源規(guī)?？傮w良好。全省糞污產(chǎn)生總量約為7400萬噸，糞污產(chǎn)生情況年超過一千萬噸的地區(qū)為鹽城、宿遷和南通三市，分別為1600萬噸、1300萬噸和1200萬噸，且鹽城的畜禽養(yǎng)殖業(yè)集聚效應(yīng)、規(guī)模效應(yīng)比較明顯，當(dāng)?shù)赜谐^60%的糞污量來自于規(guī)模養(yǎng)殖場。全省年產(chǎn)秸稈量4100萬噸左右，農(nóng)作物播種面積達(dá)520萬公頃，資源量位居全國前列，具有明顯的發(fā)展優(yōu)勢。

市場需求較為旺盛。江蘇產(chǎn)業(yè)體系發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)總量高，能源需求大，基礎(chǔ)設(shè)施較為完善。2018年全省天然氣消費(fèi)超過270億立方米，市場規(guī)模全國第一。且天然氣管網(wǎng)較為成熟，全省目前輸氣管道約2400公里（不含燃?xì)怆姀S轉(zhuǎn)線），城市燃?xì)夤艿兰s8萬公里，天然氣氣化區(qū)域覆蓋人口3500萬人，管道天然氣已通達(dá)全部省轄市的市區(qū)和大部分縣（市）城區(qū)。較為完善的管道設(shè)施保障了生物天然氣的消納能力。

管理模式仍不明確。雖然發(fā)展生物天然氣對(duì)發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)有較好的促進(jìn)作用，對(duì)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、鄉(xiāng)村振興和生態(tài)環(huán)境保護(hù)均具有重要的意義，但由于涉及公共事業(yè)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)等多個(gè)板塊，目前對(duì)應(yīng)著農(nóng)業(yè)、科技、環(huán)保、能源等多個(gè)部門，國家產(chǎn)業(yè)管理文件暫未制定，主管部門和管理方式暫不明確，項(xiàng)目推進(jìn)不大順暢。

秸稈收儲(chǔ)面臨困難。江蘇雖然年產(chǎn)秸稈量4100萬噸，但是秸稈收集的難度大，成本高。目前江蘇農(nóng)田模式仍以小田塊為主，除部分蘇北大型農(nóng)場以外，其他地區(qū)的農(nóng)田溝渠復(fù)雜、零碎分散，非常不利于大型機(jī)械化作業(yè)，需投入大量勞力收集秸稈。而江蘇農(nóng)村勞動(dòng)力老齡化嚴(yán)重，缺乏足夠的勞動(dòng)力投入，因此秸稈收集較為困難，收集秸稈成本偏高。與此同時(shí)，江蘇秸稈資源綜合利用率達(dá)92%，主要有肥料化、能源化、工業(yè)原料化、飼料化和基料化5種途徑，農(nóng)作物秸稈市場存在競爭。

本地生物有機(jī)肥需求不高。全省現(xiàn)有機(jī)肥企業(yè)的總產(chǎn)能約200萬噸，年產(chǎn)量只有100萬噸左右，開工率僅為50%。同時(shí)，本地有機(jī)肥市場售價(jià)約500～600元/噸，而在江西、海南和山東市場上，有機(jī)肥售價(jià)800～1000元/噸。

江蘇發(fā)展生物天然氣的建議

科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目布局。生物天然氣項(xiàng)目的選址布局應(yīng)科學(xué)合理，需要充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐馁Y源條件，同時(shí)還要考慮到本地區(qū)現(xiàn)有的沼氣項(xiàng)目、秸稈發(fā)電項(xiàng)目之間的布局，避免產(chǎn)生資源沖突。盡量在大型畜禽養(yǎng)殖場較多且農(nóng)作物秸稈資源相對(duì)豐富的地區(qū)，優(yōu)先布局畜禽糞污和農(nóng)作物秸稈混合發(fā)酵產(chǎn)氣的生物天然氣項(xiàng)目。這些地區(qū)，往往是江蘇天然氣管道目前仍未覆蓋到的地區(qū)，有利于構(gòu)建農(nóng)村現(xiàn)代能源體系，與《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018-2022年）》重點(diǎn)任務(wù)相契合。

合理確定項(xiàng)目規(guī)模。生物天然氣項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模應(yīng)該以處理當(dāng)?shù)剞r(nóng)林生物質(zhì)資源、畜禽糞便等廢棄資源為出發(fā)點(diǎn)，要綜合當(dāng)?shù)乜墒占馁Y源量、生物天然氣的消納需求和有機(jī)肥需求等多方面因素來決定。一味追求產(chǎn)能和規(guī)模，會(huì)造成當(dāng)?shù)刭Y源無法支撐項(xiàng)目而造成開工率不足的現(xiàn)象，或者需花費(fèi)較大成本從外地進(jìn)口資源，從而造成運(yùn)營成本偏高。

拓展多元產(chǎn)品市場。生物天然氣項(xiàng)目與沼氣項(xiàng)目相比，改變了自產(chǎn)自銷的模式，使得產(chǎn)品能夠有更好的市場消納渠道。因此，一方面是要積極拓展生物天然氣的應(yīng)用場景，根據(jù)實(shí)際情況靈活對(duì)外實(shí)施供氣、供熱、供冷、供電，實(shí)施一體化經(jīng)營。另一方面，要與生態(tài)農(nóng)業(yè)結(jié)合在一起，把生物天然氣副產(chǎn)的生物有機(jī)肥推廣出去，將項(xiàng)目整合擴(kuò)展到有機(jī)肥料、綠色食品、生態(tài)農(nóng)業(yè)鏈中，形成循環(huán)農(nóng)業(yè)示范，增加項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

推進(jìn)農(nóng)田高質(zhì)量建設(shè)。一方面，進(jìn)一步完善農(nóng)田建設(shè)，改變?nèi)⌒√飰K現(xiàn)狀，加大整合力度，推動(dòng)江蘇農(nóng)田向高度機(jī)械化作業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步提高農(nóng)作物秸稈的可收集率和綜合利用率，為生物天然氣發(fā)展提供秸稈資源。另一方面，引導(dǎo)發(fā)展高端生態(tài)農(nóng)業(yè)種植，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)?！?/p>