1、大中型沼氣工程市場化運(yùn)營管理模式研究如何提高北京市沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益宋玲玲北京能環(huán)科技發(fā)展中心2010年4月13日內(nèi)容北京市沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀北京市沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益德國沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀德國沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益提高經(jīng)濟(jì)效益的方法沼氣工程創(chuàng)新管理模式1.北京市沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀1.1 工藝技術(shù) 原料：主要是豬糞，其次是牛糞，還有少數(shù)工程以雞糞為原料；相比牛糞和雞糞，以豬糞為原料的沼氣工程預(yù)處理比較簡單，投資和運(yùn)行成本低；原料固體物質(zhì)（TS）含量（%）固體物質(zhì)中有機(jī)物質(zhì)（OTS）含量（%）產(chǎn)氣量m3/t鮮糞m3/tOTS豬糞202575805565270450牛糞182068764050210300雞糞303

2、2638070902504501.1 工藝技術(shù) 發(fā)酵溫度:高溫發(fā)酵（50-65），中溫發(fā)酵（20-45）和低溫發(fā)酵（20以下）；目前，北京市沼氣工程多采用中溫發(fā)酵，在寒冷冬季需要對發(fā)酵罐加熱，其他季節(jié)根據(jù)發(fā)酵罐溫度而定，保證發(fā)酵為中溫發(fā)酵。 發(fā)酵技術(shù):發(fā)酵技術(shù)主要有升流式固體反應(yīng)器（USR）、完全混合式反應(yīng)器（CSTR）和推流式反應(yīng)器（PFR） ；近幾年北京市興建的大中型沼氣工程中7080%的沼氣站都使用了USR反應(yīng)器，少數(shù)使用CSTR和PFR工藝。 1.1 工藝技術(shù) 容積產(chǎn)氣率: 產(chǎn)氣率與發(fā)酵溫度和發(fā)酵工藝有關(guān)，豬糞中溫發(fā)酵(3035)，裝置產(chǎn)氣率達(dá)0.51.5 m3/（m3d）。 編號單個

3、反應(yīng)器規(guī)模（立方米）反應(yīng)器數(shù)量（個）產(chǎn)氣量(m3/d)容積產(chǎn)氣率m3/(m3 d)150042000.20230011200.40355023000.27415021100.37528022500.45625023500.70720023500.88825011650.66930011300.431.2 技術(shù)裝備 加熱設(shè)備：北京市沼氣工程主要采用的加熱設(shè)備有燃煤蒸汽鍋爐、太陽能熱水器和沼氣鍋爐。脫硫設(shè)備 ：生物降解工藝和氧化鐵固體吸收工藝 。生物降解工藝控制比較嚴(yán)格，且能耗高、處理費用昂貴，一般只在特大型沼氣工程中才應(yīng)用；在為農(nóng)戶供氣的沼氣工程中都采用氧化鐵固體吸收工藝，操作簡單，維護(hù)方便。

4、1.2 技術(shù)裝備 儲氣設(shè)備：高壓干式儲氣、雙膜干式貯氣和低壓濕式貯氣等設(shè)備 。1.3工程規(guī)模 分析近3年建設(shè)的80家沼氣工程的規(guī)模，北京市沼氣工程主要是大型沼氣工程，中型沼氣工程只有22個，所占比例不超過30%；在大型沼氣工程中，主要的工程規(guī)模還介于300500 m3/d之間。大型中型1.4 產(chǎn)品及副產(chǎn)品利用 根據(jù)北京市沼氣工程的運(yùn)行情況，沼氣主要用于農(nóng)戶炊事，部分用于發(fā)電，發(fā)電總裝機(jī)容量不超過3MW，其中規(guī)模最大的是北京德青源農(nóng)業(yè)科技股份延慶生態(tài)農(nóng)業(yè)園的2MW的沼氣發(fā)電項目 。沼液沼渣應(yīng)用范圍廣泛，主用用于農(nóng)田施肥，但是還存在一定的障礙。 2.北京市沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益2.1 運(yùn)行成本 運(yùn)行成本

5、構(gòu)成 2.1 運(yùn)行成本 人員工資 沼氣工程運(yùn)行人員數(shù)量情況 2.1 運(yùn)行成本 人員工資 沼氣工程運(yùn)行管理人員工資水平2.1 運(yùn)行成本 人員工資 沼氣工程運(yùn)行人員工資費用2.1 運(yùn)行成本 人員工資 沼氣工程單位沼氣成本中人員成本2.1 運(yùn)行成本 原料費 原料主要從養(yǎng)殖場直接購買，不同沼氣工程之間原料價格差別比較大; 部分沼氣工程免費獲取原料。 豬糞牛糞單價（元/噸）工程數(shù)量（個）加權(quán)平均價格（元/噸）單價（元/噸）工程數(shù)量（個）加權(quán)平均價格（元/噸）4516317127 5032526014017518032.1 運(yùn)行成本 加熱費 北京市年平均氣溫1012，1月-7-4。沼氣工程采用中溫35發(fā)酵

6、，所以冬季需要對沼氣工程加熱；一年中大約有5個月的時間需要對發(fā)酵罐加熱。 2.1 運(yùn)行成本 單位沼氣成本 沼氣生產(chǎn)成本范圍主要在元/立方米左右。 2.2 運(yùn)行收入 沼氣價格 目前，北京市沼氣銷售價格在元/立方米范圍之間。在調(diào)研的15個沼氣工程中，有7個沼氣工程沼氣銷售價格為元/立方米，所占比例將近50% 。相對于沼氣生產(chǎn)成本來講，沼氣銷售價格偏低。 2.2 運(yùn)行收入 沼氣銷售收入 運(yùn)行收入普遍低于運(yùn)行成本。 2.3 案例分析 昌平區(qū)上東廓沼氣工程 500多戶居民USR： 2250立方米中溫發(fā)酵；原料豬糞和雞糞（村內(nèi)有2個存欄50006000只的養(yǎng)雞場和1個存欄約1000頭的養(yǎng)豬場）；每天產(chǎn)氣3

7、50立方米 2.3 案例分析 昌平區(qū)上東廓沼氣工程 昌平區(qū)上東廓沼氣工程運(yùn)行成本分析 編號項目數(shù)量單位費用費用（萬元/年）1工資9人600800元/（人月）6.722燃料費60噸1000元/噸6.003電費0.48元/kWh2.404車輛燃油1.465脫硫劑0.306總計16.883.德國沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀3.1 工藝技術(shù)發(fā)酵原料 玉米青貯青貯飼草脂肪過期面包草坪剪草畜禽糞便玉米秸稈相對比例（%）德國沼氣工程發(fā)酵原料分布德國沼氣工程混合發(fā)酵原料種類混合發(fā)酵原料種類相對比例（%）123456773.1 工藝技術(shù)發(fā)酵類型固體含量：濕發(fā)酵、干發(fā)酵、干濕聯(lián)合發(fā)酵攪拌方式：完全混合式、塞流式等發(fā)酵過程：一

8、步法、兩步法發(fā)酵溫度：中溫、高溫（利用發(fā)電余熱）中溫裝置產(chǎn)氣率3/(m3d)高溫裝置產(chǎn)氣率3/(m3d)3.2 工程裝備特點工程運(yùn)行機(jī)械化、自動化設(shè)備先進(jìn)性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品系列化生產(chǎn)工業(yè)化組裝模塊化規(guī)范化3.2 工程裝備固體原料進(jìn)料設(shè)備液體原料進(jìn)料設(shè)備原料輸送設(shè)備3.2 工程裝備中心攪拌器側(cè)壁攪拌器攪拌裝置3.2 工程裝備Lipp罐發(fā)酵裝置混凝土罐不銹鋼罐3.2 工程裝備一體化儲氣裝置 獨立膜式儲氣裝置 儲氣裝置3.2 工程裝備熱電聯(lián)產(chǎn)成套設(shè)備發(fā)電機(jī) 雙燃料內(nèi)燃機(jī)（72%） 8-15%柴油機(jī)燃料單燃料內(nèi)燃機(jī)（28%）余熱回收裝置 熱效率4045%200kW; 發(fā)電效率33%200kW；發(fā)電效率3

9、4%熱電聯(lián)產(chǎn)成套設(shè)備的總效率為80%左右3.2 工程裝備可移動式熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備 沼氣發(fā)電機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)成套設(shè)備余熱利用裝置3.3 產(chǎn)品及副產(chǎn)品利用沼氣利用用于熱電聯(lián)產(chǎn)（95%）優(yōu)點：系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換率最高；系統(tǒng)能量循環(huán)利用與互補(bǔ)；提供工程經(jīng)濟(jì)收益用作車用燃料并入天然氣管網(wǎng)3.3 產(chǎn)品及副產(chǎn)品利用沼液沼渣利用作為肥料：直接施肥、加工成有機(jī)肥料作為飼料沼肥標(biāo)準(zhǔn)TS30%肥料消毒：須70下經(jīng)過1小時消毒方可作肥料入田飼料處理：須90處理1小時180天貯存期：每年10月至次年4月沼肥不準(zhǔn)入田重金屬濃度、氣味等的相關(guān)規(guī)定 4. 歐洲沼氣工程運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益4.1 運(yùn)行成本原料費與原料來源、原料種類相關(guān)水費循環(huán)利用或

10、干發(fā)酵工藝來減少水資源的利用人員工資 資本成本投資貸款產(chǎn)生的兌現(xiàn)或利息其他費用維修費、沼氣提純費用等4.2 運(yùn)行收入 電力出售與發(fā)酵工藝、發(fā)酵原料、發(fā)電效率等相關(guān)12.421.0 c/kWh熱力出售供附近的學(xué)?；蜥t(yī)院使用2.05.0 c/kWh生物甲烷氣出售 89.9 c/kg (96%CH4%)相關(guān)研究表明：當(dāng)工程規(guī)模大于500m3/h時，工程經(jīng)濟(jì)效益才比較顯著。4.3 案例分析：德國Klein-Muckrow沼氣工程工程情況發(fā)酵原料玉米青儲（60007000t/年）牛糞（4000t/年）電力裝機(jī)容量526kW，發(fā)電效率40%產(chǎn)生的電力67%自用，其余上網(wǎng)熱力 大部分自用，小部分外售4.3

11、案例分析：德國Klein-Muckrow沼氣工程工程總投資：250萬 （貸款）運(yùn)行費用（約40萬 ）原料費：玉米青貯30/t，年購買需要18-21萬；畜禽糞污免費人員工資：1名工作人員，工資15002000/月，每年費用約萬 資本成本：貸款利息78萬/年維修費等其他費用：9-13萬/年運(yùn)行收入（約85萬 ）電力收入：生產(chǎn)電力420萬kWh/年，2009年電力銷售價格為0.20/kWh，除去自用部分，收入78-79萬/年熱力收入：6-7萬/年綜合上述，該工程年收益40-45萬 ，投資回收期6-7年。 5.提高經(jīng)濟(jì)效益的方法 5.1 降低原料成本 目前，不合理的原料費用較高，本來應(yīng)該由養(yǎng)殖場負(fù)責(zé)處

12、理的糞污轉(zhuǎn)由沼氣工程處理；原料多元化，增加原料來源渠道；原料成本的降低可以大大減少沼氣成本，平均可以降低30的沼氣成本。5.2 降低冬季燃煤 充分利用可再生能源：通過利用太陽能/日光溫室對發(fā)酵罐實施增溫保溫（如延慶西龍灣沼氣工程）；5.2 降低冬季燃煤 盡可能提高回流比例，提高發(fā)酵濃度，減少冷水量；優(yōu)化原料進(jìn)料時間，提高原料調(diào)勻時候的溫度；優(yōu)化攪拌和進(jìn)料時間，減少熱量損失；提高發(fā)酵罐保溫效果；發(fā)酵余熱利用：水封池和進(jìn)料池共壁；沼氣發(fā)電的工程可通過利用沼氣發(fā)電余熱給發(fā)酵罐增溫。5.3 提高產(chǎn)氣效率 假設(shè)每個沼氣工程的產(chǎn)氣效率提高到0.8 m3/(m3 d)后，通過效率的提高來減少加熱費用。5.4

13、 良好的管理制度 做好沼氣工程的運(yùn)行記錄工作，每日的原料進(jìn)料量、冷水量和回流量、pH和發(fā)酵溫度、進(jìn)料時間、當(dāng)日天氣情況、產(chǎn)氣量等；根據(jù)每日的記錄資料存檔運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以為設(shè)計或建設(shè)單位提供工程運(yùn)行反饋信息，可以優(yōu)化以后的工程設(shè)計，提高工程經(jīng)濟(jì)效益；通過記錄可以發(fā)現(xiàn)本工程運(yùn)行中存在的問題，并可以及時改進(jìn)，減少不必要的支出或損失。5.5 擴(kuò)展產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建以沼氣為紐帶的農(nóng)業(yè)循環(huán)體系，發(fā)揮沼液沼渣經(jīng)濟(jì)價值。居民沼氣工程養(yǎng)殖企業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)農(nóng)業(yè)生態(tài)園、生態(tài)采摘園、農(nóng)田沼氣發(fā)酵原料沼液沼渣生產(chǎn)原料6.創(chuàng)新的管理模式6.1 北京市沼氣工程運(yùn)行管理模式“村委會”管理模式 區(qū)縣能源辦村委會沼氣工程養(yǎng)殖場用戶監(jiān)督

14、指導(dǎo)管理原料購買協(xié)議沼氣現(xiàn)金現(xiàn)金原料6.1 北京市沼氣工程運(yùn)行管理模式“養(yǎng)殖企業(yè)”管理模式 養(yǎng)殖企業(yè)沼氣工程養(yǎng)殖場用戶管理沼氣現(xiàn)金原料管理電網(wǎng)電力輸出現(xiàn)金管理模式“村委會”管理模式“養(yǎng)殖企業(yè)”管理模式指導(dǎo)思想解決農(nóng)村養(yǎng)殖企業(yè)的污染問題調(diào)整農(nóng)戶能源結(jié)構(gòu)保障農(nóng)戶的炊事用能解決排污問題內(nèi)部資源優(yōu)化提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)點沼氣收入有保障利于推廣沼肥經(jīng)濟(jì)效益好資金利用率高管理制度相對完善缺點資金利用率較低管理上制度不完善依靠政府產(chǎn)品收入保障低養(yǎng)殖企業(yè)風(fēng)險較大適應(yīng)性小型養(yǎng)殖企業(yè)農(nóng)戶散養(yǎng)大中型養(yǎng)殖企業(yè)6.1 北京市沼氣工程運(yùn)行管理模式6.2 德國沼氣工程運(yùn)行管理模式運(yùn)營管理方：沼氣工程運(yùn)營公司德國沼氣工程運(yùn)營公

15、司運(yùn)行管理模式1沼氣工程運(yùn)營公司（沼氣生產(chǎn)）服務(wù)商（運(yùn)輸沼液沼渣）服務(wù)商（運(yùn)輸原料）農(nóng)場主（原料生產(chǎn)與存儲）能源公司（電力、熱力、燃料）電網(wǎng)、終端用戶6.2 德國沼氣工程運(yùn)行管理模式特點運(yùn)行管理專業(yè)工程運(yùn)行效率高工程收益較高（成本控制意識強(qiáng)）6.2 德國沼氣工程運(yùn)行管理模式運(yùn)營管理方：農(nóng)場主（一家或多家聯(lián)合體）沼氣工程農(nóng)場主運(yùn)行管理模式2農(nóng)場主（沼氣生產(chǎn)）服務(wù)商（運(yùn)輸沼液沼渣）服務(wù)商（運(yùn)輸原料）農(nóng)場主（原料生產(chǎn)與存儲）能源公司（電力、熱力、燃料）電網(wǎng)、終端用戶6.2 德國沼氣工程運(yùn)行管理模式特點工程各環(huán)節(jié)的匹配易控制（原料的生產(chǎn)、沼氣工程的運(yùn)行和沼液沼渣的使用同屬于農(nóng)場主管理）運(yùn)行費用較低（原

16、料無需購買或購買價格較低）工程收益較低（缺少沼液沼渣的銷售或價格較低）委托管理模式介紹 委托管理模式是由政府或所屬機(jī)構(gòu)（各地能源辦）負(fù)責(zé)沼氣工程的投資和建設(shè)，建成后的沼氣工程所有權(quán)仍歸村委所有，只是沼氣工程的運(yùn)行及維護(hù)管理通過委托給專業(yè)的運(yùn)營公司管理。 運(yùn)營公司負(fù)責(zé)日常的沼氣工程運(yùn)行管理，負(fù)責(zé)和養(yǎng)殖企業(yè)溝通協(xié)商建立長期原料購買協(xié)議，和村委簽訂沼氣收入分配協(xié)議，同時負(fù)責(zé)沼液沼渣的銷售，保證沼氣工程的常年正常使用，使沼氣工程發(fā)揮最大的使用價值和最高的經(jīng)濟(jì)效益。6.3 創(chuàng)新的管理模式-委托管理模式農(nóng)業(yè)生態(tài)園生態(tài)采摘園運(yùn)營公司村1沼氣工程1村2沼氣工程2村3沼氣工程3村沼氣工程養(yǎng)殖企業(yè)1養(yǎng)殖企業(yè)2養(yǎng)殖

17、企業(yè)沼氣收入原料購買支出原料輸送沼氣有機(jī)肥供應(yīng)有機(jī)肥銷售收入原料供應(yīng)管理 在此模式下，運(yùn)營公司利用自身的專業(yè)能力，根據(jù)現(xiàn)有周圍養(yǎng)殖場情況設(shè)計最佳原料供應(yīng)方案，和養(yǎng)殖場簽訂長期供應(yīng)協(xié)議，保障原料供應(yīng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。沼氣工程運(yùn)行管理 運(yùn)營公司通過完善的運(yùn)行管理制度統(tǒng)一規(guī)范沼氣工程的運(yùn)行，保障沼氣生產(chǎn)的高效率和安全性，同時通過技能培訓(xùn)提高運(yùn)行人員的水平，并有專人負(fù)責(zé)指導(dǎo)運(yùn)行人員。6.3 創(chuàng)新的管理模式-委托管理模式沼氣銷售管理 沼氣銷售的收入是運(yùn)營公司的重要收入來源。沼氣的銷售通過打卡的形式由運(yùn)營公司收取。沼液沼渣銷售管理 為了提高沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益，運(yùn)營公司需要聯(lián)系有機(jī)食品基地、農(nóng)業(yè)生態(tài)園、生態(tài)

18、采摘園等高附加值農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位，建立長期的合作關(guān)系，定期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位提供沼液沼渣，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位的經(jīng)營成本，建立以沼氣工程為紐帶的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。 6.3 創(chuàng)新的管理模式-委托管理模式模式的優(yōu)點專業(yè)化，具有專門的組織公司、專業(yè)的人員配備和專門的管理工具和設(shè)備；規(guī)范化，是指公司具備健全的組織管理機(jī)構(gòu)和管理制度，合法經(jīng)營，公司的管理運(yùn)作程序規(guī)范；商業(yè)化，是指遵循市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)行規(guī)律，為村委或養(yǎng)殖企業(yè)提供有償服務(wù)；契約化，是指通過經(jīng)濟(jì)合同和工作契約的杠桿，來預(yù)訂服務(wù)雙方的權(quán)利和義務(wù)，并明確服務(wù)項目的標(biāo)準(zhǔn)，包括經(jīng)濟(jì)利益的標(biāo)準(zhǔn)。這種管理在完全平等的原則下通過雙向選擇，由業(yè)主和運(yùn)營管理單位簽訂合同，明確各自的權(quán)利和義務(wù)。6.3 創(chuàng)新的管理模式-委托管理模式單個工程的影響：使沼氣工程的管理專業(yè)化、規(guī)范化，提高了沼氣工程的穩(wěn)定性和安全性，保障了沼氣工程的正常運(yùn)行，從而提高沼氣工程的能源、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益；對行業(yè)的影響：有助于沼氣工程產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合和技術(shù)的進(jìn)步，同時可以借助于管理公司的專業(yè)化能力建立以沼氣工程為紐帶的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，提高沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益及環(huán)境效益，為沼氣工程的健康發(fā)展提供了發(fā)展方向。運(yùn)營管理公司在增加業(yè)