案例分析 | 变废为宝—农村循环经济释放沼气利用生态效益


项目背景
减轻畜禽业污染和推进“能源生态型”农村民生改善是中国政府“十一五”规划(2006—2010年)明确的重点任务之一。在黑龙江、河南、江西和山东四省的农村贫困地区,畜禽养殖密度几乎是全国平均水平的三倍,畜禽养殖场和农工企业面临严峻的污染问题。

综合资源循环利用有助于改进上述地区的农村环境管理,推进中国农村生态文明建设。

由于畜禽粪污中有机物含量高,便于应用厌氧技术对粪污进行处理产生沼气。沼气发电作为可再生能源/清洁能源来满足当地农村区域日益增长的能源供给需求。

项目概述

在中国落地了一个创新沼气项目,帮助农村地区的畜禽养殖业培育环境与社会均可持续的循环经济。项目统筹兼顾,既减少了农村污染源,推动了气候变化减缓和适应工作,又改善了四个省份的农民生计和公众健康。

项目利用畜禽养殖场动物粪污产生的沼气发电,供企业自用和售电至地方电网。沼气池生产沼气过程中产生的沼渣、沼液被制成有机肥料,用于生态农业。

本项目下成果最为突出的案例当属江西省一家民营养殖企业所实施的闭环循环经济模式。该养殖企业利用沼气发电自给自足,还将富余电力按上网电价出售给当地电网。

项目由亚洲开发银行(亚行)出资支持,可在中国其他省市自治区复制推广,本地区其他国家亦可从中汲取经验教训、学习最佳做法。

本案例研究改编自《真抓实干,解决实际问题:亚洲开发银行的八个减贫案例》(第二卷)及项目文件。

本项目应用气候风险建模技术评估当地情况,全面评价气候相关风险,并将评估和评价结果纳入项目的工程设计及技术路线图。因地制宜的工作方法有望将恰当有效的措施落到实处,从而促进利益相关方参与,推动项目增效见成果。

现实挑战
中国农村地区能耗上升、环境日益恶化的问题一直引人关切。2000年至2016年,农村地区人均年能源消费量增长9.81%。对燃煤、木柴和秸秆的依赖导致城乡跨界污染严重,成为减缓气候变化影响工作的绊脚石。

与此同时,畜禽养殖业和农用工业驶上快车道。小型家庭养殖场逐渐发展成为大中型商业化养殖场,向中国的大城市供应食物。

畜禽粪污量快速攀升。按项目初设时的预估,到2020年,畜禽养殖场排放的粪污总量达67.6亿吨,但仅不足一半的商业化养殖场会拥有粪污处理设施。

解决方案
于2010年启动的“农村生态能源二期项目”旨在通过创新技术和管理方法,将畜禽粪污转化为可再生能源,并开发高附加值生态农业产品和服务体系,彰显循环经济模式的可持续性,进而改善农村民生。

四成以上的子项目分布在黑龙江、河南、江西和山东四省的国家级和省级贫困县。

项目统筹兼顾、综合施治:
·助力畜禽养殖户减少非点源污染;
·建立生态农业联动机制,开展沼渣沼液综合利用;
·利用畜禽粪污推广沼气发电。

项目已建成大中型沼气发电65座,集中式沼气发电6座,可满足畜禽养殖场和农工企业80%的能源需求。项目采用高温火焰技术来捕获甲烷,降低沼气生产过程中的温室气体排放。

项目指导农民们如何建立、运营和维护中大型和集中式沼气发电工程。也建立了中大型沼气工程绩效监测系统和集中式沼气发电工程运营管理业务模式。为给这些沼气工程提供支持,成立了四家省级技术服务中心,共计培训约320名技术人员。

项目将沼渣作为沼气的一种副产品,被用来生产有机肥、减少农业中化肥的使用,从而推广资源综合利用生态农业的发展模式。

项目成果

据估算,通过降低畜禽养殖业甲烷排放和替代化石燃料/木柴,本项目每年约减少172万吨二氧化碳当量的温室气体排放。项目每年处理的养殖和农业加工废弃物在487万吨左右,约产生1.2641亿吨沼气,用来做饭、取暖和发电。

项目每年为生态农业生产有机肥115万吨,用于改善土壤质量,提高农业生产水平,并增强固碳效果。

沼气工程相关工作以及有机肥料和有机产品的产销提高了逾3.6万农户(包括女性)的收入。项目建设期间为3,000多名居民提供了工作岗位,其中近一半是女性。在沼气工程1,450名运营维护人员中,有800多名女性员工。项目实施过程中农户购买化肥的比例也有所减少,有机肥的利用促进了农作物和蔬菜优产,增加了农民的收入。

民营企业江西万年鑫星农牧股份有限公司(万年鑫星)先行示范,成功打造了“循环经济”的闭环模式。该公司充分利用猪粪沼气,年沼气发电规模达到约270万千瓦时。这不仅能够供其自身使用,还将沼气发电按0.75元/千瓦时(约合0.11美元/千瓦时)的价格出售给区域电网。为确保万年鑫星生产制造环节电力供应的稳定和企业能耗需求,企业负责人又额外从当地电网购电,价格为0.65元/千瓦时。

万年鑫星还对沼渣进行转化处理,用于生态农业和出售有机农产品来丰富生态农业产业链条。

经验教训
在中国农村地区,生态处理畜禽粪污将有助于形成高附加值的循环经济模式,从而推广沼气可再生能源/清洁能源规模化应用、提升生态环境,并为全球应对气候变化作出贡献。将沼气作为一种可再生/清洁能源的农业和养殖业项目应考虑以下经验教训:

应由一个政府部门牵头、并统筹项目设计和实施工作。该牵头部门应该业务对口,具有能力制定有约束力的政策目标来引导项目执行目标。


在推广沼气工程方面,应制定严格的行业技术参数, 包括但不限于厌氧发酵能力、沼气发电容量(包括电力和天然气)和并网(若适用)等方面。


为抵御环境、经济外部冲击,维持强劲的现金流,在选择沼气工程项目时,应重点考虑多元化经营的农业企业,比如涵盖畜禽养殖与冷链、作物(大宗产品)或粮食加工、有机肥料等板块,有利于对沼气工程项目的风控。


在选择沼气发电工程项目时,应重点考虑华南地区,因为南方在政策协调和财务能力上更强,且气候较为温暖。借鉴南方沼气发电成功实施的案例,可在华中或华北选择一两个省复制,并因地制宜调整实施类似项目。


江西省万年鑫星沼气项目是在此项目实施周期中唯一成功并网售电的案例,应专门对此进行分析,总结推广项目经验和最佳实践。




以上内容来源于”亚洲开发银行“


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