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近幾年，隨著農村和農業結構的優化調整，畜牧養殖業逐漸由分散式養殖向規模化養殖轉型。生豬、蛋雞和奶牛的規模化養殖比例都不斷增加。以養豬場為例，通過以下兩幅圖（數據來源：中國畜牧業年鑒）可以看出，在過去幾年，中上規模、大規模、超大規模和集團化養豬場的數量均不斷增加。國內企業如溫氏集團、牧原股份、新希望、正大及中糧肉食等超大型養殖集團的飼養量也在不斷增長。
雖然分散式養殖向規模化養殖轉型，具有高產出、高效益等優點，但同時也帶來了高能耗、高污染的問題。以養殖大棚為例，隔熱、通風、換氣、采光、以及供熱、采暖、降溫等日常需求都會消耗大量的冷、熱、電等能量，這對養殖企業而言，是一筆較大的開銷。此外，集約化養殖會產生大量的畜禽糞便和沖洗水，如果處理不當，將對環境造成嚴重的污染。
為了解決養殖業帶來的污染問題，我國一直在推廣規模化養殖場的沼氣工程建設，將畜禽糞污通過厭氧發酵技術轉化為沼氣。一方面可以作為燃氣，另外一方面還可以通過沼氣發電機組轉化為電力。這樣不僅解決了糞污污染而且將其轉化為清潔能源，可謂一舉兩得。
雖然目前我國畜牧養殖場的沼氣工程在不斷增多，但卻一直存在著一些問題。具體可表現為以下六點。
（1）發酵原料單一，沼氣產率低
（2）工程設備落后，產業水平低
（3）冬季溫度低，設備閑置率高
（4）夏季產氣多,不能充分利用
（5）沼氣多自產自消或集中供氣，利用價值低
（6）僅有3%沼氣工程進行沼氣發電，且熱電聯產項目少
這些問題，都導致養殖場的沼氣工程沒有體現出應有價值。在該背景下，新奧智能能源公司提出綠色沼氣發電工程方案。
綠色沼氣發電工程主要包括五大方面，混合厭氧發酵、沼氣發電上網、余熱回收利用、沼液沼渣成肥和多種能源互補。混合厭氧發酵就是改變原來單一發酵原料，將畜禽糞污和農林廢棄物如秸稈等混合起來作為發酵底物，不僅提升了沼氣產量，而且也解決了秸稈堆放的問題；沼氣發電上網就是改變沼氣只用于炊事和供熱的低值利用現狀，通過沼氣發電，不僅方便養殖場自己用電用熱，為養殖場提供電源和熱源，同時多余的電和熱還可以出售，為養殖場增加收入提供了新途徑。余熱回收利用，就是改變目前國內已有的沼氣發電工程較少對發電余熱進行充分利用的現狀，通過對煙氣和冷卻水中的余熱加以充分利用，提高沼氣能量的利用率。沼液沼渣成肥就是將沼氣生產的副產品通過適當加工轉化為農業有機肥，通過銷售，又為養殖場增加了部分收入；多種能源互補就是結合養殖場所在區域的能源資源條件，因地制宜的考慮地熱利用，太陽能利用等新能源技術和沼氣發電工程形成互補。這就是綠色沼氣發電工程方案的整體思路。
方案的工藝流程圖如下。首先就是養殖場的糞污和農林廢棄物通過混合調配后進入厭氧發酵裝置，產生沼氣和沼液。沼氣經過處理后進入儲氣裝置，然后通過沼氣發電機組轉化為電力，一部分可以供給養殖場自用，多余電力還可以上網，賣給供電公司。而發電過程中產生的余熱在冬季可以用于發酵裝置的保溫和養殖大棚的采暖；在夏季可以通過吸收式冷熱水機組為養殖大棚提供冷量。而沼液通過固液分離裝置后，一部分是液態有機肥，被附近的農田或草場就近消納；另外一部分通過適當加工后成為固態有機肥，賣給有機食品基地、農業生態園等高附加值農業生產單位。另外，可以因地制宜地在養殖場考慮使用地熱和太陽能等資源。
經過對政策、資源、技術和效益四方面進行分析，可以明確該方案具有一定的可行性。
政策支持
《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》明確將沼氣等農林生物質綜合開發利用列入國家重點發展領域。到2020年，建成大型畜禽養殖場沼氣工程10,000座、工業有機廢水沼氣工程6,000座，年產沼氣約140億立方米，沼氣發電達到300萬千瓦；
《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》明確了可再生能源發電電價補貼政策，可再生能源發電電價在當地標桿電價的基礎上增加0.25元/度的補貼；
《可再生能源法》明確指出，“國家鼓勵和支持可再生能源并網發電”。
資源豐富
養殖場的生物質資源豐富，有充足的糞污原料供應（我國規模化畜禽養殖每年產生糞便8億多噸），另外周邊也有大量的秸稈資源作為原料補充；
種植養殖優勢互補，養殖場周邊的農田土地可以很好的消納沼液沼渣，而種植業也可以為養殖業提供部分飼料；
土地資源有保障，養殖場多處于偏僻農村，建設沼氣發電工程比城市地區更有優勢。
技術保障
我國在沼氣工程方面的研究已經有數十年的歷史，沼氣發電也有了三十多年的歷史，整體看來，技術上是成熟的；另外，國外一些發達國家（如德國、荷蘭、瑞典、美國等國）的先進技術也可以為我們提供很好的工程借鑒；最后，國內外分布式能源技術發展迅猛，尤其是我國當前天然氣冷熱電三聯供技術可以為綠色沼氣發電工程提供很好的參考作用。就國內發展現狀來看，目前已有內蒙蒙牛澳亞牧場沼氣發電工程的成功案例表明沼氣發電并網具有很好的經濟效益與環保效益。該工程日處理10000頭存欄奶牛的鮮牛糞280t，牛尿54t和沖洗水360t，采用了熱電聯產方式，每天可產沼氣1萬立方，可發電20000kwh。另外每年還可以產生1.2萬噸有機肥和18萬噸液態肥。目前，這個工程已經成功并網發電了，每年可產沼氣365萬方，發電621萬kwh，折合標煤3650噸。環境效益明顯，減排效果顯著。營運期內年均收入達到1573萬元，稅后利潤達到333萬元，經濟效益很好。
綜合效益
通過綠色沼氣發電工程可以很好地解決畜牧業排污對環境造成的污染，并變廢為寶。沼氣發電、供熱及副產品有機肥的銷售均可作為經濟來源，從社會效益的角度來看，綠色沼氣發電工程不僅促進節能減排、改善生活環境，而且對新農村的建設也具有很大的推動作用。
黨中央、國務院始終高度重視發展農村沼氣事業，《全國農村沼氣發展“十三五”規劃》明確指出要大力發展農村沼氣，實現畜禽糞便、農作物秸稈等農業農村廢棄物的資源化利用，開發農村清潔可再生能源、防治農業面源污染和大氣污染、促進生態循環農業發展、提高農產品質量和品質、增加農民收入、改善農村人居環境、鞏固生態環境建設成果。這為綠色沼氣發電工程的實施奠定了良好的政策基礎。村村互聯，集中收集畜牧農林廢棄物，建設大型沼氣發電站，不失為未來發展的一個方向。 |
