提高沼氣工程經(jīng)濟效益講義

大中型沼氣工程市場化運營管理方式研討如何提高北京市沼氣工程經(jīng)濟效益宋玲玲北京能環(huán)科技開展中心2021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)濟效益德國沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀德國沼氣工程經(jīng)濟效益提高經(jīng)濟效益的方法沼氣工程創(chuàng)新管理方式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)處置比較簡單，投資和運轉(zhuǎn)本錢低；原料固體物質(zhì)（TS）含量（%）固體物質(zhì)中有機物質(zhì)（OTS）含量（%）產(chǎn)氣量m3/t鮮糞m3/tOTS豬糞20~2575~8055~65270~450牛糞18~2068~7640~50210~300雞糞30~3263~8070~90250~4501.1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，在冰冷冬季需求對發(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響器〔USR〕、完全混合式反響器〔CSTR〕和推流式反響器〔PFR〕；近幾年北京市興建的大中型沼氣工程中70～80%的沼氣站都運用了USR反響器，少數(shù)運用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(30~35℃)，安裝產(chǎn)氣率達0.5~1.5m3/〔m3·d〕。編號單個反應(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/(m3d)150042000.20230011200.40355023000.27415021100.37528022500.45625023500.70720023500.88825011650.66930011300.431.2技術(shù)配備

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厲，且能耗高、處置費用昂貴，普通只在特大型沼氣工程中才運用；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，維護方便。1.2技術(shù)配備儲氣設(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年建立的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，中型沼氣工程只需22個，所占比例不超越30%；在大型沼氣工程中，主要的工程規(guī)模還介于300~500m3/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轉(zhuǎn)情況，沼氣主要用于農(nóng)戶炊事，部分用于發(fā)電，發(fā)電總裝機容量不超越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)電工程。沼液沼渣運用范圍廣泛，主用用于農(nóng)田施肥，但是還存在一定的妨礙。2.北京市沼氣工程經(jīng)濟效益2.1運轉(zhuǎn)本錢運行成本構(gòu)成2.1運轉(zhuǎn)本錢

人員工資沼氣工程運轉(zhuǎn)人員數(shù)量情況2.1運轉(zhuǎn)本錢

人員工資沼氣工程運轉(zhuǎn)管理人員工資程度2.1運轉(zhuǎn)本錢

人員工資沼氣工程運轉(zhuǎn)人員工資費用2.1運轉(zhuǎn)本錢

人員工資沼氣工程單位沼氣本錢中人員本錢2.1運轉(zhuǎn)本錢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錢差別比較大;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）4516317127503252601401751

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2.1運轉(zhuǎn)本錢

加熱費北京市年平均氣溫10~12℃，1月-7~-4℃。沼氣工程采用中溫35℃發(fā)酵，所以冬季需求對沼氣工程加熱；一年中大約有5個月的時間需求對發(fā)酵罐加熱。2.1運轉(zhuǎn)本錢

單位沼氣本錢沼氣消費本錢范圍主要在1.5~2.0元/立方米左右。2.2運轉(zhuǎn)收入

沼氣價錢目前，北京市沼氣銷售價錢在1.0~2.0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錢為1.5元/立方米，所占比例將近50%。相對于沼氣消費本錢來講，沼氣銷售價錢偏低。2.2運轉(zhuǎn)收入

沼氣銷售收入運轉(zhuǎn)收入普遍低于運轉(zhuǎn)本錢。2.3案例分析

昌平區(qū)上東廓沼氣工程500多戶居民USR：2×250立方米中溫發(fā)酵；原料豬糞和雞糞〔村內(nèi)有2個存欄5000~6000只的養(yǎng)雞場和1個存欄約1000頭的養(yǎng)豬場〕；每天產(chǎn)氣350立方米

2.3案例分析

昌平區(qū)上東廓沼氣工程昌平區(qū)上東廓沼氣工程運轉(zhuǎn)本錢分析編號項目數(shù)量單位費用費用（萬元/年）1工資9人600~800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〔%〕1234567>73.1工藝技術(shù)發(fā)酵類型固體含量：濕發(fā)酵、干發(fā)酵、干濕結(jié)合發(fā)酵攪拌方式：完全混合式、塞流式等發(fā)酵過程：一步法、兩步法發(fā)酵溫度：中溫、高溫〔利用發(fā)電余熱〕中溫安裝產(chǎn)氣率1.2~1.8m3/(m3·d)高溫安裝產(chǎn)氣率2.0~3.0m3/(m3·d)3.2工程配備特點工程運轉(zhuǎn)機械化、自動化設(shè)備先進性設(shè)計規(guī)范化產(chǎn)品系列化消費工業(yè)化組裝模塊化規(guī)范化3.2工程配備固體原料進料設(shè)備液體原料進料設(shè)備原料保送設(shè)備3.2工程配備中心攪拌器側(cè)壁攪拌器攪拌安裝3.2工程配備Lipp罐發(fā)酵安裝混凝土罐不銹鋼罐3.2工程配備一體化儲氣安裝獨立膜式儲氣安裝儲氣安裝3.2工程配備熱電聯(lián)產(chǎn)成套設(shè)備發(fā)電機雙燃料內(nèi)燃機〔72%〕8-15%柴油機燃料單燃料內(nèi)燃機〔28%〕余熱回收安裝熱效率40~45%≤200kW;發(fā)電效率>33%>200kW；發(fā)電效率>34%熱電聯(lián)產(chǎn)成套設(shè)備的總效率為80%左右3.2工程配備可挪動式熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備沼氣發(fā)電機組熱電聯(lián)產(chǎn)成套設(shè)備余熱利用安裝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；提供工程經(jīng)濟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、加工成有機肥料作為飼料沼肥規(guī)范TS>30%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置：須90℃處置1小時180天儲存期：每年10月至次年4月沼肥不準入田重金屬濃度、氣味等的相關(guān)規(guī)定4.歐洲沼氣工程運轉(zhuǎn)經(jīng)濟效益4.1運轉(zhuǎn)本錢原料費與原料來源、原料種類相關(guān)水費循環(huán)利用或干發(fā)酵工藝來減少水資源的利用人員工資資本本錢投資貸款產(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運轉(zhuǎn)收入電力出賣與發(fā)酵工藝、發(fā)酵原料、發(fā)電效率等相關(guān)12.4~21.0c€/kWh熱力出賣供附近的學(xué)校或醫(yī)院運用2.0~5.0c€/kWh生物甲烷氣出賣89.9c€/kg(96%CH4%)相關(guān)研討闡明：當工程規(guī)模大于500m3/h時，工程經(jīng)濟效益才比較顯著。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〔6000~7000t/年〕牛糞〔4000t/年〕電力裝機容量526kW，發(fā)電效率40%產(chǎn)生的電力6~7%自用，其他上網(wǎng)熱力大部分自用，小部分外售4.3案例分析：德國Klein-Muckrow沼氣工程工程總投資：250萬€〔貸款〕運轉(zhuǎn)費用〔約40萬€〕原料費：玉米青貯30€/t，年購買需求18-21萬€；畜禽糞污免費人員工資：1名任務(wù)人員，工資1500~2000€/月，每年費用約1.8萬€資本本錢：貸款利息7~8萬€/年維修費等其他費用：9-13萬€/年運轉(zhuǎn)收入〔約85萬€〕電力收入：消費電力420萬kWh/年，2021年電力銷售價錢為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)濟效益的方法5.1降低原料本錢目前，不合理的原料費用較高，本來應(yīng)該由養(yǎng)殖場擔任處置的糞污轉(zhuǎn)由沼氣工程處置；原料多元化，添加原料來源渠道；原料本錢的降低可以大大減少沼氣本錢，平均可以降低30％的沼氣本錢。5.2降低冬季燃煤

充分利用可再生能源：經(jīng)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降低冬季燃煤盡能夠提高回流比例，提高發(fā)酵濃度，減少冷水量；優(yōu)化原料進料時間，提高原料調(diào)勻時候的溫度；優(yōu)化攪拌和進料時間，減少熱量損失；提高發(fā)酵罐保溫效果；發(fā)酵余熱利用：水封池和進料池共壁；沼氣發(fā)電的工程可經(jīng)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0.8m3/(m3d)后，經(jīng)過效率的提高來減少加熱費用。5.4良好的管理制度做好沼氣工程的運轉(zhuǎn)記錄任務(wù)，每日的原料進料量、冷水量和回流量、pH和發(fā)酵溫度、進料時間、當日天氣情況、產(chǎn)氣量等；根據(jù)每日的記錄資料存檔運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，可以為設(shè)計或建立單位提供工程運轉(zhuǎn)反響信息，可以優(yōu)化以后的工程設(shè)計，提高工程經(jīng)濟效益；經(jīng)過記錄可以發(fā)現(xiàn)本工程運轉(zhuǎn)中存在的問題，并可以及時改良，減少不用要的支出或損失。5.5擴展產(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)揚沼液沼渣經(jīng)濟價值。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)酵原料沼液沼渣消費原料6.創(chuàng)新的管理方式6.1北京市沼氣工程運轉(zhuǎn)管理方式“村委會〞管理方式區(qū)縣能源辦村委會沼氣工程養(yǎng)殖場用戶監(jiān)視指點管理原料購買協(xié)議沼氣現(xiàn)金現(xiàn)金原料6.1北京市沼氣工程運轉(zhuǎn)管理方式“養(yǎng)殖企業(yè)〞管理方式養(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)濟效益優(yōu)點沼氣收入有保障利于推廣沼肥經(jīng)濟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北京市沼氣工程運轉(zhuǎn)管理方式6.2德國沼氣工程運轉(zhuǎn)管理方式運營管理方：沼氣工程運營公司德國沼氣工程運營公司運轉(zhuǎn)管理方式1沼氣工程運營公司〔沼氣消費〕效力商〔運輸沼液沼渣〕效力商〔運輸原料〕農(nóng)場主〔原料消費與存儲〕能源公司〔電力、熱力、燃料〕電網(wǎng)、終端用戶6.2德國沼氣工程運轉(zhuǎn)管理方式特點運轉(zhuǎn)管理專業(yè)工程運轉(zhuǎn)效率高工程收益較高〔本錢控制認識強〕6.2德國沼氣工程運轉(zhuǎn)管理方式運營管理方：農(nóng)場主〔一家或多家結(jié)合體〕沼氣工程農(nóng)場主運轉(zhuǎn)管理方式2農(nóng)場主〔沼氣消費〕效力商〔運輸沼液沼渣〕效力商〔運輸原料〕農(nóng)場主〔原料消費與存儲〕能源公司〔電力、熱力、燃料〕電網(wǎng)、終端用戶6.2德國沼氣工程運轉(zhuǎn)管理方式特點工程各環(huán)節(jié)的匹配易控制〔原料的消費、沼氣工程的運轉(zhuǎn)和沼液沼渣的運用同屬于農(nóng)場主管理〕運轉(zhuǎn)費用較低〔原料無需購買或購買價錢較低〕工程收益較低〔短少沼液沼渣的銷售或價錢較低〕委托管理方式引見委托管理方式是由政府或所屬機構(gòu)〔各地能源辦〕擔任沼氣工程的投資和建立，建成后的沼氣工程一切權(quán)仍歸村委一切，只是沼氣工程的運轉(zhuǎn)及維護管理經(jīng)過委托給專業(yè)的運營公司管理。運營公司擔任日常的沼氣工程運轉(zhuǎn)管理，擔任和養(yǎng)殖企業(yè)溝通協(xié)商建立長期原料購買協(xié)議，和村委簽署沼氣收入分配協(xié)議，同時擔任沼液沼渣的銷售，保證沼氣工程的年年正常運用，使沼氣工程發(fā)揚最大的運用價值和最高的經(jīng)濟效益。6.3創(chuàng)新的管理方式-委托管理方式農(nóng)業(yè)生態(tài)園生態(tài)采摘園…運營公司村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)殖企業(yè)…沼氣收入原料購買支出原料保送沼氣有機肥供應(yīng)有機肥銷售收入原料供應(yīng)管理在此方式下，運營公司利用本身的專業(yè)才干，根據(jù)現(xiàn)有周圍養(yǎng)殖場情況設(shè)計最正確原料供應(yīng)方案，和養(yǎng)殖場簽署長期供應(yīng)協(xié)議，保證原料供應(yīng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。沼氣工程運轉(zhuǎn)管理運營公司經(jīng)過完善的運轉(zhuǎn)管理制度一致規(guī)范沼氣工程的運轉(zhuǎn)，保證沼氣消費的高效率和平安性，同時經(jīng)過技藝培訓(xùn)提高運轉(zhuǎn)人員的程度，并有專人擔任指點運轉(zhuǎn)人員。6.3創(chuàng)新的管理方式-委托管理方式沼氣銷售管理沼氣銷售的收入是運營公司的重要收入來源。沼氣的銷售經(jīng)過打卡的方式由運營公司收取。沼液沼渣銷售管理為了提高沼氣工程的經(jīng)濟效益，運營公司需求聯(lián)絡(luò)有機食品基地、農(nóng)業(yè)生態(tài)園、生態(tài)采摘園等高附加值農(nóng)業(yè)消費單位，建立長期的協(xié)作關(guān)系，定期為農(nóng)業(yè)消費單位提供沼液沼渣，降低農(nóng)業(yè)消費單位的運營本錢，建立以沼氣工程為紐帶的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟體系。6.3創(chuàng)新的管理方式-委托管理方式方式的優(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構(gòu)和管理制度，合法運營，公司的管理運作程序規(guī)范；商業(yè)化，是指遵照市場經(jīng)濟運轉(zhuǎn)規(guī)律，為村委或養(yǎng)殖企業(yè)提供有償效力；契約化，是指經(jīng)過經(jīng)濟合同和任務(wù)契約的杠桿，來預(yù)訂效力雙方的權(quán)益和義務(wù)，并明確效力工程的規(guī)范，包括經(jīng)濟利益的規(guī)范。這種管理在完全平等的原那么下經(jīng)過雙向選擇，由業(yè)主和運營管理單位簽署合同，明確各自的權(quán)益和義務(wù)。6.3創(chuàng)新的管理方式-