农村沼气经济效益分析范文

沼气作为一种清洁的可再生能源，不仅可供照明、做饭、取暖，而且具有很好的环境和社会效益。发展农村沼气，建设生态家园，可以解决农村能源短缺问题，改善农业生态环境和农村卫生面貌，实现生态农业系统中物质和能量的良性循环，增强农业可持续发展能力［1，2］。

近年来，中国把农村沼气建设作为改变农村能源结构、恢复生态、改善环境和新农村建设的"六小工程"的重点内容来抓，农业部在总结各地经验的基础上，从2000年开始提出并组织实施了生态家园富民计划。各地以沼气建设为重点，与改厨、改厕、改圈相结合，引导推广北方"四位一体"、南方"猪沼果"、西北"五配套"等多种能源生态模式，建设生态家园，取得了良好的综合效益。在示范项目的推动下，带动了农村沼气的快速发展。截至2006年，全国农村户用沼气以近300万口/年的速度迅猛发展，已累计发展到2200万户左右［3］，年产沼气约90亿m3，受益人口7000万［4］。在改善农村地区卫生条件、保护生态环境、提高农民收入等方面已取得显著效果。

然而目前沼气推广仍未达到规划要求［5］，部分地区已建成农村沼气工程也存在一些不容忽视的问题，实际运行效果不好。据统计，全国累计建池1800万户时，真正好用并发挥作用的沼气最多不过60%［5］。究其原因除了受池型选择、技术推广、运行管理以及后续服务等因素影响外，沼气工程的直接经济效益对产业化的影响也是不容忽视的。

已往的研究大多是对沼气工程收益的正向报道［1，6－8］，一部分学者也只是认为沼气池直接经济效益并不显著［2，4，9］，出售温室气体减排量，可以获得额外资金收益［2，4，9］，而鲜见对其成本与收益的详尽分析。文中通过对清洁发展机制(CDM)下农村沼气项目的直接经济效益以及提高项目市场竞争力和投资吸引力的相应措施进行分析，使项目发展由政府推动变为市场吸引，加快项目推广速度，改善运行效果。

1沼气池适用对象分类

在没有沼气工程的情形下，目前中国农村居民解决生活能源消费的途径依据所在地区和农民经济水平不同有4种来源:1)直接或间接使用化石燃料，如燃煤、液化石油气;2)使用秸秆等可再生生物质资源;3)使用薪柴等可再生生物质资源;4)用电等其它能源。

由于使用电或液化石油气等商业能源的农户通常处于城镇郊区，经济条件较好，不具备发展沼气的条件，因此在考虑沼气推广时主要考虑消费煤炭、秸秆和薪柴这3种情况。目前与此相关的农村生活能源消费结构(表1)［8］。

2农村户用沼气池经济效益分析

为便于分析，以一个标准的农村4口之家为例，养猪3～5头，日产鲜粪5～8．3kg，粪水30～50L，粪水浓度2%，COD为16000～18000mg/L，沼气工程采用国家推广的新式防渗太阳能保温型，设计容积8～10m3，产气率0．2～0．3m3/m3·d，全年正常工作，可产沼气380～450m3［2］。

2．1沼气项目的直接经济收益来自以下三部分

(1)沼气燃烧效益(Pb):作为居民燃料，每立方米沼气可以替代2kg燃煤，以每池年产沼气400m3计，当农户原本燃煤时，每年可替代约0．8t燃煤［9］。无烟煤价格随地区和时间变化很大，按700元/t计算，可以节约560元;当农户原本燃用秸秆或薪柴等生物质原料时，这部分收益为零。

(2)沼液与沼渣效益(Pf):沼液与沼渣可以用来替代化肥农药并应用于养殖等，由于价格变动很大，预期可以节约农户450元的支出［4］。

(3)节约工时效益(PL):农户平均每年至少燃用2吨秸秆，包括收割、晾晒、运回码放至少需要5个工日;如果收集薪柴，全年至少需要7个工日。目前的零工价格在35～100元之间，以40元计，则节约劳动力价值分别为200和280元。当农户原本燃煤时，这部分收益为零。2．2沼气项目的成本来自以下三部分(1)建设成本(Cc):Cc=N×(1+R)n/n式中:N为工程投资，农村沼气工程的投资一般每户在3000～3500元，其中国家补助资金一般在1000～1200元［7〗。按每户自筹2000元，国家补贴1000元计;R为资金收益率，目前中国政府10年期的公债收益率为5．531%［4］;n为项目使用年限，按建成后使用15年计。可以得到:沼气池每年建设成本为448．5元，其中农户每年付出建设成本为299元。(2)劳力成本(CL):新型沼气池自动进出料，每年有54m3的沼渣排出［10］。不建沼气池时粪便通常积攒于猪圈中，集中清运并堆肥，通常需要10个工日。由于农村没有固定地点处理沼渣，为改善农村环境卫生状况，需要及时清运到农田中并堆肥。折算至少需要18个工日，因此多支出8个工日的价值320元。

(3)肥料价值(Cf):不采用沼气池时，猪粪作为肥料价值200元。由此可得:沼气池年均直接收益R为:R=Pb+Pf+PL－Cc－CL－Cf

a．当农户原本燃煤时，沼气池的收益为:R=41．5元;b．当农户原本燃用秸秆时，沼气池的收益为:R=－318．5元;c．当农户原本燃用薪柴时，沼气池的收益为:R=－238．5元

同理，在国家每年补贴149．5元的前提下，农户的年均直接沼气收益R为:当农户原本燃煤时，191元;原本燃用秸秆时，－169元;原本燃用薪柴时，－89元。

上述计算过程中大多数值采用的虽是估计值，但却代表了目前发展的平均水平。在目前情况下，沼气池建设具有很大环境社会效益，在经济上使用沼气的直接效益不高，对原本燃用秸秆或薪柴的农户而言是负收益。除了农村生活用能源缺乏的地区，沼气建设发展的动力更多依靠政府的推动和沼气池的间接效益，如改良土壤，增加产量［10］以及清洁卫生等环境社会效益。

3CDM下沼气池经济收益分析

3．1沼气池减排潜力分析

减排量是由基准线排放减去项目排放，并考虑泄露的任何调整。定义ERemission为工程项目产生的减排量:ERbaseline为项目基准线排放;ERproject代表项目自身的排放;ERleakage代表项目产生的泄漏，则有［4］:ERemission=ERbaseline－ERproject－ERleakage

在农村沼气池项目中，基准线排放的是基于不存在沼气工程的情景下与沼气工程对应的活动的温室气体排放量。沼气工程项目的基准线排放分为2部分:1)替代燃烧化石燃料和生物质原料所产生的CO2的排放;2)畜禽粪便引起温室气体排放。

未实施沼气工程时，畜禽粪便引发排放的温室气体主要为甲烷。IPCC推荐了计算不同地区以及不同气候各种畜禽的甲烷排放因子，其中在亚洲的温暖地区(年平均气温高于15℃且低于25℃的区域)，每头猪的甲烷排放因子为4kg/a。中国南方的大部分地区属于温暖地区，每户沼气用户平均养4头猪，因为粪便和污水等导致的甲烷排放的量约为16kg/a，相当于336kgCO2当量［2］，人排泄粪便所产生甲烷因缺乏相应资料而未作考虑。

除了甲烷外，养殖场还排放部分的二氧化碳。但是因为这部分碳的最初来源为生物质，因此，从碳平衡的角度来看，整个过程为零碳排放，不将其计入基准线排放。也有研究指出，猪粪沼渣用于稻田比使用农家堆肥可减少甲烷排放56．7～64．7%［11］。但这部分的减排量能否发生取决于沼渣的用途以及稻田之前所施用的肥料等，不好准确估算，此处计算沼气工程的排放基准线时不予考虑。相应的在计算沼气工程自身的温室气体排放量时，也不考虑沼渣等部分的排放量［7］。因此，定义ERbaseline为项目基准线排放;ERfuel为替代燃料产生的温室气体排放;ERCH4为畜禽粪便的甲烷排放，则:ERbaseline=ERfuel+ERCH4

当农民原本用煤时，以沼气池年产沼气400m3计，每年可替代约0．8t燃煤。因煤炭使用导致的CO2排放因子为1．896tCO2/t煤［2］，则每年可避免CO2排放1．517t/a。

为简化问题，对煤炭从矿井运输到农户的运输过程中的碳排放的减排未作考虑。对于原本燃用秸秆和薪柴的农户，使用沼气后节约下来的燃料作为生物质，通常被烧掉或自然腐化。所排放的CO2从碳平衡的角度来看，整个过程为零碳排放，不将其计入基准线。

综上所述，ERbaseline燃煤=1．517+0．336=1．853(tCO2e/yr);ERbaseline燃秸秆=ERbaseline燃薪柴=0．336(tCO2e/yr)。沼气工程的温室气体排放主要是其产生的沼气作为能源燃烧过程中所产生的CO2释放。但因为这部分碳来源于生物质，与基准线情况类似。从碳平衡的角度出发，认为沼气工程的温室气体排放量为零。如果沼气池中的主要原料产生的沼气量不能满足农户需要，往沼气池中加入其他原料(如秸秆)，将导致项目发生泄漏。一般情况下，项目将产生足够的沼气可供使用，或者即使在沼气产量不足的情况下，农户也不会使用其它原料来产沼气，而是多使用其他燃料来替代沼气所提供的能源。则估算项目的泄漏为零。因此，与不存在沼气工程情况下的基准线情况相比，沼气工程可以实现温室气体的减排。减少的排放量就是沼气工程的温室气体减排效益。当农民原来燃煤时，农村户用沼气池平均每年的温室气体减排效益为1．853tCO2e/yr;当农民原来燃用秸秆或薪柴时，沼气池平均每年的温室气体减排效益为0．336tCO2e/yr。

3．2CDM下沼气池减排效益分析

根据CDM的规定，一个合格的CDM项目至少要满足三个方面的要求:可以带来真实的、长期的和可测量的温室气体减排效益;可以促进该国的可持续发展;具有额外性。

农村沼气工程具有确定的温室气体减排效果，同时可以极大改善农村生活与卫生条件，能够优化农村生态环境，解决农村能源短缺，促进农业可持续发展，具有很好的环境和社会效益，是和当地以及我国的可持续发展目标一致的。同时，通过上述分析可知，沼气工程投资对农户特别是我国西部农户来说缺乏经济吸引力，如果没有额外的资金，农户不会主动建设沼气工程。因此，农户沼气工程满足额外性要求，可以作为合格的清洁发展机制项目。

2007年10月，国家发改委规定在CDM下出售碳排放指标价格不得低于9．5美元/吨［12］。按每吨CO2价格10美元，1美元兑换6．8人民币计，农户原本燃煤时，沼气池的减排收益可达126元;原本燃用秸秆和薪柴时，沼气池的减排收益为22．85元。因此，CDM下，沼气池的年收益在原本燃煤时为167．5元;在原本燃用秸秆时为－295．65元;在原本燃用薪柴时为－215．65元。同样可以得出，农户的沼气工程年收益依次分别为:317、－146．15、－66．15元。由上述分析可以得到沼气工程经济收益(表2)。

可见，CDM下，农村户用沼气建设的经济性得到改善。特别是对原本燃煤农户将具有市场竞争力和投资吸引力。

4改善沼气池直接经济效益的措施

改善经济效益的措施主要是增加收益，降低成本。对于沼气池而言，成本几乎是刚性的，没有压缩的空间。因此，改善其经济性主要靠增加收益。

中国对沼液、沼渣工业化生产有机肥的研究多数停留在田间施用方法、施用效果上，缺少工程处理及转化为附加值更高的有机肥的方法。因此，沼渣、沼液主要施用于大田，没有与绿色食品、无公害农产品等高附加值的产业发展结合，效益没充分体现出来。今后应开发以其为原料的高效复合肥，及其在生态农业的应用，通过生产绿色食品的过程提高沼液、沼渣的市场价值;应拓宽沼气的应用领域，推广综合利用。沼气利用不应仅局限于农村的取暖、做饭以及照明，而且还可以向其他领域渗透，如用于城镇采暖、供电等领域。此外，随着规模化养殖场的增多，也为选址条件要求较高的沼气池提供了便利的原料渠道，有助于沼气大规模生产，并走向市场化运作。从而提高沼气的价值;沼气池建设应与其他措施相结合，使节约的秸秆薪柴有其他用途，也可以改善其经济性。比如，当地有生物质发电或其他项目时，燃用沼气节约下来的秸秆可以售出。按每吨200元计，每户节约2t秸秆，扣除收集秸秆的人工费用，每户还可净增200元，即项目和农户的沼气项目收益分别变为－118．5和31元，经济性有很大改善。

5结论及建议

农村户用沼气工程具有良好的环境和社会效益，但是直接经济效益不高，对原本燃用秸秆或薪柴的农户缺乏投资吸引力。同时，农村户用沼气工程具有温室气体减排效果，通过在CDM下出售温室气体减排量，可以获得额外经济收益，使经济性得到改善，特别对原本燃煤的农户将具有市场竞争力和投资吸引力。CDM下沼气项目的基线、监测等方法学研究亟待提高和加强，并应着手组织实施温室气体减排量出售以加快沼气事业的发展。

沼气建设应考虑综合利用，避免单纯解决燃料问题，"就能源而能源"。应把沼气建设与农业增效、农民增收和农产品竞争力增强相结合，通过各种措施充分发挥沼气的综合效益，改善经济效益。在目前条件下，沼气项目推广应该重点向生活能源不足和原本燃煤的农户倾斜，以便利用市场的力量保证其发展的速度和运行效果。