论文部分内容阅读
调查测算样本采用在我区比较有代表性的厌氧消化器容积1000m3，发酵原料为牛粪的沼气工程，气候条件以呼和浩特市为例，采用呼和浩特市的气象资料数据进行测算。
一、运行成本
运行成本未将沼气工程折旧计算在内。
（一）1m3沼气的生产成本
1、原料成本0.42元，占总成本的29.4%
生产1m3沼气需0.042m3鲜牛粪，1m3鲜牛粪按10元计，1m3沼气的原料成本为：10元×0.042=0.42元。
2、加温成本0.49元，占总成本的34.3%
物料增温是中温厌氧消化的重要条件，为保证发酵料液在35%左右条件下正常发酵运行，需要对物料进行升温。
（1）物料升温需热量
1000m3的厌氧消化器容积，水力滞留期20天，每天需浓度8%的料液50吨，鲜牛粪的干物质含量为17%，故需每天加鲜牛粪23.5吨，补充水26.5吨。
a、冬季（12～2月）物料升温需热量
物料温度0℃（冬季平均气温-10.5℃），补充水温10℃。则平均每天物料增温需热量为：23.5×1000×（35-0） 26.5×1000×（35-10）=1.485×106kcal；
b、春秋季（3～5月和9～11月）升温物料需热量
物料温度10℃（春秋季平均气温7.1℃），补充水温10℃。则平均每天物料增温需热量为：23.5×1000×（35-10） 26.5×1000×（35-10）=1.25×106kcal；
c、夏季（7～9月）物料升温需热量
物料温度25℃（春秋季平均气温20.9℃），补充水温20℃。则平均每天物料增温需热量为：23.5×1000×（35-25） 26.5×1000×（35-20）=0.633×106kcal；
d、全年合计
全年物料升温需热量为：1.485×106kcal×90 1.25×106kcal×180 0.633×106kcal×90=415。62×106kcal。
（2）罐体保温需热量
发酵罐体保温补充热能应等于罐体散热，在此过程中应考虑管道散热损耗。
散热量计算公式为：Q=λ×S×（T1-T2）/b×3600×24
其中：λ为导热系数。采用聚氨酯发泡保温材料，导热系数λ=0.0275。
S为罐体散热面面。罐体尺寸为φ9.93m×13.0m，共一座，
S=（3.14×9.93×13.0 4.965×4.965×3.14）=482.74m2
T1为罐内料液温度。T1=35℃
T2为环境温度。T2=-10.5℃（冬季）
=7.1℃（春秋季）
=20.9℃（夏季）
B为保温材料厚度。B=100mm=0.1m
乘3600和24是将1秒的散热量换算成1昼夜的散热量。
故：
a、冬季的散热量为：
Q=λ×S×（T1-T2）/b×3600×24×90
=0.0275×482.7×{35-（-10.5）}/0.1×3600×24×90=46965×106J=47.0×106kJ÷4.2=11.2×106kcal
b、春秋季的散热量为：
Q=λ×S×（T1-T2）/b×3600×24×90
=0.0275×482.7×（35-7.1）/0.1×3600×24×180=57597×106J=57.6×106kJ÷4.2=13.7×106kcal
c、夏季的散热量为：
Q=λ×S×（T1-T2）/b×3600×24×90
=0.0275×482.7×{35-20.9）/0.1×3600×24×90=14554×106J=14.6×106kJ÷4.2=3.48×106kcal
d、全年合计
空气相对温度取50%，风力系数取3，空隙率取1.2，则全年物料散热量为：（11.2×106kcal 13.7×106kcal 3.48×106kcal）×50%×3×1.2=51.08×106kcal。
由于上述计算未考虑向地面散热和取样孔、溢流孔等处的散热，实际散热量至少为理论值的150%，即实际散热量为51.08×106kcal×150%=76.62×106kcal
（3）室内供暖需热量
每天供暖16个小时，一个供暖季所需的总热量为：254×100×16×180=73.15×106kcal
（4）管道热损失
按以往的工程经验，管道热损失为总热量的10%，计算如下：
（415.62 76.62 73.15）×106kcaI×10%=56.54×106kcal （5）总需热量
根据以上计算，系统运行全年所需热量为：（415.62 76.62 73.15 56.54）×106kcal=621.93×106kcal
沼气锅炉的热效率取70%，热值取5000kcal/m3，则系统全年需热量折合成沼气为：621193.×106kcal÷5000kcal/m3÷70%=177694m3。
每1m3沼气按1元计，则全年加温成本为1元/m3×177694m3=177694元。年产气量360000m3，产1m3沼气的加温成本为：177694元÷360000m3=0.494元/m3。
3、电费成本0.12元，占总成本的8.4%
从上表可知，沼气工程每天用电量243.94度，每度电的价格按0.5元计，合电费121.97元。
因此，1m3沼气的用电成本为：121.97元÷1000m3=0.12元/m3。
4、人工成本0.2元，占总成本的14.0%
沼气工程雇员3人、每人平均月薪2000元，每月产气30000m3。
（1000m3×30），生产1m3沼气的人工成本为：2000元×3÷30000m3=0.2元/m3。
5、维修费成本元0.14元，占总成本的9.8%
工程总投资500万元，按惯例年维修费为工程造价的1%，故维修费为500万元×1%=5万元。年产沼气360000m3，则1m3沼气的维修成本沼气为：50000元÷360000m3=0.14元/m3。
6、水费、脱硫剂等其它费用0.06元，占总成本的4.2%
年产沼气360000m3，则1m3沼气的水费、脱硫剂等其它费用为：
20000元÷360000m3=0.06元/m3
综上所述，1m3沼气的生产成本为：0.42元 0.49元 0.12元 0.20元 0.14元 0.06元=1.43元。
（二）沼气工程运行总成本
1m3沼气的生产成本为1.43元，全年产气360000m3，总成本为：1.43元×360000=514800元，即51.48万元。
二、沼气工程年收入
（一）沼气收入36万元
1m3沼气按1元计，年产沼气36万立方米沼气可收入36万元，但目前由于沼气供农户收费比较困难，沼气工程业主自身的用气量也不大，因此，沼气的实际收入不少低于36万元。
（二）沼渣收入15.4万元
年产含水量65%～70%的沼渣1543吨，由于制商品有机肥沼渣的量不够，一般只能直按使用，每吨按收人100元计；可收入15.4万元。但有的业主不进行固液分离，因此也就没有了沼渣。当然也就没有了沼渣收入。
（三）沼液收入2.7万元
沼液是一种十分优质的有机肥料，但因其干物质含量低（沼液的干物质含量在1%～4%之间），受运输成本的制约，不能远距离运输，只是用于紧靠沼气工程的田地，由于应用半径太小，形不成对沼肥需求的竞争关系，基本都是给附近的农户免费使用，沼肥的价值未能得到合理体现。
年产沼液9000吨，每吨收入按3元计；年可收入2.7万元。但目前沼液实际上许多都是供免费使用，并未取得实实在在的销售收入。
根据以上推算：沼气工程总收入=36万元 15.4万元 2.7万元=54.13万元
三、结论
由以上调查测算结果我们可以得出以下结论：沼气工程虽然有十分显著的环境、生态和社会效益，但与其它可再生能源一样，其经济效益不如人意，收入和支出基本平衡。但其支出部分是实实在在的实际支出，而收入部分有些并未实现。导致一些工程因亏损而未能正常运行，迫切需要尽快加以解决。
四、建议
（一）抓紧出台补贴政策
1、推广先进地区的成功经验，为沼气工程提供运行补贴
一些地方对能够正常运行的沼气工程提供一年10万元左右运行补贴的作法，简便易行，效果不错。各地应参照该作法，对供气户数、供气量、供气时间达到规定要求的沼气集中供气工程，采取以奖代补等形式，给予每年不少于10万元的补贴或奖励。
2、学习借鉴德国、瑞典等国家的成功作法，抓紧落实对沼气工程终端产品的补贴政策，为沼气工程实现赢利创造必要条件
（1）沼气用气补贴
若按城乡同价的原则来确定农户用气价格，以呼和浩特目前民用气天燃气价格1.82元/m3的价格计算（1m3天然气相当于1.7m3沼气），农户用气价格应在1元/m3左右，但按这一价格供气，沼气工程很难赢利，因此应把沼气供气价格提高到与车用天然气价格相当的水平，而农户仍按民用燃气甚至更低的价格交费，差额部分由国家进行补贴。
（2）沼气发电补贴
鉴于我区只有蒙牛澳亚牧场沼气发电工程接入了国家电网，并获得了每度0.25元的补贴电价。其它沼气发电项目都未能享受到补贴，建议一方面要简化分布式沼气发电免费接入国家电网并获得补贴电价的程序；另一方面，对于沼气发电自用的，亦应参照发电入网的补助标准给予相应的补贴。
（3）沼肥补贴
为解决沼液干物质含量低，运输成本相对较高这一制约沼肥利用的瓶颈问题，应为沼肥提供运费补贴，以适当扩大沼肥的应用半径，在一定程度上形成对沼肥需求的竞争格局，并尽可能将沼肥应用于保护地蔬菜等产值较高的作物，以较好地实现沼肥的经济价值。
（二）项目管理对策
安排项目一定要慎之又慎，宁缺勿滥，所选项目除应符合项目申报的一般要求外，还应满足以下几个条件：
一是建设单位对改善农民生活品质或治理环境污染的意愿强烈。在社会主义新农村、新牧区建设过程中，有些集体经济实力比较强的村、嘎查，为了让村民过上高品质的生活，愿意拿出一些钱来对沼气工程的运行费用给予适度补贴：还有一些业主由于迫切需要治理畜禽粪便产生的污染问题，因而能够在一定程度上接受沼气工程的有限度亏本运行。因此，项目安排应选符合上述条件的建设单位。
二是建设单位的沼气发酵原料必须有保证且廉价。要认真汲取过去的教训，对现有养殖数量不能满足沼气工程原料需求的应不批或缓批。要实事求是确定建设规模，防止有些业主为多争取国家补助资金，不切实际地增大建设规模。
三是业主在沼气工程周边有较多地自有土地或周边设施农业的面积较大。沼气工程的直接经济效益，很大程度上需要靠沼渣沼液来实现。在当前实现沼渣、沼液有偿销售比较困难的情况下，若业主在沼气工程周边有较多的自有土地，沼渣、沼液的收益则可由业主自身获取。沼气工程周边设施农业数量大时，有助于实现沼渣、沼液的高值利用。
一、运行成本
运行成本未将沼气工程折旧计算在内。
（一）1m3沼气的生产成本
1、原料成本0.42元，占总成本的29.4%
生产1m3沼气需0.042m3鲜牛粪，1m3鲜牛粪按10元计，1m3沼气的原料成本为：10元×0.042=0.42元。
2、加温成本0.49元，占总成本的34.3%
物料增温是中温厌氧消化的重要条件，为保证发酵料液在35%左右条件下正常发酵运行，需要对物料进行升温。
（1）物料升温需热量
1000m3的厌氧消化器容积，水力滞留期20天，每天需浓度8%的料液50吨，鲜牛粪的干物质含量为17%，故需每天加鲜牛粪23.5吨，补充水26.5吨。
a、冬季（12～2月）物料升温需热量
物料温度0℃（冬季平均气温-10.5℃），补充水温10℃。则平均每天物料增温需热量为：23.5×1000×（35-0） 26.5×1000×（35-10）=1.485×106kcal；
b、春秋季（3～5月和9～11月）升温物料需热量
物料温度10℃（春秋季平均气温7.1℃），补充水温10℃。则平均每天物料增温需热量为：23.5×1000×（35-10） 26.5×1000×（35-10）=1.25×106kcal；
c、夏季（7～9月）物料升温需热量
物料温度25℃（春秋季平均气温20.9℃），补充水温20℃。则平均每天物料增温需热量为：23.5×1000×（35-25） 26.5×1000×（35-20）=0.633×106kcal；
d、全年合计
全年物料升温需热量为：1.485×106kcal×90 1.25×106kcal×180 0.633×106kcal×90=415。62×106kcal。
（2）罐体保温需热量
发酵罐体保温补充热能应等于罐体散热，在此过程中应考虑管道散热损耗。
散热量计算公式为：Q=λ×S×（T1-T2）/b×3600×24
其中：λ为导热系数。采用聚氨酯发泡保温材料，导热系数λ=0.0275。
S为罐体散热面面。罐体尺寸为φ9.93m×13.0m，共一座，
S=（3.14×9.93×13.0 4.965×4.965×3.14）=482.74m2
T1为罐内料液温度。T1=35℃
T2为环境温度。T2=-10.5℃（冬季）
=7.1℃（春秋季）
=20.9℃（夏季）
B为保温材料厚度。B=100mm=0.1m
乘3600和24是将1秒的散热量换算成1昼夜的散热量。
故：
a、冬季的散热量为：
Q=λ×S×（T1-T2）/b×3600×24×90
=0.0275×482.7×{35-（-10.5）}/0.1×3600×24×90=46965×106J=47.0×106kJ÷4.2=11.2×106kcal
b、春秋季的散热量为：
Q=λ×S×（T1-T2）/b×3600×24×90
=0.0275×482.7×（35-7.1）/0.1×3600×24×180=57597×106J=57.6×106kJ÷4.2=13.7×106kcal
c、夏季的散热量为：
Q=λ×S×（T1-T2）/b×3600×24×90
=0.0275×482.7×{35-20.9）/0.1×3600×24×90=14554×106J=14.6×106kJ÷4.2=3.48×106kcal
d、全年合计
空气相对温度取50%，风力系数取3，空隙率取1.2，则全年物料散热量为：（11.2×106kcal 13.7×106kcal 3.48×106kcal）×50%×3×1.2=51.08×106kcal。
由于上述计算未考虑向地面散热和取样孔、溢流孔等处的散热，实际散热量至少为理论值的150%，即实际散热量为51.08×106kcal×150%=76.62×106kcal
（3）室内供暖需热量
每天供暖16个小时，一个供暖季所需的总热量为：254×100×16×180=73.15×106kcal
（4）管道热损失
按以往的工程经验，管道热损失为总热量的10%，计算如下：
（415.62 76.62 73.15）×106kcaI×10%=56.54×106kcal （5）总需热量
根据以上计算，系统运行全年所需热量为：（415.62 76.62 73.15 56.54）×106kcal=621.93×106kcal
沼气锅炉的热效率取70%，热值取5000kcal/m3，则系统全年需热量折合成沼气为：621193.×106kcal÷5000kcal/m3÷70%=177694m3。
每1m3沼气按1元计，则全年加温成本为1元/m3×177694m3=177694元。年产气量360000m3，产1m3沼气的加温成本为：177694元÷360000m3=0.494元/m3。
3、电费成本0.12元，占总成本的8.4%
从上表可知，沼气工程每天用电量243.94度，每度电的价格按0.5元计，合电费121.97元。
因此，1m3沼气的用电成本为：121.97元÷1000m3=0.12元/m3。
4、人工成本0.2元，占总成本的14.0%
沼气工程雇员3人、每人平均月薪2000元，每月产气30000m3。
（1000m3×30），生产1m3沼气的人工成本为：2000元×3÷30000m3=0.2元/m3。
5、维修费成本元0.14元，占总成本的9.8%
工程总投资500万元，按惯例年维修费为工程造价的1%，故维修费为500万元×1%=5万元。年产沼气360000m3，则1m3沼气的维修成本沼气为：50000元÷360000m3=0.14元/m3。
6、水费、脱硫剂等其它费用0.06元，占总成本的4.2%
年产沼气360000m3，则1m3沼气的水费、脱硫剂等其它费用为：
20000元÷360000m3=0.06元/m3
综上所述，1m3沼气的生产成本为：0.42元 0.49元 0.12元 0.20元 0.14元 0.06元=1.43元。
（二）沼气工程运行总成本
1m3沼气的生产成本为1.43元，全年产气360000m3，总成本为：1.43元×360000=514800元，即51.48万元。
二、沼气工程年收入
（一）沼气收入36万元
1m3沼气按1元计，年产沼气36万立方米沼气可收入36万元，但目前由于沼气供农户收费比较困难，沼气工程业主自身的用气量也不大，因此，沼气的实际收入不少低于36万元。
（二）沼渣收入15.4万元
年产含水量65%～70%的沼渣1543吨，由于制商品有机肥沼渣的量不够，一般只能直按使用，每吨按收人100元计；可收入15.4万元。但有的业主不进行固液分离，因此也就没有了沼渣。当然也就没有了沼渣收入。
（三）沼液收入2.7万元
沼液是一种十分优质的有机肥料，但因其干物质含量低（沼液的干物质含量在1%～4%之间），受运输成本的制约，不能远距离运输，只是用于紧靠沼气工程的田地，由于应用半径太小，形不成对沼肥需求的竞争关系，基本都是给附近的农户免费使用，沼肥的价值未能得到合理体现。
年产沼液9000吨，每吨收入按3元计；年可收入2.7万元。但目前沼液实际上许多都是供免费使用，并未取得实实在在的销售收入。
根据以上推算：沼气工程总收入=36万元 15.4万元 2.7万元=54.13万元
三、结论
由以上调查测算结果我们可以得出以下结论：沼气工程虽然有十分显著的环境、生态和社会效益，但与其它可再生能源一样，其经济效益不如人意，收入和支出基本平衡。但其支出部分是实实在在的实际支出，而收入部分有些并未实现。导致一些工程因亏损而未能正常运行，迫切需要尽快加以解决。
四、建议
（一）抓紧出台补贴政策
1、推广先进地区的成功经验，为沼气工程提供运行补贴
一些地方对能够正常运行的沼气工程提供一年10万元左右运行补贴的作法，简便易行，效果不错。各地应参照该作法，对供气户数、供气量、供气时间达到规定要求的沼气集中供气工程，采取以奖代补等形式，给予每年不少于10万元的补贴或奖励。
2、学习借鉴德国、瑞典等国家的成功作法，抓紧落实对沼气工程终端产品的补贴政策，为沼气工程实现赢利创造必要条件
（1）沼气用气补贴
若按城乡同价的原则来确定农户用气价格，以呼和浩特目前民用气天燃气价格1.82元/m3的价格计算（1m3天然气相当于1.7m3沼气），农户用气价格应在1元/m3左右，但按这一价格供气，沼气工程很难赢利，因此应把沼气供气价格提高到与车用天然气价格相当的水平，而农户仍按民用燃气甚至更低的价格交费，差额部分由国家进行补贴。
（2）沼气发电补贴
鉴于我区只有蒙牛澳亚牧场沼气发电工程接入了国家电网，并获得了每度0.25元的补贴电价。其它沼气发电项目都未能享受到补贴，建议一方面要简化分布式沼气发电免费接入国家电网并获得补贴电价的程序；另一方面，对于沼气发电自用的，亦应参照发电入网的补助标准给予相应的补贴。
（3）沼肥补贴
为解决沼液干物质含量低，运输成本相对较高这一制约沼肥利用的瓶颈问题，应为沼肥提供运费补贴，以适当扩大沼肥的应用半径，在一定程度上形成对沼肥需求的竞争格局，并尽可能将沼肥应用于保护地蔬菜等产值较高的作物，以较好地实现沼肥的经济价值。
（二）项目管理对策
安排项目一定要慎之又慎，宁缺勿滥，所选项目除应符合项目申报的一般要求外，还应满足以下几个条件：
一是建设单位对改善农民生活品质或治理环境污染的意愿强烈。在社会主义新农村、新牧区建设过程中，有些集体经济实力比较强的村、嘎查，为了让村民过上高品质的生活，愿意拿出一些钱来对沼气工程的运行费用给予适度补贴：还有一些业主由于迫切需要治理畜禽粪便产生的污染问题，因而能够在一定程度上接受沼气工程的有限度亏本运行。因此，项目安排应选符合上述条件的建设单位。
二是建设单位的沼气发酵原料必须有保证且廉价。要认真汲取过去的教训，对现有养殖数量不能满足沼气工程原料需求的应不批或缓批。要实事求是确定建设规模，防止有些业主为多争取国家补助资金，不切实际地增大建设规模。
三是业主在沼气工程周边有较多地自有土地或周边设施农业的面积较大。沼气工程的直接经济效益，很大程度上需要靠沼渣沼液来实现。在当前实现沼渣、沼液有偿销售比较困难的情况下，若业主在沼气工程周边有较多的自有土地，沼渣、沼液的收益则可由业主自身获取。沼气工程周边设施农业数量大时，有助于实现沼渣、沼液的高值利用。