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沼氣作為一種清潔的可再生能源，不僅可供照明、做飯、取暖，而且具有很好的環(huán)境和社會效益。發(fā)展農村沼氣，建設生態(tài)家園，可以解決農村能源短缺問題，改善農業(yè)生態(tài)環(huán)境和農村衛(wèi)生面貌，實現(xiàn)生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)中物質和能量的良性循環(huán)，增強農業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力［1，2］。

近年來，中國把農村沼氣建設作為改變農村能源結構、恢復生態(tài)、改善環(huán)境和新農村建設的"六小工程"的重點內容來抓，農業(yè)部在總結各地經驗的基礎上，從2000年開始提出并組織實施了生態(tài)家園富民計劃。各地以沼氣建設為重點，與改廚、改廁、改圈相結合，引導推廣北方"四位一體"、南方"豬沼果"、西北"五配套"等多種能源生態(tài)模式，建設生態(tài)家園，取得了良好的綜合效益。在示范項目的推動下，帶動了農村沼氣的快速發(fā)展。截至2006年，全國農村戶用沼氣以近300萬口/年的速度迅猛發(fā)展，已累計發(fā)展到2200萬戶左右［3］，年產沼氣約90億m3，受益人口7000萬［4］。在改善農村地區(qū)衛(wèi)生條件、保護生態(tài)環(huán)境、提高農民收入等方面已取得顯著效果。然而目前沼氣推廣仍未達到規(guī)劃要求［5］，部分地區(qū)已建成農村沼氣工程也存在一些不容忽視的問題，實際運行效果不好。據(jù)統(tǒng)計，全國計建池1800萬戶時，真正好用并發(fā)揮作用的沼氣最多不過60%［5］。究其原因除了受池型選擇、技術推廣、運行管理以及后續(xù)服務等因素影響外，沼氣工程的直接經濟效益對產業(yè)化的影響也是不容忽視。已往的研究大多是對沼氣工程收益的正向報道［1，6－8］，一部分學者也只是認為沼氣池直接經濟效益并不顯著［2，4，9］，出售溫室氣體減排量，可以獲得額外資金收益［2，4，9］，而鮮見對其本與收益的詳盡分析。文中通過對清潔發(fā)展機制(cdm)下農村沼氣項目的直接經濟效益以及提高項目市場競爭力和投資吸引力的相應措施進行分析，使項目發(fā)展由政府推動變?yōu)槭袌鑫涌祉椖客茝V速度，改善運行效果。

1沼氣池適用對象分類

在沒有沼氣工程的情形下，目前中國農村居民解決生活能源消費的途徑依據(jù)所在地區(qū)和農民經濟水平不同有4種來源:1)直接或間接使用化石燃料，如燃煤、液化石油氣;2)使用秸稈等可再生生物質資源;3)使用薪柴等可再生生物質資源;4)用電等其它能源。

由于使用電或液化石油氣等商業(yè)能源的農戶通常處于城鎮(zhèn)郊區(qū)，經濟條件較好，不具備發(fā)展沼氣的條件，因此在考慮沼氣推廣時主要考慮消費煤炭、秸稈和薪柴這3種情況。目前與此相關的農村生活能源消。

2農村戶用沼氣池經濟效益分析

為便于分析，以一個標準的農村4口之家為例，養(yǎng)豬3～5頭，日產鮮糞5～8．3kg，糞水30～50L，糞水濃度2%，COD為16000～18000mg/L，沼氣工程采用國家推廣的新式防滲太陽能保溫型，設計容積8～10m3，產氣率0．2～0．3m3/m3·d，全年正常工作，可產沼氣380～450m

2．1沼氣項目的直接經濟收益來自以下三部分

(1)沼氣燃燒效益(Pb):作為居民燃料，每立方米沼氣可以替代2kg燃煤，以每池年產沼氣400m3計，當農戶原本燃煤時，每年可替代約0．8t燃煤［9］。無煙煤價格隨地區(qū)和時間變化很大，按700元/t計算，可以節(jié)約560元;當農戶原本燃用秸稈或薪柴等生物質原料時，這部分收益為零。

(2)沼液與沼渣效益(Pf):沼液與沼渣可以用來替代化肥農藥并應用于養(yǎng)殖等，由于價格變動很大，預期可以節(jié)約農戶450元的支出［4］。

(3)節(jié)約工時效益(PL):農戶平均每年至少燃用2噸秸稈，包括收割、晾曬、運回碼放至少需要5個工日;如果收集薪柴，全年至少需要7個工日。目前的零工價格在35～100元之間，以40元計，則節(jié)約勞動力價值分別為200和280元。當農戶原本燃煤時，這部分收益為零。

2．2沼氣項目的成本來自以下三部分

(1)建設成本(Cc):Cc=N×(1+R)n/n式中:N為工程投資，農村沼氣工程的投資一般每戶在3000～3500元，其中國家補助資金一般在1000～1200元［7〗。按每戶自籌2000元，國家補貼1000元計;R為資金收益率，目前中國政府10年期的公債收益率為5．531%［4］;n為項目使用年限，按建成后使用15年計。可以得到:沼氣池每年建設成本為448．5元，其中農戶每年付出建設成本為299元。

(2)勞力成本(CL):新型沼氣池自動進出料，每年有54m3的沼渣排出［10］。不建沼氣池時糞便通常積攢于豬圈中，集中清運并堆肥，通常需要10個工日。由于農村沒有固定地點處理沼渣，為改善農村環(huán)境衛(wèi)生狀況，需要及時清運到農田中并堆肥。折算至少需要18個工日，因此多支出8個工日的價值320元。

(3)肥料價值(Cf):不采用沼氣池時，豬糞作為肥料價值200元。由此可得:沼氣池年均直接收益R為:R=Pb+Pf+PL－Cc－CL－Cfa．當農戶原本燃煤時，沼氣池的收益為:R=41．5元;b．當農戶原本燃用秸稈時，沼氣池的收益為:R=－318．5元;c．當農戶原本燃用薪柴時，沼氣池的收益為:R=－238．5元同理，在國家每年補貼149．5元的前提下，農戶的年均直接沼氣收益R為:當農戶原本燃煤時，191元;原本燃用秸稈時，－169元;原本燃用薪柴時，－89元。上述計算過程中大多數(shù)值采用的雖是估計值，但卻代表了目前發(fā)展的平均水平。在目前情況下，沼氣池建設具有很大環(huán)境社會效益，在經濟上使用沼氣的直接效益不高，對原本燃用秸稈或薪柴的農戶而言是負收益。除了農村生活用能源缺乏的地區(qū)，沼氣建設發(fā)展的動力更多依靠政府的推動和沼氣池的間接效益，如改良土壤，增加產量［10］以及清潔衛(wèi)生等環(huán)境社會效益。3CDM下沼氣池經濟收益分析

3．1沼氣池減排潛力分析

減排量是由基準線排放減去項目排放，并考慮泄露的任何調整。

定義ER

emission

為工程項目產生的減排量:ER

baseline

為項目基準線排放;ER

project

代表項目自身的排放;

ER

leakage

代表項目產生的泄漏，則有［4］:ERemission=ERbaseline－ERproject－ERleakage

在農村沼氣池項目中，基準線排放的是基于不存在沼氣工程的情景下與沼氣工程對應的活動的溫室

氣體排放量。沼氣工程項目的基準線排放分為2部分:1)替代燃燒化石燃料和生物質原料所產生的CO2的排放;2)畜禽糞便引起溫室氣體排放。未實施沼氣工程時，畜禽糞便引發(fā)排放的溫室氣體主要為甲烷。IPCC推薦了計算不同地區(qū)以及不同氣候各種畜禽的甲烷排放因子，其中在亞洲的溫暖地區(qū)(年平均氣溫高于15℃且低于25℃的區(qū)域)，每頭豬的甲烷排放因子為4kg/a。中國南方的大部分地區(qū)屬于溫暖地區(qū)，每戶沼氣用戶平均養(yǎng)4頭豬，因為糞便和污水等導致的甲烷排放的量約為16kg/a，相當于336kgCO2當量［2］，人排泄糞便所產生甲烷因缺乏相應資料而未作考慮。除了甲烷外，養(yǎng)殖場還排放部分的二氧化碳。但是因為這部分碳的最初來源為生物質，因此，從碳平衡的角度來看，整個過程為零碳排放，不將其計入基準線排放。也有研究指出，豬糞沼渣用于稻田比使用農家堆肥可減少甲烷排放56．7～64．7%［11］。但這部分的減排量能否發(fā)生取決于沼渣的用途以及稻田之前所施用的肥料等，不好準確估算，此處計算沼氣工程的排放基準線時不予考慮。相應的在計算沼氣工程自身的溫室氣體排放量時，也不考慮沼渣等部分的排放量［7］。因此，定義ERbaseline為項目基準線排放;ERfuel為替代燃料產生的溫室氣體排放;ERCH4為畜禽糞便的甲烷排放，則:ERbaseline=ERfuel+ERCH4當農民原本用煤時，以沼氣池年產沼氣400m3計，每年可替代約0．8t燃煤。因煤炭使用導致的CO2排放因子為1．896tCO2/t煤［2］，則每年可避免CO2排放1．517t/a。為簡化問題，對煤炭從礦井運輸?shù)睫r戶的運輸過程中的碳排放的減排未作考慮。對于原本燃用秸稈和薪柴的農戶，使用沼氣后節(jié)約下來的燃料作為生物質，通常被燒掉或自然腐化。所排放的CO2從碳平衡的角度來看，整個過程為零碳排放，不將其計入基準線。

綜上所述，ERbaseline燃煤=1．517+0．336=1．853(tCO2e/yr);ERbaseline燃秸稈=ERbaseline燃薪柴=0．336(tCO2e/yr)。沼氣工程的溫室氣體排放主要是其產生的沼氣作為能源燃燒過程中所產生的CO2釋放。但因為這部分碳來源于生物質，與基準線情況類似。從碳平衡的角度出發(fā)，認為沼氣工程的溫室氣體排放量為零。如果沼氣池中的主要原料產生的沼氣量不能滿足農戶需要，往沼氣池中加入其他原料(如秸稈)，將導致項目發(fā)生泄漏。一般情況下，項目將產生足夠的沼氣可供使用，或者即使在沼氣產量不足的情況下，農戶也不會使用其它原料來產沼氣，而是多使用其他燃料來替代沼氣所提供的能源。則估算項目的泄漏為零。因此，與不存在沼氣工程情況下的基準線情況相比，沼氣工程可以實現(xiàn)溫室氣體的減排。減少的排放量就是沼氣工程的溫室氣體減排效益。當農民原來燃煤時，農村戶用沼氣池平均每年的溫室氣體減排效益為1．853tCO2e/yr;當農民原來燃用秸稈或薪柴時，沼氣池平均每年的溫室氣體減排效益為0．336tCO2e/yr。3．2CDM下沼氣池減排效益分析根據(jù)CDM的規(guī)定，一個合格的CDM項目至少要滿足三個方面的要求:可以帶來真實的、長期的和可測量的溫室氣體減排效益;可以促進該國的可持續(xù)發(fā)展;具有額外性。農村沼氣工程具有確定的溫室氣體減排效果，同時可以極大改善農村生活與衛(wèi)生條件，能夠優(yōu)化農村生態(tài)環(huán)境，解決農村能源短缺，促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展，具有很好的環(huán)境和社會效益，是和當?shù)匾约拔覈目沙掷m(xù)發(fā)展目標一致的。同時，通過上述分析可知，沼氣工程投資對農戶特別是我國西部農戶來說缺乏經濟吸引力，如果沒有額外的資金，農戶不會主動建設沼氣工程。因此，農戶沼氣工程滿足額外性要求，可以作為合格的清潔發(fā)展機制項目。2007年10月，國家發(fā)改委規(guī)定在CDM下出售碳排放指標價格不得低于9．5美元/噸［12］。按每噸CO2價格10美元，1美元兌換6．8人民幣計，農戶原本燃煤時，沼氣池的減排收益可達126元;原本燃用秸稈和薪柴時，沼氣池的減排收益為22．85元。因此，CDM下，沼氣池的年收益在原本燃煤時為167．5元;在原本燃用秸稈時為－295．65元;在原本燃用薪柴時為－215．65元。同樣可以得出，農戶的沼氣工程年收益依次分別為:317、－146．15、－66．15元。由上述分析可以得到沼氣工程經濟收益。

可見，CDM下，農村戶用沼氣建設的經濟性得到改善。特別是對原本燃煤農戶將具有市場競爭力和投資吸引力。