山东省烟台市民和3兆瓦特大型鸡粪沼气发电工程。　中国沼气学会供图

　　今年是全面推进乡村振兴和开启碳中和征程的起始之年。沼气利用厌氧发酵技术处理各种有机物生产清洁能源、优质有机肥，一直在为中国减排固碳、循环利用、绿色发展、环境保护、能源安全做着应有的贡献。

　　新中国成立后，党和国家历届领导都对沼气建设与发展给予了高度关注与支持。特别是进入21世纪以来，中央加大了对沼气建设与发展的支持力度，累计安排中央预算内投资超过700亿元，专项用于户用沼气池和各种类型沼气工程建设补助，支持村级沼气服务网点建设，并开展了农村沼气转型升级试点项目。截至2020年，全国已推广户用沼气3900万户，建设各类沼气工程超过10万处，形成年产沼气200多亿立方米的能力。可以自豪地说，经过多年长期的发展，中国的沼气技术水平已经站在了世界前沿，推广规模全球第一，应用领域实现了农业农村、城市和工业的全覆盖。

　　在农村沼气发展过程中，逐渐形成了多种原料底物的沼气工程，如以秸秆、畜禽粪污、城乡生活垃圾及混合原料为底物的沼气工程都已具备工程先进性。各地规模化生物天然气示范项目充分利用生物废弃物为原料，生产沼气和有机肥，符合国家产业政策，具有较好的环境效益和社会效益。针对高含固率物料，干式发酵已逐渐成为新型的农业农村有机废弃物厌氧处理技术。针对厌氧消化过程中仍存在大量沼液消纳困难和北方地区保温性差的工艺问题，黑龙江省林甸畜禽养殖生物废弃物资源化利用项目做出了较好的示范作用，在处理高寒地区畜禽粪便和秸秆的同时，利用干式厌氧发酵大大减少了沼液的产生量。

　　近年来，农村沼气工程依托农业废弃物资源利用和循环发展理念，因地制宜形成了多种发展模式，为农村沼气工程的可持续发展打下坚定的基础。比如，梁家河沼气示范项目形成以果、沼、畜为核心的区域农业农村绿色有机循环模式，以畜禽粪污为生产原料，每年可处理1800吨原料，年产沼气7万立方米，年发电量约12万千瓦时，年减排约800吨二氧化碳；年产沼渣100吨，沼液1500吨。沼渣沼液作为有机肥用于千亩现代生态果园，实现了农业废弃物的能源化利用及后续沼渣沼液的肥料化利用。

　　除厌氧消化沼气产物可进行能源化利用外，在农村沼气工程中沼渣沼液产物综合利用成效也较为突出。经厌氧消化过程消毒灭菌及虫卵等处理，沼渣沼液富含多种营养成分，是优质的农用有机肥。山东省烟台市蓬莱区南王镇建有8个体积为3200立方米的沼气发酵罐，日处理鸡粪300吨、冲刷鸡舍的污水300吨，日产沼气3万立方米，日均发电量6.5万千瓦时，年发电并网2200万千瓦时。该项目每年产生8万吨温室气体减排量，该减排量通过国际第三方核查机构核证及联合国签发后，通过世界银行进行碳交易，每年可获700万元碳减排收益。沼液直接就近还田利用，或给沼液膜浓缩项目提供沼液原料，沼渣与鸡粪混合可以做有机肥。

　　我国是世界最大农产品生产和消费国，农业废弃物的资源量极大，对环境的影响不容忽视。由于秸秆等固体废物就地焚烧产生大量的废气，同时，在自然条件影响下，固体废物中的一些有害成分转入大气、水体和土壤，参与生态系统的物质循环，具有潜在的、长期的危害性。因此，对农业固体废物进行综合治理是十分必要的，它们均可作为厌氧生物发酵的原料。

　　农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，包含农业生活生产和畜禽养殖业中产生的废弃物，主要包括农作物秸秆、果蔬废弃物、畜禽粪便和农村生活垃圾。厌氧发酵的产物为高热值的能源——沼气，属于可再生能源，具有绿色、低碳、清洁等特点，可替代传统化石燃料燃烧，可在一定程度上缓解农村能源紧张的矛盾，实现温室气体减排。

　　根据《中国有机肥养分志》数据分析，我国畜禽粪污产沼气能力为100-480立方米/吨VS，基于当前总体不超过10％的资源沼气化利用率，按照单位粪污可产沼气16立方米/吨鲜重计算，当前畜禽粪污的沼气生产量约为26.9亿立方米。2030年畜禽养殖规模化率和畜禽粪污综合利用率分别达到75％和85％以上，预测畜禽粪污可利用量可达29.9亿吨，按照资源沼气化利用率50％，单位粪污产沼气30立方米/吨鲜重计算，可获得沼气生产潜力约为447.8亿立方米。预期至2060年，我国畜禽养殖的主要畜种将实现全部规模化养殖，即粪污可利用量为35.7亿吨，按照资源沼气化利用率80％，单位粪污产沼气50立方米/吨鲜重计算，可获得沼气生产潜力约为1428亿立方米。

　　2015年全国范围内已建成大中型秸秆沼气工程共458处，每个沼气工程日产气量大约为1000-2000立方米/天，全部秸秆沼气工程全年运行的沼气产量为2.5亿立方米。我国农作物秸秆产沼气潜力为200-350立方米/吨VS。2030年，全国将建立完善的秸秆收储运体系，形成布局合理、多元利用的秸秆综合利用产业化格局，资源沼气化利用率增加到20％，可用于沼气生产的作物秸秆资源量为1.9亿吨，单位秸秆产沼气能力为300立方米/吨，估算农作物秸秆可获得沼气生产潜力为513亿立方米。预测到2060年，资源沼气化利用率约为40％，可用于沼气生产的作物秸秆量为3.6亿吨，单位秸秆产沼气能力为320立方米/吨，估算农作物秸秆可获得沼气生产潜力为1094亿立方米。

　　在全面推进“高质量发展”要求、“乡村振兴”战略和实现“双碳”目标的背景下，包括沼气在内的生物质能行业将会发挥不可替代的作用。能源革命与高质量发展、绿色低碳清洁能源体系构建、农村生态环境保护与绿色宜居村镇建设将成为“双碳”和乡村振兴战略的重要着力点。与此同时，由于产业政策不完善、标准体系不健全、行业发展不均衡、现有政策补贴机制待完善、市场化动力不足等因素，需要整个沼气行业迎接挑战，砥砺前行。