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          戶用沼氣工程循環模式省域推進的經濟可行性
          時間 : 2019-10-14 瀏覽量 : 87

          山東達禹環境工程有限公司已在沼氣工程領域深耕十年,有著豐富的行業經驗,生產各種沼氣設備,承接大中小各種規模的沼氣工程,承建黑膜沼氣池紅泥膜沼氣池等各種軟體沼氣池及雙膜氣柜、集雨窯等,同時生產加工各類液袋水囊、橋梁預壓水袋、森林消防水袋、可拆卸游泳池等,歡迎新老客戶洽談合作,共謀發展!


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          摘自《中國沼氣》第5期 薛豫南 欒維新 王輝


          自十八大首次將生態文明建設提升為國家戰略,十九大又強調加快生態文明體制改革,建設美麗中國,憲法修正案中也加入了生態文明,國家高度重視生態環境問題,農業環境污染問題是急需解決的重要問題之一,而畜禽養殖是農業面源污染的主要來源。由于畜禽養殖的環境污染具有明顯的負外部性特征,養殖戶個體往往選擇以環境效益和社會整體福利損失為代價換取經濟利益,畜禽養殖污染治理面臨困境,循環經濟為積極有效控制生豬糞便污染問題提供了理論依據,實現經濟效益的同時


          有效緩解污染)。目前我國實施鄉村振興戰略,政  府對推進畜禽廢棄物資源化利用高度重視,提出以沼氣工程和生物天然氣為主要處理方向,構建種養結合、農牧循環的可持續發展新格局。但從2015年開始,國家財政資金向大型沼氣工程工程傾斜,農村戶用沼氣工程建設主要由省級財政支持,省級政府對農業循環模式的態度與支持力度成為農村戶用沼氣工程能否成功推廣的關鍵因素3。戶用沼氣工程循環模式在生態社會效益上具有無可爭辯的優勢,其經濟性就成為省級政府推進該模式的關鍵。因此,以戶用沼氣工程循環模


          為評價對象,探討省級政府推進戶用沼氣工程循環模  式的經濟可行性,可為畜禽養殖污染治理以及提高  農村生產方式提高有意參考。  園外關于畜離度棄物處理方式的研究較早,多  開究表明在可供選擇的污染控制技術中,沼氣工程處  我一種經濟更有效益的方法”,以沼氣工程為核心  的循環經濟模式是畜禽廢棄物資源化的重要方式。  幾年關手循環經濟的研究才展開新的研究熱  -1,主要集中在模式施行的價值成效”,而缺  少模式施行前的可行性分析。國內關于循環模式經  濟效益的研究主要是做觀上結合試驗點具體養殖情  況實地監測采集數據定量展開分析,或者是  驗點年均經濟效益數值的測算等,極少數分析其  靜態投資回收期但是各級政府制定循環經濟  模式的政策過程中,可能遇到的諸如某類循環經濟  式的投資回收期有多長?項目的經濟可行性及吸  力如何?確定什么樣的補貼政策更有利于推進畜  禽養殖循環經濟模式等現實問題,已有的研究還不提供有力的理論支撐。本文以遼寧省生豬散養戶為研究對象,立足微觀分析數據選擇分析參數,運用成本效益分析法研究循環經濟模式在全省推進后的經濟效益,并結合投資回收期模型研究模式構建的靜態和動態投資回收期,評價以農村戶用沼氣工程為組帶“四位一體”循環模式施行的經濟性,為省域沼氣工程循環模式推進提供經濟可行及政策吸引的理論依


          1遼寧省生豬養殖發展循環經濟的條件及障礙1,1生豬養殖是主要污染源

          1978-2015年,遼寧省畜牧業總產值快速增加,年均增長率為15.7%,高于農業總產值13.1%的年均增長率,也高于遼寧省13.9%的GDP平均增  長水平。其中,生豬是主要的畜禽養殖品種,30多  年來,生豬出欄、年末存欄及產量(本年年末存欄+  本年出欄-上年年末存欄)一直保持整體上升趨  勢到2015年生豬產量達到25744萬頭,豬肉產量  221萬噸,占肉類總產量的52.9%。生豬養殖總  量快速增加,產生了大量的污染物,2015年遼寧省  生豬糞便產生量3758.6萬噸,利用排污系數法計  算,生豬糞便產生化學需氧量(COD)、總氮(T)、總  磷(TP)污染物排放量分別達到560736.51,89891  物為循環經濟模式的施行提供了物質《的污染  t.8611.4t。快速增長的生豬養殖量及大量


          1.2生豬散養戶仍占有一定比例

          從生豬養殖總量看,遼寧省生豬養殖具有一定的地域特點,僅沈陽、錦州、鐵嶺及朝陽4市占到遼寧省生豬養殖的一半以上,其中錦州養殖量最大;而撫順、本溪、遼陽、盤錦及營口5市僅占10%。從生豬養殖規模化程度看,相比2002年,2015年遼寧省生豬散養戶數量縮減一半以上,從203萬戶減少到82萬戶,雖然13年間遼寧生豬養殖專業化、規模化  程度得到很大提升,但散養戶仍占有1/5的比重,且由于其統一管理難度較大,沒有政策文件約束,散養戶生豬養殖產生的面源污染問題亟需有效的緩解方1.3遼寧省沼氣工程循環經濟模式推行的政策支持

          “十三五”期間,國家發展改革委、原農業部和財政部提出投資33.3億元戶用沼氣工程建設,并鼓勵地方政府利用中央財政農機購置補貼資金,對畜禽養殖廢棄物資源化利用裝備實行敞開補貼,必將為戶  用沼氣工程循環模式這一畜禽資源化利用方式提供發展平臺。而近年來遼寧省政府對環境問題的關注日益密切,環保要求不斷提升,2015年遼寧出臺的標準化生豬養殖加入了“生態要素”,扶持力度方面也把  生態環境作為重要的考核指標,把生豬養殖污染的控制作為響應國家政策要求,緩解面源污染的重要方向。同時,遼寧省作為國家環保總局批準的第  個循環經濟試點省,其在循環經濟推行發展方面具備一定的優勢,為生豬養殖循環經濟模式的發展提供了借鑒

          1.4生豬養殖循環經濟模式發展主要障礙

          循環經濟提高養殖戶經濟效益,同時為緩解生豬養殖污染提供了有效途徑。但調研發現,循環模式在施行中仍存在一些障礙。其一,養殖戶的環保意識低,環境污染外部化嚴重。經濟問題是制約農戶沼氣工程建設的主要問題之一,養殖戶從短期經濟效益出發,看能否即時增加收入來決定自己的行動循環經濟模式運行初期需要資金大量投入,嚴重影響追求眼前利益的養殖戶積極性及生豬市場的發展。其二,養殖戶融資渠道較少,且其風險承受能力相對較低,循環經濟初期投資大,未來需要幾年才能收回投資,養殖戶缺少模式構建的主動性。

          2生豬養殖的循環模式及參數甄選

          2.1循環經濟模式作用原理

          北方氣候寒冷,相比南方,溫度對沼氣工程池的影響


          具有制約作用),因此,遼寧省生豬養殖循環經濟模式基于農戶,豬舍和沼氣工程池“三位一體”模式,根據北方氣候較為寒冷的特點,拓展形成了包括日光溫室在內的“四位一體”模式,即“農戶一豬舍一沼氣工程池一日光溫室”(見圖1),循環產業鏈進一步延長,與“三位一體”模式相比,“四位一體”模式由于日光溫室的增溫效果,沼氣工程池可全年運行,是遼寧省循環經濟農業試點的典型模式。


          “四位一體”模式以農戶和生豬作為生物源,污  染物主要是農戶及生豬所產生的糞尿廢棄物,廢棄  物處理則主要是以沼氣工程技術為處理方式的沼氣工程池及  通過土壤傳遞養分給植物的日光溫室,新資源產品  包括直接具有經濟價值的沼氣工程,日光溫室蔬菜產品,  及需要通過日光溫室進行進一步資源化處理的沼渣  沼液。對“四位一體”模式進行分析,其內部構成可  分解為小循環鏈:1)豬舍(農戶)糞尿沼氣工程池沼  氣農戶;2)豬舍(農戶)-糞尿沼氣工程池沼渣沼液日  光溫室蔬菜農戶。糞便廢棄物作為新資源通過循  環鏈進入物質循環流動過程,伴隨著能量流動,產生價值流動。

          2.2循環經濟效益估算技術參數甄選

          本文借鑒李金才、段躍等人對遼寧省及內蒙古等具有參考性區域“四位一體”模式研究的相關參數,通過分析確定本文研究參數(見表1)。


          (1)模式構建的主要成本是沼氣工程池,日光溫室


          及其配套設施的成本,主要在建設初期產生。沼氣工程  池按使用年限10年計算,年均成本約為  元m3:日光溫室使用年限按15年計算、其酸多5施使用年限多為2年,年均日光溫室及其配套設施  為7.95元·m2

          (2)沼氣工程產生量的計算主要是基于糞便量及

          氣池容積兩種方式,由于本文研究中沼氣工程池的總容積是一個估算數,因此本文選擇相對精確的生豬糞便量進行計算,每頭豬每天糞使量為4kg,每噸糞便產氣量15.5m3

          (3)沼氣工程采用統一計價的方式。沼氣工程的價值不應是傳統能源煤炭薪柴的替代,而應選取天然氣等常規能源的交易價值,因此,沼氣工程的價格利用其熱值與天然氣進行折算,為1.81元m  (4)沼渣沼液主要用于做化肥農藥,單個10

          沼氣工程池一年生產的沼肥作為化肥,沼液預防和防治病蟲害可節支300元。

          (5)日光溫室溫度適宜,一年至少能種兩茬蔬  菜,以種植黃瓜為例,假設每個養殖戶構建模式配套  的日光溫室均為350m2,每年種植收益為9600元種子化肥農藥等投人成本及占用土地傳統作物種植的  機會成本為2000元,則平均收益為21.7元

          (6)傳統土地種植及生豬養殖對水電等也產生消耗,對勞動力也有需求,因此,循環模式對這部分成本不單獨計算。

          3模式經濟效益及其投資回收期

          3.1模式經濟效益

          3.1.1模式的年均經濟效益  模式的年均經濟效益定義為當年模式施行的經  濟收益與模式構建的年均成本(總成本/運營年限)  之差。假設遼寧省生豬養殖散養戶全部脫離庭院養  殖,實行“四位一體”模式,每戶建立1個10m糞便  儲存沼氣工程池。2015年遼寧省生豬散養戶82萬戶  養殖生豬740萬頭,全部推行“四位一體”模式,產  生沼氣工程約1.67億m3,可創造價值約3.03億元;沼  渣沼液替代化肥農藥創造2.46億元;日光溫室環節  延長了物質流動鏈條,增加了伴隨著它流動產生的  蔬菜價值約為62.28億元。遼寧省散養戶施行“四  位一體”模式,通過循環鏈將生豬糞便作為資源處  理再利用,緩解其產生的面源污染,且每年創造的經濟效益較傳統模式增加43.72億元(見表2)。


          3.1.2模式的累計經濟效益

          模式的累計效益定義為模式施行的累計收益與累計投資成本之差。由表3可知,與傳統模式相比,“四位一體”模式初期投資較大,前四年累計效益均為負值第五年凈效益才大于0,表明其投資回收期約為5年。


          “四位一體”模式較傳統養殖方式,理論上年均  創造效益43.72億元,同時有效緩解生豬養殖產生  的1080.4萬噸糞便污染,減少其產生的化學需氧量  (COD)161182.3t,總氮(TN)25839t,總磷(TP)  2475.3t,為人們提供健康的生活環境,是實現經濟  效益與環境保護的有效方式,但其累計經濟效益表  明,模式的實際經濟凈效益與其運營年限相關。因  此,不僅要通過成本收益法分析模式的年均經濟效  益,也要通過投資回收期,對其累計經濟效益進行分  析,綜合分析項目的經濟可行性。

          3.2投資回收期

          由于模式現金流入流出值部分無法具體化,本文借鑒楊德強采用計算兩種投資形式每年的現金流入差值和現金流出差值累加的方法而得到一種投資回收期新的計算模型。


          公式(1)和公式(2)中,Cl1為“四位一體”模式  投資的現金流入值,Cl2為普通養殖作為參照對象

          的現金流入值;CO1為“四位一體”模式投資的現金

          值態收明為的為

          動態投資回收期。

          四位一體”模式每年收益較傳統養殖方式高

          67.77億元,而成本主要是初始沼氣工程池和日光溫室

          的投資約261.64億元,后續每年有一些配套設施的  成本約6.56億元,根據公式(1),T=261.64

          (67.77-6.56),靜態投資回收期為4.27年。根據國家發改委公布的行業建設項目財務基準收益率  折現率in為7.5%,根據公式(2),利用 Excel進行公式NPV計算,T約為5年。因此,“四位一體”模式構建,需運營5年,可以收回投資,實現凈收益大于0。一般情況下,當項目投資回收期小于5年時  其經濟吸引力較大,但實際調研發現,遼寧省養殖戶構建“四位一體”模式的自發主動性并不大,政府進行補貼才推動其發展,且運營一段時間后大量處于廢棄狀態

          3.3補貼

          3.3.1補貼的必要性

          四位一體”模式建設的投資回收期雖然少于5  年,但這一項目的運營不具備市場機制下的吸引力  主要是由于項目建設主體一養殖戶群體的特殊性  是養殖戶的風險承擔能力普遍較低,對于長期運  營規劃的認識不足,更注重眼前的無風險效益。二  是模式建設初期的投資額對于養殖戶是一筆相對較  大的資金,且養殖戶的資金來源渠道較少,融資能力  低。農戶對提高沼氣工程池補貼標準和后續服務扶持力  方面的政策期望較高,且政府補貼與沼氣工程建設  正相關,補貼越多,越傾向于建設,模式的構建及后續可持續性運行需要政府的補貼作為支持。

          3.3.2補貼方案設計  調研發現,遼寧省沼氣工程池廢棄較多,一是政府補  貼在第一年已經一次性補貼結束;二是補貼都是沿  氣池建設,遼寧冬季寒冷,缺少日光溫室的“三位一  體”模式不適合遼寧的發展,而日光溫室的建設也  需要大量資金。為保證以沼氣工程池為核心的循環模式  的可持續運行,應建立政府引導的補貼制度。首先  為了遼寧寒冷地區推行適合當地發展的“四位  體”模式,政府應對沼氣工程池和日光溫室的建設均進  行一定補貼。其次,為確保“四位一體”模式運行不  少于5年,政府補貼應根據農戶的使用情況,分期發


          放補貼(4年或5年),第一年補貼比例可以適當偏  大,不要以目前一次性將補貼資金發放到位的方式4結論與討論

          (1)“四位一體”模式能創造可觀的經濟效益

          遼寧省散養戶施行“四位一體”模式較傳統模式,通過新增沼氣工程池,日光溫室實現產業鏈的循環,對生豬  養殖廢棄物進行資源化處理,創造經濟效益43.72億元,同時處理了1080.4萬t生豬糞便,緩解了其所產生的18.95萬噸面源污染物壓力,是控制生豬

          養殖污染的有效方式,應廣泛推行

          (2)“四位一體”模式的投資回收期小于5年具有較大建設吸引力。通過投資回收期模型對“四位一體”模式的經濟效益進行評價,其靜態投資回收期為4.27年,動態投資回收期約為5年。因此

          四位一體”模式的推行實際上運行5年,即可收回投資,實現凈效益大于0,經濟可行。

          (3)政府補貼制度對養殖戶有重要引導作用

          四位一體”模式是具有吸引力的項目,其更好的推行與政府補貼方式相關。政府補貼從時間上應結合投資回收期分期進行補貼,而不是目前一次性補貼的方式,分為建設初期和后續補貼,后期補貼同時可作為維護改善費用,避免養殖戶后期維護不當,或過早放棄“四位一體”模式,致使模式不能收回投資而造成資金浪費;從范圍上,應包括沼氣工程池和日光溫室補貼。本文基于經濟效益進行補貼,僅是從彌補初期的較大投資,在投資收回之前,對養殖戶進行補  貼,可以與基于循環模式外部性效益進行補貼的研究相互補充。

          沼氣工程池為紐帶的“四位一體”循環模式在遼寧省推進具有經濟可行性,養殖戶應自發構建沼

          源為核心的循環經濟模式,但實際上由于養殖戶投資能力及環保意識欠缺,缺乏主動性,政府應通過引導加快模式的省域推進,促使模式的經濟性轉變為實際推進動力,促進畜禽廢棄物資源化,響應國家鄉  村振興戰略及生態文明建設。一方面,政府補貼是模式推進的直接激勵措施,應建立綠色生態為導向的補貼制度。另一方面,加大政策宣傳引導,讓養殖  戶了解沼氣工程循環模式推進的經濟性,增強經濟吸引  力;提升養殖戶的環保意識,增強其推行主動性,后  續應對沼氣工程利用等畜禽廢棄物資源化利用相關政策進行梳理,理清政策發力點。


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