编者按：年9月22日，习近平总书记在联合国大会上代表中国做出的年前实现碳中和的宣示在全球引发巨大反响。以此为契机，年12月23日，中国沼气学会第十次全国会员代表大会通过腾讯会议的方式举行，多名代表在线上齐聚，清华大学环境学院教授、博士生导师王凯军当选为中国沼气学会新一任理事长，并做了《“碳中和”与中国沼气产业发展》主题报告，系统分析了国家能源战略及前景、总结沼气技术发展现状，并对现阶段沼气行业存在的问题及未来技术的挑战进行梳理，提出沼气产业未来发展思路，以期推动中国沼气行业发展，为年碳达峰和年中和的目标服务。

本文根据发言整理。

在年9月22日的联合国大会上，习近平总书记以国家主席的名义代表中国明确提出，“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争年前达到峰值，争取在年前实现碳中和”，并且提出了具体的指标。各个行业要想达到碳中和都是有一定难度的。在沼气领域，我们的问题不是年能否达到峰值，而是能否提前在年达到净的输出？

以此为目标，当前非化石能源所占的比重不到15%，年就要达到25%的比重，年比重要达到70%。有专家预测，可再生能源将在“十四五”时期有大幅度的发展。在可再生能源里，沼气和生物天然气占的比重很大。大家可以看到，生物质发电、生物质液体燃料、沼气和生物质天然气、生物质成型燃料占60%。中国的能源结构发生了显著变化，由向清洁、低碳能源型转变，下一步沼气行业将面临着大发展。继中国公布碳减排方案之后，欧盟持续提升非化石能源消费占比。年，非化石能源将满足欧盟40%的能源需求，远高于世界平均值25%。日本、韩国政府近日也纷纷表示，要在年实现碳中和。从国内、国际上来看，这都是非常重要的行动。沼气和生物质天然气进入快车道。

年，中央财经领导小组第十四次会议听取了国家发展改革委关于“十三五”规划纲要确定的项重大工程项目进展情况的汇报，并对清洁取暖、垃圾分类、畜禽养殖废弃物处理和资源化、养老、住房、食品安全六大民生问题进行了讨论。其中，浙江省做了关于推行垃圾分类制度的汇报。对于沼气和生物天然气，习近平总书记做了明确指示，要在“十三五”期间推进畜禽养殖废弃物处理和资源化，并明确提出以沼气和生物天然气为主要处理方向，就地就近用于农村能源和农用有机肥为主要使用方向。非常遗憾的是，在沼气升级转型的过程中我们有很大成绩，也做了很多项目，却没有像住建系统推行垃圾分类一样，实现全国性大发展。

该会议非常重要的一点是，几个行动全国联动起来，打通了任督二脉。大家可以看到，如果近40亿畜禽粪便实现全部处理，产沼气的产力在-亿方，打通任脉。住建系统的垃圾分类现在是在36个地级城市推行，下一步将实现更大范围的推行，按照每人0.4千克厨余，产生0.2方沼气，保守估计有亿方的沼气潜力，可谓打通督脉。再加上北方地区的煤改气、煤改电，可谓醍醐灌顶。年左右我们做过研究并估计沼气的生产潜力是亿方。两个行动之后重新估计沼气潜力已经接近亿方。据有关专家保守地测算说，全国有亿方以上的生物天然气生产潜力，这对沼气行业是非常利好的，市场方面也不是问题。

《世界能源》展望到年，中国天然气需求量将会达到0亿方，缺口亿方，并提出中国的生物燃气国家战略：其中生产与进口预计达到亿方。清华大学建筑节能研究中心江亿院士曾经提出，年底出现的气荒现象，仅是增加了约亿平米的采暖需求，全部改气需要2亿方。生物质能应成为供暖主要农村热源。我们可以看到，市场非常大。所以原科技部部长万钢提出生物天然气是北方克霾减排的有效手段，是发展清洁能源的重要力量，也是促进农民增收的有效途径。当时就提出了亿方的缺口要由生物天然气弥补。针对年的“碳中和”目标，我想今后生物天然气不止亿方，是要达到亿方以上。

厌氧生物处理技术是人类可持续发展的核心技术，这是我的导师Lettinga教授一贯坚持的观点，清华大学环境学院的钱易院士也非常赞同这个观点。为什么这么说？大家可以看到，从工农业生产和城市生活产生的各种废物，都是可以通过厌氧消化工艺或者厌氧的废水处理工艺来进行处理的。处理后可以通过资源回收回用到农业、养殖、种植等方面。所以，厌氧生物处理技术是可持续发展的核心技术。

1.农村沼气——中国沼气池

我们在农村沼气领域曾经非常辉煌过。年，户用沼气达到了万户，曾经规划到年要达到万户，受益人口达到两亿人。每次去国外交流就会发现，我们这个行业很少有厌氧技术的自主知识产权。而中国的沼气池是有自主知识产权的。到现在为止，中国的沼气池在发展中国家都是非常受欢迎的。在农村沼气上，我们也有非常好的经验。而在工业领域，从完全混合反应器到UASB到EGSB，国际上的发展是非常匀速的。我们国家在十年前的发展不落后于国际的发展。

2.工业废水——UASB、EGSB

这是我们课题组在UASB和EGSB方面在全国做的项目，当时统计有三百多个。我们在年的时候跟Lettinga教授在西安组织了会议。当时把项目拿给他看，他非常震惊的说，在一个国家这么大规模推行UASB和EGSB，你们应该是做的最大的。在这上面，我们取得了很多成绩和经验。

3.农业废弃物——畜禽粪便

在农业领域里，我们有很多好的案例。

图：山东民和牧业热电肥联产沼气工程

民和牧业是亚洲最大的种鸡、肉鸡生产企业，以生物天然气为纽带形成了“生态健康养殖、生物质量高效利用、有机肥生产、有机种植”的循环经济产业链。不仅规模是最大的，还解决了农业用地中沼渣沼液的共性问题。

我们可以看到，一个上市公司在半年报里沼气的收益（包括CBM、生物肥的收益），其利润率是高于行业的。而且他的副业总的利润率贡献率占了相当大的比例。不敢说超过了主业，还是占了相当大的比例。由此可见，沼气能够促进养殖行业的健康发展。在农业秸秆方面，三年转型升级中，中央资助了64个项目，其中有1/3，大概三十多个项目投入运行了。下面我要介绍京安模式，即种、养、肉、能、水循环发展模式。

第一年，京安公司通过沼气产生和发电项目、沼渣沼液生产生物有机肥项目、生物天然气项目、生物质热电联产的项目，对京安养殖场及安平县域内畜禽粪污、废弃秸秆等农牧业废弃物进行综合治理，全量化利用，整县推进。这里仅介绍几点供我们参考。

这里是他的几个项目。大家可以看到，年，京安公司投资秸秆和畜禽粪便项目，每年处理7万吨的玉米秸秆，10万吨的畜禽粪便，生产沼气万方，生物天然气万方。年8月，京安公司投资了沼渣沼液、有机肥的项目，并且以秸秆、废果枝为原料，建设了30兆瓦生物质发电热电联产项目，年可发电2.4亿千瓦时，供热5.5亿兆瓦，余热可以供热万平米。该项目综合起来效益很好，模式上也有可圈可点的地方，总结以下三点：

（1）创新模式：在农业上深耕。在安平县内及周边建设了将近座的液肥加液站，覆盖11.2万亩作物，通过大户使用，协议利用机制实现还田；高端沼液肥定制开发，实现定向销售，通过这种方式把沼渣沼液做大。

（2）政府支持体系：一是当地政府给予粪污收集中心一定的收储运补贴。农业园区建设打通粪污资源化利用通道；二是环保倒逼生物天然气入户机制。结合政府“蓝天行动”，在安平镇、两洼乡两个乡镇实施“煤改气”项目，通过补贴农户初装费及壁挂炉、灶具购置费，促进天然气入户。

（3）利益联结机制：开创粪污以质定价、分级定价收集模式的先河，实行了很好的市场机制，优质优价。其中，粪污浓度大于8%，按照每吨10-50元加价销售；粪污浓度小于3%养殖场支付每吨20元的处理费用；粪污浓度3-8%左右，由公司粪污处理中心处理。付费和奖励相结合，值得借鉴。

4.城市废弃物——餐厨垃圾

当前，我国各个城市都在进行餐厨垃圾的分类。这里我要介绍的是重庆黑石子餐厨垃圾处理项目。通过四期建设，黑石子项目达到了吨的处理能力。最近搬迁建设规模更大，也探索了很多技术。沼气提纯技术也从便压吸附、液体吸收，发展到膜提纯，解决了沼气提纯国产化的问题。

5.城市废弃物-污泥

污泥处理一直是一个难点问题，下面介绍北京高碑店的几个厂子。小红门、高碑店、槐房、高安、清河合起来多吨的污泥，统一采用了爆破技术，这以前是瑞典的技术，后来被北排整体收购，已经变成了国产的技术。该技术解决了污泥处理的相关问题，也在全北京市的范围里得到了应用。该技术在不同的地方有不同的应用。

综合起来看，我国厌氧发酵技术工程技术已经成熟，能够满足规模化生产的需求，初步解决了沼气工程大型化的问题。

这是一些实例的角度。从技术的角度来说，我们看一个数据。

年，我们国家沼气方面的专利首次达到了全世界第一位，达到了27%，并且在持续上升。可喜的是我们的专利覆盖全产业链，即沼气生产、制备、提纯、发电、沼气利用、沼肥利用和相关的预处理，均匀分布。这也反映了我们的技术已经得到了初步的解决，能够支撑产业的发展。

以上从实例、专利两个角度来描述了沼气发展现状。

在沼气转型升级过程中，可以分成这三个阶段来分析。在小型户用沼气方面，我们非常成功。在大中型养殖工程方面，我们进入过非常辉煌的时期，3-年，国家投资近亿元建设了大量的大中型沼气工程解决面源污染的问题。《年农村沼气工程转型升级工作方案》开展日产生物天然气1万立方米以上的工程试点。以上三个阶段我们既有成功的经验，也有失败的教训。总的来看，在第三阶段涉足生物天然气的企业有了重大的变化。一些央企能源公司开始涉足沼气行业，如中广核、中节能、中船重工、华电等等。国家在沼气行业给每个项目补贴万-0万元。从现在项目的整体情况来看，在运项目大概占1/3，在建项目大概不到一半，还有一些没有运行，好像还取消了两个项目。

预期效果并不如预想的这么乐观。我们要客观看待问题，主要的问题是土地的问题，沼气跟土地之间的关系。在这点上，欧洲特别是德国为什么非常成功？沼气工程跟原料之间距离不超过5千米。这里给了一个例子，达到1万立方米生物天然气产量，无论是收集秸秆还是畜禽粪便，我们不光需要处理问题，更需要有收储运系统和产品销售和利用环节。这些环节制约我们项目成败的关键。

从全国来讲，这两个体系还不支持规模化生产，没有形成完整的体系。我国农村沼气池推广为什么能够非常成功？农村沼气唯一具有自主知识产权，在一定时期成为了中国的名片。因为在法律、政策、技术标准、服务体系上，农村沼气池都非常完善，形成了完整的体系，使得用户能够受益。当时我印象非常深刻，一个沼气池农民负担只有块钱，一户沼气池的收益达到了元。

总结起来，我国农村沼气池推广成功，主要有以下五点保障措施：

一是国家财政长期支持：自年，中央财政不断加大对农村沼气建设的投入，截止到年，对沼气的专项投资已经超过亿元；

二是历届领导重视；

三是具有组织保障机构；

四是建立了完善的标准体系；

五是建立了全国性的服务体系。

在餐厨垃圾上，国家发改委分五批实施了一百五十多个项目，没建成的占70%，建成的占30%，有一半以上没有运行。近两年情况稍微有些变化，也是跟收运有关系，技术问题占了一部分，收费问题等等一系列的问题。

现在，垃圾分类问题目前很火。

我举个例子。一个乡下老农拉着斤葱进城售卖，城里人问一斤葱多少钱？乡下人回答：一元一斤。狡猾的城里人问他分开买行不行？老实的乡下人说：卖。城里人说：葱叶三毛钱一斤，葱白七毛钱一斤，三毛和七毛加起来是一块钱。老农算不过来账，说一块钱当然可以了。但是卖完以后他只收到了58块钱，本来斤大葱，一块钱一斤能卖块钱。

在焚烧市场充分竞争的情况下，每烧一吨垃圾政府补贴费用不到块钱，而分类厨余垃圾的处理成本一吨需要块钱，剩余其他垃圾仍然采用原价格焚烧。表面看来，政府似乎干了比老农更愚蠢的事。为什么要这么干？政府就是希望通过整个环境效益推进这个事。反过来说，要求技术帮助获得更大的效益。然而，分类能不能持续？政府的财政能不能支撑？可以说，下一步我们面临着非常大的挑战。

在污泥处理方面，也有类似的问题，我国污泥厌氧消化处理率很低。国际上把厌氧消化作为减排的重要手段，达到了90%以上处理率，但是我们国家只有20%左右的处理率。因此，我们国家还有很长的路要走。同时，发电补贴等产品的补贴不到位也是一个问题。

从处理技术上，也存在一系列挑战。比如厌氧发酵有湿式和干式之分，是厌氧还是耗氧还是堆肥？是甲烷化还是VFA平台？是热解还是厌氧？这些技术都会影响到我们选择。厨余垃圾是湿式厌氧还是干式厌氧？现在看来，干式厌氧虽然有些成功的经验，但是技术转化率相对比较低，技术还不太成熟。而湿式厌氧更面临两难的选择，比如湿式厌氧之后沼渣沼液如何处理？生物质是热解还是生化？畜禽粪便是厌氧处理还是堆肥处理？这都涉及到选择的问题。国际上无论是污泥还是厨余垃圾，厌氧以后都是采用耗氧堆肥的处理工艺。有些专家已经提出一系列问题，比如甲烷跟原油、乙醇、己酸和一些化学品的价格相差非常大，我们为什么一定要甲烷化？

1.发展建议

针对以上问题，今天短时间无法输出完整的答案，只提出一些简单的想法。

第一，互联网+三级网络加速生物燃气产业的发展。针对各领域的废弃物收储运、处理、产品销纳等问题，建议沿产业链建立三级网络系统加速推进生物燃气产业的发展。

第二，以技术融合为理念的提质增效。多种处理技术在某种程度上不是互相竞争的，而是可以协同的。我们通过对两家餐厨垃圾不同的技术厂家进行过对比分析。一家以堆肥为主要工艺，一家以厌氧为主要工艺。通过物料核算、工艺组合，发现如果以液体的厌氧、固体的堆肥，生物降解部分的热解组合起来，一个项目的效益能增加一倍。举例来说，如果吨的厨余垃圾投资是1亿元，收益为-万元，通过这种组合，在投资不增加很多的情况下（投资1.2亿元左右，增加万元），收益能够达到0-2万元之间。一个项目从而成为了两个项目。

第三，中小型沼气工程跨界转型升级：田园综合体模式。美丽乡村的建设，乡村振兴是我们国家下一步的重要任务，我们需要跨界转型，以沼气工程为核心，建设田园综合体模式。

2.工作推进思路：

以城市污水为例，全国城市污水排放亿吨，收费不足每吨1元，一年的运行费用也就在-亿元之间。就是这么一个体量的行业，使得住建部门成了非常独立的行业。在这个行业里，活跃着20家以上的上市公司。如果沼气和生物天然气潜力真正能够达到亿元，我们的年产值就会超过0亿元，投资会超过0亿元。由此可见，沼气行业显然需要20家以上的大型上市公司来支撑。

沼气行业目前还不是太成熟。希望下一步从以下两个方面推进工作：

扩大沼气学会内涵，沿产业链布局

中国沼气学会每年主题涵盖的内容主要包括如下几点：沼气政策措施、资源评价和管理；沼气发酵新装备、工艺、技术和控制；沼气发酵残留物综合利用与农业利用、沼气工业化利用与升级等领域。对比来看，国际厌氧大会涵盖的内容则更为丰富，主要体现在如下几个方面。第一，从全产业链考虑，不只是考虑沼气工艺本身，还考虑了沼气的后处理及相关的污染物问题。第二，沼气不光是农业废弃物的处理，还有工业生产废弃物、城市生活废弃物的处理，应该从更广的范围来考虑。同时，我们还要考虑超前的技术。

加强主管部门领导、产业部门融合

从图中可以看到，工业废水处理归环保部监管，餐厨垃圾、污泥归住建部，秸秆、畜禽沼气归农业部，分了很多部门监管，没有形成合力，使得沼气行业的发展受到制约和限制，整体发展不协调。沼气行业需要国家层面整体规划，多部门联动，全方位推进生物质的综合利用。

总结来看，我们的产业体量潜力非常大，这是我们产业的机会；我们的产业链不配套，这是细分市场的机会；我们的技术不是非常成熟，也是我们技术领先的机会。

我们的沼气行业大有可为。