沼气发电

摘要：随着沼气综合利用技术的不断进步，沼气发电作为新兴的沼气利用技术出现在大众视野。作为新兴的能源产业，沼气发电虽然在生物质行业整体份额中所占的比例较小，但是近几年在国家政策的支持下，沼气发电累计装机容量有所增长。据统计，2022我国沼气发电累计装机容量同比增长9.91%至122万千瓦。

一、定义及分类

沼气发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有高效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。沼气发电主要分为燃气轮机发电、内燃机发电、蒸汽轮机发电以及燃料电池发电。

二、行业政策

近年来，国家出台了多项有关沼气发电行业的政策。2023年7月，三亚市人民政府印发《三亚市“十四五”节能减排综合工作方案》，提出要优化畜禽废弃物粪污处理，推广沼气发电以及沼液沼渣液体肥、有机肥的生产，推进畜禽废弃物减量化、再利用、再循环等生态循环利用。2023年12月国家发展改革委等三部门印发《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》，提出将污水（污泥）处理厂光伏发电、沼气发电等绿色电力纳入电网企业保障性收购范围，依规向符合条件的项目核发绿色电力证书。

三、发展历程

我国沼气发电行业起步于1920年，但由于当时技术不成熟、管理不到位等原因，沼气发展的势头没有持续下去，出现了两次较大的回落。从2000年至今，沼气发电行业经历了快速发展阶段。随着国家对可再生能源和环保产业的支持力度加大，沼气发电项目得到了大规模的建设。中央投资在继续支持户用沼气建设的同时，还扩大了支持范围，包括养殖小区和联户沼气、大中型沼气工程、沼气服务体系建设等。此外，根据沼气发展的新形势，中央还进一步优化了投资结构，重点支持规模化大型沼气工程和生物天然气工程试点项目建设。

四、行业壁垒

1、品牌壁垒

沼气的收集与利用是国家有关法规和技术标准对于沼气发电站的规范要求，也是沼气发电站安全运营的重要保证。沼气发电站选择项目合作方一般比较谨慎，需要重点考察沼气发电企业的运营经验和投资能力。因此，品牌认知度对于沼气发电市场参与者拓展项目具有重要影响，是新进入沼气发电行业的企业所面临的重要壁垒之一。

2、技术壁垒

沼气发电项目涉及环保、生物、电气工程、自动控制、CDM管理等多学科、多专业，需要运营企业具备专业人才、技术积累和管理能力。对于新进入沼气发电行业的企业而言，缺乏进入沼气发电行业所需的投资决策和精细化管理经验，需要经历较长的探索期。

3、规模壁垒

沼气发电项目需要沼气发电相关企业在技术、设备、管理、运营和维护等方面投入较大成本。由于沼气发电项目资金回收期较长，对于新进入沼气发电行业的企业需要积累一定的项目数量和规模，并通过项目间共享技术和管理资源、分担管理成本，才能实现合理的资金回报。

五、产业链

1、行业产业链分析

沼气发电产业链上游主要是沼气发电的原材料和设备，其中原材料包括城市垃圾和禽畜粪便等；设备包括内燃机、汽轮机、燃气轮机、发电机等。产业链中游主要是沼气发电，主要是利用厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电。产业链下游则是沼气发电的应用领域，主要包括工业用电、商业用电和居民用电。

沼气发电行业产业链

内燃机

潍坊华源内燃机制造有限公司

广西玉柴机器集团有限公司

安徽全柴动力股份有限公司

常柴股份有限公司

昆明云内动力股份有限公司

汽轮机

西门子(中国)有限公司

上海电气集团股份有限公司

中国东方电气集团有限公司

潍坊雷诺特动力设备有限公司

燃气轮机

中科合肥微小型燃气轮机研究院有限责任公司

上海电气燃气轮机有限公司

哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司

辽宁福鞍燃气轮机有限公司

发电机

扬州众科发电机制造有限公司

潍柴动力股份有限公司

明阳智慧能源集团股份公司

广西玉柴机器集团有限公司

上游

河南百川畅银环保能源股份有限公司

山东民和牧业股份有限公司

维尔利环保科技集团股份有限公司

广州迪森热能技术股份有限公司

中游

工业用电

商业用电

居民用电

下游

2、行业领先企业分析

（1）河南百川畅银环保能源股份有限公司

河南百川畅银环保能源股份有限公司自成立以来，专注于沼气发电业务，积累了丰富的运营和管理经验。企业主动采取错位竞争策略，积极拓展中小型城市、县城等垃圾填埋场合作机会并迅速占据核心资源，项目数量与装机规模迅速提升；运营管理经验的积累进一步提升了企业的项目拓展能力，形成了企业特有的品牌效应；同时，企业利用沼气发电技术的共通性，有效拓展养殖场粪污、厨余垃圾、垃圾焚烧渗滤液沼气、煤层瓦斯气等甲烷回收利用项目，极大拓宽了自身的产业布局。截至2023年6月30日，企业在河南、安徽、湖北、浙江、广东等省份（直辖市、自治区）投产运营112个沼气利用项目，按照运营项目数量计算，企业在国内沼气发电行业居于前列。据统计，企业沼气发电业务营业收入同比下降20.8%至1.72亿元，主要是相关电厂的沼气产气量不及预期，企业部分电厂减容、关停。

（2）山东民和牧业股份有限公司

山东民和牧业股份有限公司作为国内最大的肉鸡苗生产企业之一，形成了以父母代肉种鸡饲养和商品代肉鸡苗生产销售为核心，肉鸡养殖、屠宰加工、熟食和调理品生产和销售、有机废弃物资源化开发利用相结合的较为完整的循环经济业务链。与此同时，企业下属子公司民和生物即是以企业种鸡和商品鸡养殖产生粪污为原料从事沼气发电和生物天然气提纯、有机固态肥、有机水溶肥的生产与销售等业务，多年的技术积累和实践使其能够及时有效地处理养殖畜禽粪污，为企业打造农业循环产业，持续稳定发展提供支持。据统计，2023年上半年，企业电力生产业务营收同比增长10.73%至651.09万元。

六、行业现状

随着沼气综合利用技术的不断进步，沼气发电作为新兴的沼气利用技术出现在大众视野。作为新兴的能源产业，沼气发电虽然在生物质行业整体份额中所占的比例较小，但是近几年在国家政策的支持下，沼气发电累计装机容量有所增长。据统计，2022我国沼气发电累计装机容量同比增长9.91%至122万千瓦。

七、发展因素

1、有利因素

（1）政策的不断利好

2022年10月，市场监管总局、国家发展改革委及工业和信息化部等国家九部委联合印发《建立健全碳达峰碳中和标准计量体系实施方案》。并提出在加强农业农村降碳增效标准制修订方面，要加快研究制定农村可再生能源节能降碳监测评价相关标准，制修订秸秆打捆自燃、沼气、生物天然气等农村可再生能源相关标准。政策的不断利好为沼气发电提供了良好的发展环境和机遇。

（2）垃圾渗滤液含大量有机物，沼气利用与垃圾焚烧协同发展

沼气发电是渗滤液沼气利用的最佳方式。渗滤液在厌氧过程中，会产生大量沼气，一般利用方式包括：导入焚烧炉焚烧、火炬燃烧、沼气锅炉利用、沼气发电。其中沼气锅炉利用主要产生热水或热蒸汽，但由于垃圾焚烧厂本身产有大量余热蒸汽，经济意义不大；采用火炬燃烧则会浪费沼气资源；沼气回喷焚烧炉可提升焚烧热值，但伴随垃圾热值提升，焚烧炉热值承受范围有限，燃烧沼气将减少入炉垃圾焚烧量。对比而言，沼气发电方案经济效益较为明显，每立方沼气可发电1.7-1.8千瓦时。

（3）沼气发电促进美丽乡村建设

我国农村分布广阔分散，交通与能源供给相对薄弱，环境治理难度大，广大农村处在社会供能体系的末端，面临着能源分散、供能不足、品质差、成本高等诸多老大难问题，很多地区无法脱离秸秆、薪柴、燃煤作为生活能源，效率低且污染环境。而通过沼气发电能够实现一定储能和便利调节功能的、稳定的多元化清洁能源供给，在降低综合用能成本的同时，还能提高农村供能质量与可靠性。此外，沼气发电行业在推动农村用能结构转型升级、实现农村能源革命的同时，还有助于促进美丽乡村建设。

2、不利因素

（1）国内沼气发电规模与欧美等国相比还有较大差距

国内沼气发电行业还处于发展培育期，沼气发电产业化、规模化水平低，经济可持续性弱，远远落后于欧美国家。此外，目前我国沼气发电技术却面临单体项目规模小、规模效益较差、盈利水平低、收入模式单一等挑战。由于规模小，普及与推广工作不到位，沼气发电项目尚未得到足够重视，在行业政策方面常与垃圾焚烧发电等被并类处理，这将不利于沼气发电行业的可持续发展。

（2）秸秆及混合物料沼气碳排放方法学尚未制定

碳资产收益是沼气项目社会效益体现，是项目增加收益，增加盈利的根本。目前秸秆沼气和秸秆混合物料沼气发电项目碳减排方法学未制定，需要相关部门、企业、协会组织合作创新研究，明确基准线排放、项目排放计算原则和方法，以及监测数据和方法，并经过生态环境部认可后，才能开展项目备案、年减排量核算、碳市场交易等工作。秸秆及混合物料沼气碳排放方法学尚未制定的背景下，我国沼气发电项目尚无法参与碳市场CCER交易，从而获得更多收益。我国沼气发电项目投资收益来源单一，仅仅依靠发电收入的情况下，我国沼气发电项目投资收益率偏低，投资回报周期偏长。

（3）沼气发电缺乏相应的人才

沼气发电属于新型发电技术，要想促进沼气发电的持续发展，需要有相应的沼气发电专业人才，否则，沼气发电就难以为继。并且沼气发电在我国发展历史较短、普及率较低，具备沼气发电技术的人并不多，即使有些人具备了沼气发电相关知识，但受到沼气发电地域偏远的影响，也无法满足沼气发电的真正需要，这就导致沼气发电缺乏相应的专业人才,阻碍了沼气发电的研究和推广。

八、竞争格局

目前，我国沼气发电行业的企业数量较多，但大多数企业的规模较小，尚未形成具有显著市场影响力的领军企业。我国沼气发电行业市场竞争尤为激烈，沼气发电企业之间难以形成稳定的竞争格局。当前，我国沼气发电主要上市企业包括百川畅银、民和股份、维尔利、迪森股份等，其中，百川畅银为我国沼气发电行业重点企业。

九、发展趋势

随着科技的不断进步，沼气发电技术也在持续优化和创新，主要包括提高发电效率、降低设备成本、增强设备可靠性等方面。此外，新技术如燃料电池等也在不断探索和应用，这将为沼气发电行业带来新的发展机遇。与此同时，随着环保意识的日益增强和能源结构的优化调整，沼气发电的市场需求正在持续增长。特别是在畜禽养殖、工业有机废水处理等领域，沼气发电的应用前景广阔。此外，随着沼气发电技术的不断进步和成本的降低，其应用领域也将进一步拓展。