摘要：隨著沼氣綜合利用技術(shù)的不斷進步，沼氣發(fā)電作為新興的沼氣利用技術(shù)出現(xiàn)在大眾視野。作為新興的能源產(chǎn)業(yè)，沼氣發(fā)電雖然在生物質(zhì)行業(yè)整體份額中所占的比例較小，但是近幾年在國家政策的支持下，沼氣發(fā)電累計裝機容量有所增長。據(jù)統(tǒng)計，2022我國沼氣發(fā)電累計裝機容量同比增長9.91%至122萬千瓦。

一、定義及分類

沼氣發(fā)電是隨著大型沼氣池建設(shè)和沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項沼氣利用技術(shù)，它將厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)動機上，并裝有綜合發(fā)電裝置，以產(chǎn)生電能和熱能。沼氣發(fā)電具有高效、節(jié)能、安全和環(huán)保等特點，是一種分布廣泛且價廉的分布式能源。沼氣發(fā)電主要分為燃氣輪機發(fā)電、內(nèi)燃機發(fā)電、蒸汽輪機發(fā)電以及燃料電池發(fā)電。

二、行業(yè)政策

近年來，國家出臺了多項有關(guān)沼氣發(fā)電行業(yè)的政策。2023年7月，三亞市人民政府印發(fā)《三亞市“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》，提出要優(yōu)化畜禽廢棄物糞污處理，推廣沼氣發(fā)電以及沼液沼渣液體肥、有機肥的生產(chǎn)，推進畜禽廢棄物減量化、再利用、再循環(huán)等生態(tài)循環(huán)利用。2023年12月國家發(fā)展改革委等三部門印發(fā)《關(guān)于推進污水處理減污降碳協(xié)同增效的實施意見》，提出將污水（污泥）處理廠光伏發(fā)電、沼氣發(fā)電等綠色電力納入電網(wǎng)企業(yè)保障性收購范圍，依規(guī)向符合條件的項目核發(fā)綠色電力證書。

三、發(fā)展歷程

我國沼氣發(fā)電行業(yè)起步于1920年，但由于當(dāng)時技術(shù)不成熟、管理不到位等原因，沼氣發(fā)展的勢頭沒有持續(xù)下去，出現(xiàn)了兩次較大的回落。從2000年至今，沼氣發(fā)電行業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展階段。隨著國家對可再生能源和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的支持力度加大，沼氣發(fā)電項目得到了大規(guī)模的建設(shè)。中央投資在繼續(xù)支持戶用沼氣建設(shè)的同時，還擴大了支持范圍，包括養(yǎng)殖小區(qū)和聯(lián)戶沼氣、大中型沼氣工程、沼氣服務(wù)體系建設(shè)等。此外，根據(jù)沼氣發(fā)展的新形勢，中央還進一步優(yōu)化了投資結(jié)構(gòu)，重點支持規(guī)?；笮驼託夤こ毯蜕锾烊粴夤こ淘圏c項目建設(shè)。

四、行業(yè)壁壘

1、品牌壁壘

沼氣的收集與利用是國家有關(guān)法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對于沼氣發(fā)電站的規(guī)范要求，也是沼氣發(fā)電站安全運營的重要保證。沼氣發(fā)電站選擇項目合作方一般比較謹(jǐn)慎，需要重點考察沼氣發(fā)電企業(yè)的運營經(jīng)驗和投資能力。因此，品牌認(rèn)知度對于沼氣發(fā)電市場參與者拓展項目具有重要影響，是新進入沼氣發(fā)電行業(yè)的企業(yè)所面臨的重要壁壘之一。

2、技術(shù)壁壘

沼氣發(fā)電項目涉及環(huán)保、生物、電氣工程、自動控制、CDM管理等多學(xué)科、多專業(yè)，需要運營企業(yè)具備專業(yè)人才、技術(shù)積累和管理能力。對于新進入沼氣發(fā)電行業(yè)的企業(yè)而言，缺乏進入沼氣發(fā)電行業(yè)所需的投資決策和精細化管理經(jīng)驗，需要經(jīng)歷較長的探索期。

3、規(guī)模壁壘

沼氣發(fā)電項目需要沼氣發(fā)電相關(guān)企業(yè)在技術(shù)、設(shè)備、管理、運營和維護等方面投入較大成本。由于沼氣發(fā)電項目資金回收期較長，對于新進入沼氣發(fā)電行業(yè)的企業(yè)需要積累一定的項目數(shù)量和規(guī)模，并通過項目間共享技術(shù)和管理資源、分擔(dān)管理成本，才能實現(xiàn)合理的資金回報。

五、產(chǎn)業(yè)鏈

1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是沼氣發(fā)電的原材料和設(shè)備，其中原材料包括城市垃圾和禽畜糞便等；設(shè)備包括內(nèi)燃機、汽輪機、燃氣輪機、發(fā)電機等。產(chǎn)業(yè)鏈中游主要是沼氣發(fā)電，主要是利用厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣，驅(qū)動沼氣發(fā)電機組發(fā)電。產(chǎn)業(yè)鏈下游則是沼氣發(fā)電的應(yīng)用領(lǐng)域，主要包括工業(yè)用電、商業(yè)用電和居民用電。

沼氣發(fā)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

內(nèi)燃機

濰坊華源內(nèi)燃機制造有限公司

廣西玉柴機器集團有限公司

安徽全柴動力股份有限公司

常柴股份有限公司

昆明云內(nèi)動力股份有限公司

汽輪機

西門子(中國)有限公司

上海電氣集團股份有限公司

中國東方電氣集團有限公司

濰坊雷諾特動力設(shè)備有限公司

燃氣輪機

中科合肥微小型燃氣輪機研究院有限責(zé)任公司

上海電氣燃氣輪機有限公司

哈爾濱廣瀚燃氣輪機有限公司

遼寧福鞍燃氣輪機有限公司

發(fā)電機

揚州眾科發(fā)電機制造有限公司

濰柴動力股份有限公司

明陽智慧能源集團股份公司

廣西玉柴機器集團有限公司

上游

河南百川暢銀環(huán)保能源股份有限公司

山東民和牧業(yè)股份有限公司

維爾利環(huán)?？萍技瘓F股份有限公司

廣州迪森熱能技術(shù)股份有限公司

中游

工業(yè)用電

商業(yè)用電

居民用電

下游

2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析

（1）河南百川暢銀環(huán)保能源股份有限公司

河南百川暢銀環(huán)保能源股份有限公司自成立以來，專注于沼氣發(fā)電業(yè)務(wù)，積累了豐富的運營和管理經(jīng)驗。企業(yè)主動采取錯位競爭策略，積極拓展中小型城市、縣城等垃圾填埋場合作機會并迅速占據(jù)核心資源，項目數(shù)量與裝機規(guī)模迅速提升；運營管理經(jīng)驗的積累進一步提升了企業(yè)的項目拓展能力，形成了企業(yè)特有的品牌效應(yīng)；同時，企業(yè)利用沼氣發(fā)電技術(shù)的共通性，有效拓展養(yǎng)殖場糞污、廚余垃圾、垃圾焚燒滲濾液沼氣、煤層瓦斯氣等甲烷回收利用項目，極大拓寬了自身的產(chǎn)業(yè)布局。截至2023年6月30日，企業(yè)在河南、安徽、湖北、浙江、廣東等省份（直轄市、自治區(qū)）投產(chǎn)運營112個沼氣利用項目，按照運營項目數(shù)量計算，企業(yè)在國內(nèi)沼氣發(fā)電行業(yè)居于前列。據(jù)統(tǒng)計，企業(yè)沼氣發(fā)電業(yè)務(wù)營業(yè)收入同比下降20.8%至1.72億元，主要是相關(guān)電廠的沼氣產(chǎn)氣量不及預(yù)期，企業(yè)部分電廠減容、關(guān)停。

（2）山東民和牧業(yè)股份有限公司

山東民和牧業(yè)股份有限公司作為國內(nèi)最大的肉雞苗生產(chǎn)企業(yè)之一，形成了以父母代肉種雞飼養(yǎng)和商品代肉雞苗生產(chǎn)銷售為核心，肉雞養(yǎng)殖、屠宰加工、熟食和調(diào)理品生產(chǎn)和銷售、有機廢棄物資源化開發(fā)利用相結(jié)合的較為完整的循環(huán)經(jīng)濟業(yè)務(wù)鏈。與此同時，企業(yè)下屬子公司民和生物即是以企業(yè)種雞和商品雞養(yǎng)殖產(chǎn)生糞污為原料從事沼氣發(fā)電和生物天然氣提純、有機固態(tài)肥、有機水溶肥的生產(chǎn)與銷售等業(yè)務(wù)，多年的技術(shù)積累和實踐使其能夠及時有效地處理養(yǎng)殖畜禽糞污，為企業(yè)打造農(nóng)業(yè)循環(huán)產(chǎn)業(yè)，持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供支持。據(jù)統(tǒng)計，2023年上半年，企業(yè)電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)營收同比增長10.73%至651.09萬元。

六、行業(yè)現(xiàn)狀

隨著沼氣綜合利用技術(shù)的不斷進步，沼氣發(fā)電作為新興的沼氣利用技術(shù)出現(xiàn)在大眾視野。作為新興的能源產(chǎn)業(yè)，沼氣發(fā)電雖然在生物質(zhì)行業(yè)整體份額中所占的比例較小，但是近幾年在國家政策的支持下，沼氣發(fā)電累計裝機容量有所增長。據(jù)統(tǒng)計，2022我國沼氣發(fā)電累計裝機容量同比增長9.91%至122萬千瓦。

七、發(fā)展因素

1、有利因素

（1）政策的不斷利好

2022年10月，市場監(jiān)管總局、國家發(fā)展改革委及工業(yè)和信息化部等國家九部委聯(lián)合印發(fā)《建立健全碳達峰碳中和標(biāo)準(zhǔn)計量體系實施方案》。并提出在加強農(nóng)業(yè)農(nóng)村降碳增效標(biāo)準(zhǔn)制修訂方面，要加快研究制定農(nóng)村可再生能源節(jié)能降碳監(jiān)測評價相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制修訂秸稈打捆自燃、沼氣、生物天然氣等農(nóng)村可再生能源相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。政策的不斷利好為沼氣發(fā)電提供了良好的發(fā)展環(huán)境和機遇。

（2）垃圾滲濾液含大量有機物，沼氣利用與垃圾焚燒協(xié)同發(fā)展

沼氣發(fā)電是滲濾液沼氣利用的最佳方式。滲濾液在厭氧過程中，會產(chǎn)生大量沼氣，一般利用方式包括：導(dǎo)入焚燒爐焚燒、火炬燃燒、沼氣鍋爐利用、沼氣發(fā)電。其中沼氣鍋爐利用主要產(chǎn)生熱水或熱蒸汽，但由于垃圾焚燒廠本身產(chǎn)有大量余熱蒸汽，經(jīng)濟意義不大；采用火炬燃燒則會浪費沼氣資源；沼氣回噴焚燒爐可提升焚燒熱值，但伴隨垃圾熱值提升，焚燒爐熱值承受范圍有限，燃燒沼氣將減少入爐垃圾焚燒量。對比而言，沼氣發(fā)電方案經(jīng)濟效益較為明顯，每立方沼氣可發(fā)電1.7-1.8千瓦時。

（3）沼氣發(fā)電促進美麗鄉(xiāng)村建設(shè)

我國農(nóng)村分布廣闊分散，交通與能源供給相對薄弱，環(huán)境治理難度大，廣大農(nóng)村處在社會供能體系的末端，面臨著能源分散、供能不足、品質(zhì)差、成本高等諸多老大難問題，很多地區(qū)無法脫離秸稈、薪柴、燃煤作為生活能源，效率低且污染環(huán)境。而通過沼氣發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)一定儲能和便利調(diào)節(jié)功能的、穩(wěn)定的多元化清潔能源供給，在降低綜合用能成本的同時，還能提高農(nóng)村供能質(zhì)量與可靠性。此外，沼氣發(fā)電行業(yè)在推動農(nóng)村用能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級、實現(xiàn)農(nóng)村能源革命的同時，還有助于促進美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。

2、不利因素

（1）國內(nèi)沼氣發(fā)電規(guī)模與歐美等國相比還有較大差距

國內(nèi)沼氣發(fā)電行業(yè)還處于發(fā)展培育期，沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化水平低，經(jīng)濟可持續(xù)性弱，遠遠落后于歐美國家。此外，目前我國沼氣發(fā)電技術(shù)卻面臨單體項目規(guī)模小、規(guī)模效益較差、盈利水平低、收入模式單一等挑戰(zhàn)。由于規(guī)模小，普及與推廣工作不到位，沼氣發(fā)電項目尚未得到足夠重視，在行業(yè)政策方面常與垃圾焚燒發(fā)電等被并類處理，這將不利于沼氣發(fā)電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（2）秸稈及混合物料沼氣碳排放方法學(xué)尚未制定

碳資產(chǎn)收益是沼氣項目社會效益體現(xiàn)，是項目增加收益，增加盈利的根本。目前秸稈沼氣和秸稈混合物料沼氣發(fā)電項目碳減排方法學(xué)未制定，需要相關(guān)部門、企業(yè)、協(xié)會組織合作創(chuàng)新研究，明確基準(zhǔn)線排放、項目排放計算原則和方法，以及監(jiān)測數(shù)據(jù)和方法，并經(jīng)過生態(tài)環(huán)境部認(rèn)可后，才能開展項目備案、年減排量核算、碳市場交易等工作。秸稈及混合物料沼氣碳排放方法學(xué)尚未制定的背景下，我國沼氣發(fā)電項目尚無法參與碳市場CCER交易，從而獲得更多收益。我國沼氣發(fā)電項目投資收益來源單一，僅僅依靠發(fā)電收入的情況下，我國沼氣發(fā)電項目投資收益率偏低，投資回報周期偏長。

（3）沼氣發(fā)電缺乏相應(yīng)的人才

沼氣發(fā)電屬于新型發(fā)電技術(shù)，要想促進沼氣發(fā)電的持續(xù)發(fā)展，需要有相應(yīng)的沼氣發(fā)電專業(yè)人才，否則，沼氣發(fā)電就難以為繼。并且沼氣發(fā)電在我國發(fā)展歷史較短、普及率較低，具備沼氣發(fā)電技術(shù)的人并不多，即使有些人具備了沼氣發(fā)電相關(guān)知識，但受到沼氣發(fā)電地域偏遠的影響，也無法滿足沼氣發(fā)電的真正需要，這就導(dǎo)致沼氣發(fā)電缺乏相應(yīng)的專業(yè)人才,阻礙了沼氣發(fā)電的研究和推廣。

八、競爭格局

目前，我國沼氣發(fā)電行業(yè)的企業(yè)數(shù)量較多，但大多數(shù)企業(yè)的規(guī)模較小，尚未形成具有顯著市場影響力的領(lǐng)軍企業(yè)。我國沼氣發(fā)電行業(yè)市場競爭尤為激烈，沼氣發(fā)電企業(yè)之間難以形成穩(wěn)定的競爭格局。當(dāng)前，我國沼氣發(fā)電主要上市企業(yè)包括百川暢銀、民和股份、維爾利、迪森股份等，其中，百川暢銀為我國沼氣發(fā)電行業(yè)重點企業(yè)。

九、發(fā)展趨勢

隨著科技的不斷進步，沼氣發(fā)電技術(shù)也在持續(xù)優(yōu)化和創(chuàng)新，主要包括提高發(fā)電效率、降低設(shè)備成本、增強設(shè)備可靠性等方面。此外，新技術(shù)如燃料電池等也在不斷探索和應(yīng)用，這將為沼氣發(fā)電行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。與此同時，隨著環(huán)保意識的日益增強和能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，沼氣發(fā)電的市場需求正在持續(xù)增長。特別是在畜禽養(yǎng)殖、工業(yè)有機廢水處理等領(lǐng)域，沼氣發(fā)電的應(yīng)用前景廣闊。此外，隨著沼氣發(fā)電技術(shù)的不斷進步和成本的降低，其應(yīng)用領(lǐng)域也將進一步拓展。