我国农村户用沼气使用效率及其影响因素研究:基于全国五省调研的实证分析

蔡亚庆，仇焕广，王金霞，白军飞

(中国科学院农业政策研究中心，北京100101)

一、引言

在我国经济快速发展的同时，能源消耗需求和环境污染的压力也迅速增加，沼气等可再生能源的发展日益受到重视。2010年我国石油净进口量达到25367万吨，石油进口依存度达到60%［1］。与此同时，我国政府承诺到2020年单位国民生产总值的二氧化碳排放量要比2005年下降40%－45%，并且将减排目标作为约束性指标纳入国民经济和社会发展的中长期规划。发展新的可再生能源、实现社会经济和环境的可持续发展已经成为必然的选择。沼气作为一种清洁的可再生能源，由于其原料丰富、环境友好的特点，以及其在优化农村能源结构、改善农村生态环境等方面具有显著的综合效益，因而得到我国政府的高度重视和大力推广［2］。

国家政策的大力扶持对于我国农村沼气的推广发挥了重要的作用。从2000年以来，中央政府对沼气项目的补贴幅度逐年增加，我国农村沼气发展加快。2001－2010年中央政府对沼气建设累计投资248.2亿元，其中对农村户用沼气池投资金额达到182.7亿元，占国家沼气投资总额的74%［3］。在此政策的推动下，我国农村户用沼气池从2000年的848万户快速发展到2009年的3507万户，年均增长率高达17.1%。目前，我国已成为世界上最大的农村户用沼气池保有国［4－5］。可以预见，随着我国可再生能源战略的推进，我国农村沼气未来较长一段时期内仍会保持快速发展。根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年我国沼气年利用总量将达到440亿立方米，其中农村沼气利用量达到300亿立方米，届时沼气将成为8000万户(约3亿人)农村居民的主要生活燃料。

虽然我国农村沼气建设在国家大力投资的推动下迅速发展，然而这些投资的效率如何却一直备受争议。一些研究认为我国的沼气使用效率很低，政府每年20多亿元的农村沼气建设存在严重的资源浪费。例如王珏［6］对陕西省的调查结果表明该省的沼气池闲置率接近40%，即使在用的沼气池的使用效率也很低。但是，一些官方的统计数据认为我国沼气的使用效率较高。如农业部的一项调查表明2000－2009年，我国农村户用沼气池平均利用率达到92%［7］。因此，利用有代表性的、详细的调查数据对我国农村沼气池的实际使用效率及其影响因素展开深入分析，不仅对如何改善和提高我国现有的农村沼气设施利用率有重要意义，而且对我国政府未来应如何开展农村沼气建设和投资补贴具有重要参考价值。

本文利用全国5省实地调研数据分析了我国农村沼气使用效率情况，并采用计量经济模型对影响我国农村沼气使用效率的因素进行剖析，并在此基础上提出促进我国农村沼气健康发展的政策建议。文章第二部分重点介绍本文数据来源并且对我国农村户用沼气使用情况和使用效率进行描述性统计分析，第三部分是影响沼气使用效率的计量模型设定及模型估计结果，第四部分对全文进行总结并提出政策建议。

二、农村户用沼气建设和使用效率及相关因素的统计分析

(一)数据来源

本文所用数据来源于作者2011年初在全国5个省开展的大规模实地调查。调查抽样综合考虑了地区代表性与分层随机的两个原则。首先，考虑地区的代表性和沼气分布，我们选取了吉林、河北、安徽、四川、云南等五个省。在每个省内部，按县人均收入高、中、低三类各随机抽取一个县，每个县内部再按照随机抽样的方法选取了2个乡、每个乡选取3个村、每个村选取10－12个农户。通过这样的抽样方法，我们共获得包括5个省、15个县、30个乡、90个村和1099个农户的调查样本。在这些选取的农户中，有沼气池的农户为204户。调查问卷分为村级和农户两种类型。调研内容不仅包括了村沼气项目及政策措施、农户沼气建设和使用情况，而且还包括了有关村和非沼气建设农户的家庭和社会经济特征等。

(二)我国农村户用沼气池的建设和使用效率

已有研究对我国农户沼气使用效率的度量较为粗糙，多数研究用以在用沼气池占已建成沼气池的比例作为衡量沼气池使用效率的标准［6，8］，但是，由于一些沼气池虽然在用但使用效率却非常低，因此这类研究高估了我国农村户用沼气实际使用效率。农村户用沼气使用效率指标不仅应包括对沼气池使用率(即沼气使用农户占建池农户的比例)的度量，还应该包含对在利用沼气池使用效率的分析。本文采用农户沼气池实际使用时间占当地自然条件下每年最长可用时间的比例来衡量农村户用沼气池使用效率。例如，如果当地自然条件下沼气年产气时间为10个月，而农户沼气使用时间为1个月，则样本农户沼气使用效率为10%;如果当地自然条件下沼气年产气时间为6个月，农户沼气池使用时间也为6个月，则使用效率为100%。

表1 农村户用沼气池建设使用情况

表1汇总了调查省份农户沼气池建设及使用情况。在所调查的1099户农户中，有204户建了沼气池，即调查样本中有18.6%的农户修建了沼气池，与国家统计数字19.6%较为接近［3］。在建池农户中，只有 156户农户使用沼气池，即有76.5%的沼气池在被使用。从分省的情况来看，云南农户沼气池使用率最高，达到91.3%。四川和河北省的沼气使用率分别为78.1%和60%，安徽和吉林两省农户沼气使用率较低，分别为45.5%和29.4%。需要说明的是，由于绝大多数沼气池是在2000年之后建成，因而废弃不用的沼气池并不是因为年久失修而停运。

进一步，从农户沼气池使用效率指标来看，即从实际使用时间占最长可用时间的比例来看，农户沼气池的实际使用率更低。从5个省的总体情况来看，农户沼气池使用效率为64.8%，最高的是云南和四川两省，分别为81.9%和62.9%，其次是河北和吉林，分别为60%、37.9%，最低的是安徽省，沼气池使用效率仅为12.9%(表1)。这种区域之间的差异可能有生态和经济效益方面的原因，也可能有原料供应制约与经济约束的原因［9－11］。

(三)农户沼气池使用效率的相关因素分析

国内外的一些实证研究表明，自然气候条件、农户家庭特征、沼气技术等对农户沼气池建设、使用效率有不同程度的影响，沼气建设补贴政策、后期管理服务等政策因素、以及农民收入增长、和农业生产结构变化等因素也会对农村户用沼气使用效率产生影响［8，12－14］。

从国家补贴政策来看，我们的调查发现我国各级政府在沼气池建设上投入的大量公共财政并没有有效增加农户沼气池的使用效率，相反，随着公共投资比例的增加，农户沼气池使用效率出现明显的下降(表2)。这一结果与杨海霞［2］、文华成和杨新元［15］和陈慧敏［16］等人的研究成果非常一致。统计数据显示，如果国家对农村沼气池建设成本的补贴低于总成本的33%，则沼气池的使用效率为74.7%，而如果沼气池补贴比例占总建设成本的比例超过67%，这些沼气池的使用效率快速下降到52.9%。

表2 农户沼气池使用效率影响因素的相关性分析

农户家庭生产情况、家庭经济状况和农业劳动力数量等可能对沼气池使用效率产生影响。从表2来看，随着牲畜存栏量的增加，农户沼气池使用效率也随之提高。与没有饲养牲畜的农户相比，饲养10头以上牲畜的农户沼气使用效率高54.5%。而家禽存栏量对农户沼气池使用效率的影响表现为饲养的农户比不饲养的农户有明显更高的沼气使用比例，但饲养规模的影响并不明显。农户沼气池使用效率随着家庭人均财产的增长而下降。人均家庭财产在1万元以下的农户沼气池使用效率为74.4%，而人均超过3万元的农户沼气池使用效率仅为52%。

三、沼气池使用效率影响因素的计量经济模型分析

(一)模型设定

描述统计分析的结果表明，农村户用沼气使用效率与农户家庭基本特征、沼气池建造情况、资源状况、政策因素以及自然气候条件等因素有关。但是，以上的单因素分析由于没有控制其它因素的影响，无法将各个因素对沼气使用效率的影响分离出来，为此，我们建立了如下的计量模型展开分析:

被解释变量Yij是农户沼气池使用效率，即农户沼气池使用时间占当地自然条件下(即不采用温棚等加热设施)沼气池每年最长可使用时间的比例。由于回归方程中我们分别用纬度或省虚变量对温度等自然条件进行控制，从而控制了当地自然条件下沼气池最长使用时间，因而实际回归中，被解释变量直接采用农户在2010年沼气使用时间作为被解释变量。

解释变量包括政策因素(Pij)、沼气池发酵资源状况(Rij)、农户特征(Hij)、沼气池建设使用状况(Bij)、社会环境(Vj)、自然条件(Nj)以及随机扰动项(eij)的信息矩阵。其中政策因素(Pij)包括规模养殖户是否必须建立沼气池以及公共投资占农户沼气池建造成本的比例，是本文关注的核心变量。沼气池发酵资源(Rij)采用家庭牲畜存栏量、家禽存栏量以及家庭秸秆存量作为衡量指标。由于家庭秸秆存量难以估算，本文用耕地面积来衡量。沼气池建造情况(Bij)包括沼气池建设总费用和沼气池建成时间两个变量，沼气池建设费用主要衡量沼气池大小和建设质量，建成时间衡量沼气池运行状况。农户特征(Hij)包括农户收入水平、家庭农业劳动力人数、家中是否有村干部以及户主年龄和受教育程度。由于农业生产具有一定风险性，农户每年的收入水平有较大差异，因而本文采用人均家庭财产作为衡量农户收入水平的变量。此外，我们将用农户距乡(镇)政府的距离、地形条件以及气温条件控制其它社会经济环境(Vj)及自然条件(Nj)对农户沼气池使用效率的影响。由于沼气发酵受气温影响较大，其自然条件下最长使用时间主要受气温影响，研究中我们将分别采用省虚变量和纬度变量来衡量气候条件对农户沼气使用效率的影响，纬度变量精确到村级水平。

由于部分样本农户没有使用沼气池，因此无法观测到他们愿意使用沼气的时间。如果将这些样本农户的沼气使用时间设定为0，并采用普通最小二乘法回归会导致估计结果的选择性偏误。为了克服这一问题，我们采用Tobit模型方法对农户沼气使用效率方程进行计量经济估计［17］。

(二)模型估计结果

表3汇报了采用省虚变量和纬度的两组回归结果。通过比较两组回归结果可以发现，无论是采用省虚变量还是纬度作为当地自然条件的控制变量，所得结果差异不大，表明回归结果较为稳健。报告的回归系数为Tobit无条件边际效应，即解释变量变动一单位对被解释变量(沼气使用效率)的边际影响［18］。

回归结果进一步证实了我们在数据统计分析中的结果，即，补贴政策并没有促进农户沼气使用效率的提高，相反，随着公共投资比例的提高，农户沼气池使用效率反而降低。这可能是因为公共投资越高，农户弃用沼气池的机会成本就越小。公共投资比例越高农户沼气池使用效率反而越低的深层次原因可能是沼气补贴对象出现偏差，即，财政补贴很可能给了实际上并不非常需要沼气的农户，而真正需要沼气的农户可能并没有得到更多的公共财政补贴。2000年以来，我国大力推广农村户用沼气，在国家加大投资的同时，也要求地方政府进行资金配套。2009年之前，对于不能完成配套资金的地方，取消中央配套资金。尽管国家沼气补贴政策偏向于西部贫困地区，但是由于富裕地区地方财政充裕，所以对农户沼气补贴比例更高，而富裕地区农户沼气使用效率较低。

农户家庭特征中财产状况对沼气使用效率有显著影响。农户家庭财产对沼气使用效率具有显著的负面影响，回归结果表明随着收入水平的提高，农户使用沼气效率也随之降低。这一结论和汪海波［8］等人的研究结论一致，表明富裕农户可能更倾向于使用其它能源而非沼气，这意味着通过直接补贴建沼气池的做法可能并不能起到提高富裕农户使用沼气的效果，反而可能会导致固定设施投资的巨大浪费。

沼气池建成时间对农户沼气池使用效率产生显著影响，这表明:沼气池建成时间越久，其使用效率越低。一方面，新建的沼气池由于采用最新的技术，因而使用效率较高;另一方面，老旧沼气池因为管理不善、设备失修而造成其使用效率低下。此外，相对于山区，丘陵地区的农户沼气使用效率更高，平原地区沼气使用效率无显著差异。这可能与不同地貌条件下本地传统能源的可获得性与其它能源的成本有关。相比较丘陵地区而言，山区可能有着更加丰富的传统能源，如干树枝、枯草等，而平原地区则可以以更低成本获得外来能源，如煤碳、电力等，而在丘陵区，既没有山区丰富的传统能源，也不能像平原一样以较低成本获得石化能源，因此，导致沼气池的使用效率在丘陵地区较高。

表3 沼气使用效率影响因素模型估计结果

四、结论与政策建议

尽管在政策的推动下，我国农村沼气建设取得了显著进步，但是农村户用沼气使用效率低下，仍然是困扰我国农村户用沼气发展的主要问题之一。深入分析我国农户沼气使用的现状及影响其使用效率的因素，对于提高我国现有沼气池使用效率以及指导未来农村沼气发展布局具有重要的指导意义。本文利用全国五省的详细调查数据对我国农户沼气使用率进行了实证研究，并通过计量经济模型对影响我国沼气使用效率的因素进行了深入分析。

研究结果表明，并不是所有已建沼气池都在投入使用，投入使用的沼气池占76.5%;另外，从使用时间来看，沼气池的总体使用效率仅为64.8%。这意味着当前农村沼气池的建设存在一定的闲置或浪费问题，从而也造成固定设施投入、国家财政补贴及相关能源方面的浪费。同时，沼气池使用存在显著的区域差异，表现为安徽、吉林两省农户沼气使用效率较低，甚至不足50%，而西南部的云南和四川使用效率较高，分别为81.9%和62.9%。这种区域之间的显著差异一方面与各地的自然和社会经济条件有关，另一方面也与当前对沼气池补贴政策缺乏足够的区域适配性有关，也就是补贴与区域实际需求之间存在脱节问题。

计量经济模型回归结果表明，国家沼气相关补贴政策并没有促进农户沼气池使用效率的提高，相反，公共投入比例越高，农户沼气池使用效率反而越低。这一方面是因为农户投入少其弃用沼气池的成本相对较低，另一方面则说明目前的补贴政策可能存在严重的偏差，对当前补贴方式、方法进行调整是非常必要的。研究结果还表明，随着农民收入水平的提高和畜禽养殖农户比例的下降，农村户用沼气的使用效率可能进一步下降。农户家庭人均财产越高，沼气池使用效率越低。

根据上述研究结果，本文提出促进我国未来沼气利用和提高沼气使用效率的政策建议:

1.调整我国农户沼气补贴政策，重点向贫困地区与贫困农户倾斜。低收入农户更愿意使用沼气，而高收入的农户更倾向于使用液化气等更为清洁和便捷的能源。因此，未来沼气发展应该更加侧重于扶持贫困地区和贫困农户，富裕地区不应再是农村沼气发展的重点区域。同时对于政府补贴支持下建立起来的沼气池的使用效率要进行定期的跟踪评估，对使用沼气效率较低的地区，应适当减少中央财政对这些地区沼气建设的支持力度，相反提高对沼气使用效率较高地区的补贴力度，以减少不必要的浪费，并提高财政补贴的实际使用效率。

2.加强对现有沼气池的后期技术支持与服务。研究表明缺乏后期的管理和技术支持是导致大量的沼气池处在闲置状态的主要原因之一。要提高现有沼气池的使用效率，不仅需要加大对沼气设备等配套设施的建设(如沼气池增温设施、可适用多种燃料的炉灶、管道设施等)，更需要农村沼气服务体系的建立和完善，降低沼气池后期的使用与维护成本。

3.出台鼓励畜禽粪便循环利用的政策和补贴措施，特别是鼓励用沼气方式对畜禽粪便进行再循环利用。这不仅可以为农村居民提供大量的清洁能源，还能够显著降低由畜禽粪便排放所造成的环境污染。同时，各级政府应加强对畜禽粪便污染排放的监管，在具备条件的地区率先建立以减少畜禽粪便排放与沼气使用量(率)为依据的农村节能减排评估机制，特别是鼓励畜禽养殖农户建设沼气池，提高其使用沼气的积极性。

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