德国沼气产业发展给我国带来的启示

金苏宁 徐璟玮

内容摘要：德国作为欧盟沼气产量最大的国家，其沼气产业已经非常成熟。从德国政府1991年颁布《电力入网法》算起，沼气作为新能源产业历经了将近30年的发展历史。本文将通过回顾德国沼气产业的创新系统功能在产业发展的演变，了解政府如何在这一过程中积极引导且有效地介入，尤其是《可再生能源法》和《生物质条例》等制定情况，分析出对我国沼气产业及新能源产业结构调整及发展带来的启示。

关键词：德国沼气产业 政府职能 新能源 产业结构

一.引言

2018年1月2日，中共中央、国务院发布了《关于实施乡村振兴战略的意见》关于“推进乡村绿色发展，打造人与自然和谐共生发展新格局”一节中提出“加强农村突出环境问题综合治理。加强农业面源污染防治，开展农业绿色发展行动，实现投入品减量化、生产清洁化、废弃物资源化、产业模式生态化。”

在德国，沼气作为新能源产业历经了将近30年的發展历史。德国的沼气工程主要通过热电联产（CHP）用于当地的热电联供。从发电量作为产出来看，2016年德国沼气发电量为323.532亿千瓦时，占新能源总发电量（1883亿千瓦时）的17.18%；而新能源发电量同年高达德国总发电量的29.0%。无疑，沼气在德国的能源结构中已经占有相当重要的位置。在德国政府出台的各项政策法规的推动下，它历经了90年代初期的起飞期到2009-2012年的快速发展时期，之后在《可再生能源法》2014修订案的影响下降低了成本，逐渐进入市场化时期，可以说已经形成了相对成熟的产业体系。

二.德国沼气产业发展的历史背景

20世纪90年代初，环境保护的话题成为了德国民众热议的重要内容，尤其是两德统一后各地区间的经济发展差异、第一产业的不同现状，促使国家层面开始考虑可持续发展问题，这为促进新能源电力的发展提供了社会基础。德国沼气的技术创新体系开始逐渐成形的标志性事件是1991年《电力入网法》的颁布。这项法规第一次规定电网运营者必须接入新能源电力。更为重要的是，这项法规规定新能源发电厂将会得到比常规发电厂更高的额外补偿，即客户支付电价的75%（约14欧分/千瓦时）。这就给了工程师和创业者一个良好的预期，认为沼气发电可以成为有发展前景的领域，因为解决了上网销售的问题可再生能源发电就可以与传统能源电厂抗衡了。尽管如此，农民们对这个趋势是持谨慎态度，因为在他们过去的尝试中由于安装建设设备的高昂费用，沼气发电并没有带来盈利。

直到1994年出台的《电力入网法》提高了上网价格（大约15欧分/千瓦时）才使得沼气设备的数量有了规模化的增长。与此同时，关于用于生产沼气的底物相关知识开始传播：对于有机垃圾的混合发酵，比如说加入蔬菜原材料，与半液体的粪便的单一发酵相比，可以使得产气量成倍增长。这一进步既是在科研，也是在实际应用中得出的。比如说，巴伐利亚州的特里斯多夫农业局成功地进行了以青草和青贮作为反应底物的发酵试验；此外，威斯特法伦应用技术大学的工作人员和北德的沼气生产的农场主也热衷这项工作，他们成功地使用了有机剩余物和垃圾一起进行混合发酵。这些进步向应用混合发酵的沼气设备运营主展现了良好的盈利前景，因为除了入网后的电价外，他们还可以通过接收和处理有机剩余物获取盈利，比如说从食品生产商那里。在这股“沼气潮流”趋势的影响下，德国沼气协会于1992年成立，主要作为中小型农场主和沼气技术公司以及工程建造商之间交易的平台。沼气生产领域的活跃群体通过年度会议被聚集到了一起：它在专业人士之间的形成了有效联络，也使得实践者和专家能够相互交流信息。

由于这些示范性项目，混合发酵的优势很快在设备运营主之间广为流传。然而，由于商业有机废弃物处理工程相互间的竞争，对于处理有机废弃物的需求降低了。90年代末，有机废弃物成了一种稀缺的资源，这意味着那些利用农业有机废弃物作为混合发酵的工程的经济效益大幅下降了。这就使得如何利用能源作物作为发酵物变得十分迫切，虽然那时补偿体系里还没有认可这一点。与此同时，由于1998年至1999年电力市场的自由化的结果，普通电价的显著下降（大约降低了1欧分/千瓦时）使得沼气发电的竞争力下降了。于是，沼气工程的盈利性使得倡导联盟慢慢在农民中成型了。同时，一些新的商业机会在这个领域里出现了，促进了农民和专业工程类公司之间的信息交流。由于这些国家资助的示范性项目，关于混合发酵的知识不断地发展和传播。这一阶段，沼气领域的循环体系开始出现了。在这个阶段末期，由于市场的不断扩大，有机垃圾的供应稀缺性成为了问题。与此同时，电力市场的自由化使得可再生能源电力处于不利的位置。

从20世纪90年代中期开始，那些在技术方面拥有良好教育背景和有务农经验的创业人也开始关注沼气技术。他们往往在他们父母的农田上建造设备来进行最早期的沼气生产的实验。在积累了一定的经验后，这些创业者逐渐在当地社会网络中得到认可，并且他们能够取得农民们的信任，并给对这方面有兴趣的农场主提供一些易操作的设备。虽然当时热电联产的制造商和相关农业技术还没有在这领域站稳脚跟，但“他们能够根据运营者的要求来改善部件”。在这一阶段，沼气工程的规模是以农场的大小作为基础，农场主通过利用农场自己的禽畜粪便来进行沼气生产和发电。截止1999年年底，德国只有850处工程，总装机容量不到49MW，平均发电装机容量约为50-60kW。直到德国联邦研究部资助了一些示范性项目（1991-1998），沼气工程才取得了更大的装机容量。这些大型的沼气工程能达到300-500kW发电装机容量，旨在探索更为环保地处理残渣和废弃物。当时最大的一个私营工程使用半液体的粪便和食品行业的废弃物作为发酵底物，项目也是受到国家资助的。这些项目展示了大规模生产沼气的可能性和使用有机垃圾和其他固体物质进行混合发酵能提升盈利的前景。

三.德国沼气产业的政府职能和采取的措施

德国沼气产业的市场需求可以说是德国政府通过《发电入网法》和《可再生能源法》人为创造出来的。《可再生能源法》是推动德国沼气产业快速发展的最重要的法案，因为此法案的出台确保了沼气生产在20年内都是收益稳定的，激发了业主主动投资修建沼气发电站的意愿。在随后10余年内，德国政府针对市场、经济和技术等因素做了数次的修订，而每次修订都通过法律条文保障了沼气业主的利益，最终明显地促使了沼气工程“爆发式”增长；此外，不断鼓励技术创新，从而把“沼气工程的发展推向一个新的高度”。此外，政府政策的出台也充分考虑到了民众对沼气发电的态度，在修订法案中不断规范产业的健康发展—因为沼气发电产业的迅速繁荣也离不开德国民众的理解和支持。为了支付可再生能源附加费，德国消费者承担了节节上升的电费；而在这一阶段，政府通过相继于1991年和1994年出台《电力入网法》来指导搜寻。由于此法提供的经济刺激，相关群体开始跃跃欲试。由于此法的颁布，专业知识也在科研工作和实际应用中得以发展；与此同时，沼气协会的成立进一步促进了相关知识在实践人员中的传播，另一方面也为未来的沼气生产的合法化和倡导联盟打下了基础。在这一阶段，不同系统功能的互动已经相当活跃。当更为多样化的群体开始进入这个领域，沼气时代开始了。农民们也加入了，因为他们意识到能源生产可以给他们带来巨大的经济利益，这一趋势可以被描述成“从粮食农民到能源农民”。

政府意识到能源市场自由化使得可再生能源的后续发展困难重重，因为他们的造价高昂。于是，德国政府在2000年出台了第一部为可再生能源制定的专门法律——《可再生能源法》（《Erneuerbare Energien Gesetz，EEG》，给予了其一系列特权。根据这项法规电网必须优先购买可再生能源生产的电力，可再生能源电力运营商可按照当时的固定补贴电价（差额由可再生能源附加费“FIT”弥补，这部分附加费来自电费）连续20年向电网供电。之后，德国政府分别于2004年与2009年对《可再生能源法》由作出了修订，以符合当时的实际能源发展需要。在基础补贴之上增加了额外的补贴，其中包括能源作物原料，技术和热点联产等分类的补贴。新的额外补贴使得沼气行业一下子变得利润丰厚，因为运营主可以获得相当于过去两倍之多的补偿。这就导致了德国沼气行业雨后春笋般的繁荣景象。2006年，沼气发电总装机容量达到了2004年的3倍①。从04年开始运营主的性质开始有了本质变化，因为大多数的沼气运营商是合作社和私有公司，而农场主作为单独的运营商是极少数。②

除了EEG以外，2001年德国联邦环境部出台的《生物质条例》（Biomass Ordinance）也为沼气发电的快速发展和良好的社会形象做出了贡献。这项条例定义了生物质的范围，哪些生物质可以算作生物质发电以及生物质来发电的技术范围和生物质发电需要达到的环保标准③，促进了生物质知识在实践者当中的传播。通过出台关于如何环保地使用生物质发电的法规，此条例也侧面确保了EEG的意图和目标，促进了沼气产业在公众领域的合法性。

四.对我国农村产业结构调整的启示

我国是一个农业大国，同时又是一个能源消耗大国。传统的燃煤、石油等能源消耗给国家带来了很大的负担，也给环境造成了很大污染。而农村产业结构的调整也一直关系我国民生的重要内容。合理开发，因地制宜，利用农村本身的产业内控部分，加大新能源的使用很有必要。我国对沼气的使用起步较晚，但是发展还是比较迅速的。行业内的专家学者也对此非常关注。《2018-2022年中国沼气产业投资分析及前景预测报告》中，也对加快农村沼气发展的可行性进行了分析，认为沼气的发展可以缓解国家的能源压力，促进生态环境保护，促进农民增产增收，推动农业循环经济发展。根据德国的经验，政府层面可以在三个方面加大力度。④

第一，政府应该更为有效地扮演了沼气技术创新系统的建造者的角色，从政府导向推动产业联盟的发展，激活了市场经济和资源调动这两项重要内循环功能。相应的，民间的相关利益群体，比如说创业者、农民、工程师承担了其他互补的系统功能，比如说知识开发和传播，发展了总承包技术，建造沼气工程和形成联盟来为产业的持续发展争取更好的资源和经济条件，从而有效地向政府执政者传递了有关市场发展的信息。这样，政策法规就能相应地紧随市场变化作出调整，快速适应产业发展的需求從而促进这项技术的可持续发展。

第二，政府通过有限出资方式，带动沼气行业的大量资本投入。虽然德国政府承担了推动沼气发电产业发展的主要责任，但是它发挥的最终要的功能始终是通过不断适时地出台法规来引导不同的群体（系统功能）参与并进行有效的互动，最终使得系统功能之间形成了良性循环，成功地推动了德国沼气这一“技术创新系统”的成型。我国的政府管理也可以参照此模式进行，采用抛砖引玉的做法，提高资金运转流通速度，提高整体产业的规模效应。

第三，进一步完善针对沼气产业的政策规范，在制度上为产业发展保驾护航。对于可持续发展的产业在政策制定上要给与支撑，除了在基本法中关于新能源产业保护方面提及，也要制定符合沼气产业发展远景的条例。同时还要注意产业在交叉融合适用的各类规则，尽量规避和减少交叉规则引起的负面效应，提高产业协同的溢出效应。

参考文献

[1]乔玮等.德国沼气工程发展和能源政策分析.中国沼气，2016年第3期：第74-80页.

[2]张伟等.我国秸秆沼气工程发展现状与趋势.农业与技术，2016年第4期：第157页.

[3]曾国揆.云南省沼气工程现状分析.农业工程技术，2017年第5期：第41页.

[4]蔡海峰等.德国退养体系对我国人口老龄化的启示.文学教育，2018年第7期：第156-157页.

[5]Brüns et al.， Renewable Energies in Germanys Electricity Market.

[6]Simulation， optimization and instrumentation of agricultural biogas plants， Accessed June.11， 2015.

注 释

①Simulation， optimization and instrumentation of agricultural biogas plants， Accessed June.11， 2015.

②Brüns et al.， Renewable Energies in Germanys Electricity Market， p.134.

③Brüns et al.， Renewable Energies in Germanys Electricity Market， p.112.

④《2018-2022年中国沼气产业投资分析及前景预测报告》：第11-16页.

本论文为上海理工大学2017年德育研究重点课题研究成果（17HJ-DSDG-ZD-002），并受该课题资助。

（作者介绍：金苏宁，德国海德堡大学“欧亚跨文化”专业硕士，上海理工大学中德学院外事专员；徐璟玮，上海理工大学助理研究员，华东师范大学博士，通讯作者）