畜禽养殖废弃物资源化利用困境及治理对策
——基于江西新余第三方运行模式

王火根， 黄弋华， 张彩丽

(江西农业大学经济管理学院， 江西 南昌 330045)

1 现状及问题

随着农村城镇化建设以及农业技术的革新，畜禽养殖规模化速度不断加快，畜禽污水粪便等废弃物的产量也在迅速上升。根据农业部2017年统计[1]，当前我国每年畜禽粪污产生量约38亿吨，综合利用率不足60%。未经处理的废弃物任意排放不仅给农村的水源、土壤及大气环境等带来严重影响，还造成资源的巨大浪费。这些废弃物如果能够加以合理利用则是一笔宝贵的资源，如饲料化利用提供给养殖业，肥料资源化提供给作物，或生物能源利用，能源化进行沼气发电或向农村乡镇集中供应沼气。畜禽粪污资源化受到政府的高度关注。2000年，国家每年投入6000 万元用于畜禽养殖场沼气工程建设，来解决一些重点养殖区域规模养殖场对周围环境的污染问题；2007年国家环保总局出台《关于加强农村环境保护工作的意见》，通过发展农村户用沼气来解决农业废弃物任意排放问题；2016年8月，农业部在《关于推进农业废弃物资源化利用试点的方案》中鼓励各地探索农业废弃物资源化利用的有效治理模式；2017年6月，国务院出台了《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》，明确要构建种养循环发展机制来推进畜禽养殖废弃物资源化利用。在政策的推动下，各地涌现了许多各具特色的畜禽粪污治理模式，尤其是以规模化畜禽养殖场沼气工程为纽带的循环农业模式，实现了种植业、养殖业和沼气产业的循环发展[2-3]。但是，从现在文献和笔者江西省调研情况来看，农业废弃物综合利用还存在许多问题。根据江西省环保部门2015年对江西省325个规模猪场调研结果可以看出，仅49.3%的养殖场拥有污染治理设施，82%以上的大型农场建设有污水处理存储设施，大约20%左右的规模猪场采用先进技术和有效的废物管理处理模式，基本满足达标排放要求；还有一半左右的规模农场，尽管建有废物存储和处理设备，由于利用成本(日常维护、运行费用等)较高，粪污处理设施或年久失修、或久放不用，存在主观、客观废弃现象[4]；规模猪场中，仅有20%的养殖场真正实现了种养结合；大多养殖场在建设沼气项目时，都配有沼气发电机组，然而由于现阶段发电上网门槛高、输送困难，所发电量仅用于维持场区生活生产，普遍存在用电盈余现象。根据笔者2017年对江西进贤县汇得能沼气发电工程调研来看，沼气发电率实际只有产能的30%。

2 原因分析

2.1 工程收益低，缺乏沼气产业激励政策

沼气工程建设初期一次性投资大，收益周期性长。而且，沼气、沼渣和沼液利用程度低，导致其经济效益较低，使沼气工程无法走上市场化的道路，而缺乏市场化经营又导致无法为副产品进行市场定位，沼气自用或免费供户，沼渣沼液也是免费给农户使用，由于规模养殖场一般远离农户居住区，如果进行销售基本没有农户购买，如果沼渣沼液加工成有机肥的，又需要额外的资金投入。企业是赢利为目的的，一般环保工程都不具备盈利特征，使得养殖企业在沼气工程项目的建设运行没有主动性(建设的目的更多是因为环保压力)，有个别企业因养殖行情不好或其他原因，将养殖场出租或关闭，致使在建工程被停工，建好的工程未发挥多大效益就被弃用闲置。而国家补贴相较于巨大的初期投资来说比例较小，大比例补贴往往只针对示范单位。此外，由于沼气工程发电质量和稳定性差等，大部分的沼气发电企业无法享受上网发电政策的优惠，项目建设对一般的养殖企业没有吸引力。

2.2 技术支撑弱，技术指导不到位，管理滞后

无论在控源减排、清洁生产、无害化处理，还是在资源化利用技术等方面，缺乏特殊的服务、研究和推广力量，造成养殖场对废弃物处理效果不佳。目前各养殖场建设的大中型沼气工程的生产运行管理模式基本是养殖场自己管理，操作管理人员大多由畜禽养殖场内部工作人员兼任，尽管一些管理人员参与了职前技术培训，却因缺乏责任心，在日常运行操作管理中操作失误的现象时有发生，导致沼气工程运行成本增加。养殖企业的强项是养殖，不具备沼气工程运行的专业基础及管理基础。基本不会设置沼气项目专职的运行人员处理猪粪和对沼气发电机组进行维护。一旦沼气设备出现故障后，由于没有专业人员现场服务，导致沼气工程往往被废弃，养殖企业建设的沼气项目使用率普遍较低。另外，个别建设单位为争取项目，在项目申报时立下保证承诺，但当项目批复下达后，就出现拖三拉四，不守规章制度，想尽办法来改变建设方案和设计规模、偷工减料压缩成本。

2.3 资金缺口大，政府扶持少

现今，各行业沼气工程建设的资金来源主要是自有资金和政府补贴，银行等金融机构的作用没有充分发挥出来。在没有政府资金扶持的情况下，小型养猪场业主由于无充足资金建立配套设备，一般都是建设一个污水池对养殖废弃物进行简单处理。考虑到养殖污染来源多、范围广、治理成本高，在地方财政还不是很富裕的情况下，很难划拨出资金用于畜禽养殖产生的污染，致使畜禽养殖废弃物污染的水体和土壤的治理效果很不理想。目前江西省的养殖基本以中小规模养殖为主，本身的抗风险能力就差，养殖过程受市场波动会造成养殖规模变动，养殖场的沼气工程抗风险能力更差(规模变动造成原料总量的变化)。

2.4 环保法律执行力度不严

国家针对各行业的废弃物的排放和治理制定了一系列相关的环保政策法规，并对沼气工程等配套措施也做出了相关规定。特别是近年来，已经实施了一系列的畜禽养殖场建设标准化项目，从粪污治理设施建设和使用成效来看，效果不是特别理想。《畜禽规模养殖污染防治条例》、《环境保护法》和其他相关法律法规对养殖污染控制和防治做出了一些规定，但落实到地方时实际情况效果较差。目前，江西省通过环评审批的养殖场数量共1062家，占全省畜禽规模养殖场总数的12%；通过“三同时”验收的养殖场数量共280家，占全省畜禽规模养殖场总数的3%；补办环评审批的养殖场数量共363家，占全省畜禽规模养殖场总数的4%；仍有80%左右的畜禽养殖场执行环境影响评价制度不到位[4]。由于养殖场分布点多、面广、位置偏僻等原因，加上环保监督人员数量较少、执法懈怠等原因，环保部门对生猪养殖场废弃物处理、沼气工程的检查和监督无法跟上日益增长的企业数量和环保需求[4-5]。

3 第三方治理内在机理

十八届三中全会提出“推行环境污染第三方治理，建立吸引社会资本来保护生态环境的市场化机制”。实施畜禽粪污资源化第三方治理模式可以通过专业化服务和集约化管理来降低建设成本、维护成本，能够合理配置公共资源和公共设备，克服畜禽粪污资源化管理过程中的资源闲置、技术不足及经济效益不佳等弊端，从而改变公共设备运营的“僵尸”状态[6-7]。科斯认为，环境污染治理效率问题是由治理污染收益与治理成本相抵的差额来决定的。当存在外部性时，通过政策调整来重新分配已界定权利可以降低甚至能消除外部性，从而改善社会福利。因此，重新配置产权或许可以推动农业生产中分工与专业化的发展。杨格认为分工和专业化是解决环境污染，实现政府监管向市场转变的一种重要机制，但取决于这一市场规模的大小，如果市场达到一定规模，专业化可以大大提升治理效率。威廉姆森认为在交易过程不确定性、交易频率和资产专用性这三个交易特性高低程度不同，与其相匹配的市场规制结构也不同。他认为产业链中的中间性经济组织，可能会比市场更有效[8-9]。罗必良认为，在环境污染治理过程中存在交易成本时，若不能通过确权或产权细分调整来改善治理效率，那么可以选择恰当的产权交易装置与当前的生产模式进行匹配。所谓“交易装置”包含三层含义：其一是通过B交易来改善A交易，即迂回交易；其二是选择交易成本较低的B交易替代交易成本较高的A交易，即替代交易；其三是A交易难以独立运行，故通过B交易的匹配来改善交易效率，即匹配交易[10]。在畜禽粪污资源化过程中，第一方是政府，其需要向社会提供绿色的生态环境；第二方是养殖企业，其生产行为产生了大量的粪污；第三方是专业化的畜禽粪污资源化服务公司。第三方治理的关键之处在于通过政府引导，以市场化为原则，把畜禽粪污资源化服务公司引进生态环境的治理。第三方治理通过政府主体与畜禽粪污资源化服务公司的合作，来解决在畜禽粪污治理过程的碎片化问题，从而更好地为农村提供公共产品和公共服务[11]。因此，在废弃物资源化过程中，通过培育农业经营主体，政府对废弃物资源化的关键节点进行政策支持，第三方治理企业通过建立大型沼气发电及有机肥生产信息平台，以农业合作社方式将分散、小规模养殖和种植的农户联合起来，实现区域内种养结合的农业循环生态经济模式。图1为 养殖户废弃物处理环节外包行为的“产权—交易—分工”的内在机理。

图1 养殖户废弃物处理环节外包行为的“产权—交易—分工”的内在机理

4 畜禽废弃物资源化利用模式案例分析

2018年5月，笔者调研了位于江西省新余市渝水区罗坊镇的江西正合环保工程公司的大型沼气工程项目，主要包括6000 户沼气集中供气站、罗坊南英2台1.5 MW 沼气发电特大型沼气工程、病死畜禽无害化处理中心、10 万吨有机肥生产厂、现代生态循环农业示范园区等5 部分，并与公司负责人就罗坊镇沼气工程的数据和材料深入交流，文中所有沼气工程数据属实。沼气有关数据和其他可再生能源数据来源于公共统计。

4.1 “N2N”区域生态循环农业模式概述

该模式采取“政府引导、企业主导、市场运作”的方式，以“农业废弃物收储运-特大型沼气工程-有机肥生产”为核心，建设“两个中心，一个平台，四套体系，五个产业，”通过农村有机废弃物资源化循环为纽带，处理上游污染问题，带动生态农业发展，进而带动下游农产品种植、深加工、生态农业观光等产业的发展(见图2)。

图2 N2N模式流程图

4.1.1 农业废弃物资源化处理中心和有机肥生产中心

以农业废弃物资源化处理中心和有机肥生产中心为纽带，采用第三方农业废弃物污染治理模式，通过特大型沼气工程建设将周边养殖业及种植业进行无缝耦合，推动区域农业循环可持续发展。

4.1.2 智能型物联网监测管理平台建设

以互联网+技术为核心，结合先进的物联网技术，建设智能型物联网监测管理平台，平台集成对养殖场粪便处理，农业生产及产品质量监控，废弃物处理中心及有机肥厂智能化远程监控与管理，沼气用户用气安全，网络远程监控及预警等多项职能，确保核心工程体系的良好运行。

4.1.3 构建的四大体系建设

政策保障体系：区域生态循环农业园区建设，牵涉到上游养殖企业，下游种植企业，需要整合一个区域的种养殖资源，非一个企业能够推动，要想顺利实现生态循环，需要政府的引导和宣传，资金支持，畜禽规模养殖污染防治条例制度作为保障，严格执法。

收储运体系：围绕农业废弃物资源化处理中心，建设农村有机废弃物收储运体系，收集的可用于厌氧发酵的生物质废物，主要包括：规模化畜禽养殖场产生的畜禽粪便及病死猪、水稻种植产生的水稻秸秆等。根据原料特征配备特殊的原料收集储运车，合理建设厌氧发酵原料贮存转运场，确保大型沼气站厌氧发酵原料的稳定供应。

有机肥配送体系：依托有机肥生产线，根据有机农业、有机果业需求，建设有机肥配送物流网络和沼液输送管道，保障区域范围内有机肥的良好供应。

农产品商贸体系：在加快发展有机农业的基础上，利用互联网资源，大力推进有机农产品物流商贸互联网平台建设，以互联网+方式，促进农业生产方式转型升级，加快高端有机农产品进入市场，最终打造绿色有机品牌。

4.1.4 五个产业体系

建立以大型沼气工程为纽带的生态农业产业体系(即五环产业模式)，以规模养殖业为龙头，以蔬菜生产、水稻和果园种植为基础，以有机肥料生产为驱动，形成绿色饲料、清洁能源、肥料生产的良性循环，带动周边相关产业和加工业的发展，详细流程如图3所示。

图3 五个产业生产过程及循环经济流程图

4.2 “N2N”区域生态循环农业模式效益分析

新余渝水区罗坊镇规模化沼气发电工程项目是由江西正合环保工程公司采用PPP模式于2016年投资8583.68万元兴建的大型废弃物处理中心。项目CSTR厌氧发酵罐总容积20010 m3，年处理20万吨废弃物，2台1.5 MW·h发电机组，年产沼气912万m3，沼气主要用于发电并网，年产沼渣肥2.8万吨，沼液肥15万吨，下面就这一项目收益情况进行分析。

4.2.1 经济效益分析

一是沼气供气和发电。沼气利用采取两种方式，第一种采用集镇供气，供气管道已由政府铺设完成，工程所产沼气部分用于罗坊集镇及周边乡村6000户居民生活用气，经统计，6000户居民平均每天用气量大概为1200 m3，年用气量为43.8万m3，每立方沼气售价为2.2元，集中供气带来的收益为96.36万元。

剩余沼气主要用于发电并网，根据江西省批复政策，沼气发电收购价格为0.589元·kWh-1(含发电政策补贴)[12]。项目发电机组为2台1.5 MW沼气发电机，单位沼气可发2.2 kW·m-3，根据沼气发电安全生产要求和经验数据，按照发电机组每运行30～40天须进行临时检修(单位检修耗时大约5～7天)，发电机组每天发电时间大约为20 h，则发电机组全年运行时间约为6000 h，年发电量约为1800万kW，年发电收益为1060.2万元。

二是有机肥收益。有机肥收益主要包括沼液和沼渣两种。经测算，40万头存栏生猪每年大概产生20万吨粪污，每吨粪污大概可以产生0.14吨沼渣，0.75吨的沼液，则每年可生产2.8万吨固态有机肥，15万吨的沼液。有机肥每吨以市场价600元计算，则固态有机肥产生的收益为1680万元；而对于量大且业内公认难以处理的沼液，一是通过集成膜浓缩分离技术，将沼液分离成高浓度液态肥和可达标排放的中水，二是通过运输车送到果园和蔬菜基地。按照目前沼液销售的价格每吨10元计算，企业可从沼液中实现年收入为150万元。

三是病死猪处理补贴收益。根据国家对养殖环节病死猪无害化处理给予每头80元的补助政策，公司年处理病死猪每年大约为2万头，扣除养殖场成本每头10元，公司收益为140万元。

四是成本分析。工程运行成本主要包括人力成本，管理费用，财务费用，制造成本。根据工艺要求，本项目配置45名专职工作人员维护系统的运行管理，其中财务部2人，发电部(外包)，综合部6人，原料部15人，有机肥生产部15人，安全生产部2人，行政人员5人。按人均年收入6万元计，全年需薪资费用270万元。管理费用一年大概为400万元，财务费用一年大概为300万元，制造成本一年大概为1700万元。

从上面收益及成本可知，这一项目的利润为330.56万元，具体计算如表1所示。

表1 沼气工程生产成本及收益情况 (万元)

4.2.2 生态效益分析

由于第三方废弃物资源化企业对周边的达到使用要求的养殖企业所产生的养殖废弃物免费进行全量化处理，在环保政策及平台信息监测的背景下，倒逼养殖场使用合格的饲料和兽药，推广绿色生产技术；采用清洁化生产，实现养殖废弃物无害化、减量化(为达到全量化处理的粪污浓度要求，企业在养殖生产过程中的减少使用水量的过程)、资源化。养殖企业的后端问题不仅不再制约企业发展，而还可以变废为宝，为沼气工程获得免费的发酵原料。

另外，沼气工程是一项清洁性的工程，可以很好的处理畜禽场的废弃污染物，减少污染气体和污水的排放，还可以减少村户对林草资源的破坏，保护生态环境。根据1 kg猪粪产生60.30 gCOD计算，一头猪一天产生猪粪2 kg，年存栏40万头猪日产猪粪800 t，年产猪粪29.2万t，则减排COD 13176 t，减排温室气体30888 tCO2当量。

有机农业是我国当前农业发展的主导方向，对国民经济和公众需求具有重要的战略地位和现实意义。而有机食品是一个发展潜力巨大的高端产业，随着消费者健康和环保意识的增强，有机食品产业将获得更大的发展，通过有机肥料的使用，将减少甚至不再使用化肥(农田土壤板结)和农药(沼肥具有驱虫、杀虫的功效，幼虫和虫卵的致死率为90%以上，属于绿色生物杀虫剂)的使用，恢复种植业生态循环，在整合区域内的各农业种植龙头企业和农民合作社的资源，实现标准化生产，全程监控，建立可追溯系统，食品质量和食品安全可得到保障，从而打造出绿色食品品牌。

装机容量2×1.5 MWh的沼气发电工程一系列流程带来直接就业人数158人，同时该沼气工程年生产沼液肥15万t，可供20000 hm2无公害农产品生产基地用肥，根据5t沼液肥相当于硫酸铵10 kg，过磷酸钙8 kg，氯化钾3 kg来计算，15万t沼液肥相当于硫酸铵150吨，过磷酸钙120 t和氯化钾45 t。2017年国内市场化肥硫酸铵、过磷酸钙、氯化钾平均价格分别为每吨3.98万元，3.03万元，3.69万元，则施用养殖场提供的免费沼肥，农户可节约化肥支出1126.65万元；按照每头猪每天平均排尿2 kg来算，40万头存栏规模的生猪养殖场一年污水减排量可达29.2万t。

5 发展建议

5.1 加强环境执法力度，提高养殖企业排污的收费标准

培育畜禽粪污第三方治理的良好市场环境，需要畜牧和环保部门加强环境执法力度，提高养殖企业排污的收费标准，倒逼养殖企业提高环保意识或引导规模养殖企业主动剥离废弃物治理业务，这样才能凸显第三方治理在原材料收集成本上和专业技术上的比较优势，提升第三方治理企业的在市场竞争中的优势，这样才有更多的产业投资将参与沼气项目开发、建设及运营。项目资金将由“国家补贴+业主自筹”逐渐向“产业投资+产业基金+金融资本+政策补贴”等融资模式转变。

5.2 第三方治理模式可以大大降低政府监管行政成本，提升禽畜粪污的治理效率[13]。

从新余罗坊“N2N”区域生态循环农业模式运行效果来看，PPP模式不仅提升了政策扶持资金的使用效率，还转换政府的监管角色，政府可以通过环境治理合同将责任移交给第三方合作伙伴，通过合作伙伴每天提供的禽畜粪污收集信息就可以监管到周边各养殖户的粪污处理情况，轻松完成上级的考核任务目标。

5.3 产品将由单一沼气转向多元和增值产品

生产高附加值产品是沼气工程提高经济效益，实现长期盈利的关键。据统计，沼气收益占整个沼气工程产品收益的30%左右，而通过沼渣沼液深加工生产商品有机肥，能够实现70%左右的收益。因此，沼气经营业主将更加注重沼气、沼渣和沼液的深加工，如：管道天然气、灌装天然气、车用燃气、化工原料、生态有机肥、作物营养液等，依托绿色能源和有机农业，通过自有产品升值来体现沼气、沼渣和沼液的高附加值。因此，大力开展沼气、沼渣和沼液应用技术的试验示范工作，是未来五到十年沼气产业的重要推广课题，也是沼气工程拓宽市场，提高其经济效益，实现长期盈利的根本保障[14]。

5.4 经营管理将由重建轻管向专业化管理过渡

随着沼气工程规模化效益的凸显，超大型沼气工程将会越来越多，专业化分工也必将越来越明确。组建专业化经营管理团队是实现沼气工程收益的关键节点。通过市场化推广会让更多的企业认识到未来沼气工程经营管理的发展方向，为沼气工程的专业化和市场化经营管理奠定基础，为自身成长和长期可持续经营提供新动力，进而推动农业废弃物第三方治理产业的快速发展。

5.5 产业出路将由单一产业升级到全产业链打造

通过整合多种原料资源、扩大工程规模、多渠道项目融资、专业化经营管理必将会有效促进沼气工程的市场化经营。沼气工程建设将不只是为了缓解能源及环境压力，更重要的是实现投资价值，保证工程长期盈利。这必将需要整合种植业、养殖业、工业生产、市政、环保企业、能源企业、沼气企业等所有沼气工程上下游的产业资源，打造沼气产业的“循环经济产业链”，使沼气工程的投资价值通过给上下游产业带来突破性的提高而得以实现效益最大化[15]。