基于产业环境视角的西部地区沼气发展适宜性评价及模式构建与优化

Attributed to environmental pressures and the potential of biomass resources, there are great chances for the growth of China's biogas industry. The evaluation of the suitability of the biogas industry and the planning of the development model are the guarantee for the smooth operation of biogas project. Based on the perspective of industrial environment, this project centers on the main line of "Environmental Assessment System Construction for Biogas Industry - Evaluation on the suitability of Regional Biogas Development – Building of Biogas Development Mode - Optimization on Development Mode". Based on the investigation and analysis in Shaanxi, Sichuan and Ningxia, as well as theoretical and empirical research, the environmental assessment index system of regional biogas industry will be firstly established. Secondly, through the correlation analysis of biogas project operational status, industrial environment and suitability evaluation results, the theories and methods for biogas development suitability assessment will be clearly presented. Based on the composite biogas industrial model constructed by multiple combinations, the suitable model will be screened by the emergy and life cycle analysis. Finally, the selected mode system was optimized from the aspects of raw material mixed fermentation, raw material pretreatment, engineering layout, biogas utilization and biogas residues utilization. Through the above studies, by predicting the benefits, identifying shortcomings and optimizing the model, it is of great significance to promote the development of biogas industry to solve the problem of whether the biogas industry is suitable for development and how to develop it.

基于环境压力与生物质资源潜力，中国沼气产业存在巨大发展空间。这其中对区域沼气产业是否适宜发展，如何发展的“事前”评价与规划是沼气工程良好运行的根本。本项目基于产业环境视角，围绕“沼气产业环境评判体系构建—区域沼气发展适宜性评价—匹配产业环境沼气发展模式构建—发展模式优化”主线，通过对西部陕西、四川、宁夏三省份的调查分析及理论与实证研究，首先建立区域沼气产业环境评判指标体系；其次通过沼气工程运行状态、产业环境、适宜性评价结果的关联性分析，明确区域沼气发展适宜性评价理论与方法；再次在多层次、多元组合构建的复合沼气产业模式基础上，利用生命周期能值分析筛选适宜模式；最后从原料混合发酵、原料预处理、工程布局、沼气利用、沼肥利用方面对筛选模式系统优化，建立区域沼气产业优化方法。通过以上研究，预判效益、明确短板、优化模式，解决区域沼气产业是否适宜发展、如何发展的根本问题，对促进沼气产业发展意义显著。

基于全球变暖、能源危机、化肥过量等宏观背景，农村沼气被赋予了美好愿景，并自21世纪起在中国各地加速发展。然而，近年来户用沼气池明显呈现衰落趋势，沼气工程发展也陷入瓶颈，迫切需要在规模、功能、产品和市场定位上转型升级。为此，本项目利用实地考察、实证分析、案例分析、情景模拟等手段，凝练了沼气产业发展存在问题，研究了自然与社会因素对沼气产业发展的影响机制，对典型沼气循环农业模式的能值流动和循环效率进行了深入分析，并围绕“双碳”目标制订了中国沼气的可持续转型路径，取得如下结果：.（1）中国正处于沼气产业转型的关键时期，户用沼气池的衰落不可逆转，而大型沼气工程相比中小型更易在市场中站稳脚步。完成沼气产业化转型升级的关键在于确定中小型沼气工程的发展定位和区域布局。、.（2）气温对沼气产业发展具有显著影响，无论是户用沼气池还是沼气工程都倾向建设在气温较高的地区。农户养殖率的降低和收入的提高降低了对户用沼气池的需求，而沼气工程在当前环境下当前更倾向于建设在农牧双优地区。.（3）短期视角下，沼气工程适宜在经济作物优势产区与规模化养殖场合作建设；长期视角下，需要强化公众对“三沼”产品价值的认知，以便于推广到更广泛粮食生产和居民生活领域。考虑种养脱节、土地承载力超荷等现象，西部地区的沼气建设更加迫切。.（4）中国沼气在2030年前需要考虑转变路径，孕育现阶段具有可持续性的多功能组合；在2030年到2050年需要采取重构路径，大规模尝试不同的多功能组合；在2050年采取技术替代路径，推广全功能组合。.（5）以两个独立且规模匹配的种植和养殖系统构建了理想的循环系统，并展开了能值分析，循环农业系统在减少外部投资和降低环境影响方面更具优势。.以上研究成果从多角度全面总结了中国沼气产业的发展历程、存在问题和转型路径，并结合各地实际情况提出适宜的沼气产业发展模式，以期为后续政策制定和产业推广提供科学依据。