引言
大力发展沼气工程，对于解决能源危机、改善人民生活质量、保护生态环境有着重要的现实意义。中国人口基数大，并且正处在工业化、城市化的关键时期，产业结构的变化、国民经济的增长，再加上与国际众多的能源需求主体之间的竞争，能源供给紧张，需求巨大[1-3].但目前来看，国内大多数沼气工程技术条件还比较落后，不具有完备的工业自动化控制系统，池容产气率较低[4],多数沼气工程尚未建立发电和余热回收系统[5].加上国内没有针对沼气的终端能源产品补贴政策，致使沼气工程总体运行效率低，造成投资、能源、原料和劳动力浪费。
从欧洲发达国家沼气工程发展与政策制定情况来看，沼气工程建设运行与监管等方面的技术方案、标准体系、体制机制已经比较完善，信息化管理与激励机制趋于科学。已经建立了完善的工程全流程监管体系、产能测算体系、策略分析与智能响应机制、应急联动机制、补助产品数据测算方法和工程后评估机制等。
近年来，德国政府将发展新能源作为“基本国策”大力推进[6],主要通过政府政策引导资金扶持，企业自主运作，走市场化经验之路[7-8],在沼气领域取得了长足的发展[9],德国政府把大力发展沼气工程提高到能源安全、资源环境和可持续发展的战略目标，对于沼气产业发展起到了很好的引导作用。在国内市场快速发展的基础上，德国沼气工业的出口份额也实现持续增长[10].
引进先进的沼气工程全流程监管体系和体制机制将有效的缩短差距，对完善中国沼气工程项目投资和行业监管模式，促进中国可再生能源产业健康发展具有重要意义。
笔者全面了解了德国沼气工程全流程监测管理相关的政策法规、体制机制和技术模式，并从法律政策、工程数量、分布情况、装机容量、行业监管、沼渣沼液利用全流程监督管理的角度对德国沼气工程产业发展进行了综合介绍。笔者拟解决中国沼气工程缺乏有效的信息化监控手段和科学的项目监管评价模式的问题，旨在通过引进德国等发达国家的产业管理制度与激励机制，提升政府为沼气行业和产业提供全过程在线服务和系统解决方案的能力。同时通过进一步规范项目监管评价，提升中国沼气工程运行效率和产出。
1 德国生物质能源的法律框架
认识到化石能源资源的不可再生性以及使用化石能源产生的温室效应，德国政府及欧盟在制定能源政策的时候，不但考虑到能源安全、环境保护、节能和能效，还特别强调利用可再生能源。除执行欧盟《可再生能源指令》和德国《能源法》外，支持德国生物质能源的法律框架还包括《：可再生能源法》、《可再生能源热利用法》、《可再生能源行动计划》、《国家生物质能行动计划》、《能源概念：可靠、经济和环境友好的能源供应》等。
其中，德国《可再生能源法》，简称（EEG），是促进德国可再生能源最重要的一部法律，对支持可再生能源发展有着全面、深入、细致的考虑和设计。经过十多年的发展和完善，已经成为世界可再生能源立法领域的典范，对推动德国沼气工程发展也起着举足轻重的作用[11-12].此后的十多年，德国的沼气工程快速增长，从原来的不足1050处，装机容量不足65 MW,发展到2014 年近 7800 处，装机容量近 4500 MW（图 1）。
《可再生能源法》颁布15年来，历经4次修订，每一次修订都将沼气工程的发展推向一个新的高度[13-14].EEG-2004 增加了对小型沼气工程和能源作物的补贴，促进农业沼气工程发展的同时启动了能源作物沼气产业；EEG-2009增加了对养殖粪污的原料补贴，修正了沼气工程过度依赖能源作物的问题，使之后能源作物的种植面积保持了一个相对平稳增长，沼气工程由单一能源生产转向与环境治理并重；EEG-2012、EEG-2014 引入了将竞争性元素，增加了直接营销、竞争性招标等新补贴机制，旨在控制过快增长的电价对经济的拖累，以实现可再生能源的经济和可持续增长。
2 德国的沼气工程现状
2.1 规模与分布
积极的可再生能源发展法律框架，催生了德国沼气工程的繁荣。截至2014年底，德国共有7800处沼气工程，装机容量4500 MW,年发电量2910亿MW·h[15-16].从区域分布来看（图2），大型工程在南北相对集中。从工程规模上来看，总装机容量中的绝大部分是500 KW 以上项目[17].
2.2 发酵原料
德国的沼气工程原料以能源作物和畜禽粪便为主，分别占52%和43%.工业有机废弃物等其他原料占比只有大约5个百分点。从能源产出来比例图看（图3），能源作物的贡献率占79%,是德国沼气工程能源产出的主体原料，畜禽粪便能源产出占14%.用于沼气的能源作物以玉米青贮为主，占沼气能源作物的73%.德国《可再生能源法》（EEG-2004）刺激了能源作物的种植，2012年高峰时，青贮玉米种植面积已经超过了玉米种植总面积的1/3以上[18].
2.3 沼气利用
德国的沼气发电有2种模式：一是在沼气工程内使用热电联产机组（CHP）发电和供热；二是提纯后并入燃气管网，在远端用于发电、供热或作为车用燃料。
在7800个沼气工程当中，绝大多数沼气工程采用第一种模式，直接采用热电联产机组发电和供热。
截至2014年底，生物天然气（Biomethane）入燃气管网的项目有180处，年供气规模约6亿m3,大部分项目的规模在350~700 m3/h 生物天然气，相对集中在德国东北部[19].德国使用较广的沼气净化技术是胺洗、水洗和变压吸附。膜提纯技术由于其维护成本低、环保和高效的特点，市场份额正在逐步扩大。
