沼氣發酵是人類利用自然規律的一個杰作，它完全符合以科學發展觀為指導的循環經濟、生態農業，沼氣應用將隨著技術的進步和政府的支持而快速發展。
一．北京市大型沼氣工程發展現狀
上世紀80年代北京地區農村主要使用的是小型沼氣池，到90年代末才開始實施大型沼氣利用工程。1992年中美合作在留民營建成了100m3塞流式雞糞沼氣池，高溫運行至今。1996年首都師范大學研究成功了適用于畜禽糞便沼氣發酵的升流式固體反應器(USR),1998年在留民營、琉璃河三街、南韓繼建了應用USR工藝的三座沼氣站，至今已成功運行十年，成為北京市沼氣利用的典范工程，為北京市沼氣工程快速發展打下了良好基礎。
進入21世紀，在新農村建設、國家新能源發展需求，節能減排等政策的推動下，沼氣綜合利用進入蓬勃發展階段。僅2006～2008年，北京市農村地區就興建了大、中型沼氣工程近百座。
在大型沼氣工程方面，亮點工程當屬延慶縣的德青源2兆瓦沼氣發電工程。在這個以生產雞蛋為主的企業，原來每天產生400多噸雞糞和廢水，處理起來很頭痛。通過建起1.2萬立方米的沼氣池，日產沼氣2萬立方米，日發電4萬度，沼渣、沼液被用作當地果樹和玉米的肥料。沼氣發電的余熱還可以為沼氣池加溫。從而形成熱、電、肥聯供的模式。
在農村，大興區經過留民營村沼氣應用的早期實踐，在沼氣工程建設、沼氣發酵產物綜合利用方面為北京市提供了成功的經驗。2008年，北京市選擇在留民營村動工建設首個大型沼氣七村聯供示范工程。工程利用當地生態養雞場的畜禽糞便資源，通過建設輸氣管道，向周邊七個村1690戶供應綠色炊事燃氣，實施了多村聯供的發展新模式，促進了生物質資源利用的集約化的發展。新建的大興區牛坊沼氣工程、房山區竇店沼氣工程等都有明顯的技術進步。可以說，北京在大型沼氣工程建設方面走在了全國的前列。
二．沼氣工程模式由能源環保型轉向能源生態型
伴隨著沼氣工程建設的興起、工程規模不斷擴大，北京農村地區沼氣應用的模式及技術也在迅速調整步調。前些年強調沼氣發酵污水的達標排放，雖然經過多年的實踐摸索，但處理成本過高的問題始終沒有得到有效解決。這也導致了沼氣應用在我國應用推廣不暢。
沼氣發酵只取出了有機物中的能量——沼氣，剩余的沼渣、沼液是良好的活性有機肥料。沼氣發酵是農業循環經濟的重要一環。把用畜禽糞便生產沼氣剩余的沼液當污水處理，不僅造成肥分的浪費，而且大大提高了沼氣發酵的成本。這種花費大、產氣少、浪費資源，以達標排放為特征的沼氣工程模式稱為能源環保模式。
順義區北郎中村建曾以此模式建起沼氣站，但處理污水的成本始終控制不下來，最后不得不進行改造。
以留民營村沼氣利用為代表的能源生態模式逐漸得到了大家的認可。在這個模式中，畜禽糞便產生沼氣和沼肥，沼氣被用于做飯和發電。沼渣、沼液則被當作農作物的有機肥生產綠色食品，從而避免了污水處理的高額花費，同時為循環經濟、生態農業提供了途徑。北京市近幾年興建的沼氣工程大都是以能源生態模式為主。
三．厭氧消化器多采用升流式固體反應器（USR）
應用模式的改變不僅是對可再生能源利用思路的轉變，其背后蘊藏著復雜的技術演進過程。厭氧消化器（沼氣池）是沼氣工程的核心設備，厭氧消化器工藝的選擇是決定畜禽糞便沼氣集中供氣工程能否長期高效穩定運行的關鍵。
能源生態模式要將全部畜禽糞便進行沼氣發酵，畜禽糞便中含有大量懸浮固體，對原有的沼氣發酵工藝(UASB)提出新問題。 “升流式固體反應器（USR）”適用于高懸浮固體畜禽糞便的沼氣發酵，該反應器的工藝特點是在升流式流態下，依靠自然沉降作用使畜禽糞便中的固體顆粒物和發酵微生物能夠長時間滯留在消化器內，從而提高了產氣率。該工藝運用在留民營、琉璃河三街、南韓繼3座沼氣站，沼氣站分別以雞糞和豬糞為發酵原料，產生的沼氣為當地數百戶居民供應炊事用燃氣，沼肥則用于農田，至今已成功運行十年。
由于USR具有原理先進、結構簡單、效率較高、管理方便的特點，加之連續十年的成功運行，為北京市大中型沼氣工程建設提供了堅實的技術支撐，近幾年北京市興建的大中型沼氣工程中70～80%的沼氣站都使用了USR反應器，少數使用CSTR、PFR和干發酵工藝。搪瓷鋼板拼裝罐和利浦罐的開發和應用，也為沼氣工程的快速建成創造了條件。為防凍沼氣貯存多采用壓力罐貯存。北京市大中型沼氣工程建設的技術和經驗，以及經過幾年磨練的一批大中型沼氣工程建設隊伍已經開始走向全國。
四．北京市大中型沼氣工程建設存在的問題和解決途徑
十余年的發展，北京畜禽糞便沼氣工程建設迅速成長。節能減排和新農村建設的需要以及政府的大力推動和支持,促使沼氣工程建設迅速發展。但是，大家都忙于新工程的建設，而對生產工程的跟蹤研究則很少關心。很多問題亟待解決。
1.對沼氣工程常用工藝進行生產性跟蹤研究甚少
應當立即深入開展對現有大中型沼氣工程跟蹤研究，首先弄清常用工藝（包括：USR、CSTR、PFR）生產運行的技術性能和工藝參數，進而比較常用工藝的適用性和問題，為今后北京市大中型沼氣工程建設明確技術發展方向。例如USR工藝，在實驗室1立方米反應器可產生5立方米沼氣，但在生產工程設計時僅為1立方米沼氣池產1立方米沼氣。到底1立方米沼氣池每天能產生多少沼氣？也就是說，目前有關沼氣工程的工藝過程和工藝參數等在生產工程中的許多問題尚不清楚。還有每天進料的性質和數量、適宜的進料濃度、平均每天每戶的沼氣用量、原料產氣率等。利用太陽能或沼氣加溫沼氣池應如何進行配置。弄清這些基本問題，才能對目前使用較多的工藝進行比較，為后續工程建設的工藝選擇和設計提供依據。
2.專用設備的研究開發不足
非專用設備體積大，能耗高，效率低。應加強專用設備的研究開發，包括調料去雜機、布料器、攪拌機、去浮渣溢流出料器、脫水罐、脫硫罐等。
3.缺乏沼氣脫硫工藝的比較選擇研究
目前常用的沼氣脫硫工藝有氧化鐵脫硫劑脫硫、罐內生物脫硫和罐外生物脫硫，三種脫硫方式在北京均有所應用，但以氧化鐵脫硫劑脫硫為主。比較三種工藝的適用性并開發相應設備，特別是罐外生物脫硫剛開始應用，但其應用前景看好。
4.鼓勵施用沼肥（沼渣、沼液）并解決施用中的各種問題
沼肥是一種活性有機肥料，除含有常規有機肥的肥分外，還含有多種生物活性物質。政府應加強對沼肥使用的宣傳，鼓勵農民使用沼肥，并把沼肥施用和綠色食品生產結合起來，還要不斷解決沼肥使用中的具體技術和設備問題。采用能源生態模式進行沼氣發酵，會產生大量沼肥，如應用渠道不暢會造成二次污染。
對北方農民而言，過去使用的多是固體肥料，而沼肥是液態肥，不僅需要運輸、儲存，而且怎樣用也是個問題。政府則應該加強對沼肥的宣傳，出臺具體的鼓勵措施，同時不斷完善使用手段。
5.制定應用沼氣的鼓勵政策
現在沼氣站建設和運行多為公益性，僅購買發酵原料的花費每立方米沼氣就要一元左右，平均一個沼氣站冬季每月支出要一萬元。既然沼氣發電國家給于補助，農民用沼氣也應按實際用量給于補貼，以鼓勵沼氣站的正常運行。
6.引進消化國外高濃度沼氣發酵技術
德國普遍采用高濃度CSTR工藝，該工藝適用于畜禽糞便、畜禽糞便+秸稈及純秸稈沼氣發酵，應加以研發。
下面是一個公司的設計參數，供參考：
發酵原料：豬糞、牛糞、有機垃圾。
消化器體積；3200m3
進料濃度平均=21.4%
進料量：152t/d (含回流沼液量：27.4t/d,濃度=4%TS)
負荷=8.1kg/m3d
HRT=23.2d
理論沼氣產量：11146m3/d
容積產氣率：3.48m3/m3d
出料濃度=15.2%TS
