生物天然氣既能補(bǔ)充能源供應(yīng)，加強(qiáng)能源安全，又能在能源脫碳進(jìn)程中發(fā)揮獨(dú)特作用。
作為現(xiàn)代生物質(zhì)能的利用形式之一，生物天然氣在能源脫碳進(jìn)程中扮演著重要角色。中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會與落基山研究所近日聯(lián)合發(fā)布的《碳中和目標(biāo)下的生物天然氣行業(yè)展望》(以下簡稱《展望》)指出，生物天然氣既能補(bǔ)充能源供應(yīng)，加強(qiáng)能源安全，又能在能源脫碳進(jìn)程中發(fā)揮獨(dú)特作用。預(yù)計到2030年，我國生物天然氣需求將增至近100億立方米/年的水平，到2060年，將增至超630億立方米/年的水平。
三重意義正在凸顯
生物天然氣是以各類城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物為原料，經(jīng)厭氧發(fā)酵和凈化提純產(chǎn)生的綠色、低碳、可再生的天然氣，是一種可替代傳統(tǒng)化石天然氣的潛在能源。
“2022年，全球能源商品市場劇烈波動，歐洲天然氣價格飆升，我國不可避免受到?jīng)_擊。去年9月，LNG(液化天然氣)進(jìn)口價格一度高達(dá)每噸近9000元，相當(dāng)于超過每立方米6元，是歷史平均價格的2—3倍。在此大背景下，生物天然氣在全球越來越受到關(guān)注，歐洲市場生物天然氣的綠色溢價已高達(dá)每立方米35元。”落基山研究所董事郝一涵表示。
在業(yè)內(nèi)看來，發(fā)展生物天然氣在能源保供、減碳、社會效益三個維度都具有重要意義。
據(jù)郝一涵介紹，生物天然氣可從生產(chǎn)側(cè)和消費(fèi)側(cè)減少二氧化碳、甲烷、氮氧化物等溫室氣體排放。在生產(chǎn)側(cè)，可避免其生產(chǎn)原料作為廢棄物在處理過程中產(chǎn)生非二氧化碳排放;在消費(fèi)側(cè)，可替代傳統(tǒng)的化石能源，減排二氧化碳。“綜合看，每立方米生物天然氣能減排2.2千克到3.8千克二氧化碳當(dāng)量。”
《展望》指出，生物天然氣通過在電力、工業(yè)、交通、建筑等部門替代傳統(tǒng)化石能源，可進(jìn)一步提升可再生能源比重，從而優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。到2060年，生物天然氣需求量可達(dá)近7800萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于2022年我國能源消費(fèi)總量的1.4%、非化石能源消費(fèi)總量的8.1%。
與此同時，發(fā)展生物天然氣能在一定程度上滿足我國經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)發(fā)展帶來的天然氣消費(fèi)需求，進(jìn)一步保障能源安全。《展望》預(yù)測，到2050年，生物天然氣預(yù)計可替代傳統(tǒng)天然氣消費(fèi)量的比例近13%，顯著緩解國內(nèi)天然氣生產(chǎn)壓力;從進(jìn)口角度看，到2030年，生物天然氣產(chǎn)量可替代進(jìn)口天然氣的比例將達(dá)到4%，2040年和2050年將進(jìn)一步增至17%和68%。2050年后，隨著國內(nèi)供應(yīng)能力提升，我國有望實現(xiàn)天然氣自給自足，生物天然氣在保障能源安全方面的角色將從助力降低對外依存度逐步轉(zhuǎn)向加強(qiáng)國內(nèi)供應(yīng)。
發(fā)展面臨不少挑戰(zhàn)
事實上，得益于沼氣行業(yè)數(shù)十年的發(fā)展，我國生物天然氣在生產(chǎn)技術(shù)、工程項目和應(yīng)用模式上已有一定積淀。多位專家指出，我國生物天然氣發(fā)展?jié)摿薮?，但目前仍面臨多重挑戰(zhàn)。
“我國生物天然氣源自于沼氣，原來的戶用沼氣設(shè)施早在上世紀(jì)70年代就有了。但那時規(guī)模比較小，主要為了滿足農(nóng)村生活用能。隨著時代變遷，如今規(guī)模化、集約化的養(yǎng)殖業(yè)給生物天然氣行業(yè)發(fā)展帶來了新空間。”中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會秘書長張大勇指出，“目前國內(nèi)生物天然氣還處于起步階段，產(chǎn)量規(guī)模較小，大概只有每年3億立方米左右。不過，一些關(guān)鍵性技術(shù)得到突破，為生物天然氣未來發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)，如果進(jìn)一步完善產(chǎn)業(yè)支持政策，發(fā)展值得期待。”
《展望》指出，2021年，全球生物天然氣產(chǎn)量約為59億立方米，僅相當(dāng)于當(dāng)前全球天然氣需求量的0.1%。分地區(qū)看，歐洲是全球最大的生物天然氣生產(chǎn)地區(qū)，產(chǎn)量約34.0億立方米，約占全球58%。我國生物天然氣產(chǎn)量約為2.5億立方米，僅占全球4%。
不過，生物天然氣的開發(fā)潛力十分可觀。中國沼氣協(xié)會預(yù)測，在充分利用城鄉(xiāng)廢棄物的基礎(chǔ)上，到2030年，我國生物天然氣生產(chǎn)潛力將超過800億立方米，2060年將超過1800億立方米。
郝一涵表示：“當(dāng)前，我國生物天然氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展面臨多重挑戰(zhàn)，生產(chǎn)技術(shù)有待成熟、發(fā)酵技術(shù)單一、部分設(shè)備尚未國產(chǎn)化、項目投資成本較高，產(chǎn)業(yè)體系也有待完善。上游廢棄物的收運(yùn)體系、中游的生產(chǎn)和下游的多元化消費(fèi)體系，以及副產(chǎn)品的消費(fèi)體系都有待加強(qiáng)。而且，商業(yè)模式的可復(fù)制、可推廣性也不強(qiáng)，各項目之間差異較大，政策支持力度不夠，行業(yè)需要進(jìn)一步規(guī)范。”
市場化是最終解決方案
能源綠色低碳轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了可觀的生物天然氣需求，未來，生物天然氣產(chǎn)能規(guī)模如何實現(xiàn)加速增長?
在郝一涵看來，行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，最終解決方案還是市場化。“改善生物天然氣項目的經(jīng)濟(jì)性，實現(xiàn)生物天然氣和傳統(tǒng)天然氣的平價是關(guān)鍵。”
《展望》明確提出，生物天然氣的項目經(jīng)濟(jì)性受成本端和收益端多重因素影響，推動其與傳統(tǒng)天然氣市場平價，既需要在成本端促進(jìn)技術(shù)和建設(shè)成本下降，完善基礎(chǔ)設(shè)施以控制產(chǎn)品外運(yùn)成本，也需要在收益端拓寬項目收益渠道，在銷售之外確保副產(chǎn)品消納，并積極通過市場機(jī)制使其綠色低碳價值變現(xiàn)。對于原料供應(yīng)這一既可能增加成本又可能成為收益的環(huán)節(jié)，則需盡可能化成本為收益，從而改善項目經(jīng)濟(jì)性。
“較高的項目成本要降至具有競爭力的水平，至少要從四個維度協(xié)同發(fā)力。 ”郝一涵說，一是通過技術(shù)和工程進(jìn)步，降低投資成本，二是控制原料的收入成本，三是確保副產(chǎn)品有市場穩(wěn)定的消納，四是通過市場交易變現(xiàn)生物天然氣的綠色價值。
《展望》建議，建立健全完善的產(chǎn)業(yè)體系需要在政策、技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施、金融等多個維度協(xié)同行動。在上游，完善的原料供應(yīng)體系是支撐生物天然氣產(chǎn)能擴(kuò)張的基石;在中游，需要突破技術(shù)瓶頸、降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)工程建設(shè)現(xiàn)代化，在供給側(cè)持續(xù)培育市場主體;在下游，需構(gòu)建生物天然氣的多元化消費(fèi)體系，規(guī)范副產(chǎn)品消費(fèi)市場，打通生物天然氣消納利用的“最后一公里”。另外，政策、技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施、金融等多維度的舉措可支持建立覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的完整產(chǎn)業(yè)體系以及良好的市場環(huán)境。
