在安徽省蚌埠市，由萬豪能源設(shè)備有限責(zé)任公司投資建設(shè)的全國首座生物甲烷液化及碳捕集項(xiàng)目，正在將秸稈、畜禽糞污等有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為沼氣，經(jīng)提純后生產(chǎn)液化生物天然氣等清潔能源，將沼渣制作成有機(jī)肥料，用于還田替代化肥實(shí)現(xiàn)循環(huán)農(nóng)業(yè)。這樣的場(chǎng)景，是我國生物天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的縮影。作為“雙碳”目標(biāo)下的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，生物天然氣正在從傳統(tǒng)的農(nóng)村沼氣工程向現(xiàn)代化綠色能源體系轉(zhuǎn)型，其背后既有政策與技術(shù)的雙重推力，也面臨產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。
近年來，隨著全球能源結(jié)構(gòu)向綠色低碳轉(zhuǎn)型，生物天然氣作為一種重要的可再生能源，逐漸成為能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)。在“雙碳”目標(biāo)的推動(dòng)下，生物天然氣產(chǎn)業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。去年一年，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科學(xué)技術(shù)司和農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)總站的指導(dǎo)下，中國沼氣學(xué)會(huì)、中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)聚焦生物天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，舉辦系列產(chǎn)業(yè)交流對(duì)接活動(dòng)，來自企業(yè)、科研院所和行業(yè)管理部門的專家代表齊聚一堂，共同探討生物天然氣的技術(shù)創(chuàng)新、政策激勵(lì)、工程實(shí)踐等議題，旨在推動(dòng)生物天然氣及相關(guān)產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。
轉(zhuǎn)型升級(jí)
從沼氣到生物天然氣的跨越
生物天然氣是以農(nóng)作物秸稈、畜禽糞污、餐廚垃圾、農(nóng)副產(chǎn)品加工廢水等各類城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物為原料，經(jīng)厭氧發(fā)酵和凈化提純產(chǎn)生的綠色低碳清潔可再生的天然氣，主要由沼氣提純凈化而來，是沼氣高值化利用的重要方向。
很長一段時(shí)間以來，農(nóng)村沼氣作為重要民生工程，在改善我國農(nóng)村生產(chǎn)生活條件、促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展、推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村節(jié)能減排以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮了重要作用。我國農(nóng)村沼氣發(fā)展已走過半個(gè)世紀(jì)，經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段，即20世紀(jì)80年代前的初始發(fā)展階段，20世紀(jì)80年代到2000年的技術(shù)成熟階段，2001年到2006年的快速發(fā)展階段，2007年到2014年的建管并重階段，2015年至今是轉(zhuǎn)型升級(jí)階段。
在轉(zhuǎn)型升級(jí)階段，我國農(nóng)村沼氣正向生物天然氣方向發(fā)展。目前，全國以農(nóng)業(yè)廢棄物為主要原料的生物天然氣工程66處，總池容量超156萬立方米，年產(chǎn)生物天然氣達(dá)1.25億立方米。沼氣工程的功能由過去能源生產(chǎn)利用為主，逐步向能源、環(huán)保、生態(tài)綜合功能拓展，發(fā)酵原料范圍也逐漸從秸稈、糞污擴(kuò)展至餐廚垃圾、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物、廁所糞污等城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物。
在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)段娜教授看來，這種轉(zhuǎn)變不僅減少了二氧化碳和甲烷排放，更通過生物天然氣多途徑替代散煤和薪柴等低品質(zhì)傳統(tǒng)能源消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)廢棄物無害化、資源化、高值化利用，以有機(jī)肥替代化肥施用，減少污染，改善土壤肥力，重構(gòu)了農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)鏈條。
應(yīng)用突圍
從燃料向高附加值產(chǎn)業(yè)鏈延伸
與液化天然氣性質(zhì)相同，但來源于生物質(zhì)原料的液化生物天然氣，已被瞄準(zhǔn)用于國際航運(yùn)市場(chǎng)——當(dāng)前全球船舶燃料中，柴油等常規(guī)化石燃料仍是主要燃料，面對(duì)逐步攀升的碳成本，碳排放明顯低于常規(guī)天然氣的生物天然氣，有望成為國際航運(yùn)業(yè)“脫碳”的關(guān)鍵選項(xiàng)。
據(jù)國際能源署（IEA）預(yù)測(cè)，到2028年，全球生物燃料的總需求將達(dá)到約2000億升。數(shù)據(jù)顯示，2060年我國生物天然氣技術(shù)潛力大于1800億立方米，但2023年產(chǎn)量僅5億立方米，市場(chǎng)增長空間巨大。
行業(yè)的潛力吸引了多方力量入局。如中石化綠氣新能源公司去年完成國內(nèi)首單“互聯(lián)互通、氣證合一”交易，將生物天然氣與常規(guī)燃?xì)夤芫W(wǎng)無縫對(duì)接，同時(shí)捆綁綠色證書交易，為行業(yè)市場(chǎng)化探索破題。根據(jù)《關(guān)于促進(jìn)生物天然氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，到2030年我國生物天然氣產(chǎn)量目標(biāo)超過200億立方米，發(fā)展藍(lán)圖已清晰鋪開。
“生物能源具有零碳排放、可再生、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)對(duì)全球氣候變化和能源危機(jī)的重要手段。”東北農(nóng)業(yè)大學(xué)孫勇教授指出，生物天然氣正通過技術(shù)創(chuàng)新向綠氫、綠色甲醇等高附加值領(lǐng)域延伸。例如，通過風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與生物質(zhì)氣化結(jié)合，可大幅降低甲醇生產(chǎn)的碳足跡；利用厭氧發(fā)酵產(chǎn)物合成綠色甲醇與肥料，能實(shí)現(xiàn)能源與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的循環(huán)；通過纖維素乙醇生物煉制模式，將玉米秸稈等制成用于燃料和化工的乙醇產(chǎn)品；聯(lián)產(chǎn)生物質(zhì)炭、熱、氣、肥，提升終端產(chǎn)品價(jià)值等。
生物天然氣的跨界效應(yīng)愈加明顯。在甘肅、遼寧等地，生物天然氣不僅是能源產(chǎn)品，更為城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物治理提供了解決方案。甘肅省張掖市高臺(tái)縣，一座日產(chǎn)2萬方生物天然氣及有機(jī)肥的生態(tài)循環(huán)利用項(xiàng)目正在運(yùn)行，農(nóng)作物秸稈、畜禽糞污、尾菜、農(nóng)產(chǎn)品加工殘?jiān)葟U棄物，通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生生物天然氣，并同時(shí)生產(chǎn)高品質(zhì)有機(jī)肥、沼液肥和育苗基質(zhì)，構(gòu)建了從廢棄物收儲(chǔ)到有機(jī)種植的循環(huán)經(jīng)濟(jì)全產(chǎn)業(yè)鏈。遼寧省沈陽市，善達(dá)生物質(zhì)科技有限公司采用“干式厭氧發(fā)酵+高效好氧堆肥”工藝，年處理畜禽糞污35萬噸，年產(chǎn)生物天然氣700萬立方米，每年減排二氧化碳4.6萬噸，為汽車、輪胎等行業(yè)供給生物天然氣的同時(shí)，向周邊水稻、玉米等種植區(qū)域提供沼肥等產(chǎn)品。此外，一些企業(yè)還嘗試用生物天然氣制取碳納米材料等，進(jìn)一步拓展產(chǎn)業(yè)鏈邊界。
攻堅(jiān)時(shí)刻
行業(yè)面臨技術(shù)、成本等多重挑戰(zhàn)
生物天然氣作為可再生能源，可以有效替代化石能源，減少碳排放，對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，當(dāng)前，我國生物天然氣面臨難得的機(jī)遇。
從國內(nèi)看，我國是農(nóng)業(yè)大國，畜禽糞便、秸稈等產(chǎn)生量大，生物質(zhì)資源豐富。隨著能源消耗總量和強(qiáng)度雙控向碳排放總量和強(qiáng)度雙控全面轉(zhuǎn)型，未來我國對(duì)可再生能源的需求量越來越大。從國際看，在全球共同應(yīng)對(duì)氣候變化的背景下，國際船運(yùn)等行業(yè)面臨綠色轉(zhuǎn)型，對(duì)低碳零碳綠色燃料的需求持續(xù)增長。
盡管前景廣闊，行業(yè)仍面臨現(xiàn)實(shí)瓶頸。孫勇直言，生物能源作為經(jīng)濟(jì)新動(dòng)力，發(fā)展面臨多重挑戰(zhàn)，技術(shù)裝備亟須突破、經(jīng)濟(jì)性有待提高、標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證體系不完善等，都是制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
為促進(jìn)生物能源產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，孫勇建議，要推動(dòng)生物能源行業(yè)基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前沿性并重。技術(shù)層面，加大研發(fā)投入力度，大力推進(jìn)項(xiàng)目試點(diǎn)，加強(qiáng)國際合作交流；產(chǎn)業(yè)層面，加強(qiáng)電力、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、林業(yè)等部門合作，通力發(fā)展產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)材料供應(yīng)、生產(chǎn)加工、下游消納等上下游產(chǎn)業(yè)鏈緊密合作；標(biāo)準(zhǔn)方面，對(duì)標(biāo)歐盟等準(zhǔn)則和規(guī)范，建立完善認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系，同時(shí)完善碳交易市場(chǎng)、碳配額管理等制度；政策層面，給予稅收優(yōu)惠、補(bǔ)貼和貸款擔(dān)保等政策，降低企業(yè)初期投入成本，促進(jìn)生物天然氣與其他燃料公平競(jìng)爭。
眼下，破局路徑逐漸清晰。今年1月1日起，我國首部能源領(lǐng)域法律《中華人民共和國能源法》施行，鼓勵(lì)因地制宜合理開發(fā)利用生物質(zhì)能，生物天然氣納入鼓勵(lì)范疇，迎來“高光時(shí)刻”。
生物天然氣的崛起不僅是能源結(jié)構(gòu)的變革，更是一場(chǎng)關(guān)于循環(huán)經(jīng)濟(jì)與低碳未來的實(shí)驗(yàn)。它既需要政策與技術(shù)的持續(xù)輸血，也考驗(yàn)著市場(chǎng)對(duì)綠色價(jià)值的認(rèn)知。隨著“雙碳”目標(biāo)的迫近，這條“變廢為寶”的產(chǎn)業(yè)鏈，或?qū)⒅厮苤袊茉窗鎴D的綠色底色。
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