生物天然氣生產(chǎn)利用流程
改革開(kāi)放之后，我國(guó)能源工業(yè)迅速發(fā)展起來(lái)，在經(jīng)濟(jì)取得重大飛躍的同時(shí)，許多問(wèn)題也在慢慢顯現(xiàn)?；茉词欠强稍偕Y源，隨著開(kāi)采量的逐漸增大，化石能源開(kāi)采難度逐漸加大，開(kāi)采成本不斷增加。更為嚴(yán)重的挑戰(zhàn)還在于，由于化石能源的大量使用，中國(guó)的生態(tài)環(huán)境遭到破壞。在經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的這場(chǎng)博弈中，如何尋找一個(gè)平衡?在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的道路中，誰(shuí)來(lái)挑起大梁?
為兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)科學(xué)持續(xù)發(fā)展，利用清潔新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源將是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型要不斷降低煤炭等高碳化石能源比重，增加天然氣等低碳化石能源的利用比重，并且積極發(fā)展可再生能源。在平衡能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系、促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，生物天然氣是我國(guó)未來(lái)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的頂梁柱。
德國(guó)的生物天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較成功，并且德國(guó)有比較完善的政策體系，為我國(guó)發(fā)展生物天然氣產(chǎn)業(yè)提供借鑒。早在2009年年初，世界上最大的生物氣體裝置在德國(guó)投產(chǎn)，所生產(chǎn)的生物天然氣直接進(jìn)入天然氣管網(wǎng)，供德國(guó)用戶使用。瑞典早在2004年實(shí)現(xiàn)將生物天然氣輸送至天然氣管道，解決用戶用氣問(wèn)題。德國(guó)與瑞典的成功案例告訴我們，發(fā)展生物天然氣是具有可行性的。對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，發(fā)展生物天然氣的優(yōu)勢(shì)及必要性主要集中在以下幾個(gè)方面。
其一，原材料供應(yīng)充足。生物天然氣是由沼氣提純而來(lái)，生產(chǎn)沼氣所用的原材料主要為畜禽糞便和農(nóng)作物秸稈等。隨著規(guī)?；B(yǎng)殖逐年增加以及工業(yè)企業(yè)的發(fā)展，畜禽糞便和工業(yè)廢水排放量快速增加，為大中型沼氣工程的發(fā)揮作用提供了充足的原料保證。同時(shí)，我國(guó)每年產(chǎn)生約10億噸鮮糞和8億多噸農(nóng)作物秸稈，如果將這些鮮糞和農(nóng)作物秸稈中的未利用部分進(jìn)行能源轉(zhuǎn)化，每年可生產(chǎn)約600 億立方米生物天然氣。
其二，緩解我國(guó)天然氣的對(duì)外依存度。近幾年來(lái)，我國(guó)天然氣對(duì)外依存度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。2015年，我國(guó)天然氣進(jìn)口比例高達(dá)32.7%，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到50%。沼氣提純成生物天然氣可以很好地解決我國(guó)天然氣短缺的難題。前面提到，若將我國(guó)每年產(chǎn)生的鮮糞和農(nóng)作物秸稈進(jìn)行轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的天然氣約600億立方米，這相當(dāng)于2015年我國(guó)天然氣消費(fèi)量的31.06%、進(jìn)口量的96.15%。所以，發(fā)展生物天然氣能緩解我國(guó)能源短缺問(wèn)題，減少天然氣對(duì)外依存度，保障能源安全。
其三，有利于環(huán)境保護(hù)。生物天然氣在其整個(gè)生命周期中是“負(fù)碳”的，從行動(dòng)上響應(yīng)習(xí)近平主席在巴黎會(huì)議上提出的在2030年左右要爭(zhēng)取達(dá)到碳排放的峰值。如我國(guó)每年生產(chǎn)600億立方米生物天然氣，就相當(dāng)于減少燃燒8000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，將直接減少二氧化碳的排放。有研究表明，在所有的生物燃料中，生物天然氣是具有最高的全生命周期能效率、最低的二氧化碳足跡、單位土地面積生物能量產(chǎn)出最多、使用的原料范圍最廣等優(yōu)點(diǎn)，所以，生物天然氣的發(fā)展不僅能夠解決農(nóng)村乃至城市垃圾的問(wèn)題，還能緩解環(huán)境污染問(wèn)題。
相比較于其他清潔可再生能源，如風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能，生物天然氣除了具有以上優(yōu)勢(shì)之外，其還具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能有一個(gè)共同的缺點(diǎn)是供應(yīng)不穩(wěn)定，受環(huán)境、氣候等因素的影響較大，并且太陽(yáng)能建筑占地面積大、成本高，風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率比較低下。而生物天然氣不存在這些弊端，并且其技術(shù)相對(duì)比較成熟，足以支撐生物天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
在這場(chǎng)環(huán)境治理與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的博弈中和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的道路中，生物天然氣能夠獨(dú)當(dāng)一面，理應(yīng)并且能夠挑起新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大梁。發(fā)展生物天然氣一舉兩得，不僅能夠治理環(huán)境、減少污染，并且能夠從戰(zhàn)略上增加天然氣的供應(yīng)，保證能源安全。所以，對(duì)于轉(zhuǎn)變能源發(fā)展結(jié)構(gòu)，促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，應(yīng)該將發(fā)展生物天然氣提上日程，在優(yōu)先發(fā)展生物天然氣、充分發(fā)揮生物天然氣的基礎(chǔ)上，促進(jìn)其他新能源的發(fā)展。無(wú)論從技術(shù)上還是從穩(wěn)定性上考慮，生物天然氣都是當(dāng)之無(wú)愧的新能源產(chǎn)業(yè)的重心。
生物天然氣雖然存在著諸多優(yōu)勢(shì)，但是由于現(xiàn)實(shí)情況的一些約束與障礙，使得我國(guó)生物天然氣產(chǎn)業(yè)尚未形成規(guī)?；a(chǎn)。究其原因，導(dǎo)致生物天然氣尚未形成規(guī)模化產(chǎn)業(yè)的原因主要有以下兩點(diǎn)。
第一，生物天然氣成本居高不下一直是制約生物天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸。中國(guó)還沒(méi)有出臺(tái)有關(guān)于生物天然氣的相關(guān)政策，生物天然氣不能像其他能源一樣享受國(guó)家相關(guān)補(bǔ)貼，使得生物天然氣產(chǎn)業(yè)尚不能發(fā)展商業(yè)模式。若沒(méi)有國(guó)家政策支持及相關(guān)補(bǔ)貼，生物天然氣在全生命周期的生產(chǎn)過(guò)程中可能會(huì)缺乏經(jīng)濟(jì)效益。在這種情況下，人們發(fā)展生物天然氣的動(dòng)力就會(huì)不足，難以形成商業(yè)模式。第二，沼氣提純并入天然氣管網(wǎng)存在市場(chǎng)壁壘，雖然如今從需求和技術(shù)的角度來(lái)看，生物天然氣并入天然氣管網(wǎng)已經(jīng)具備條件，但是有關(guān)于生物天然氣進(jìn)入管網(wǎng)的規(guī)章制度尚未建立，使得原本前景廣闊的“明星能源”在新能源市場(chǎng)上難以全面展開(kāi)。
生物天然氣有其發(fā)展的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有挑起新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展大量的潛力與能力，但是其存在的一些障礙使得這個(gè)“頂梁柱”難以開(kāi)展，針對(duì)此障礙，可以從以下幾點(diǎn)解決問(wèn)題。
首先，完善生物天然氣進(jìn)入天然氣市場(chǎng)的相關(guān)規(guī)章制度，消除生物天然氣進(jìn)入天然氣管網(wǎng)的壁壘，為生物天然氣發(fā)展提供相應(yīng)的政策支持，將生物天然氣納入天然氣范疇，而不是納入沼氣范疇。其次，讓生物天然氣享受與傳統(tǒng)化石天然氣一樣的優(yōu)惠政策。在有關(guān)于能源終端補(bǔ)貼、稅收政策等方面提供優(yōu)惠，緩解生物天然氣發(fā)展經(jīng)濟(jì)效益差的問(wèn)題。最后，將沼肥列入有機(jī)肥補(bǔ)貼的范疇之內(nèi)，完善沼肥市場(chǎng)補(bǔ)貼，在整個(gè)生命周期中增加生物天然氣的經(jīng)濟(jì)性，使生物天然氣更加具有商業(yè)價(jià)值。
顯然，在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的道路中，生物天然氣能夠獨(dú)當(dāng)一面，理應(yīng)并且能夠挑起新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大梁。并且我國(guó)生物天然氣開(kāi)發(fā)潛力巨大，如果國(guó)家能夠提供相應(yīng)的政策保障，積極采取措施，在國(guó)家政策的扶持下，確保生物天然氣產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，生物天然氣將會(huì)是我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的頂梁柱。(開(kāi)夢(mèng)丹為中國(guó)石油大學(xué)(北京)碩士研究生。馮連勇為中國(guó)石油大學(xué)(北京)教授)
