淺談生物天然氣與燃?xì)夥植际侥茉吹陌l(fā)展與合作

雖然燃?xì)夥植际?a href="http://msthinker.com/" target="_blank">能源具有節(jié)能、減排、經(jīng)濟(jì)、安全、削峰填谷等優(yōu)勢(shì)，在政策上得到了國(guó)家和部分地方政府的鼓勵(lì)支持，在我國(guó)也經(jīng)過(guò)了二十多年的發(fā)展，但仍沒(méi)有進(jìn)入快速發(fā)展的階段。本文通過(guò)梳理制約燃?xì)夥植际侥茉葱袠I(yè)發(fā)展的氣源氣價(jià)等問(wèn)題，結(jié)合生物天然氣發(fā)展，分析生物天然氣可能對(duì)燃?xì)夥植际侥茉葱袠I(yè)產(chǎn)生的影響。本刊認(rèn)為生物天然氣規(guī)模化發(fā)展能夠?yàn)槿細(xì)夥植际侥茉葱袠I(yè)產(chǎn)生積極影響，有利于緩解天然氣氣源氣價(jià)問(wèn)題，并成為能源企業(yè)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。

一、生物天然氣迎來(lái)行業(yè)發(fā)展新機(jī)遇

我國(guó)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，同時(shí)厭氧發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的沼渣沼液可生產(chǎn)有機(jī)肥。我國(guó)發(fā)展生物天然氣意義重大。(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)

1. 生物天然氣被納入能源發(fā)展戰(zhàn)略

生物天然氣在我國(guó)發(fā)展已經(jīng)十余年，隨著環(huán)保要求趨嚴(yán)，以及“煤改氣”、城市化進(jìn)程加快，對(duì)天然氣的消費(fèi)需求不斷上漲(發(fā)改委：2019年天然氣表觀消費(fèi)量3067億立方米，同比增長(zhǎng)9.4%)，國(guó)家加快了生物天然氣開發(fā)利用政策支持。

國(guó)家能源局出臺(tái)《生物質(zhì)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出到2020年生物天然氣年利用量要達(dá)到80億立方米。

2018年習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第一次會(huì)議上對(duì)發(fā)展生物天然氣作出重要指示?！吨泄仓醒雵?guó)務(wù)院關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》提出“實(shí)施生物天然氣工程”。

2019年國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、生態(tài)環(huán)境部等十部委聯(lián)合發(fā)布了當(dāng)前和未來(lái)生物天然氣發(fā)展的指導(dǎo)性文件—《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》(發(fā)改能源規(guī)〔2019〕1895號(hào))。

產(chǎn)業(yè)開發(fā)利用進(jìn)入快車道

政策推動(dòng)的同時(shí)國(guó)家調(diào)整了中央投資方向，重點(diǎn)用于支持規(guī)?；笮?a href="http://msthinker.com/news/article-206.html" target="_blank">沼氣工程和生物天然氣工程試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)。2015-2017年期間，國(guó)家每年投資20億元，在全國(guó)范圍內(nèi)共支持了近1400處大型沼氣工程和64個(gè)日產(chǎn)氣500立方米以上和日產(chǎn)10000立方米以上的生物天然氣試點(diǎn)項(xiàng)目。近年來(lái)也有一些大型專業(yè)化企業(yè)快速進(jìn)入生物天然氣領(lǐng)域，建設(shè)一批試點(diǎn)項(xiàng)目，積累了工業(yè)化開發(fā)與商業(yè)化運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，并加快在全國(guó)布局建設(shè)項(xiàng)目。

在政策和市場(chǎng)的雙重驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)生物天然氣的產(chǎn)量增長(zhǎng)起來(lái)。截至2018年底，有7-8個(gè)規(guī)模化生物天然氣項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，年產(chǎn)氣量約為5700 萬(wàn)立方米。(數(shù)據(jù)來(lái)源：生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會(huì))截至2018年底，我國(guó)生物天然氣總產(chǎn)量大約6億立方米。(數(shù)據(jù)來(lái)源：發(fā)改委能源研究所)

2. 產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?/p>

由于生物天然氣具有增加天然氣供應(yīng)，增強(qiáng)能源安全保障水平;能夠規(guī)模化處理有機(jī)廢棄物，替代農(nóng)村散燒煤，保護(hù)生態(tài)環(huán)境;能夠助力生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè);能夠開拓可再生燃?xì)?a href="http://msthinker.com/news/article-5917.html" target="_blank">新興產(chǎn)業(yè)等作用，我國(guó)發(fā)展生物天然氣的意義重大。是一條“農(nóng)業(yè)-能源-環(huán)保-農(nóng)業(yè)”種養(yǎng)結(jié)合、綠色低碳、循環(huán)可再生的發(fā)展之路，發(fā)展?jié)摿薮?、市?chǎng)廣闊，并且目前已經(jīng)具備發(fā)展基礎(chǔ)。隨著環(huán)保監(jiān)管力度進(jìn)一步加強(qiáng)，相關(guān)支持政策逐步完善，生物天然氣生產(chǎn)應(yīng)用規(guī)模將快速增長(zhǎng)。

資源基礎(chǔ)良好。我國(guó)可用于生產(chǎn)生物天然氣的農(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)廢棄物資源比較豐富。據(jù)倪維斗院士統(tǒng)計(jì)，中國(guó)有農(nóng)業(yè)秸稈5億噸、林業(yè)秸稈4億噸、動(dòng)物糞便3億噸、餐廚垃圾1億噸，折合成標(biāo)煤共10億噸。

市場(chǎng)潛力巨大。發(fā)展生物天然氣的市場(chǎng)空間也比較大，“十三五”以來(lái)，我國(guó)天然氣消費(fèi)增長(zhǎng)較快，天然氣進(jìn)口依存度逐漸升高，長(zhǎng)期來(lái)看天然氣供需不平衡。作為化石天然氣的重要補(bǔ)充，增加國(guó)內(nèi)天然氣供應(yīng)，為生物天然氣加快發(fā)展提供比較廣闊的市場(chǎng)空間。

政策扶持力度加強(qiáng)。近年來(lái)，習(xí)近平總書記在不同場(chǎng)合多次指出要加快發(fā)展生物天然氣，同時(shí)中央文件也多次明確相關(guān)要求，生物天然氣的資源、環(huán)保、扶貧屬性決定其必將在生態(tài)文明建設(shè)、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略及兩個(gè)100年奮斗目標(biāo)中發(fā)揮重要作用。

發(fā)展機(jī)遇適宜。隨著城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、農(nóng)村居住方式、農(nóng)民用能方式的變化，傳統(tǒng)沼氣工程需要向大規(guī)模、高效率、標(biāo)準(zhǔn)化的生物天然氣工程轉(zhuǎn)型升級(jí);垃圾分類也將為生物天然氣提供新的契機(jī)，城市生活垃圾中易腐爛的有機(jī)物含量約占40%-50%，分離出的有機(jī)垃圾是厭氧發(fā)酵的最佳原料，隨著城市生活垃圾分類逐步推進(jìn)，以城市有機(jī)垃圾為原料進(jìn)行厭氧發(fā)酵將成為生物天然氣新的發(fā)展方向;另外，生物天然氣供熱、供氣等是生物質(zhì)能非電利用的主要方式和機(jī)會(huì)。

二、燃?xì)夥植际侥茉疵媾R的發(fā)展困境

我國(guó)燃?xì)夥植际侥茉葱袠I(yè)發(fā)展已有二十年之久，盡管已經(jīng)取得了不小的成果，但仍面臨著由上游天然氣產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的發(fā)展困境。

燃料成本高。由于天然氣燃料成本占燃?xì)夥植际侥茉闯杀镜?0%-80%，所以氣價(jià)的高低和波動(dòng)對(duì)分布式能源的經(jīng)濟(jì)效益影響非常大，再加上天然氣供應(yīng)企業(yè)相對(duì)壟斷，燃?xì)夥植际侥茉雌髽I(yè)與供氣企業(yè)談判降低價(jià)格的難度較大。而天然氣價(jià)格過(guò)高，造成氣/電價(jià)格比過(guò)大，燃?xì)夥植际侥茉错?xiàng)目的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)得不到體現(xiàn)，嚴(yán)重制約企業(yè)對(duì)項(xiàng)目投資的積極性。

燃料來(lái)源不穩(wěn)定。由于中國(guó)“富煤缺油少氣”的資源稟賦，加上資源分布不均衡，僅僅依靠常規(guī)天然氣不利于推動(dòng)燃?xì)夥植际侥茉吹陌l(fā)展。比如珠三角地區(qū)，雖然與其他地區(qū)相比發(fā)展比較好，但仍然很緩慢，主要原因之一就是天然氣供應(yīng)不足，廣東省天然氣供應(yīng)渠道主要來(lái)源于進(jìn)口LNG、內(nèi)陸管道天然氣和南海海上天然氣，長(zhǎng)輸管線和省管網(wǎng)都在建設(shè)期，天然氣管網(wǎng)覆蓋面積小，缺乏儲(chǔ)氣調(diào)峰設(shè)施，天然氣供應(yīng)明顯不足，制約了燃?xì)夥植际侥茉丛谥槿堑貐^(qū)的發(fā)展。

三、生物天然氣規(guī)模化發(fā)展有助于緩解燃?xì)夥植际侥茉蠢Ь?/p>

v 生物天然氣豐富了燃?xì)夥植际侥茉吹臍庠垂?yīng)

2019年我國(guó)天然氣一直保持在40%以上的對(duì)外高依存度，其中2019年10月的對(duì)外依存度42.5%，(數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)天然氣行業(yè)協(xié)會(huì))國(guó)家能源安全的擔(dān)憂在持續(xù)上升。到2030年，天然氣需求將達(dá)到6000億立方米，缺口約3000億立方米。(數(shù)據(jù)來(lái)源：生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會(huì))據(jù)倪維斗院士分析，我國(guó)的農(nóng)業(yè)秸稈、林業(yè)秸稈、動(dòng)物糞便、餐廚垃圾等可制成生物天然氣2600億立方米，高溫裂解氣1600億立方米，另外還有壓縮顆粒燃料。從宏觀上看，生物天然氣的發(fā)展可大幅增加國(guó)內(nèi)天然氣供應(yīng)，有效減小對(duì)外依存度，提高國(guó)家能源安全。從對(duì)燃?xì)夥植际侥茉吹挠绊憗?lái)說(shuō)看，正如前文所述，天然氣的氣源和氣價(jià)問(wèn)題嚴(yán)重影響項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，是阻礙燃?xì)夥植际侥茉唇】悼焖侔l(fā)展的主要問(wèn)題。生物天然氣源自沼氣，是將沼氣經(jīng)脫硫、脫碳等精煉后，將甲烷含量從60%左右提高到90%以上而得，與常規(guī)天然氣同質(zhì)，可以并入天然氣管網(wǎng)。目前全國(guó)天然氣平均門站價(jià)格約1.8元/立方米，部分地區(qū)和領(lǐng)域的生物天然氣成本可以做到低于門站價(jià)。在增加分布式能源項(xiàng)目氣源多樣性、提高氣源供應(yīng)保障的同時(shí)，或?qū)⒔档腿剂铣杀咎岣唔?xiàng)目經(jīng)濟(jì)性。

v 燃?xì)夥植际侥茉磳?dòng)生物天然氣發(fā)展

隨著電改進(jìn)一步深入、油氣市場(chǎng)化改革進(jìn)一步推進(jìn)，售電側(cè)市場(chǎng)和配電網(wǎng)業(yè)務(wù)放開，傳統(tǒng)能源行業(yè)的邊界逐漸消退，無(wú)論是供給側(cè)還是消費(fèi)側(cè)市場(chǎng)主體更為多元，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也更加激烈，新的能源形勢(shì)催生出多樣化的能源供應(yīng)方式和服務(wù)模式。在這樣一個(gè)現(xiàn)代能源體系中，一種與用戶緊密結(jié)合的綜合能源服務(wù)模式應(yīng)運(yùn)而生。以燃?xì)夥植际侥茉礊橹危徒细鞣N能源資源(風(fēng)、光、地?zé)?、生物質(zhì)、中小水電、余熱余壓)，整合供電、供熱(冷)、供汽等多種能源供應(yīng)，為用戶提供整體能源(與環(huán)境)解決方案，構(gòu)造出無(wú)數(shù)大大小小的“有源能源細(xì)胞”，并與互聯(lián)網(wǎng)深度融合，與大能源系統(tǒng)有效交互。這樣一種以燃?xì)夥植际綖橹蔚木C合能源服務(wù)模式必將帶動(dòng)生物天然氣的商業(yè)化發(fā)展，助力其實(shí)現(xiàn)《指導(dǎo)意見》中設(shè)定的發(fā)展目標(biāo)。

v 共同發(fā)展合作共贏

從事燃?xì)夥植际侥茉础⒕C合能源業(yè)務(wù)的能源企業(yè)可以將分布式的理念應(yīng)用到生物天然氣領(lǐng)域，采取分布式生產(chǎn)的方式解決目前生物天然氣項(xiàng)目的盈利性問(wèn)題。將原料在產(chǎn)地就地初加工，可以大幅降低原料的收儲(chǔ)運(yùn)成本，然后集中提純。在探索贏利的商業(yè)模式同時(shí)，進(jìn)一步擴(kuò)展生物天然氣的應(yīng)用場(chǎng)景，比如采暖、供熱等，實(shí)現(xiàn)供能方式和產(chǎn)能方式全部多元化。同時(shí)擴(kuò)展有機(jī)肥、綠色食品、生態(tài)農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)集成化一體化經(jīng)營(yíng)。目前，華潤(rùn)、新奧等業(yè)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)開始探索，將生物天然氣綜合利用項(xiàng)目打造成為城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物處理中心、冷熱電氣分布式能源中心、生態(tài)有機(jī)肥生產(chǎn)加工中心一體的創(chuàng)新模式。對(duì)于能源企業(yè)來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)向用戶提供更全面更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，培育新業(yè)態(tài)和新用戶，獲得新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。另外，生物質(zhì)能中的沼氣-生物天然氣是難得的全生命周期碳負(fù)排放能源。生物天然氣的這種“負(fù)碳排放”也可能為能源企業(yè)帶來(lái)真金白銀的碳交易收益。

四、總結(jié)與建議

由于目前生物天然氣行業(yè)還存在項(xiàng)目規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)性和制氣穩(wěn)定性較差等問(wèn)題有待解決，短期看對(duì)燃?xì)夥植际叫袠I(yè)影響有限，但隨著生物天然氣進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展，對(duì)于增加天然氣供應(yīng)等方面的積極作用會(huì)逐漸顯現(xiàn)。長(zhǎng)期看兩者具有互相促進(jìn)的作用，有望共同發(fā)展合作共贏。

本刊針對(duì)生物天然氣目前發(fā)展情況，就生物天然氣與燃?xì)夥植际侥茉春献靼l(fā)展提出如下想法。

l 參考借鑒典型國(guó)家發(fā)展經(jīng)驗(yàn)

參考借鑒瑞典、丹麥等生物天然氣發(fā)展比較好的國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)做法。比如丹麥，丹麥的生物天然氣原料主要來(lái)源于垃圾填埋氣、污水廠污泥氣體及畜牧業(yè)糞便發(fā)酵。這些生物天然氣主要用在城市燃?xì)?、分布式能源、熱電?lián)產(chǎn)、工業(yè)和交通運(yùn)輸領(lǐng)域。

l 破除生物天然氣并網(wǎng)難、價(jià)格低難題

建議國(guó)家給予生物天然氣優(yōu)先并入管網(wǎng)以及最低保障收購(gòu)價(jià)格，并鼓勵(lì)燃?xì)饨?jīng)營(yíng)企業(yè)積極參與生物天然氣經(jīng)營(yíng)，將燃?xì)夥植际侥茉吹慕?jīng)營(yíng)模式融入到生物天然氣中，不斷拓展生物天然氣的應(yīng)用場(chǎng)景，解決生物天然氣消納的同時(shí)也豐富了燃?xì)夥植际侥茉吹臍庠磥?lái)源。

l 探索生物天然氣分布式能源試點(diǎn)示范

綜合考慮地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源需求、生物天然氣資源以及扶持政策等因素，選擇合適的地區(qū)、適合的業(yè)態(tài)，嘗試探索一批生物天然氣分布式能源試點(diǎn)項(xiàng)目。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新和體制機(jī)制創(chuàng)新，逐步完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，逐步形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

注：編輯部在撰寫本文的過(guò)程中，得到了新奧能源、華潤(rùn)燃?xì)獾葐挝惶峁┑馁Y料幫助，得到了呂淼、楊常新、徐立昊、張家璽、付偉等專家的指導(dǎo)。在此謹(jǐn)致謝忱。

本文刊登在中國(guó)城市燃?xì)鈪f(xié)會(huì)分布式能源專業(yè)委員會(huì)主辦的《分布式能源》2020年第1期/總第29期上。