從德國實踐看生物天然氣的脫碳價值

德國是全球生物天然氣發(fā)展最為成熟的國家之一。20多年以來，德國生物天然氣開發(fā)利用在《可再生能源法》補貼支持下迅速發(fā)展。截至目前，德國已擁有200多個生物天然氣生產(chǎn)工廠，生物天然氣總生產(chǎn)能力可達(dá)13萬立方米/小時(超過110億立方米/年)。

近日，德國國際合作機構(gòu)(GIZ)中德能源與能效合作伙伴項目主編的《德國生物天然氣發(fā)展思索——生產(chǎn)及并網(wǎng)的激勵政策、商業(yè)模式、技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)》研究報告(下稱《報告》)發(fā)布。德國著名生物天然氣專家，沼氣、廢物管理和能源研究所創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官FrankScholwin從政策、激勵機制、商業(yè)模式等方面，分享了德國生物天然氣在生產(chǎn)利用過程中的實踐和經(jīng)驗。

變廢為寶

減排需求促生物天然氣多樣應(yīng)用

生物天然氣以畜禽糞便、農(nóng)作物或餐廚垃圾等為原料制取，是公認(rèn)的零碳能源。據(jù)介紹，德國將近一半的土地用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因此農(nóng)作物是德國生物質(zhì)天然氣的主要生產(chǎn)原料。

據(jù)世界沼氣協(xié)會估算，生物天然氣行業(yè)可望貢獻10—13%的全球溫室氣體減排量，潛力巨大。德國顯然已意識到這一重要價值。

事實上，為了推進溫室氣體減排，德國從2000年起就開始大力發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)。目前德國有90%以上的沼氣工程由農(nóng)場主負(fù)責(zé)，既能集中原料供應(yīng)、減少了運輸耗能，還能在解決農(nóng)場廢物的同時，增加農(nóng)場主的收入。

《報告》顯示，目前在德國，生物天然氣主要用于發(fā)電，其次是供熱和用作天然氣汽車燃料。如今，德國每年的沼氣發(fā)電量已超過11太瓦時，截至2020年4月，沼氣凈化提純廠數(shù)量超過200座。

由于生物天然氣可與常規(guī)天然氣互換使用，因此生物天然氣還可用于集中供暖鍋爐。據(jù)了解，德國約有200家公司提供天然氣供暖服務(wù)，其中生物天然氣含量為5%至100%不等。

值得注意的是，在德國，生物天然氣用于車用燃料的一直是小眾市場，但隨著人們越來越關(guān)注交通運輸行業(yè)的脫碳化進程，其重要性越來越高?！秷蟾妗分赋?，生物天然氣車輛的廣泛使用正在提高德國對有機廢棄物作為能源利用潛力的認(rèn)識。

柏林市政廢棄物管理公司就正致力于將生物質(zhì)天然氣應(yīng)用到交通領(lǐng)域。該公司近20年來一直負(fù)責(zé)收集市政有機廢棄物，并利用部分有機廢棄物生產(chǎn)生物天然氣，目前全市150輛垃圾收運車均已采用生物天然氣作為燃料。

政策激勵

加速替代化石燃料

由于生物天然氣的生產(chǎn)成本高于化石燃料，德國政府在2000年頒布的《可再生能源法》等政策中采取了強有力的激勵措施以推進生物天然氣替代化石燃料的進程。

受此推動，此后德國的沼氣發(fā)電量一直強勁增長，德國占據(jù)了沼氣利用的主導(dǎo)地位。

根據(jù)德國《可再生能源法》，產(chǎn)能為700立方米/小時及以下、700—1000立方米/小時、1000—1400立方米/小時的生物天然氣發(fā)電廠可分別獲得3歐分/千瓦時、2歐分/千瓦時、1歐分/千瓦時的補貼。產(chǎn)能1400立方米/小時以上的發(fā)電廠無補貼。沼氣發(fā)電上網(wǎng)有補貼保障，進一步保證了德國沼氣發(fā)電的優(yōu)先性。

“上網(wǎng)價格補貼是在生物天然氣產(chǎn)業(yè)剛剛起步時，驅(qū)動其快速發(fā)展非常行之有效的激勵措施。但也有不足：一是政府財政負(fù)擔(dān)較重，二是政府缺乏對后期消費的監(jiān)測監(jiān)管。”FrankScholwin說。

他介紹，2012年及后續(xù)的《可再生能源法》修訂版本中，關(guān)于發(fā)電的相關(guān)支持減少，但仍保證了此前投運的生物天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組可獲得長達(dá)20年的上網(wǎng)電價補貼。因此，大多數(shù)工廠現(xiàn)在仍在運行，但新建工廠數(shù)量沒有增加。

在發(fā)電“退補”之后，生物質(zhì)天然氣在車用燃料領(lǐng)域獲得了更多發(fā)展空間。根據(jù)德國生物燃料配額的要求，所有車用燃料銷售公司必須在燃料中添加部分可再生燃料。可再生燃料生產(chǎn)公司通過生產(chǎn)燃料獲得相應(yīng)配額積分，化石燃料銷售公司則需要購買配額積分。

“近期，德國的政策制定者頒布了新的間接激勵措施，如對化石能源征收碳稅，并為車用燃料的溫室氣體減排提供激勵措施，這很可能會刺激生物天然氣在交通運輸和供暖行業(yè)的發(fā)展。”FrankScholwin表示。

中國潛力巨大

宜重視非電應(yīng)用

中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會秘書長張大勇表示，借鑒德國20余年的發(fā)展經(jīng)驗，再結(jié)合我國實際，作為可再生能源領(lǐng)域最重要、可發(fā)揮更多作用的能源品種，我國生物天然氣產(chǎn)業(yè)從一開始就應(yīng)重視走非電利用之路。

“我國是農(nóng)林業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)大國，可利用的生物質(zhì)資源非常豐富，具有規(guī)?；?、工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用的優(yōu)勢條件。”中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會會長陳曉平表示。

據(jù)了解，中國生物天然氣每年可開發(fā)量高達(dá)600億立方米，但目前僅有0.05%得到了利用(年產(chǎn)沼氣3000萬立方米)。根據(jù)國家能源局《關(guān)于促進生物天然氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，2030年要使生物天然氣生產(chǎn)能力提升到300億立方米/年。

“和生物質(zhì)發(fā)電補貼相比，直接作為天然氣利用和車用天然氣燃料具有更高的附加值。”張大勇認(rèn)為。

他同時表示，雖然生物質(zhì)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期需要國家獎補政策支持，但退坡機制需要提前讓行業(yè)知悉，以便未雨綢繆。“生物質(zhì)天然氣企業(yè)在建設(shè)項目初期就要考慮到未來獎補政策退出之后，項目如何可持續(xù)運行，這將有利于產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。”