生物天然氣生產(chǎn)利用流程
改革開放之后，我國能源工業(yè)迅速發(fā)展起來，在經(jīng)濟取得重大飛躍的同時，許多問題也在慢慢顯現(xiàn)?；茉词欠强稍偕Y源，隨著開采量的逐漸增大，化石能源開采難度逐漸加大，開采成本不斷增加。更為嚴重的挑戰(zhàn)還在于，由于化石能源的大量使用，中國的生態(tài)環(huán)境遭到破壞。在經(jīng)濟與環(huán)境的這場博弈中，如何尋找一個平衡?在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的道路中，誰來挑起大梁?
為兼顧經(jīng)濟發(fā)展與社會科學持續(xù)發(fā)展，利用清潔新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源將是未來發(fā)展的必然趨勢。中國的能源轉(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。在平衡能源消費與經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系、促進新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，生物天然氣是我國未來新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的頂梁柱。
德國的生物天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較成功，并且德國有比較完善的政策體系，為我國發(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投產(chǎn)，所生產(chǎn)的生物天然氣直接進入天然氣管網(wǎng)，供德國用戶使用。瑞典早在2004年實現(xiàn)將生物天然氣輸送至天然氣管道，解決用戶用氣問題。德國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。對于中國來說，發(fā)展生物天然氣的優(yōu)勢及必要性主要集中在以下幾個方面。
其一，原材料供應充足。生物天然氣是由沼氣提純而來，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，我國每年產(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，緩解我國天然氣的對外依存度。近幾年來，我國天然氣對外依存度呈現(xiàn)上升趨勢。2015年，我國天然氣進口比例高達32.7%，預計到2030年將達到50%。沼氣提純成生物天然氣可以很好地解決我國天然氣短缺的難題。前面提到，若將我國每年產(chǎn)生的鮮糞和農(nóng)作物秸稈進行轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的天然氣約600億立方米，這相當于2015年我國天然氣消費量的31.06%、進口量的96.15%。所以，發(fā)展生物天然氣能緩解我國能源短缺問題，減少天然氣對外依存度，保障能源安全。
其三，有利于環(huán)境保護。生物天然氣在其整個生命周期中是“負碳”的，從行動上響應習近平主席在巴黎會議上提出的在2030年左右要爭取達到碳排放的峰值。如我國每年生產(chǎn)600億立方米生物天然氣，就相當于減少燃燒8000萬噸標準煤，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，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題，還能緩解環(huán)境污染問題。
相比較于其他清潔可再生能源，如風能、水能、太陽能，生物天然氣除了具有以上優(yōu)勢之外，其還具有獨特的優(yōu)勢。太陽能、風能、水能有一個共同的缺點是供應不穩(wěn)定，受環(huán)境、氣候等因素的影響較大，并且太陽能建筑占地面積大、成本高，風能轉(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)相對比較成熟，足以支撐生物天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
在這場環(huán)境治理與經(jīng)濟發(fā)展的博弈中和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的道路中，生物天然氣能夠獨當一面，理應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，保證能源安全。所以，對于轉(zhuǎn)變能源發(fā)展結(jié)構(gòu)，促進新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，應該將發(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上，促進其他新能源的發(fā)展。無論從技術(shù)上還是從穩(wěn)定性上考慮，生物天然氣都是當之無愧的新能源產(chǎn)業(yè)的重心。
生物天然氣雖然存在著諸多優(yōu)勢，但是由于現(xiàn)實情況的一些約束與障礙，使得我國生物天然氣產(chǎn)業(yè)尚未形成規(guī)模化生產(chǎn)。究其原因，導致生物天然氣尚未形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)的原因主要有以下兩點。
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。中國還沒有出臺有關(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家相關(guān)補貼，使得生物天然氣產(chǎn)業(yè)尚不能發(fā)展商業(yè)模式。若沒有國家政策支持及相關(guān)補貼，生物天然氣在全生命周期的生產(chǎn)過程中可能會缺乏經(jīng)濟效益。在這種情況下，人們發(fā)展生物天然氣的動力就會不足，難以形成商業(yè)模式。第二，沼氣提純并入天然氣管網(wǎng)存在市場壁壘，雖然如今從需求和技術(shù)的角度來看，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”在新能源市場上難以全面展開。
生物天然氣有其發(fā)展的獨特優(yōu)勢，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“頂梁柱”難以開展，針對此障礙，可以從以下幾點解決問題。
首先，完善生物天然氣進入天然氣市場的相關(guān)規(guī)章制度，消除生物天然氣進入天然氣管網(wǎng)的壁壘，為生物天然氣發(fā)展提供相應的政策支持，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)濟效益差的問題。最后，將沼肥列入有機肥補貼的范疇之內(nèi)，完善沼肥市場補貼，在整個生命周期中增加生物天然氣的經(jīng)濟性，使生物天然氣更加具有商業(yè)價值。
顯然，在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的道路中，生物天然氣能夠獨當一面，理應并且能夠挑起新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大梁。并且我國生物天然氣開發(fā)潛力巨大，如果國家能夠提供相應的政策保障，積極采取措施，在國家政策的扶持下，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，生物天然氣將會是我國新能源產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的頂梁柱。(開夢丹為中國石油大學(北京)碩士研究生。馮連勇為中國石油大學(北京)教授)
