今天分享的是【2023年零碳中国-生物天然气】 报告出品方:中能投&腾讯研究院
——近几十年来,人类活动引起的气候变化问题逐渐加剧,全球平均气温升高、海平面上升,热浪、暴雨、大雪等极端天气的强度和频率持续增加,以二氧化碳为主的温室气体是造成温室效应和气候变化问题的重要的因素。为应对气候平均状态随时间的变化,全球已有一百多个国家制定了碳达峰和碳中和战略,零碳发展正由全球政治共识转化为各国政策目标。
——在全球推动零碳发展的背景下,以新能源为代表的零碳产业迎来加速发展的历史机遇,风电、光伏等可再次生产的能源发展速度空前。然而,实现净零排放需要的不仅是可再生电力,低碳、绿色、可再生的燃料可在化石能源替代、农林废弃物处理、二氧化碳捕集封存等电力无法触及的领域实现深度脱碳,是实现零碳排放必不可少的重要内容之一。
——生物天然气(也称为“生物甲烷”)是由沼气提纯而来的一种近乎纯净的甲烷,可将生物质原料中的碳进行封存或能源化利用,并通过农林生物吸收的方式形成循环,是兼顾减污降碳和多领域清洁能源替代的绿色可再再次生产的能源。生物天然气热值约为33-36MJ/M,与普通的化石天然气没有区别,完全兼容天然气管网等基础设施以及天然气汽车等用户设备,是一种理想的绿色燃料。
我国城乡有机废弃物种类多,规模大,若不充分的利用,会对生态环境带来极大影响。生物天然气由有机废弃物为原料生产,直接(农业残留物、中间作物、废物等)或间接(污水污泥、粪便、生物废物等)源自生物质,在生物天然气工厂的封闭和受控环境中捕获生物质中的甲烷,提纯并用来生产可再次生产的能源,避免有机废弃物和甲烷的大量自然排放,从根本上减少有机废弃物对环境的污染和破坏。
从生物天然气的生产利用全过程来看,植物从大气中捕获二氧化碳进行光合作用,捕获的二氧化碳在生物天然气燃烧过程中释放到大气中,然后被新生长的植物再次捕获,实现循环,因此生物天然气的燃烧不会增加大气中二氧化碳的含量,且随着碳捕捉利用技术的成熟和应用,生物天然气可以在生物质原料生产和能源化利用等多个环节实现碳减排,如通过替代化石燃料来减少排放、避免农业和畜牧业废弃物的甲烷泄漏、生产绿色肥料替代碳密集型化学品肥料、提升土壤碳储存以及碳捕获封存能力等,是真正意义上的“负碳”能源。
从全球生物天然气生产规模来看,欧洲、中国和美国占全球产量的90%。原料来源以秸秆和畜禽粪便为主,其次是污泥和餐厨垃圾。
欧洲是世界最大的沼气生产地区,其中德国拥有欧洲约三分之二的沼气厂产能,瑞典、丹麦、法国、意大利、荷兰等国家在沼气生产方面也处于国际领头羊。中国沼气产业早期以农村地区户用沼气池为主,近年来大中型沼气工程取得较大进展,在政策支持下,生物天然气项目正逐步上马;美国沼气的主要生产途径是通过垃圾填埋气收集,占其沼气产量的近90%,目前以农业废弃物为原料的沼气项目逐渐增多,在政府的支持下,生物天然气在美国交通运输领域的应用处于全球领头羊。除以上地区外,剩余沼气产量约半数来自亚洲发展中国家,特别是泰国和印度,清洁发展机制(CDM)的支持起到了重要的支撑作用,特别是在2007年至2011年间。随着CDM授予的减排信用额下降,新增沼气项目在2011年之后急剧下降。
从欧洲沼气和生物天然气产业的发展经验来看,政策支持在产业早期发展起到关键作用,而成熟的运行模式则是产业实现可持续发展的重要条件。
沼气和生物天然气产业的运行模式也在很大程度上受政策的影响。瑞典政府科学的支持计划对于瑞典沼气产业的可持续发展至关重要,其设计方式能够将当地各种各样的因素全面考虑,并纳入补贴评估标准,并在明确燃料未来市场状况的情况下降低投资风险,如最大化扩大沼气生产原料来源,如农业废弃物、动物粪便、污水污泥以及食物垃圾、纸浆和造纸厂剩余物等,增加沼气产量,最大限度地提高沼气系统的社会效益;政府出台激发鼓励措施,促进沼气提纯创新技术解决方案的研发,改善了沼气行业的经济情况和市场条件;同时要最大化拓展生物天然气的应用市场,除了完善管网基础设施外,重型运输、航运和工业在未来生物天然气产业高质量发展中将是重要的潜在市场。
科学合理、行之有效的商业模式和投融资模式是推动生物天然气产业可持续发展的重要的条件。生物天然气产业处于发展初期,且具有较强的社会公共服务属性,需要从政策和市场等多方面调控,为产业高质量发展创造良好的环境条件。借鉴国内外已有的成功案例,如阜南县生物天然气项目,以县域为单位的特许经营模式为产业的规模化发展提供了新的思路。由县级政府统筹,授予生物天然气项目公司整县域内的四个经营权,包括对畜禽粪污、病死动物等城乡有机废弃物的收集、处置与利用的特许经营权,整县域内沼气与生物天然气独家建设和经营权,已授权燃气特许经营权区域外的城镇、农村和经济开发区的燃气供应设施建设及燃气特许经营权,以及项目公司销售别的产品的优先经营权。四个特许经营权可为生物天然气项目提供生产资料和商品市场的保障,为产业规模化发展提供了基础,也有助于培育多元化的市场主体,形成多元化的供求关系,为产业的商业化和可持续发展创造良好的市场基础。
国际经验来看,绿色认证和绿色交易可激发市场需求潜力,为商业模式的构建提供更多可能。应结合国情,开展生物天然气绿色标准、绿色认证工作的试点和探索,制定生物天然气绿色认证、交易的标准、规范等,推动建立“社会供给一多方参与一行业自律-政府监督”的绿色生物天然气第三方认证制度,为绿色能源获得绿色收益提供给政策支撑。