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淺談生物天然氣與燃?xì)夥植际侥茉吹陌l(fā)展與合作

2020-04-21 09:00:17 《分布式能源》

雖然燃?xì)夥植际侥茉淳哂泄?jié)能、減排、經(jīng)濟(jì)、安全、削峰填谷等優(yōu)勢,在政策上得到了國家和部分地方政府的鼓勵支持,在我國也經(jīng)過了二十多年的發(fā)展,但仍沒有進(jìn)入快速發(fā)展的階段。本文通過梳理制約燃?xì)夥植际侥茉葱袠I(yè)發(fā)展的氣源氣價(jià)等問題,結(jié)合生物天然氣發(fā)展,分析生物天然氣可能對燃?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)問題,并成為能源企業(yè)新的利潤增長點(diǎn)。

一、生物天然氣迎來行業(yè)發(fā)展新機(jī)遇

我國生物天然氣是以農(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)酵過程中產(chǎn)生的沼渣沼液可生產(chǎn)有機(jī)肥。我國發(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9.4%),國家加快了生物天然氣開發(fā)利用政策支持。

國家能源局出臺《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)委員會第一次會議上對發(fā)展生物天然氣作出重要指示。《中共中央國務(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)。

產(chǎn)業(yè)開發(fā)利用進(jìn)入快車道

政策推動的同時(shí)國家調(diào)整了中央投資方向,重點(diǎn)用于支持規(guī)模化大型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,國家每年投資20億元,在全國范圍內(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)營經(jīng)驗(yàn),并加快在全國布局建設(shè)項(xiàng)目。

在政策和市場的雙重驅(qū)動下,我國生物天然氣的產(chǎn)量增長起來。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,年產(chǎn)氣量約為5700 萬立方米。(數(shù)據(jù)來源:生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會)截至2018年底,我國生物天然氣總產(chǎn)量大約6億立方米。(數(shù)據(jù)來源: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)庑屡d產(chǎn)業(yè)等作用,我國發(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薮蟆⑹袌鰪V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。

資源基礎(chǔ)良好。我國可用于生產(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),中國有農(nóng)業(yè)秸稈5億噸、林業(yè)秸稈4億噸、動物糞便3億噸、餐廚垃圾1億噸,折合成標(biāo)煤共10億噸。

市場潛力巨大。發(fā)展生物天然氣的市場空間也比較大,“十三五”以來,我國天然氣消費(fèi)增長較快,天然氣進(jìn)口依存度逐漸升高,長期來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空間。

政策扶持力度加強(qiáng)。近年來,習(xí)近平總書記在不同場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;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。

二、燃?xì)夥植际侥茉疵媾R的發(fā)展困境

我國燃?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)的高低和波動對分布式能源的經(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)格過高,造成氣/電價(jià)格比過大,燃?xì)夥植际侥茉错?xiàng)目的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢得不到體現(xiàn),嚴(yán)重制約企業(yè)對項(xiàng)目投資的積極性。

燃料來源不穩(wěn)定。由于中國“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)渠道主要來源于進(jìn)口LNG、內(nèi)陸管道天然氣和南海海上天然氣,長輸管線和省管網(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?/strong>

v 生物天然氣豐富了燃?xì)夥植际侥茉吹臍庠垂?yīng)

2019年我國天然氣一直保持在40%以上的對外高依存度,其中2019年10月的對外依存度42.5%,(數(shù)據(jù)來源:中國天然氣行業(yè)協(xié)會)國家能源安全的擔(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)來源:生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會)據(jù)倪維斗院士分析,我國的農(nóng)業(yè)秸稈、林業(yè)秸稈、動物糞便、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)展可大幅增加國內(nèi)天然氣供應(yīng),有效減小對外依存度,提高國家能源安全。從對燃?xì)夥植际侥茉吹挠绊憗碚f看,正如前文所述,天然氣的氣源和氣價(jià)問題嚴(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由锾烊粴獍l(fā)展

隨著電改進(jìn)一步深入、油氣市場化改革進(jìn)一步推進(jìn),售電側(cè)市場和配電網(wǎng)業(yè)務(wù)放開,傳統(tǒng)能源行業(yè)的邊界逐漸消退,無論是供給側(cè)還是消費(fèi)側(cè)市場主體更為多元,市場競爭也更加激烈,新的能源形勢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)帷⑸镔|(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)目的盈利性問題。將原料在產(chǎn)地就地初加工,可以大幅降低原料的收儲運(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。目前,華潤、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。對于能源企業(yè)來說,可以通過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,獲得新的利潤增長點(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)定性較差等問題有待解決,短期看對燃?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,對于增加天然氣供應(yīng)等方面的積極作用會逐漸顯現(xiàn)。長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)狻⒎植际侥茉础犭娐?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

建議國家給予生物天然氣優(yōu)先并入管網(wǎng)以及最低保障收購價(jià)格,并鼓勵燃?xì)饨?jīng)營企業(yè)積極參與生物天然氣經(jīng)營,將燃?xì)夥植际侥茉吹慕?jīng)營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碓础?/p>

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程中,得到了新奧能源、華潤燃?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。

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




責(zé)任編輯: 李穎

標(biāo)簽:分布式能源,生物天然氣,燃?xì)夥植际?