生物天然气是以畜禽粪便、农作物秸秆、城市有机垃圾和工业有机废弃物等为原料,通过厌氧发酵生成沼气,经过净化提纯后,产出与常规天然气成分、热值相同的绿色低碳清洁燃气。
在全球碳中和目标下,生物天然气以其绿色清洁、可再生的优势,正受到越来越多的关注。
欧洲沼气协会(EBA)表示,提高沼气(biogas)和生物天然气(Biomethane)的产量是确保快速、灵活、经济实现能源转型的关键,这对于实现各个经济部门脱碳,向循环经济的转变至关重要。
利用生物天然气减少温室气体排放已经在能源、建筑交通、和化工等领域成为现实。
能源领域:生物天然气作为清洁低碳能源,可替代传统化石燃料,用于发电、供热、供暖等,降低温室气体排放的同时提高能源供应安全。作为一种补充性能源,生物天然气可以在未来持续支撑清洁能源体系建设,优化我国的能源结构。
建筑领域:在建筑领域,生物天然气为燃气供应和供暖提供了绿色选择,特别是在分布式能源系统中,生物天然气可以与太阳能、地热能等多种可再生能源结合,提高能源利用效率,减少建筑碳排放。数据显示,空间供暖占欧洲家庭能源消费近80%,使用生物天然气的供暖系统能有效降低对非可再生资源的依赖,并能与电气化供暖互补,例如通过混合热泵在电力需求高峰或寒冷季节使用。
交通领域:生物天然气液化后,其能量密度显著增加,适合储存与远程运输,是重型交通运输和海运的理想燃料。随着环保意识的提升,生物天然气在交通领域的应用前景将愈加广阔,尤其在长途和高耗能的重型运输中,生物天然气是化石燃料的可行替代品。压缩(生物-CNG)和液化(生物-LNG)形式的生物天然气已被证实是减少海运碳排放的有效选择,预计到2030年,生物天然气可能占海运燃料组合的10-20%。
化工领域:作为重要的燃料和化工原料,生物天然气的甲烷可用于生产合成氨、甲醇、氢等,广泛应用于农业、医药和纺织等领域。随着化工、钢铁等高碳行业的绿色转型需求增加,生物天然气在化工领域的需求也将进一步扩大。在工业领域,生物天然气的利用是实现2030年温室气体减排目标的关键措施,因为它能够快速且具有成本竞争力地替代化石燃料,成为可持续的热源和电力来源。此外,生物天然气在制药、塑料和各种化学品(如乙醇、氢气)生产中也发挥着重要作用,尤其在生产氨等肥料方面(尿素的关键成分)更是发挥着重要作用。
生物天然气不仅在生产侧通过资源化处理有机废弃物减少甲烷和二氧化碳的排放,在消费侧更能直接替代化石能源,从而进一步减排。据统计,每立方米生物天然气可减排2.2至3.8千克二氧化碳当量。
《碳中和目标下的生物天然气行业展望》报告指出,到2060年,生物天然气需求量可达7800万吨标准煤,相当于非化石能源消费总量的8.1%,显著提升了可再生能源在能源消费结构中的比重。
此外,生物天然气的替代潜力还体现在天然气进口依赖度的降低方面。预计到2050年,生物天然气可替代国内13%的天然气消费,2030年将替代进口天然气的4%,并在2040年和2050年分别达到17%和68%,逐步实现天然气自给。
通过符合国际标准的碳减排认证(如ISCC认证),生物天然气的绿色价值将在国际市场中得到进一步认可。生物天然气相较于化石能源减少65%以上的温室气体排放,以欧盟碳价100欧元/吨计算,其碳资产将显现出巨大的溢价价值。随着全球碳价上涨,碳资产价值将成为生物天然气的重要收益来源。
数据显示,2020年我国生物质能产业新增投资达1960亿元,其中生物天然气的投资约为120亿元。根据粗略测算,我国生物天然气年开发潜力在1500亿至2000亿立方米,市场投资规模将达到万亿级别。目前年产量约3亿立方米,发展空间巨大。
国家大力支持生物天然气的产业化发展,已出台多项政策保障清洁能源供应。《关于促进生物天然气产业化发展的指导意见》提出,到2025年,生物天然气年产量超过100亿立方米;到2030年,生物天然气年产量超过200亿立方米。
随着产业链的逐步完善,生物天然气配套设施包括原料的收储运输、预处理、发酵转化、净化提纯、燃气及肥料输运等将形成一体化运营。一旦产业链完全打通,预计整个市场规模将达万亿元以上。
资料来源:Bioenergy Insight. (2024). 《EBA: “The versatility of biogases”》Sep 13