在面临能源转型和应对气候变化的大背景下，传统化石能源逐渐被清洁、可再生能源所替代成为必然趋势。天然气作为一种相对清洁的化石能源，在能源过渡时期发挥着重要作用。而生物质颗粒燃料，凭借其可再生和碳中性的特点，也日益受到关注。两者在能源市场上存在着一定的竞争关系，近几年天然气价格居高不下，生物质颗粒燃料优势越来越明显。
近期，笔者对湖北省的部分城燃企业进行了调研，发现该省食品加工、玻璃制造、新能源汽车、冶金冶炼等以天然气作燃料的在用工业用户，近三年天然气用量下滑明显。究其原因，一是受行业市场不景气或产能过剩而减产导致用气量下降，二是受天然气气价过高而转用其他可替代能源。特别是对于使用天然气锅炉生产蒸汽用于产品生产的大工业用户，燃料成本在产品生产成本中一般占比较高。工业用户为了降低能耗成本，除了对生产设备及工艺进行节能改造外，也会同步寻找其他可替代能源，价格较低的生物质颗粒燃料则受到市场的青睐。
下面，笔者对天然气与生物质颗粒作为锅炉燃料，从蒸汽的生产成本、资源供应的稳定性、供应蒸汽的品质及对环境的影响等方面进行深入的竞争分析，为天然气行业从业者在天然气市场开发、投资决策以及相关价格政策的制定提供参考依据。
一、蒸汽的生产成本
天然气与生物质颗粒锅炉生产蒸汽的成本，包括设备成本、运行成本、环保成本、其他成本，其中运行成本包括燃料成本、用电成本，用水成本、人工成本、维护成本等。这些成本中，两种燃料锅炉用电成本、用水成本及其他成本相差不大，本文分析时不作对比，只对燃料成本、人工成本、设备成本、维护成本及环保成本进行分析。通过对比分析，我们发现两种燃料生产的蒸汽成本中，燃料成本占比最大，其次是人工成本，其他成本占比相对较少。蒸汽的燃料成本天然气高于生物质颗粒，而人工、设备、维护及环保等其他成本，天然气则是略低于生物质颗粒燃料。
天然气与生物质颗粒生产蒸汽的生产成本对比分析表
根据以上表格，我们对一台10吨的天然气锅炉和生物质颗粒锅炉，按80%负荷率、每天运行24小时、一年运行300天考虑，以武汉目前工业用气价格、生物质颗粒送到价格作为燃料成本，分别测算两种燃料对应的蒸汽的生产成本，发现使用生物质颗粒燃料后一年可节约燃料成本540多万元，虽然在人力、设备、维护及环保方面会增加成本，但总体生产成本仍然每年可约500多万元，生物质颗粒燃料的成本优势明显，竞争力强于天然气。
二、燃料供应的稳定性
天然气的供应，主要通过天然气管道来输送。在偏远地区或未接通管道的地方则需通过LNG槽车和储罐供应，但用气成本相对更高。管道天然气供应的稳定性相对有保障，但在采暖季节也会受极寒天气的影响，气量不足时需要配合调峰，压减用量保证民生用气。
生物质颗粒的供应，主要通过水上船舶或陆上车辆进行运输，且生物质原料的收集、运输和储存相对复杂，其供应受季节、农业和林业生产周期影响较大，生物质颗粒生产和供应一定程度上受季节和地域影响。因此，生物质颗粒供应的稳定性相对弱于管道天然气。
目前湖北使用生物质颗粒燃料的工业用户，一般都建有储存生物质颗粒的仓库，同时将管道天然气作为备用燃料，一旦生物质颗粒燃料供应出现短缺，或生物质锅炉检修时，就转用天然气，以此弥补生物质颗粒供应稳定性的问题。
三、蒸汽的品质
蒸汽品质，主要是指蒸汽的压力和温度的稳定性。天然气的供应一般可通过管道直接连续、均匀的供应到燃烧器前，而生物质燃料需通过进料系统自动或人工方式进料，且进入燃烧器的燃料无法完全均匀，因此天然锅炉产生蒸汽的压力和温度的稳定性要优于生物质颗粒锅炉产生的蒸汽。
为解决此问题，对于蒸汽品质要求比较高的工业用户，一般会选择双燃料系统，生物质颗粒燃料为主要燃料，天然气作为备用燃料，当生产生物质颗粒锅炉产生的蒸汽压力或温度不稳定时，开启天然气锅炉蒸汽的压力和温度进行补充和调节。
以武汉市某经济开发区使用蒸汽量较大的食品加工、新能源电池企业为例，因近几年该区域非居民用气价格居高不下，用气成本过高，开始改用生物质颗粒燃料，将天然气转为备用燃料，以此来降低生产所需的燃料成本。如，2022年，该区域内新投产一家锂电池生产企业，2023年用气量达到3000多万立方米，2024年下半年开始策划安装生物质颗粒锅炉，计划2025年投入运行，生产所需的蒸汽将主要由生物质锅炉来供应，天然气转用备用或辅助燃料，除导热油炉使用少量天然气外，天然气年用量将大幅下降。
四、环境的影响
天然气是清洁能源，燃烧后主要产生二氧化碳和水，排放物少且易于控制，对环境更友好，可满足大多数城市或地区的环保要求。生物质颗粒属于可再生能源，燃烧过程中产生的二氧化碳可被其生长过程吸收，实现碳循环，且硫磷成分少，燃烧时不会产生五氧化二磷和二氧化硫等污染物，但会有一些烟尘排放，配备相应的除尘设备后，也可以达到环保的要求。
综上所述，天然气和生物质颗粒燃料在蒸汽的生产成本、燃料供应的稳定性、蒸汽的品质、环境影响等方面各有优劣。天然气具有资源相对集中、生产技术成熟、能源转换效率高、污染物排放低等优势，但存在碳排放和资源分布不均、价格过高等问题。生物质颗粒燃料资源广泛、可再生、环境友好（碳中性），但生产规模小、成本高、能源效率相对较低且受原料供应影响大。在市场应用方面，天然气和生物质颗粒燃料在不同领域和地区各有侧重，政策导向上也分别得到不同程度的支持以促进其发展。
未来，随着技术的不断进步和能源市场的进一步演变，天然气和生物质颗粒燃料的竞争关系将持续存在并动态变化，能源领域的从业者、投资者和政策制定者需要综合考虑多方面因素，权衡利弊，以实现能源结构的优化和可持续发展。在天然气资源丰富且价格低廉的地区，可充分发挥天然气的优势，保障能源供应和满足环境要求；而在生物质资源丰富、天然气资源贫乏且有减排压力的地区，则可大力发展生物质颗粒燃料产业，同时通过技术创新和产业整合不断提高其竞争力，逐步推动区域能源体系向更加清洁、低碳和可持续的方向发展。
原创：南滨观察
作者：筱蓝
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