生物天然气引领沼气变革

　　在全国掀起页岩气开发热潮之时，广西南宁等地却在轰轰烈烈地发展另一种非常规天然气——沼气提纯得到的生物天然气。这种一直被定位为“小打小闹”、“成不了大气候”的“农村能源”，不仅成为南宁市供不应求的香饽饽，还为城市天然气供给增加了重要砝码。

　　“我国的户用沼气高补贴政策搞了20年没有太大收效，说明我们走得太慢，需要换条路子了。”两院院士石元春在接受《中国科学报》采访时表示。

　　中国农业大学教授程序也明确指出：沼气发展方向需要变革，生物天然气应上升到国家战略能源的地位。

　　不过，这条变革之路上还存在诸多阻力。

　　南宁不再“断气”

　　“断气”曾长期是南宁市领导最为头疼的事，现在却从一家淀粉酒精企业中看到了解决的希望。

　　作为该项目的技术负责人，程序告诉《中国科学报》记者，从广西南宁武鸣县安宁淀粉厂（下称安宁淀粉厂）的酒精废水中提取生物天然气项目每天产生2万立方米沼气，提纯后得到约1.2万立方米生物天然气，以3元/方的价格出售给新奥燃气公司，后者再以4.95元/方卖出，而使用天然气的出租车每月可比用汽油节省2000元左右燃料费。

　　实际上，由于废水中化学需氧量（COD）极高，广西很多糖厂和淀粉厂的废料废水处理甚至成为当地的环保顽症。例如，安宁淀粉厂过去要花3元/吨治理废水，现在却反而能从中挣五六元，可谓利润颇丰、一举两得。

　　“有市场竞争力是这个项目成功的根本因素。”石元春评价称。

　　我国普遍缺气，广西尤其紧缺。目前，南宁市每年需从外部输入天然气和液化石油气约1.4亿立方米，且每年增长30%。为了保证供应，甚至不惜从新疆、陕北、内蒙古等地用卡车长途输送。

　　在这一背景下，南宁市一下抓住了生物天然气这根“救命稻草”。据悉，该市计划整合全市淀粉酒精企业，形成日产40万立方米生物天然气的能力，满足全市60%的出租车和公共汽车使用。

　　虽然由于原料有机物浓度较高，安宁淀粉厂示范项目具有一定特殊性，但我国沼气原料十分丰富则是不争的事实。数据显示，中近期可开发1500亿立方米/年，中远期潜力达到3000亿~4000亿立方米/年。

　　而欧洲为了摆脱对俄罗斯的天然气依赖，已经形成了可观的沼气—生物天然气产业。2009年，欧盟25国的天然气消费量为4000多亿立方米，生物天然气产量达到300亿立方米。

　　但我国过去却没人想到沼气能变成生物天然气，“包括我自己”。程序坦言，沼气中甲烷含量在60%左右，热值较低，利用价值不高，但提纯到93%以上就成为生物天然气，和化石天然气毫无区别，可以做车用气或管道气，经济效益大大提升。

　　石元春指出，同最近大热的页岩气相比，生物天然气不仅是可再生能源，而且应用条件更为成熟，是一种低碳，甚至“负碳”能源。

　　程序亦表示，甲烷的温室气体当量是二氧化碳的21~25倍，同任由废弃物自然发酵后甲烷排放到大气中相比，以全生命周期分析，制成生物天然气车用的碳排放量可为负数。

　　虽然理论上极好，生物天然气在我国却一直难登大雅之堂，在各种能源规划中也始终未有一席之地。

　　从农户沼气到产业沼气

　　“国家对沼气投入很大，但小农意识很强，似乎只能解决一家一户的问题，投入和收效很不相称。”石元春指出。

　　近年来，我国在农村沼气方面每年投入不下几十亿元，却问题多多。

　　农户沼气甲烷含量低，热值低，甚至不宜炒菜。而且，很多地区农户沼气池还面临着冬春季产气率低、原料来源减少、维修服务跟不上等麻烦。因此，虽然国家补贴很高，但仍被不少人讥讽为“沼气”变成了“找气儿受”。

　　另一方面，为了解决养殖场粪便处理而大力推广的大中型沼气工程，也由于经济效益很差迟迟发展不起来，过去20年中建成的7万多个工程，目前只有2000多个还在勉强运转。

　　“大中型沼气工程‘示范’了20年始终没有脱离这个阶段，核心问题是没有经济活力，发展不成产业。”程序指出，“这条路已经证明行不通，必须变革。”

　　为此，对应“农户沼气”，程序等人提出了“产业沼气”的概念。

　　产业沼气的核心，是规模化生产并提纯得到高价值商品生物天然气，原料也不再局限于粪便，而是来源于多种农业废弃物、城市垃圾和污泥、工业废水废渣等。“向产业沼气变革的核心是要获得可观的经济效益，同时取得环境效益的双赢。”程序说。

　　石元春也指出，欧洲生物天然气已经到了工业化阶段，我国也应该尽快摆脱“农村能源”这样的框架限制。

　　程序等经过计算认为，如果创建若干个10亿立方米级的生物天然气“气田”（每个气田由数十个分布较集中的沼气工厂组成），能够在一定程度上缓解我国天然气供应紧缺。“同从国外购买天然气并花费巨资修建管道相比，国产生物天然气具有很大的经济和战略优势”。

　　产业政策缺失

　　德国和瑞典是欧洲沼气—生物天然气应用最具代表性的例子，但两国的技术路线却不同，德国采用沼气直接发电，而瑞典是提纯后并网、车用的模式。

　　对此，程序认为，沼气直接发电需要引进昂贵的专用设备，且我国尚未明确可再生能源发电配额制，并网困难，因此主张走瑞典路线。

　　而且，由于政府对沼气发电的优惠政策只有15年，德国也开始转向经济效益更好的提纯路线。实际上，德国和瑞典都有高强度的能源政策支持。德国沼气产业在2000年出台《可再生能源法》后突飞猛进，目前有7000多家大中型沼气厂；瑞典则对沼气工程提供了造价补贴、电价补贴、减免碳税等诸多激励政策。

　　石元春建议国家根据实际需求选择政策支持的技术路线。

　　程序则表示，我国当前的沼气技术至少落后欧洲15年，需要国家转变产业政策，引导企业通过赢利增加技术创新的动力。“现在的补贴政策养懒了一批惯于吃补贴的沼气企业，它们日子过得很逍遥，没有技术进步的动力。”

　　杭州能源环境工程有限公司董事长蔡昌达在接受《中国科学报》记者采访时亦指出，生物燃气产业在起步阶段是一项微利的弱质行业，希望国家给予民营中小科技型企业更多政策扶持。

　　据悉，很多民营企业从安宁淀粉厂示范项目中看到了商机，跃跃欲试，但碍于国家没有出台明确政策，又大多有观望倾向。

　　“主要是心里没底不敢投资。这个产业只要国家有政策，很快就能发展起来。”程序说。

    来源：中国科学报