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生物天然气引领沼气变革
来源:欧宝app    发布时间:2024-02-27 11:47:08

  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精确指出:沼气发展趋势需要变革,生物天然气应上升到国家战略能源的地位。

  “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净化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。

  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%。为了能够更好的保证供应,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。多个方面数据显示,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。

  而欧洲为摆脱对俄罗斯的天然气依赖,已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,使用价值不高,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次生产的能源,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。

  “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。

  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,未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年始终没脱离此阶段,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。”

  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),能够在某些特定的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”。

  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次生产的能源发电配额制,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。

  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,带领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》记者正常采访时亦指出,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,很多非公有制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。