生物質燃氣項目發展概況及前景分析

2024年2月21日發(作者：紅瑪麗魚)

生物質燃氣項目發展概況及前景分析

摘要：生物質燃氣具有生態環保、清潔能源以及振興鄉村經濟三大功能，是其他所有只具備能源功能的可再生能源無法比擬的，其不但不會增加碳排放，甚至還能抵消部分碳排放。本文從發展背景、發展近況以及發展前景及重大意義等方面對生物質燃氣項目進行了分析和介紹。

關鍵詞：生物質燃氣；有機廢物處理；厭氧發酵；沼氣

隨著我國經濟不斷發展，人民物質文化生活水平日益提高，垃圾的產量也與日俱增。據統計，我國每年產生的固體廢物總量超過100億噸，其中約60%為生物質廢物，產生量巨大。生物質廢物含水率高、有機物含量高，對環境污染嚴重，采用傳統方式處理會產生惡臭、高濃度滲濾液、溫室氣體以及二噁英等諸多環境問題，鄰避效應明顯。另一方面，生物質廢物的這些特性恰恰適合采用厭氧消化等燃氣化技術進行處理，這樣可以在實現廢物無害化、有效改善廢物處理過程中二次污染的同時，還可以將廢物中蘊藏的大量低品位能量轉化為高品位的清潔能源。因此，生物質燃氣項目近年來正在成為有機廢物處理領域關注的熱點。

一、生物質燃氣項目的發展背景

作為生物質廢物厭氧消化的產物，生物質燃氣是指以畜禽糞便、農作物秸稈、城鎮生活垃圾等有機物為原料，經厭氧發酵和凈化提純后與常規天然氣成分、熱值等基本一致的綠色低碳清潔環保可再生燃氣。與其他新能源相比，生物質燃氣具有儲能密度高，儲存過程能量損耗小，儲能和取能的速度快，對環境友好等特征，是極好的可儲存性清潔能源。

生物質燃氣的發展源自于傳統沼氣技術，但又與傳統沼氣有著本質的區別。中國沼氣的發展可追溯到20世紀30年代，最初，沼氣僅被作為一種解決能源短缺的手段，20世紀70年代以來，中國許多地區先后開展了不同程度的沼氣綜合利用實踐活動，逐步走出了一條以沼氣為紐帶，并使之與種植、養殖和農產品加工等有機結合，發展農村經濟的新路子。但改革開放以來，隨著人民生活水平的逐漸提高，傳統的沼氣工程逐漸閑置甚至荒廢，究其原因主要有如下幾點：

1、人們對于沼氣用途的認識還停留在炊事、照明這些最基本的生活用能，沒有綜合利用方面的相關認知。

2、傳統沼氣技術無法滿足全年連續生產的基本要求，在冬季基本不能使用。

3、沼氣項目重建設、輕運維，使用者缺乏系統的專業知識與技能培訓，造成沼氣項目無法正常發揮作用而逐漸廢棄。

二、生物質燃氣項目的發展近況

生物質燃氣項目在近十年的時間里逐漸萌發，在總結傳統沼氣項目成功與失敗經驗的基礎上，通過應用新技術、新方案和新模式，實現了項目設計、建設、運營方面的重大突破，呈現出煥然一新的面貌，具體如下：

1、生產效率極大提高，通過綜合應用農作物秸桿、禽畜養殖糞便、有機垃圾等原料，優化厭氧微生物生長環境，結合先進的發酵技術，大幅提高原料產氣量，每噸原料產氣水平可由原來沼氣工程的幾十立方米增加到400立方米以上。

2、項目專業化極大提升，目前，生物質燃氣項目從設計、施工到運營、維護均有專業化的單位具體實施，項目采用的技術和工程措施可以實現工業化、規模化連續生產，特別是解決了傳統沼氣項目冬季無法生產的弊端。

3、沼氣提純技術逐步成熟，沼氣產出并經過提純加工后，生物質燃氣中的甲烷含量可以達到96%以上，不但汽車、船舶等交通工具能直接使用，還可直接并

入現有天然氣管網。

4、商業模式逐步完善，改變了傳統農村小沼氣工程分散建設的模式，推行區域綜合一體化的新模式，整合原料收集供應、工業化生產、市場化銷售等產業鏈條，真正實現了項目的穩定、可靠、可持續運營。

三、發展生物質燃氣項目的重大意義

1、環境效益顯著，助力節能減排

我國每年產生農作物秸桿約9億噸，畜禽養殖糞便等垃圾約30億噸，由于無害化處理和資源化利用水平不足，大量秸稈露天焚燒造成霧霾，糞污、垃圾亂排造成水體面源污染，嚴重威脅著我國生態環境安全。若將上述生物質廢物進行燃氣化利用，理論上可以生產生物質燃氣3000多億立方米，也將從源頭消減對大氣和水體的污染，改善生態環境。

與其他可再生能源相比，生物質燃氣是難得的全生命周期負碳排放源，具有顯著的溫室氣體減排效應。大量生物質廢物若不加處理隨意堆放，那么釋放出來的甲烷會自然排到大氣中，甲烷的溫室氣體當量是二氧化碳的28倍，而通過生產生物質燃氣，則會把這部分進入到大氣中的溫室氣體消減掉。我國是世界上碳排放量最大的國家，發展生物質燃氣項目將成為我國應對氣候變化、兌現溫室氣體減排承諾行動的重要內容。

2、優質可再生能源，提高國家能源安全保障程度

我國是世界上最大的能源消費國，能源消耗占全球總量的23%左右，另一方面，“富煤、貧油、少氣”的資源狀況也決定了我國不得不依賴進口以解決原油和天然氣供給不足的局面。2019年，我國原油對外依存度達到72.6%，天然氣對外依存度達到43%，能源安全岌岌可危。

另一方面，我國生物質資源豐富，理論上可以生產生物質燃氣3000多億立方米，即使按照只開發利用三分之一計算，每年至少可生產生物質燃氣900億立方米，相當于2019年我國天然氣消費量的近30%、進口量的約68%，其資源潛力和戰略意義是不言而喻的。此外，在其他可再生能源中，太陽能、風能的穩定性較差；水能也受地域和水量的影響，同時對自然環境生態有比較大的負面作用；而生物質能是其中唯一可替代化石能源轉化成液態和氣態燃料以及其它化工原料或者產品的碳資源。因此，大力發展生物質燃氣，將其作為常規天然氣的重要補充，在補齊能源供需短板，降低進口依存度，提高能源安全保障程度等方面具有重大意義。

3、構建循環經濟新模式，助推產業轉型升級

生物質資源多數來源于農業生產和農村生活，長期以來作為廢物隨意丟棄、排放而未得到有效利用。另一方面，我國農業生產依然沒有擺脫“大農、大水、大肥”的特征，這樣的粗放發展方式直接導致了土壤地力的衰減，農產品品質的下降。為了確保農業的可持續發展，節約水資源、降低化肥、農藥的使用量，以減輕過度使用農藥、化肥對生態環境的污染，已經成為建設美麗鄉村、振興鄉村之路上亟待解決的迫切問題。

和其他垃圾不同，生物質廢物可作為生物質燃氣項目的生產原料加以資源化利用，在污染得到有效治理的同時，也將獲得較好的生態效益、社會效益和經濟效益。生物質燃氣化利用后的產物是生物質燃氣和生物有機肥，其中，生物質燃氣可以直接替代農村居民生活所用的薪柴和散煤，可有效改善農村的居住條件，同時在調整能源結構、實現城鄉居民同品質生活、促進新農村建設等多方面也能起到積極的推進作用。而生物有機肥的使用將大幅度減少化肥、農藥的用量，可

直接減輕農村環境面源污染、大幅降低農作物病蟲害水平，更重要的是可有效提高食品安全水平和農產品品質，從而可實現農業種植成本的節約以及農民收入的增加，為傳統農業向規模化、集約化、商品化方向發展提供了參考。

四、生物質燃氣項目發展前景展望

生物質能是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式，它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料，取之不盡、用之不竭，是唯一一種可再生的碳源。與其他可再生能源相比，生物質能在應對全球氣候變化、緩解能源供需矛盾、保護生態環境等方面發揮著重要作用。而作為生物質能高效利用的一種方式，生物質燃氣項目在規模化處理有機廢物、構建分布式可再生清潔燃氣生產消費體系、優化天然氣供給結構、助力鄉村振興等方面具有不可替代的作用。此外，歐洲發達國家的發展經驗也給我們提供了參考，2015年，歐洲國家共生產了180億立方米生物甲烷當量的沼氣和生物質燃氣，共有1.74萬家沼氣廠，459家沼氣提純生物質燃氣廠，當年有12億立方米生物質燃氣注入天然氣管網。

綜上所述，生物質燃氣項目作為戰略性新興產業中的一個新業態，必將在今后一段時期內得到快速發展。