山西省朔州市应县的陶瓷企业生产线，所使用的天然气中有一部分是生物质气体燃料——生物天然气。这些生物天然气是应县投运的生物天然气工业直供项目提供的。该项目以牛粪等粪污为原料，采用中温厌氧发酵、净化提纯等技术，产出了甲烷浓度高达98%的生物天然气，通过燃气管网直接供给应县陶瓷产业集群。目前，该项目二期正在抓紧实施，将在一期基础上增加预处理系统和厌氧罐装置，可以消纳秸秆、餐厨垃圾等有机废弃物。

生物质气体燃料是以生物质为原料生产的可燃气体，主要成分包括甲烷、氢气、一氧化碳等。发展生物质气体燃料，不仅可以解决城乡各类有机废弃物产生的环境污染问题，还可以通过构建农业循环经济模式，发展现代农业，全面推进乡村振兴。

生物质气体燃料在生产过程中不产生额外的碳排放，可替代化石燃料使用，减碳效果显著，是实现“双碳”目标的有效途径之一。

1、变废为宝，有机垃圾生成绿色燃气

根据工艺，生物质气体燃料可分为生物天然气（沼气）、生物质热解气、生物质氢气等。

生物天然气是以畜禽粪便、农作物秸秆、城镇有机生活垃圾、工业有机废弃物等为原料，通过厌氧发酵产生沼气，经净化提纯后与常规天然气成分、热值完全一致的绿色低碳清洁可再生燃气。

生物质热解气是通过热化学反应，将秸秆、果木剪枝和有机垃圾等生物质转换成可燃气体，同时产生生物炭、木醋液等副产品。净化后热解气有效成分主要为一氧化碳、氢气和甲烷，可用于炊事、供暖、发电或生产甲醇等化工产品。

生物质氢气由生物质制氢制备。生物质制氢具体可分为生物质热解气化重整制氢、生物质高温直接气化制氢，以及生物质在超临界水中气化制氢等。

这其中，我国生物质热解气化行业虽起步较早，但尚未形成规模效益；而我国生物质制氢仍停留在实验室阶段。“目前，国内生物天然气技术基本成熟，具备产业化发展条件。

2、资源丰富，生物天然气市场规模可观

我国生物天然气产业从2015年开始发展，已初步形成规模。

数据显示，2020年我国生物质能产业新增投资约1960亿元，其中生物天然气新增投资约120亿元。粗略测算，我国生物天然气年开发潜力在1500亿—2000亿立方米，万亿市场投资规模，目前年产量约3亿立方米，发展空间巨大。国家《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。生物天然气配套设施包括原料的收储运、预处理、发酵转化、净化提纯、燃气及肥料输运等环节，以生物天然气产品、装备、服务体系等环节构成的产业链正在逐步形成，一旦产业链完全打通，预计整个市场规模将达万亿元以上。

我国可用于生产生物天然气的农作物秸秆、畜禽粪污、餐厨垃圾、农副产品加工废水等各类城乡有机废弃物资源较为丰富，全国不乏成功且颇具亮点的项目。

3、生产成本较高，技术工艺有待提升

2015—2017年，有关部门曾在全国支持建设了64个规模化生物天然气试点项目，但目前能连续稳定运营的只有10个左右，更多的是上千万个小沼气池。“单池规模极小，谈不上商业化和产业化。”程序说。

坐拥丰富资源和广阔市场，生物天然气产业为何没有形成规模，发展较为缓慢?

原料收储成本高，导致盈利空间有限是困境之一。

当前生物天然气行业生产成本(有机肥销售取得收益的前提下)大多在每立方米2.7—3.0元，高出各地天然气基准门站价格每立方米1.0—1.2元。主要因为没有建立‘谁排污、谁付费’‘谁处理、谁受益’的有偿处理机制，经济可承受的原料收集保障模式还有待探索。

不仅如此，在产品市场方面，生物天然气存在并网难等问题，难以公平进入市场;加上有机肥市场尚未完全打开，造成项目盈利不确定性大，投资风险较高，投资主体积极性不高，难以形成专业化投资、建设、运营管理和服务体系。

行业技术工艺有待提升。目前我国生物天然气行业的技术整体还处于工业化起步阶段，面临项目产气率低、原料适应性差、自动化程度较低等问题。要集中力量突破多种原料混合高效发酵、干法厌氧发酵、发酵预警调控等关键技术，鼓励企业与科研机构建立生物天然气技术重点工程实验室或研发基地。张大勇分析，如果生物天然气各类技术工艺成熟，工业化程度提升，生产成本或许可降至2—2.2元。

在政策支持体系方面，有业内人士提出，除了前端建设补贴之外，还希望尽快出台后端奖补政策，研究制定按照实际生产量给予补贴的机制，避免出现“重建设、轻运营”现象。

4、因地制宜深挖潜力

当前，我国生物质经济尚处于初级阶段，面临成本高、市场竞争力差等挑战，亟需国家完善相关支持政策。

业内人士建议，发展生物天然气，应坚持因地制宜、综合利用、就地消纳、多能互补、城乡互助的原则，以县级区域为单元，立足区域资源禀赋、经济发展水平和产业发展需求，实行政府规划、市场为主、农民参与，鼓励试点先行、创新机制、创设政策，努力建立起政府补助与市场经营相结合的模式。

生物天然气发展最重要的是规划“蓝图”要落地，从城镇、乡村布局规划着手，完善有机废弃物、畜禽粪便配套处理场所，研究适合发展的区域，依靠市场消费带动技术进步。“要拓展生物天然气多元化应用领域，推进供气、供热、供冷、供电等集成化一体化经营，整合扩展有机肥、绿色食品、生态农业等产业链，培育发展市场新需求和新价值。”

农业农村部规划设计研究院农村能源与环保研究所研究员田宜水指出，在农林生物质资源丰富，农民经济条件较好，具备铺设燃气管网条件的乡镇或村庄，可推广沼气、生物天然气集中供气工程；可在乡镇设置沼气、生物天然气能源服务站点，加快构建与新型农村社区配套的分布式生物能源体系。“建议采用政府和社会资本合作、特许经营权等模式，引导社会资本进入规模化沼气、生物质供热等领域，对生物天然气入网、 沼肥、沼气等给予补贴等。另外，落实生物质经济税收优惠政策，建立农村碳减排和碳交易市场，增加使用生物天然气的农民收入。”

对于生物天然气的未来，中国能源研究会常务理事李俊峰持乐观态度，他表示，“十四五”期间，我国生物质清洁供热、沼气和生物天然气将快速发展，有望在“十四五”末实现商业化和规模化发展。

文章来源： 中国能源报，科技日报