生物燃氣,這一綠色、低碳的清潔能源,被期望在改進城鎮能源結構,消除城市霧霾,甚至維護能源安全上“大展拳腳”,但它的產業化道路卻并不順暢。
不久前,科技部在“綠色能源示范縣”——北京市延慶縣組織召開了“生物燃氣產業商業模式應用推進現場會”,吸引了來自政府、高校、企業的60余名代表,F實的境況,讓與會人士迫切意識到,生物燃氣產業化問題,到了必須直面的時候。
共識已經明確,但產業化之路能否走好,怎么走,值得進一步探討。
1. 自給自足狀態,投資效益較低,影響產業化
來到北京市延慶縣松山腳下,幾個墨綠色的大罐子很是顯眼,一排排整齊的雞舍伴隨著隆隆的發電機聲。這是北京德青源農業科技股份有限公司(以下簡稱“德青源”)的“雞糞發電廠”。
德青源飼養著300萬只雞,每年產生8萬噸雞糞。如何降低雞糞對環境的影響,一直是企業思考的問題。
2007年,德青源投資6500萬元建設了以純雞糞為原料的沼氣并網熱電氣聯網工程!斑@是國內乃至世界上第一個利用雞糞產生沼氣且并網發電的項目!钡虑嘣锤笨偛门宋闹歉嬖V記者。
德青源的發電廠是生物燃氣利用的范例。生物燃氣,亦稱生物天然氣,指從生物質轉化而來的燃氣,包括沼氣、合成氣和氫氣等。當前,只有沼氣具有成本優勢,通常說的生物燃氣就是沼氣。
2010年,德青源成立了專門發展生物燃氣的子公司——合力清源,從沼氣發電轉向提供管道生物燃氣。潘文智說,力爭在2020年底前,讓延慶全縣農村約10萬人用上清潔燃氣。
像德青源專門成立子公司從事生物燃氣開發和推廣的例子并不多,它的運轉一定程度上也源于不得不面對的雞糞處理問題。
實際上,目前生物燃氣產業大多數在“小打小鬧”中徘徊,表現為生產主體基本局限在農戶、商品化程度低、產業城鄉不貫通等特點。沼氣發電成功范例的德國,平均池容達1000平方米/處,這被認為是具有經濟效益的平衡點,而我國池容達到這一標準的沼氣工程僅占9%左右。
據了解,幾年前,農村中生物燃氣生產模式基本以農戶為主體,大多數為小型分散的農村沼氣工程。生產規模小、產業關聯性差,產業鏈缺失,使其幾乎處于“自給自足”的狀態,也限制了生物燃氣商品化。
“自給自足”的狀態限制了商品化生產,區域市場尚難形成,走向全國更困難重重,而城市與農村管道不貫通的現實,使生物燃氣走向市場又增一層障礙。
受沼氣周年產氣、廢液處理及原料保障等條件限制,我國傳統戶用沼氣發展制約重重,近年更趨于萎縮?萍疾拷y計數據顯示,2011年全國五省調研戶用沼氣池情況,其使用率僅有64.8%。
作為一種高新技術和新興產業,傳統戶用模式支撐不了長遠發展。生物質能源產業技術創新戰略聯盟理事長、中科院廣州能源研究所研究員馬隆龍說,當前,生物燃氣的發展很大程度上依賴于國家的政策支持和補助。
“與常規能源相比,生物燃氣轉化、處理成本較高,并不具備投資上的效益。如果不能夠實現商品化,未來的發展必然會因為國家政策的轉移而衰退!瘪R隆龍說,生物燃氣到了必須解決產業化問題的時候了。
2. 技術、工藝逐漸成熟,生物燃氣迎來產業化機遇
生物燃氣通過農作物秸稈、禽畜糞便、食物殘渣等廢棄原料發酵獲得,因而是綠色、低碳、可再生的清潔能源,且在生產過程中利用了各種有機廢棄物,能降低污染和溫室氣體排放。
城鎮能源結構調整的現實需要以及節能減排的壓力,使生物燃氣迎來良好的發展契機,一度被看作是能源界的“新星”。
“我國廣大村鎮普遍缺乏能夠取代燃煤、薪柴的清潔能源!笨萍疾哭r村中心主任賈敬敦說,北京城鄉結合部和農村的燃煤對城區霧霾影響很大,發展生物燃氣是重要的解決方法,發達國家的實踐也證明了生物燃氣在減少霧霾上的作用。
更大的意義或許在于,生物燃氣能在一定程度上彌補我國工業、城鎮化推進帶來的巨大能源缺口,它與常規能源相比,潛力不容小覷。
世界對生物燃氣利用已有多年探索,主要的商業模式有三種:熱電聯產模式、車用生物燃氣模式和管道生物天然氣模式。
據了解,當前,在生物燃氣總產量上,歐盟、中國和美國名列前茅。馬隆龍說,2011年,歐盟沼氣產量為201.7億立方米,其中德國最大,占到50%左右。美國當年沼氣產量為126億立方米,我國則有200億立方米,且有近三成的增長速度。
與國外相比,我國生物燃氣產業還具有得天獨厚的發展優勢。我國燃料利用的形態、生活方式等特點,使可用于沼氣生產的資源富集。賈敬敦介紹,我國每年產生大量農林廢棄物及其他生物質、畜禽糞便年收集量可達10億噸,生活垃圾年產量高達1.6億噸,有機廢水年產約600億噸,具有年產生物燃氣超過1500億立方米的資源潛力。
為更好推進產業化,我國近年也做出了一系列有益探索。馬隆龍說,我國生物原料預處理、發酵技術等工藝取得了積極進展,并推進了包括德青源在內的不同模式的商業化示范運用,產業鏈條逐漸完善。技術、工藝成熟及成本的下降,生物燃氣產業經濟效益開始顯現,生物燃氣已經是當前生物質能源領域發展最好、最成熟的方向。
馬隆龍認為,還可以與進入中國的國外企業開展合作,借鑒技術經驗,推進國內生物燃氣產業。
3. 從技術到產業鏈條,產業化仍任重道遠
2009年8月25日,生物燃氣產業技術創新戰略聯盟在北京成立,聯盟定下了未來3—5年的產業目標:即為5個城市1000輛汽車提供清潔生物燃氣;建成50座兆瓦級熱電肥聯產生物燃氣電廠;為500個新農村提供生物燃氣集中供氣;建立100萬畝以沼氣為紐帶的可持續發展生態農業示范區。
馬隆龍說,從現在情況看,各項目標正緊步推進,但離計劃還有一定的差距。
主要原因是,生物燃氣的盈利有限,且投資回收期長,難以吸引企業投資。當前,投資生物燃氣的企業,大多也是為了消化自身的廢棄物。
潘文智介紹,2011年,德青源開始發展的管道生物燃氣,試運行期間每立方生物燃氣賣2.5元,每年凈利潤有68萬元,但僅生物燃氣工程投資一項則需要近5000萬元,成本回收周期很長。
潘文智說,當前的問題是,沼氣發電補貼往往很晚才能拿到,而燃氣管道的高投入、低回報,也無法刺激企業投身管道生物燃氣項目。
據了解,發展生物燃氣,除了并網發電可以得到國家補貼,每度電能賣到0.65元外,其他的商業模式還沒有出臺補貼政策。
同時,生物燃氣產業環境還有待培育。除了生物燃氣投入產出外,一個完整商業模式中成熟產業鏈條還有待完善。馬隆龍說,生物燃氣系統非常復雜,從原材料收集到生產過程,再到副產品消納都必須保證中間環節暢通,這就需要對產業鏈進行專業分工。而目前,生物燃氣從原材料采集和預處理到燃氣制備、裝備制造等各子產業體系并未成型。
生物燃氣標準化也影響產業的推進。馬隆龍說,當前,沼氣行業大量使用非標設備和管理機制缺乏,是導致沼氣工程成本高,質量差、運行不穩定的主要原因。
在潘文智看來,相比沼氣發電,管道燃氣更有前途,但要吸引更多人進入這個行業,則需政策支持。
據了解,在農村鋪設管網對生物燃氣企業來說是難以承受的負擔,而當前還不能持續穩定供應高純度的管道燃氣的現實,又使得生物燃氣很難接入城市天然氣管道。
馬隆龍說,生物燃氣獲取技術雖然有較大提升,但在原材料預處理、產品提純、沼液等產品的后處理方面還值得進一步研究。
“技術上的缺陷不應該成為商業化應用上的阻礙!瘪R隆龍說,他希望生物燃氣首先能夠找到適合發展的商業模式,在產業推進中不斷解決技術問題。
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