| 路径一：生物天然气 2019年底，国家发展和改革委员会、国家能源局等十部委联合印发了《关于促进生物天然气产业化发展的指导意见》，其中将生物天然气纳入国家能源体系。该指导意见提出，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。目前，中国生物天然气年产量不足1亿立方米，未来市场发展空间广阔。 生物质燃气的开发利用目前有多条技术路线的研究工作正在展开，其中利用沼气制备生物天然气是进展较快的技术路线。沼气通常来源于养殖业的废弃物，随着生物天然气需求的增长，来源相应扩大，农作物的秸秆等都可以用于制备生物甲烷的原料，从而使得潜在的生物天然气的供应规模得以大幅度增加。生物天然气的主流制取方法是利用生物反应获得沼气，其主要成分为甲烷和氮气，其中氮气的比例通常超过40％，提纯加工获得的生物天然气，可以将甲烷的比例提高至常规天然气的水平，克服沼气热值低、成分复杂、参数不稳定等缺陷，使得生物天然气具备进入常规天然气管网的条件。除了沼气之外，生物天然气还可以利用生物质热解气、垃圾填埋气等含甲烷原料气，以及利用生物质液态燃料，如甲醇、乙醇等制取，只是从可持续发展的角度，这类生物质燃料的获取应尽量避免消耗粮食类的原料。 NB/T 10489-2021《进入天然气长输管道的生物天然气质量要求》的发布和实施，意味着在生物质能源资源丰富地区制取的生物天然气，可以利用既有的天然气输送管道进行长距离输送，同时也可以利用城镇燃气配送管网向终端用户输送。这使得可再生燃气的输送具备了类似可再生电力的特征。可再生电力可以通过与电网的连接，实现远距离输送，从而实现常规电力的替代；与之类似，可再生燃气也可以利用既有的输送系统实现常规天然气的替代。迄今为止，中国已经发布了GB/T 40506-2021《生物天然气 术语》、GB/T 41328-2022《生物天然气》、NB/T 10136-2019《生物天然气产品质量标准》等一系列国家、行业标准，标志着生物天然气规模化应用的条件日臻成熟。未来，燃气管网中燃气碳排放水平将随着可再生燃气比例的增加而降低。 2021年底，河南兰考仪封项目生物天然气成功并入市政管网。该项目日产2.5万立方米生物天然气（日产5万立方米沼气），项目投产后是国内规模最大、技术最先进的生物天然气项目，正常年达产后，可年处理玉米秸秆3万吨以及其他养殖业废弃物。项目将农作物秸秆、养殖业废弃物等有机废弃物产生出沼气和消化液。沼气作为生物质能源，进行净化后作为生物天然气进入市政燃气管网，项目同时还生产有机肥料就近利用。 丹麦是欧洲的天然气出口国，天然气在一次能源消费占比约为15%，但是目前丹麦国内天然气供应量中约有10%是来自生物天然气，预计到2050年丹麦全国的天然气供应量将下降到目前水平的50%，且全部为生物天然气。丹麦的生物天然气起步于20世纪70年代的第一次能源危机，最初是为了对养殖场的废弃物作资源化、无害化处理。1986年丹麦政府成立了生物质燃气协调委员会，开始对生物天然气进行规模化发展，集中建设若干生物天然气工厂，每家工厂日产气1000~15000立方米，生物天然气经过脱硫等处理后进入天然气管网。 自1991年开始实施的碳税政策造就了瑞典生物天然气的快速发展。该国支持产业生物天然气发展的政策，包括对建设生物天然气工程项目的工厂或农场给予工程投资30%的补贴，对生物质燃气提纯后的替代燃料免征化石燃料使用税，减征生物天然气企业增值税等。在供热方面，碳税政策使化石燃料成本大幅上升，燃油供热由于价格飙升被逐出了工业和民用市场。1970年燃油供热占瑞典90%的市场份额，而到2010年仅剩不到2%，这部分市场主要转换为生物天然气供热，目前生物天然气供热约占据了瑞典全国70%的市场份额。 路径二：合成天然气 类似地，合成天然气也有多条技术路线正在进行研究和开发，包括利用二氧化碳和氢气（H2）合成甲烷的技术路线。利用二氧化碳与氢气合成制取合成天然气的主要目的，是结合碳捕获措施实现碳循环，所以只有二氧化碳的来源为碳捕获才能符合制取零碳燃气的要求。基于二氧化碳捕获的合成天然气技术，将二氧化碳作为生产原料，实现了二氧化碳的资源化、燃料化，有效缓解了二氧化碳封存的压力。碳封存是以捕获碳并安全存储的方式来取代直接向大气中排放二氧化碳的技术，碳捕获过程是碳封存过程的组成部分。碳封存措施包括将人类活动产生的碳排放物捕获、收集并存储到安全的碳库中，同时直接从大气中分离出二氧化碳并安全存储。碳封存技术的研究工作开始于20世纪70年代，到目前为止进展依然缓慢，如何确保长期有效地封存二氧化碳，虽然方案不少，但似乎还没有一个满意的答案。将二氧化碳资源化，使之成为燃料生产的原料，为突破碳封存困局打开了一条出路，有效利用捕获的二氧化碳，就减少了相应的碳封存需求，也减少了使用化石能源产生的二氧化碳排放，实现了良性的低碳过程循环。此外，生物天然气的利用实际上也促进了二氧化碳的捕获。因为生物天然气原料是植物，植物生长过程就是在大气中捕获二氧化碳的过程。 显然，合成天然气的输送和使用特点与生物天然气类似，合成天然气对输配送设施和终端燃气具的要求，与常规天然气是相同的。目前合成天然气相关技术基本上仍然处于研究试验阶段，在城市燃气领域尚未具备商业化应用的条件。 |
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