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生物燃氣資源富集
我國幅員遼闊,人口眾多,可用于生物燃氣的資源特別富集,這是世界上絕大多數國家不具備的。我國目前年產25億噸養殖場畜禽糞便,四億噸生活垃圾、廚余垃圾、污泥,兩億噸食品和農產品加工等有機廢棄物,七億噸各類秸稈(其中一半可用于生物質能資源),據專家初步匡算,具有年產近2000億標準產立方米沼氣的資源潛力,約折合1200億立方米當量天然氣或9000萬噸當量油。德國、瑞典等歐洲國家生物燃氣技術世界領先,但其生物燃氣的資源潛力卻無法與中國相比。
我國是貧油少氣的國家,每年天然氣供需缺口在40億立方米以上,近兩年更是經常出現氣荒。若考慮生物燃氣對傳統能源的替代,市場對燃氣的需求就更大。我國近七億農村居民的生活用能,城市居民部分生活用能,工農業和服務業生產用能,都可采用生物燃氣。根據農業部2007年發布的規劃,到2010年,全國會有4000萬農戶使用戶用沼氣,僅為適宜農戶的30%左右。
掌握戶用沼氣核心技術
我國長期以來重視生物質能的研發和利用,《可再生能源法》及相關配套措施確定了生物質能等可再生能源的法律地位,國家四個五年計劃連續把生物質能技術的研發和應用列為重點攻關項目,從2003年開始,國家用于沼氣項目的資金每年都達數十億元。
我國在戶用沼氣池、沼氣工程、沼氣直供氣、沼氣發電、沼氣車用燃料等技術領域取得重要成果,北方“四位一體”、南方“豬沼果”、西北“五配套”等能源生態技術比較成熟;大中型沼氣工程技術初步具備產業化條件;秸稈汽化技術有所發展;垃圾沼氣發電技術達到一定水平。1984年就制定了農民戶用沼氣的國家標準,2002年又進行了修訂。可以說,我國戶用沼氣技術居國際領先水平,標準比較完善,發展規模居世界前列;垃圾沼氣技術發展前景看好。
國際資本尚未形成產業控制
歐美生物燃氣技術總體上高于中國,集中型沼氣發展較快。歐盟生物燃氣產業具有相當規模,2007年,生物燃氣產量折合63 .4億立方米天然氣,相當于590.12萬噸石油。但從生物燃料總的結構上看,目前歐美生物燃料主要是燃料乙醇和生物柴油。2007年,全球燃料乙醇和生物柴油產量為620億升,相當于3600萬噸石油。兩相比較,生物燃氣只占生物燃料百分之十幾的份額。
與這種產業結構和技術結構有關,外資企業進入我國生物燃氣產業的數量還不太多。近年來,我國開展了與歐洲一些國家和美國的沼氣工程技術研發合作,國際組織資助的沼氣農業項目較多,外國企業也在我國進行了專利布局,但總的看,國際資本進入我國生物燃氣產業應該說剛剛開始,尚沒有從核心技術和價值高端控制我國生物燃氣產業鏈。這為我國生物燃氣產業高端化發展,提供了寶貴的時機。
國際生物燃氣產業發展新趨勢
人類發現沼氣已經兩個多世紀了。經過200多年的發展,形成了生物燃氣產業。當前,國際生物燃氣產業呈現出新趨勢。
(一)從分散型生產向集中型生產轉型。沼氣早期的生產和使用,基本是分散的、小規模的,當前的趨勢則是集中生產、綜合開發。沼氣工廠大多熱電聯產,同時也產出材料、肥料等,其技術也由單一模式向綜合集成模式轉變,發酵技術更加精細化,裝備制造技術和加工制造技術更加精密化。據德國生物氣體貿易協會公布的數據,截至2009年底,德國投入運營的生物氣體設施達4500套,其中95%采用來自作物和牲畜的廢棄物。德國是生物燃氣產業發達國家,廣泛采用“沼氣發電、余熱生溫、中高溫發酵、氣囊儲氣、自動控制、沼渣沼液施肥”的產業模式,實現了設備系列化、組裝模塊化和工程自動化。
美國的垃圾發電站還準備綜合運用新能源,把風能、太陽能引入垃圾沼氣發電,可以形成穩定的電源。
(二)從生活用能產品擴大到生產用能產品。沼氣的早期使用,大多都是低效直燃,限于居民生活用能范圍;當前的趨勢是大量進入生產用能領域,包括發電、車用燃料沼氣、沼氣燃料電池等。2008年,德國沼氣發電的裝機總量達到1300兆瓦,德國沼氣協會估計,到2015年裝機功率將達4000兆瓦,到2020年裝機功率將達到9500兆瓦。歐洲一些國家大規模使用沼氣替代石油作為車用燃料,瑞典大部分城市的公交車都使沼氣和乙醇作燃料,還有以沼氣為動力的火車,生產車用沼氣的工廠達到了30多家,并形成了車用燃氣的相關標準。
據美國聯邦環境保護署2008年數據,美國有455座垃圾場利用生成的沼氣提供電力。環境保護署還計劃在美國建立500多座垃圾發電站。美國已開始試驗沼氣燃料電池替代內燃機發電。
(三)從社會公益事業發展為戰略性新興產業。沼氣最早只具有科研價值,逐漸進入環境保護領域,成為社會公益事業的內容。面對化石能源的嚴重污染和有限儲量,沼氣作為一種可再生能源的意義越來越重要,沼氣生產也從社會公益事業發展為戰略性新興產業。歐洲主要國家都把發展生物燃氣等產業作為國家能源戰略的一部分,確定生物燃氣在能源消費中的比重,對生物燃氣企業實行稅收減免和投資補貼。歐盟的戰略目標是,到2020年生物質能源將占整個歐盟能源消耗的20%;其中瑞典2007年生物質能源已占全國的25%,并計劃于2020年成為世界上第一個不依賴石油的國家。美國新澤西州政府希望到2020年新澤西州30%的電力由沼氣發電提供。