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《德国生物天然气发展思索——生产及并网的激励政策、商业模式、技术与标准》研究报告:从德国实践看生物天然气的脱碳价值 ...

2020-8-29 09:49 来源: 中国能源报 |作者: 齐琛冏

  德国是全球生物天然气发展最为成熟的国家之一。20多年以来,德国生物天然气开发利用在《可再生能源法》补贴支持下迅速发展。截至目前,德国已拥有200多个生物天然气生产工厂,生物天然气总生产能力可达13万立方米/小时(超过110亿立方米/年)。

  近日,德国国际合作机构(GIZ)中德能源与能效合作伙伴项目主编的《德国生物天然气发展思索——生产及并网的激励政策、商业模式、技术与标准》研究报告(下称《报告》)发布。德国著名生物天然气专家,沼气、废物管理和能源研究所创始人兼首席执行官Frank Scholwin从政策、激励机制、商业模式等方面,分享了德国生物天然气在生产利用过程中的实践和经验。

  变废为宝

  减排需求促生物天然气多样应用

  生物天然气以畜禽粪便、农作物或餐厨垃圾等为原料制取,是公认的零碳能源。据介绍,德国将近一半的土地用于农业生产,因此农作物是德国生物质天然气的主要生产原料。

  据世界沼气协会估算,生物天然气行业可望贡献10—13%的全球温室气体减排量,潜力巨大。德国显然已意识到这一重要价值。

  事实上,为了推进温室气体减排,德国从2000年起就开始大力发展生物质能源产业。目前德国有90%以上的沼气工程由农场主负责,既能集中原料供应、减少了运输耗能,还能在解决农场废物的同时,增加农场主的收入。

  《报告》显示,目前在德国,生物天然气主要用于发电,其次是供热和用作天然气汽车燃料。如今,德国每年的沼气发电量已超过11太瓦时,截至2020年4月,沼气净化提纯厂数量超过200座。

  由于生物天然气可与常规天然气互换使用,因此生物天然气还可用于集中供暖锅炉。据了解,德国约有200家公司提供天然气供暖服务,其中生物天然气含量为5%至100%不等。

  值得注意的是,在德国,生物天然气用于车用燃料的一直是小众市场,但随着人们越来越关注交通运输行业的脱碳化进程,其重要性越来越高。《报告》指出,生物天然气车辆的广泛使用正在提高德国对有机废弃物作为能源利用潜力的认识。

  柏林市政废弃物管理公司就正致力于将生物质天然气应用到交通领域。该公司近20年来一直负责收集市政有机废弃物,并利用部分有机废弃物生产生物天然气,目前全市150辆垃圾收运车均已采用生物天然气作为燃料。

  政策激励

  加速替代化石燃料

  由于生物天然气的生产成本高于化石燃料,德国政府在2000年颁布的《可再生能源法》等政策中采取了强有力的激励措施以推进生物天然气替代化石燃料的进程。

  受此推动,此后德国的沼气发电量一直强劲增长,德国占据了沼气利用的主导地位。

  根据德国《可再生能源法》,产能为700立方米/小时及以下、700—1000立方米/小时、1000—1400立方米/小时的生物天然气发电厂可分别获得3欧分/千瓦时、2欧分/千瓦时、1欧分/千瓦时的补贴。产能1400立方米/小时以上的发电厂无补贴。沼气发电上网有补贴保障,进一步保证了德国沼气发电的优先性。

  “上网价格补贴是在生物天然气产业刚刚起步时,驱动其快速发展非常行之有效的激励措施。但也有不足:一是政府财政负担较重,二是政府缺乏对后期消费的监测监管。”Frank Scholwin说。

  他介绍,2012年及后续的《可再生能源法》修订版本中,关于发电的相关支持减少,但仍保证了此前投运的生物天然气热电联产机组可获得长达20年的上网电价补贴。因此,大多数工厂现在仍在运行,但新建工厂数量没有增加。

  在发电“退补”之后,生物质天然气在车用燃料领域获得了更多发展空间。根据德国生物燃料配额的要求,所有车用燃料销售公司必须在燃料中添加部分可再生燃料。可再生燃料生产公司通过生产燃料获得相应配额积分,化石燃料销售公司则需要购买配额积分。

  “近期,德国的政策制定者颁布了新的间接激励措施,如对化石能源征收碳税,并为车用燃料的温室气体减排提供激励措施,这很可能会刺激生物天然气在交通运输和供暖行业的发展。”Frank Scholwin表示。

  中国潜力巨大

  宜重视非电应用

  中国产业发展促进会生物质能产业分会秘书长张大勇表示,借鉴德国20余年的发展经验,再结合我国实际,作为可再生能源领域最重要、可发挥更多作用的能源品种,我国生物天然气产业从一开始就应重视走非电利用之路。

  “我国是农林业和养殖业大国,可利用的生物质资源非常丰富,具有规模化、工业化、产业化开发利用的优势条件。”中国产业发展促进会生物质能产业分会会长陈晓平表示。

  据了解,中国生物天然气每年可开发量高达600亿立方米,但目前仅有0.05%得到了利用(年产沼气3000万立方米)。根据国家能源局《关于促进生物天然气产业化发展的指导意见》,2030年要使生物天然气生产能力提升到300亿立方米/年。

  “和生物质发电补贴相比,直接作为天然气利用和车用天然气燃料具有更高的附加值。”张大勇认为。

  他同时表示,虽然生物质天然气产业发展初期需要国家奖补政策支持,但退坡机制需要提前让行业知悉,以便未雨绸缪。“生物质天然气企业在建设项目初期就要考虑到未来奖补政策退出之后,项目如何可持续运行,这将有利于产业的健康发展。”

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