2022年12月30日，bp完成了對可再生天然氣（RNG）領先供應商Archaea Energy的收購，標志著bp生物能源業(yè)務增長新的里程碑，創(chuàng)下全球可再生能源企業(yè)并購領域的新紀錄，同時也使可再生天然氣成為國際石油公司關注的新熱點……

走過能源緊張大范圍蔓延、能源價格巨幅波動的2022年，站在2023年的開端，加速踏上低碳發(fā)展之路的需求變得愈發(fā)迫切。具備低碳或零碳屬性的可再生天然氣日漸吸引業(yè)界關注。部分專家認為，可再生天然氣可以有效轉移大氣中的溫室氣體，在“雙碳”目標的實現中發(fā)揮積極作用。

(相關資料圖)

可再生天然氣將在能源轉型中扮演怎樣的角色？

可再生天然氣又稱為RNG，與化石天然氣不同，其生產主要有兩大來源：一是收集來自垃圾填埋場、廢水處理廠、奶牛場糞坑和農場生物質的富含甲烷和二氧化碳的生物氣體，并將其中的甲烷分離、處理到管道天然氣的水平；二是通過電解水產生氫氣，再添加二氧化碳使氫氣“甲烷化”形成合成RNG。理論上，兩種RNG的大規(guī)模使用均可以降低空氣污染，產生碳減排效應，但其碳減排效果依賴于一些特定的條件。對前者而言，來自垃圾填埋場、廢水處理廠等的RNG相對有限，大量產出可能來自能源作物的生物質化，那么這些作物在生命周期內是否吸碳以及吸碳的量就決定了這種形式的RNG是否為碳中性。對后者而言，需要保證電解水制氫所消耗的電為綠電，即來自風電、光伏等可再生能源。

RNG在能源轉型和碳中和中所扮演的角色要從不同時間尺度和不同行業(yè)類型來看。由于傳統(tǒng)能源具有基礎設施慣性并與經濟有強鏈接關系，短時間內RNG難以撼動化石燃料在能源系統(tǒng)中的地位，而技術發(fā)展的瓶頸也限制了短期內可再生能源的實質性技術進步（比如克服間歇性）。但碳達峰等排放控制目標又刻不容緩，在此背景下，RNG或可在一定程度上平衡能源需求增長與碳排放減少之間的矛盾。

天然氣本身比煤炭、石油等傳統(tǒng)能源更加清潔，RNG的減排潛力則更大，且很多情況下，無須更換現有的能源利用基礎設施。但從長期來看，RNG能否從過渡性能源轉化為低碳甚至無碳的終極能源選擇，還存在很大不確定性。比如，碳中和或零碳目標要求大規(guī)模減排，此時RNG要發(fā)揮作用，勢必需要大量的碳中性生物質，這些作物的選擇及其土地利用需求便是一大挑戰(zhàn)。如果通過綠氫合成，又需要風電、光伏等技術的協(xié)同發(fā)展。

RNG在能源轉型中扮演的角色還與特定行業(yè)有關。比如脫碳難度較高的交通行業(yè)，特別是遠距離公路運輸、航空運輸和海運業(yè)，由于燃料技術的限制，其實現零碳的可能性很小，多數研究認為需要其他行業(yè)的負碳來對沖。作為低排放甚至碳中性的液體燃料，RNG可以發(fā)揮較大作用，并且當前技術已然可行。2019年，維珍澳大利亞航空（Virgin Australia）便開始使用Gevo公司生產的可持續(xù)航空燃料，相關航班里程已達到100萬公里。Gevo最近還和斯堪的納維亞航空系統(tǒng)簽署協(xié)議，為其提供可持續(xù)航空燃料。此外，RNG發(fā)電還將推動火電主導的電力結構轉型。

全球可再生天然氣發(fā)展現狀如何？

就歐洲的情況看，目前擁有超過1.74萬家沼氣發(fā)電廠，占世界15千兆瓦沼氣發(fā)電量的2/3。僅丹麥就擁有160多個沼氣系統(tǒng)。去年夏天，丹麥18%的天然氣消耗來自其厭氧消化器產生的可再生天然氣。丹麥生物能源公司（Danish Bioenergy）甚至認為，在20年內可再生天然氣可完全替代該國的化石天然氣。英國目前有大約90個生物甲烷氣注入點，用于厭氧消化可再生天然氣處理。該國國家電網表示，其國內目前至少有15%的天然氣消費量可以用現成的可再生天然氣替代。

公開數據表明，2020年我國生物質能產業(yè)新增投資約1960億元，其中生物天然氣新增投資約120億元。粗略估計，我國可再生天然氣市場可達萬億投資規(guī)模，年開發(fā)潛力在1500億至2000億立方米，未來增長潛力巨大。

近日，中國能建中南電力設計院（中南院）投資承建的五河現代能源RNG熱電聯產項目、合肥現代能源RNG熱電聯產項目投產，這兩個項目均是用奶牛糞便和秸稈作為原料生產甲烷，通過內燃發(fā)電機組進行發(fā)電。前者是全國最大的單體生物質RNG熱電聯產項目，總裝機容量9兆瓦，綜合能源利用率超85%，每年可發(fā)電7000多萬千瓦時，同時提供食品級工業(yè)蒸汽4萬噸。后者總裝機容量為4.1兆瓦，綜合能源利用率超80%，每年可生產3000多萬千瓦時綠色電力，綜合減排15萬噸二氧化碳，供應食品級蒸汽2萬噸。

我國還出臺了《關于促進生物天然氣產業(yè)化發(fā)展的指導意見》來規(guī)劃未來RNG的發(fā)展：到2025年，生物天然氣具備一定規(guī)模，形成綠色低碳清潔可再生燃氣新興產業(yè)，生物天然氣年產量超過100億立方米。到2030年，生物天然氣實現穩(wěn)步發(fā)展，規(guī)模位居世界前列，生物天然氣年產量超過200億立方米。

可再生天然氣目前有哪些應用領域？

當前可再生天然氣的應用領域主要有兩個方面。一是作為燃料推動內燃機組發(fā)電，二是作為液體燃料使用。在碳中和目標下，大規(guī)模RNG電廠的興起可有效推動電力結構低碳化轉型，這也有力支持了碳中和下經濟社會的電氣化進程。而RNG液體燃料的使用，為突破交通領域的碳中和瓶頸提供了可靠選擇。研究表明，交通領域的低碳轉型壓力較大，實現碳達峰的時間可能較晚，且可用的減排技術有限。就公路運輸而言，在最樂觀的減排情景下，到2060年依然有約4億噸二氧化碳有待中和。RNG的大規(guī)模生產可在交通領域低碳轉型中發(fā)揮重要作用，其對傳統(tǒng)燃油的替代不僅可以大幅降低碳排放，也有利于以可控的成本實現技術過渡。

我國可用于生產可再生天然氣的農作物秸稈、畜禽糞污、餐廚垃圾、農副產品加工廢水等各類城鄉(xiāng)有機廢棄物資源較為豐富，為RNG的發(fā)展提供了原料基礎。盡管我國RNG技術與德國等國家相比尚有差距，但核心設備國產化進程正在穩(wěn)步推進，原料預處理、發(fā)酵系統(tǒng)、沼液回流等技術也已加快國產化，基本能夠滿足產業(yè)發(fā)展需要。已有Archaea Energy、德青源等一大批國內外企業(yè)投身于RNG技術研發(fā)和產業(yè)化發(fā)展中，對未來RNG的大規(guī)模發(fā)展提供了堅實的產業(yè)基礎。此外，國家還陸續(xù)推動了一批試點項目，積累了RNG工業(yè)化開發(fā)與商業(yè)化運營的經驗，為可再生天然氣的產業(yè)化發(fā)展提供了支撐。相信在合理的產業(yè)政策引導和市場激勵下，RNG將在能源轉型中占據舉足輕重的地位。

可再生天然氣發(fā)展存在哪些亟須突破的瓶頸？

影響RNG發(fā)展的因素主要有以下幾個方面。首先是成本。當前RNG利用的成本整體偏高，在很大程度上限制了其市場規(guī)模的擴大。美國天然氣基金會（AGF）的分析指出，到2040年，RNG的成本可能在每百萬英熱單位7至20美元之間，某些情況下甚至可能高達每百萬英熱單位45美元。而目前化石天然氣的成本僅為每百萬英熱單位2至3美元。

其次是技術。這既包括RNG本身的利用技術，也包括相關配套技術。RNG要真正實現碳中性，需要滿足一定條件，特別是需要匹配清潔能源以及制氫技術的發(fā)展，而后者有較大的技術瓶頸有待突破。當然，技術與市場往往是伴生關系，技術進步依賴于市場和投資的擴張，而市場擴大又反過來推動技術發(fā)展。

最后是政策制度。除了需要制定RNG的發(fā)展規(guī)劃外，還需要配套一系列產業(yè)差異化發(fā)展方案。此外，推動公共投資流入RNG領域也非常重要，甚至比支持氫能發(fā)展更為緊迫。畢竟相較于氫能，RNG的大規(guī)模利用對打破現有能源系統(tǒng)發(fā)展慣性的要求要低得多。對于高成本技術和領域而言，公共投資先行是技術從利基市場走向規(guī)?；拇笄疤?，只有良好的政策引導和公共投資機制才能吸引私有資本加入，繼而推動整個行業(yè)的發(fā)展。

事實上，歐美等國家已有不少相關領域的政策探索，可為我國RNG政策體系的建立提供借鑒。歐盟將生物燃料和沼氣發(fā)展列入具有法律約束力的可再生能源指令（The New Renewable Energy Directive，REDII），并在《建立生物甲烷的內部市場以實現歐盟綠色交易2050年的去碳化目標》中明確了RNG的發(fā)展目標，即到2030年，RNG消費需占一次能源消費總量的11%，同時促進生物甲烷進入天然氣管網，制定推動生物甲烷跨境貿易的相關措施。英國制定了一項為期4年的《綠色氣體支持計劃（GGSS）》，旨在為新的厭氧消化生物甲烷工廠提供財政支持，以增加燃氣網中RNG的比例。

石油公司入局可再生天然氣前景如何？

油氣公司在碳中和背景下，直面減排和轉型挑戰(zhàn)非常重要。一方面，火電如何退役，煤炭經濟如何轉型尚未有清晰路線，短期內經濟脫煤很可能依賴于煤轉氣、煤轉電等過渡性途徑；另一方面，油氣與煤炭同屬于化石燃料，嚴格氣候目標的減碳壓力很快會傳導到油氣行業(yè)。因此，盡早應對才能掌握發(fā)展先機。

事實上，不少傳統(tǒng)能源行業(yè)企業(yè)并不清楚如何應對碳中和挑戰(zhàn)，因而很難找準定位，容易在盲目轉型中錯失綠色高質量發(fā)展的機遇。對石油企業(yè)而言，投入力量加入RNG的研發(fā)和市場化中不失為一個可行選擇。首先，在全球氣候治理和碳中和格局下，油轉氣，特別是具有碳中性潛力的可再生天然氣可以較好地幫助企業(yè)應對碳減排挑戰(zhàn)，助力實現行業(yè)及國家的碳中和目標。

其次，RNG具有較好的市場前景，但其核心技術國產化水平仍不高。當前國內相關企業(yè)以Archaea Energy、Dominion Energy等跨國企業(yè)為主，亟須國內規(guī)?；髽I(yè)的參與。這不僅關系到油氣企業(yè)未來的長遠發(fā)展，也與能源行業(yè)的技術和市場話語體系密切相關。

此外，RNG及其相關配套技術的研發(fā)投資和市場發(fā)展孕育著巨大的商業(yè)機會。未來的經濟增長點將離不開能源革命，而任何系統(tǒng)性變革都依賴于技術的創(chuàng)新和推動。相比于風能、光伏等新能源技術，RNG顯然更適合油氣公司的中短期發(fā)展轉型，其相關設備與技術的生產和研發(fā)，將激發(fā)巨大的全球和國內市場潛力。全球層面，殼牌、道達爾能源等國際石油公司已紛紛布局RNG業(yè)務，國內油氣企業(yè)加入這一賽道，發(fā)揮其重要角色，也正當其時。

（圖片來源：veer圖庫）

關鍵詞： 可再生能源 二氧化碳 熱電聯產