利用天然气基础设施验证餐厨残渣等有机废弃物技术
成为推进资源循环经济的核心
有句俗语说“不是怕粪便而躲,而是嫌脏才躲”,这是委婉劝人不要与恶人或无聊之人打交道。如今,粪便已不再是需要躲避的对象,而是可以加以利用的能源。餐厨剩余物、畜禽粪污和人畜粪尿统称为有机废弃物。设想一下,一个村庄不用核电也不用煤炭,而是依靠畜牧业产生的粪污制成的生物燃气来驱动运行,会有什么感想?村庄附近的发电机运转时既没有噪音,也没有刺鼻的恶臭。村口稍远处建有大型生物燃气设施。距离柏林不远的小镇施勒本正是这样实现能源自给自足。
关于扩大生物燃气利用的讨论于上月20日由国务总理主持召开。讨论的核心是为实现有机废弃资源的环保处理和碳中和目标,推动生物燃气生产与利用活性化的战略。生物燃气作为可再生天然气(Renewable Natural Gas, RNG),在应对气候变化、处理垃圾以及实现其他可持续发展目标方面,是一项重要的战略性资源。随着去年12月《生物燃气法》施行,生物燃气生产目标制的稳定推进、对综合生物气化设施建设项目的支持扩大以及对已生产生物燃气的高效利用,被确立为主要目标。通过修改《城市燃气事业法施行细则》,生物燃气生产企业得以增加生物燃气的供应规模,这一点也值得欢迎。在此背景下,如能考虑以下事项,将有助于大幅促进作为再生能源一大支柱的生物燃气的发展。
第一,生物燃气是实现碳中和的能源,可以在原有天然气基础设施上直接利用,用于减少温室气体排放,并可作为RE100(可再生能源100%)资源加以运用。在废弃物管理和利用层面,它是一个至关重要的领域,无需对输送管道等既有基础设施进行大规模加固,即可实现长距离输送。但若要通过生物燃气进一步提高减排收益,或获取更多RE100能源,就必须提升生物燃气的能源效率。
第二,各个生物燃气生产中心的产气量并不大,多数采用小型燃气发动机发电,电力效率仅为35%至40%,且产量随季节变化较大,造成大量气体被白白浪费。如果构建一种机制,将分散生产的生物燃气集中起来,驱动大型燃气联合循环发电,则可将能源效率提升至约62%至65%,并消除被弃置的生物燃气。具体实施方案可以借鉴可再生能源虚拟电厂(Virtual Power Plant, VPP)的构想:由加入RE100的企业集中收购小规模、分散生产的生物燃气,扩大总量;相关企业再利用城市燃气管网中的燃气,进行大型燃气联合循环发电;随后根据集中收购的生物燃气量与发电所用城市燃气量进行核算,结算RE100的履行规模。该方案在结构上较为简明,但需要政策和制度层面的补充完善。必须提供支持,以解决在适当成本下能够集中多少气量的问题。政府部门、地方自治团体与民间部门之间需要相互协作推进。
第三,将大规模生物燃气用于燃气联合循环发电,不仅可以获取大规模RE100资源,还能弥补太阳能、风能等间歇性能源的弱点,从而稳定供应半导体制造工艺所需的能源。
以有机废弃资源为核心的资源循环经济,是落实RE100的关键战略。环境部门通过推进生物燃气活性化政策,今后将大幅提升生物燃气产量。利用城市燃气管网等既有系统的技术验证也已完成。接下来只需通过制度完善,促使分散生产的生物燃气得以集中即可。这样一来,既能提前落实RE100,又能稳定供应电力,并推动生物燃气市场尽早站稳脚跟,从而节约公共支持成本,可谓一举三得的机遇。
Jo Wonkyung UNIST教授·全球产学合作中心主任
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