一提到“沼气”，不少人都会觉得很熟悉，前些年在我国农村地区一度十分火爆。近年来，风靡一时的沼气逐渐淡出了人们的视野，但最近的消息又重新引起了能源从业者对这种可再生天然气的关注。
（来源：微信公众号“石油Link” 作者：石油Link）
11月28日，国际石油巨头壳牌发布声明，公司将斥资近20亿美元（约合150亿元人民币）收购自然能源公司（Nature Energy）的全部股权。而仅在一个多月前，bp也宣布以41亿美元收购Archaea Energy公司。这两家公司都是全球领先的沼气生产商。曾被很多人视为“掀不起风浪”的“小众”能源，如今却能吸引石油巨头相继挥师入局，可再生天然气领域到底蕴藏着什么样的发展机遇？
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打造大型“沼气”工程，成为发展趋势
可再生天然气，即生物天然气，是以生物质为原料生产的可燃气体，甲烷是其主要成分，经净化处理后与传统化石天然气成分、热值一致，可做到完全替换使用。发展可再生天然气产业，变废为宝，既有助于增加能源供应，填补传统油气资源缺口，也有利于削减碳排放，促进运输、电力、供暖以及重工业等难以减排的领域实现脱碳。将甲烷进行收集和使用，也能防止因有机废物分解而将甲烷释放到大气中，减少温室气体排放。以前，人们通过小型沼气系统收集甲烷，但这种模式成本较高、产业化程度很低，存在管理不专业等一系列问题。比如在我国农村地区，现在就有很多废弃闲置的沼气池设施。但近年来，大规模可再生天然气项目正在蓬勃兴起，形成了新的发展趋势。此次壳牌收购的自然能源公司成立于1979年，总部位于丹麦，曾是一家天然气经销商，通过开发沼气产业，公司迎来了强劲的发展势头。2015年，自然能源公司在丹麦建立了第一家沼气厂。2019年，公司开设了世界最大的沼气厂，每年可处理生物废料超过70万吨。至今，自然能源公司已拥有14家运营工厂。2022年，其生物天然气产量为650万百万英热/年（约合油当量3000桶/日）。目前公司在欧洲和北美还拥有30个新工厂项目，这些项目到2030年或将达到920万百万英热/年的生物天然气（约合4400桶油当量/日），这取决于未来的投资决策和相关监管批准。沼气是丹麦绿色转型的重要组成部分，丹麦的沼气产业发展也走在全球前列。根据自然能源公司在官网发布的统计数据，2022年，沼气在丹麦天然气网中的份额超过27%，预计2023年将增至30%左右，在全国能源供应中担任愈发重要的角色。自然能源公司认为，沼气是循环经济的最佳形式，并打造出成体系的沼气解决方案：将农场动物的粪便、食品加工企业的残余物、家庭和餐馆的食物垃圾等有机废物，集中到沼气厂，经过厌氧反应过程大规模生产沼气；沼气经过净化处理后，可输送至天然气管网，作为绿色能源在全国范围内销售，用于家庭供暖或为企业提供能源；脱气后的生物质还将被返回到农场，作为肥料，实现物质循环利用。
从有机废物到沼气的流程图
图片来自Nature Energy
再来看bp公司收购的Archaea Energy公司，这是美国最大的可再生天然气生产商之一，拥有丰富的沼气处理经验。其沼气来源包括垃圾填埋场、动物粪便以及废水设施的有机废物等。其中，垃圾填埋场是最主要的来源，为沼气生产提供了可靠的原料。Archaea Energy公司将垃圾填埋场视为长期能源资源，并致力于与垃圾填埋场所有者合作，最大限度地发挥垃圾填埋场的价值。公司致力于为其合作伙伴提供可持续的脱碳解决方案，促进高碳排放行业替代化石能源。可再生天然气开发潜力广阔，人类生产生活产生的巨量农业废物、食物垃圾，都能作为其原料来源。近年来，伴随着一系列大型运营企业的日益壮大，可再生天然气产业链逐渐走向成熟，在欧美地区正走向规模化发展的新阶段。
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石油巨头加速转型，开拓业务版图
在全球碳中和加速推进的背景下，可再生天然气产业的发展模式与石油巨头加速转型的战略愿景相契合，得到了石油公司的关注。作为全球最大油气生产商之一的壳牌，积极寻求业务拓展。据介绍，壳牌此前在北美也拥有可再生天然气生产业务，包括一个运营场地和四个在建场地。利用本次收购，壳牌将在全球范围内建立完整的可再生天然气价值链，加速向净零排放的转变。而对bp来说，生物能源是bp在未来十年内的五大战略转型增长引擎之一，Archaea Energy公司每天约生产6000桶油当量的生物天然气，此次收购将使bp的生物天然气日生产量增加50%，并扩大公司在美国沼气行业的影响力。欧洲沼气协会（EBA）于去年底发布的统计报告预测，到2050年，生物甲烷可能将占欧盟天然气消费量的30%-40%。该协会表示，过去一年半里，欧洲共投运了300家新的生物甲烷工厂，总数量已经增加到1023家，其中有87%已连入欧洲的天然气网络。可再生天然气被视作替代化石能源的可行方案，在欧洲地区得到重视和支持。在今年5月，欧盟委员会发布的REPowerEU能源保障计划中提出，鼓励发展包括生物质能在内的可再生能源生产，计划到2030年使欧盟生物甲烷产量提升至350亿立方米，实现目标的相关投入达到370亿欧元。另据bp能源展望报告预计，未来现代生物能源的消费量将出现显著增长。在“快速转型”和“净零”情景里，到2050年，可再生天然气将从2019年的约0.2艾焦迅速增长至5艾焦左右，在包括运输业、工业与建筑业等所有经济部门的消费量均将出现增长。
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开发可再生天然气，国内已有多个成功案例
中国目前油气产业存在较大供需缺口，在这样的形势下，可再生天然气的需求潜力巨大。如今，可再生天然气行业正处在发展转型期，对于这种值得被利用的能源，我国同样非常重视。2019年12月，国家发改委、国家能源局等联合引发《关于促进生物天然气产业化发展的指导意见》。文件中提出，要促进生物天然气产业化发展，优化天然气供给结构，将生物天然气纳入天然气发展战略，建立生物天然气与常规天然气融合发展体系。据报道，2020年，我国生物质能产业新增投资约1960亿元，其中生物天然气新增投资约1200亿元。在国内发展多年，生物天然气领域已打造出了多个亮点项目。例如，华新燃气集团就在山西投运了该省首个生物天然气工业直供项目。该项目分两期建设，可实现粪污自动化处理和循环利用。项目建成后年可处理牛粪粪污20万吨，年产沼气1000余万立方米，通过脱碳提纯，可年产生物天然气460万立方米，年产沼液11.7万吨。目前项目一期工程已完工并投运见效，产出的合格生物天然气已顺利并入燃气管网，直接应用于陶瓷产业集群。国内石油公司也积极展开布局。例如，中国石油大庆油田，按照集团公司“加快新能源新材料新事业科技发展”的要求，以生物天然气发展为重点，推进生物能源产业建设。今年6月份，落户大庆油田的中国石油首个秸秆制生物天然气中试基地生产运行稳定，日产沼气量达2000立方米以上，其中甲烷含量高于50%、生物天然气纯度高于95%，生产效率是国家标准的4倍，主要效率指标处于国内外领先水平。大庆油田发展可再生天然气产业具有先天优势。据介绍，2021年，大庆市共有耕地1149万亩，占黑龙江省全部耕地面积的5%左右。其中，玉米种植面积达709万亩，秸秆存量极大。推广生物天然气产业发展，能创造可观经济效益，减少环境污染。当前，我国可再生天然气产业尚处于起步阶段。根据国家规划，到2025年，我国生物天然气将具备一定规模，形成绿色低碳清洁可再生燃气新兴产业，生物天然气年产量超过100亿立方米。到2030年，生物天然气实现稳步发展。规模位居世界前列，生物天然气年产量超过200亿立方米，占国内天然气产量一定比重。在国家发改委等九部门印发的《“十四五”可再生能源发展规划》中，也明确提出要加快发展生物天然气。文件要求：在粮食主产区、林业三剩物富集区、畜禽养殖集中区等种植养殖大县，以县域为单元建立产业体系，积极开展生物天然气示范。统筹规划建设年产千万立方米级的生物天然气工程，形成并入城市燃气管网以及车辆用气、锅炉燃料、发电等多元应用模式。我国拥有广阔的可再生天然气发展基础，在市场、政策层面的积极推动下，未来伴随着能源转型进程的推进，可再生天然气产业有望按下发展的加速按钮。
