欧美国家可再生天然气正成为绿色能源发展里程碑

导读

近几十年来，人们经由小型沼气系统在垃圾填埋场、污水处理厂和农场收集甲烷。现在，在欧美区域的国度，跟着越来越多的能源企业起头到场到沼气生产项目中，而且在相关政策的鼓励下，形成了一条从粪便、餐厨垃圾和其他起原中获取大量的甲烷的成熟财富链，为何可再生自然气（RenewableNaturalGas）的市场前景被越来越多的蓬勃国度看好？国际环保在线带您一探事实。 （原创文章久久自媒体）

位于美国马萨诸塞州迪尔菲尔德（Deerfield）的巴威农场（Bar-WayFarm）的一个肥料和食物垃圾焚烧发电厂。图片起原：前锋可再生能源 （原文来自久久自媒体）

在美国佛蒙特州（Vermont）西部的古德里奇家庭农场（theGoodrichFamilyFarm），施工人员将在接下来的几周内建造一个厌氧消化池，将牛粪和本地收集来的餐厨垃圾转化为可再生自然气（RNG），经由管道输送至四周的米德尔伯里学院（MiddleburyCollege）和其他甘愿为低碳能源支出溢价的用户。 （自媒体久久自媒体）

对于斥地商——前锋可再生能源公司（VanguardRenewables）来说，该项目既是一个新起点，也是一个计谋赌注。该公司已经在马萨诸塞州（Massachusetts）拥有并运营了五个基于农场的沼气系统：每个沼气系统时时刻刻都在发电，然后送至电网，并凭据该州的净计量法出售。然而，佛蒙特州项目是前锋集体第一次测验生产可再生自然气，这是一种经由提纯后的沼气，其甲烷（CH4）成分接近100%，这些气体被注入到自然气管线中，用于燃烧发电、取暖、汽车燃料或许其他化工工业。前锋集体首席执行官约翰·汉瑟曼（John·Hanselman）透露：“生产可用于管道收集、输送和车辆燃料的可再生自然气是今朝沼气行业的成长偏向”。

实际上沼气行业在美国已经存在了很长一段时间，首要是从垃圾填埋场和污水处理厂收集沼气，并用其生产少量的电能。或是在乳成品厂使用沼气池收集的沼气并用于发电，为本地农场供应电力，然后将一些剩余的电力输送到电网。

然则，跟着近年来新一波大规模可再生自然气项目的鼓起，传统的沼气项目正敏捷变得过时且掉队。在美国，，有很多企业正在斥地迄今为止尚未斥地的能源，例如：一些企业正在从遍布在北卡罗来纳州东部的2300个养猪场中获取粪便发生的大量甲烷；一些企业正在建造生物消化器，将加州大型奶牛场转化为能源中心。此外，还有一部门人正试图将垃圾填埋场的餐厨垃圾转移，并将其转化为汽车和加热用的燃料。

沼气系统能够发生充沛的可再生能源，为美国300万户家庭供电

可再生自然气行业正达到一个转折点，原因有几个：1.越来越多的第三方运营商（如前锋集体），正在减轻农民和垃圾填埋场自身能源系统运行的肩负，并正在引进更进步的手艺来收集和泵送甲烷；2.在美国，包罗加利福尼亚在内的一些州正在经由司法，要求斥地可再生自然气；3.全美各地的民众事业公司起头支撑这些新行动，这一点能够从多米尼加能源公司（DominionEnergy）和世界上最大的猪肉生产商史女士菲尔德农场（SmithfieldFarms）竖立新的合作伙伴关系来证实，它们正在斥地新的猪粪沼气项目。对于支撑者来说，最终的方针是用人类垃圾、动物和农业废料发生的纯甲烷庖代今朝大量从天然界开采的化石自然气，最终遏制大气中碳总量增加的趋势。

“若是你能在把烧毁物送回泥土之前获得更多的能量，那就非常棒了”，生物轮回杂志（BioCycleMagazine）的常驻编纂诺拉·戈尔茨坦（Nora·Goldstein）说道，“你看着所有这些益处，再说，‘为什么没有更多的人如许做呢？’但要害是你要做得准确才行。”该杂志几十年来一向报道有机物收受和厌氧消化行业。

今朝，可再生自然气有伟大的斥地潜力。在美国每年稀有十亿加仑（1加仑≈3.8升）的动物粪便和数百万吨食物垃圾发生，可为生产可再生自然气供应巨量的原料。凭据美国情况珍爱署、农业部和能源部编制的2014年“沼气成长时机路线图”（BiogasOpportunitiesRoadmap）申报，美国能够支撑至少13000个沼气举措，这些举措的原料由粪肥、垃圾填埋气和污水处理发生的生物固废供给。而这些新的沼气举措系统每年能够发生6540亿立方英尺（约185.2亿立方米）的可再生自然气，充沛为300万户家庭供应能源。世界资源研究所（WorldResourcesInstitute）的一项研究估量，每年运往美国垃圾填埋场或焚烧的5000万吨有机烧毁物的能源量大约相当于60亿加仑（约227.1亿升）柴油，占重型卡车和民众汽车消费柴油的15%。

一辆卡车把食物垃圾送到马萨诸塞州一座农场的厌氧消化池。图片起原：前锋可再生能源

专家们透露，络续行使沼气有助于降低运输、工业和建筑供热等部门的二氧化碳排放量，同时也能削减可以强烈导致温室效应的甲烷的排放量。此外，还能够削减有机烧毁物进入垃圾填埋场，防止粪便流入河流和水源造成污染。经由厌氧消化，能够将任何有机物质（包罗食物残渣、农业烧毁物，甚至是酿造啤酒留下的废渣等）制成沼气，这些物质以浆料的形式被送到密封储槽，微生物会在缺氧的前提下分化它们，并覆灭个中的病原体，发生甲烷和其他气体，最终留下营养雄厚的肥料作为副产物。

在可再生自然气范畴，美国正慢慢赶超欧洲。今朝欧洲拥有17400多家沼气发电厂，占世界15千兆瓦沼气发电量的三分之二。仅丹麦这个有580万生齿的国度就拥有160多个沼气系统。客岁炎天，丹麦18%的自然气消费来自其厌氧消化器发生的可再生自然气。尽管已经取得了伟大的成就，然则丹麦生物能源公司（Danishbioenergy）认为在20年内用可再生自然气完全替代该国的化石自然气是可行的。

前美国环保署厌氧消化项目司理克里斯·沃尔（Chris·Voell）对丹麦的沼气项目印象非常深刻，该项目经由精心设计，可以消化家庭食物残渣、食品加工企业的残存物和牲畜粪便的夹杂物。今朝沃尔如今就职于丹麦商业..（DanishTradeCouncil），将丹麦厌氧消化器手艺和贸易模式引入美国市场。

为了响应全球天气倡议，加利福尼亚州成了美国沼气行业研究的领头羊。该州施行的低碳燃料尺度（LCFS）为燃料生产商供应了增加其供给和发卖低碳或可再生燃料数量的激励办法，这项政策是加州大气情况珍爱的一个要害构成部门。结合国天气规划署（UCA）的天气珍爱规划促进了可再生自然气在利润丰厚的汽车燃料市场的快速增进。

近几年，在美国建造和运营厌氧消化回响器的专业公司如同雨后春笋一样增进

像马斯能源工程（MaasEnergyWorks）和加州生物能源（CaliforniaBioenergy）如许的公司经由在加州的奶牛场快速安装厌氧消化器来响该当地的激励政策。据马斯能源网站报道，到今朝为止，马斯能源已经建造了17座厌氧消化器，尚有12座在建，尚有32座正在斥地中。两家公司都在竞相行使有价格的低碳燃料尺度激励办法，而且都是在全美浩瀚安装及运营厌氧消化器的公司中成长起来的，这些公司受到了很多专业投资者的支撑。“跟着天天的成长，这个行业的可行性将越来越高，”克里斯·沃尔（Chris·Voell）说道。“我们看到更多专业的第三方公司，以及专业人士来建造10个、20个、50个可再生自然气项目，并从中接触到了大量的股权投资者。他们甚至进展投资多个项目组合，而不光仅是一个项目。”

北卡罗来纳州（NorthCarolina）是全美第二大猪肉生产州（仅次于爱荷华州），猪粪是本地生产可再生自然气最雄厚的原料之一。天天，跨越2000个养猪场将900万头猪的粪便冲入本地大量的污水贮留池中，这些污水贮留池同样会释放出大量的甲烷。比来列入可再生自然气角逐（theRNGrace）的是世界上最大的猪莳植者史女士菲尔德（SmithfieldFarms）。在北卡州，有90%的农场是史女士菲尔德的合同莳植者。客岁岁尾，史女士菲尔德成立了一家名为AlignRNG的合资公司，与一家弗吉尼亚州的民众事业公司——多米尼克能源公司（DominionEnergy）合作，投资2.5亿美元，规划在将来10年内笼盖所有污水贮留池，并在北卡罗来纳州、犹他州和密苏里州的大部门养猪场安装厌氧消化器。今朝四个项目的扶植已经起头，这些项目将发生充沛的可再生自然气，为14000户家庭和企业供电。

加利福尼亚州加尔特市范温默丹奶牛场（VanWarmerdamDairy）的一个由污水贮留池革新成的粪肥消化池。图片起原：马斯能源工程

在北卡罗来纳州，沼气系统都将以OptimaKV为样板，OptimaKV是该州肯纳斯维尔（Kenansville）的一个沼气项目，也是在客岁组建的第一个生产可再生自然气的项目，并成功将可再生自然气注入现有的管线系统中。据专业人士剖析，OptimaKV成功的身分还包罗2007年签署的国度可再生能源组合尺度法，四周5个农场60000头猪的粪便作为原料，以及进步的洁净和升级自然气的集中设备系统。美国国度可再生能源组合尺度律例定，到2020年，民众事业至少有0.2%的电能是来自猪和家禽的烧毁物。这项授权有助于鞭策杜克能源公司（DukeEnergy，美国最大的民众事业公司之一）签署一项为期15年的和谈，从OptimaKV项目中购置8亿BTUs（英热单元单子，1BTU≈1.06KJ）的可再生自然气。这种沼气将直接庖代化石自然气，在杜克的两个发电厂中发生11000兆瓦/时的电力。

前锋集体在佛蒙特州的新买卖代表了扩大可再生自然气生产的另一种模式。该公司的厌氧消化器比在加州建造的系统更为复杂和昂贵，即使原料和其他前提发生转变，该厌氧消化器的也有不乱的气体输出。加州的沼气系统根基是涵盖了大量的用塑料膜笼盖的牛奶场污水贮留池，从中收集沼气，提取纯净的甲烷，最后经由管道输送给客户。首席执行官汉塞尔曼（Hanselman）透露：“我们必需接纳更高科技的方式，用更少的原料生产更多的自然气。因为我们还没奢靡到拥有1万个奶牛场。”

美国尚未有激昂的补助规划，可再生自然气在欧洲蓬勃成长

在佛蒙特州，古德里奇农场（Goodrichfarm）里的900头奶牛天天排出100吨的粪便和165吨的食物垃圾可为前锋集体生产沼气供应大量原料。在米德尔伯里学院（MiddleburyCollege），前锋集体发现这个大客户正急于削减其碳萍踪，预备转而使用洁净能源。此外，一项即将在佛蒙特州生效的新司法划定，从2020年起头，食品垃圾禁止运到垃圾填埋场，这迫使食品从业者和食品加工场要找到新的处所来处理垃圾。各类有利前提和身分群集在一路，促使前锋集体的佛蒙特项目可以获得成功。

作为回报，古德里奇农场将获得免费供热，免除每月沼气系统的治理费用，以及行使剩余的消化固体为奶牛供应铺垫——这是一种成本节约体式，在牛奶价钱极低的时期为奶农供应了生命线。前锋集体首席执行官汉塞尔曼（Hanselman）透露，扩大可再生自然气的一个要害身分是减轻农民运行该系统的肩负。汉塞尔曼曾碰到过很多气愤的农民，他们对上一代厌氧消化器有着负面的经验，以前这些厌氧消化器曾被作为一种低维护、低成本的固废处理设备出售给他们。事实上，厌氧消化器是一种周详的设备，对温度的转变和原估中有机物质的转变非常敏感。汉塞尔曼说，“我们敷陈农民们，你们的工作是养健康的奶牛，生产优质的牛奶，照看好你们的农田和泥土。让我们来运行这些机械。”

可再生自然气之所以在欧洲蓬勃成长，部门原因在于激昂的补助规划。而美国联邦当局缺乏此类周全的政策，美国的区域和州市场、民众事业、激励和政策错综复杂。但汉塞尔曼和其他人估计，在将来几年，更多的州将强制要求可再生自然气生产，进一步增强新兴的沼气市场的活力。

在加利福尼亚州汉福德（Hanford）的菲利普韦伊农场（PhilipVerweyFarms），一个展示可再生自然气系统的开放式房子。图片起原：马斯能源工程

“这种感受与太阳能的买卖极为相似，”曾经经营过一家太阳能公司的汉塞尔曼说道。“我们在可再生自然气项目的早期。每小我都将从一个项目跑到另一个项目，试图找出哪些州的收益是最大的，以及若何更好地让可再生自然气进入市场。”

然而，单靠市场力量不足以激发沼气革命。大多数行业视察家和业内子士都认为，能够鞭策美国沼气和可再生自然气增进的单一政策是联邦立法的碳价钱。然则考虑到碳税或周全的天气法案在现任当局的向导下不太或者很快显现，汉瑟曼透露，联邦当局能做的下一件最好的事情就是恢复厌氧消化系统的投资税收抵免，这项税收抵免在2016年失效。

尽管面临这些挑战，克里斯·沃尔（Chris·Voell）认为如今有充沛的来由相信沼气将作为美国的可再生能源获得最终普遍的市场吸引。沃尔透露：“如今我比以往任何时候都更受鼓舞，因为我看到一些项目正在扶植中。各州正在加紧制订政策。我们如今看到了一场能源革命，自然气民众事业公司也将到场个中。民众事业每年使用大量电力，若是他们认为可再生自然气是他们进展看到的器材，那么我们将会看到政策前沿更积极的动向。”