生物甲烷又称生物天然气，主要通过食品垃圾、农作物废料、城市垃圾和畜禽粪便等有机原料的厌氧消化产生。生物甲烷的特性与天然气基本一致，因此可以直接注入天然气管网,且不会改变现有油气利用形态。生物甲烷已在世界范围内被认为是一种低碳、灵活的新型能源，既可以作为传统化石能源的替代品，也可以成为垃圾发电等潜在解决方案，还有助于大力发展循环经济。
多国生物甲烷探索利用取得进展
现阶段世界多个国家和地区生物甲烷的探索利用已取得一定进展。在北美地区，政策激励引导生物甲烷开发项目由2020年的162个大幅增至2024年的近500个，产量的70%以城市垃圾为原料。在欧洲地区，地缘政治冲突发生后，以可再生能源计划“REPowerEU ”为契机，加快推进可再生能源发展，2023年甲烷产量较2022年增长约35%，原料来源则为畜禽粪便和农作物废料等农业垃圾。
根据能源咨询公司伍德麦肯兹测算，2050年，全球生物甲烷产量将大幅增至740亿立方米，约占天然气总需求量的2%，或全球液化天然气（LNG）需求量的10%。
美国在《通货膨胀削减法案》中大幅扩大了对生物甲烷及其相关产业的政策支持，并计划将生物甲烷产量从2023年的47亿立方米大幅提升至2050年的376亿立方米，从而使生物甲烷在美国天然气消费中的占比从0.4%提升至4.3%。
英国和丹麦也分别计划将生物甲烷产量从2023年的9亿立方米和7亿立方米，逐步提升至2050年的24亿立方米和14亿立方米。另据欧洲沼气协会（EBA）的数据，全球生物甲烷市场规模在2023年16.34亿美元的基础上，2023年~2028年将实现6.7%的年复合增长率。
基于原材料保障角度分析，目前，美国生物甲烷产量只消耗了全美垃圾填埋场400亿立方米/年资源保障能力的不足10%，且不包括畜禽粪便、食物垃圾等其他生物甲烷原料来源；预计欧洲和巴西2050年生物甲烷的资源保障能力将分别达到1500亿立方米/年和440亿立方米/年；澳大利亚、马来西亚、印度、印尼和我国也拥有较好的生物甲烷资源保障能力。也就是说，全球大部分地区都具备发展生物甲烷的资源条件与潜力。
国际石油公司“抢先一步”
由于生物甲烷具有低碳、可再生的特性，且能较方便地整合至现有天然气产业链中，部分国际石油公司已逐步开展相关业务。
其中，2022年，bp斥资40亿美元收购了Archaea能源公司，并成为美国最大的生物甲烷生产商，拥有50个生产基地和80个相关项目。2024年，新任首席执行官默里·奥金克洛斯上任后，bp还计划到2025年再建15~20座一体化生物甲烷工厂，持续强化沼气处理、生物甲烷生产、管道输送和出售等全价值链管理。
在2022年以20亿美元收购了总部位于丹麦的自然能源公司后，壳牌成为欧洲地区最大的生物甲烷生产企业，计划2030年产量达到4400桶油当量/日。
此外，随着航运燃料低碳监管政策的收紧，生物甲烷在船舶加注过程中的应用范围将不断扩大，西班牙雷普索尔和芬兰Gasum能源公司均已在该领域布局探索。
但相对于bp、壳牌和雷普索尔等国际石油公司面对的传统油气市场规模，生物甲烷仍处于利基市场（是指在较大的细分市场中具有相似兴趣或需求的一小群顾客所占有的市场空间），未来将有更多石油公司通过并购等手段参与生物甲烷的开发利用。
市场规模化的政策和成本挑战
不过，生物甲烷市场未来规模化发展也面临诸多挑战。
由于生物甲烷产业同时面对能源、环保、农业和城市管理等多个政府部门的监管，部分国家缺乏透明、清晰和协调的生物甲烷发展相关政策法规体系。特别是在近年来全球性气候与环境治理的大背景下，一些国家环保政策制定大幅优先于能源保障政策制定，将限制未来包括生物甲烷在内的诸多能源产业健康发展。
此外，政府直接补贴一直是欧洲等地区生物甲烷发展的主要驱动力，但随着补贴成本的快速上涨，欧洲各国的目标均转为逐步淘汰补贴以减少国家财政负担、促进低碳能源之间的有序竞争等，可能给本地区生物甲烷近中期发展带来负面影响。
生产生物甲烷的成本取决于原料、生产规模和运营成本。欧洲地区生物甲烷生产成本估计为17~28美元/百万英热单位；美国不同垃圾填埋气开发利用项目成本差异较大，税前盈亏平衡价格在4~35美元/百万英热单位，总体大幅低于其他原料生产生物甲烷项目。
与天然气相比，生物甲烷生产成本明显偏高，在缺乏政府补贴和“碳管理”的国家和地区显然缺乏市场竞争力。
我国油企应扩大生物甲烷业务占比
我国石油公司应密切关注生物甲烷市场的发展，并依托现有条件和企业未来能源转型目标，由点及面地发展生物甲烷业务。
比如，中国石化提出打造第一氢能公司，而“甲烷蒸汽重整”是全球主流制氢路线，如果利用生物甲烷蒸汽重整将生成绿氢。在此过程中，不仅实现了氢气“灰转绿”，而且可能形成“绿氢—生物甲烷—绿氢”绿色低碳循环新范式。
此外，我国石油公司还应通过加大资金支持、争取合作开发、适时开展收并购等措施，不断扩大生物甲烷在上游资源组合中的业务占比。
事实上，我国部分石油公司已务实开展在生物甲烷开发利用方面的探索。其中，中国石油西南油气田公司今年9月与舍得酒业达成生物甲烷项目合作协议，计划每年生产生物甲烷300多万立方米，以舍得酒业的酿酒废水作为生物天然气原料，通过厌氧发酵和变压吸附等工艺提纯制备生物甲烷，并通过西南油气田公司内部管网实现生物甲烷和天然气的互联互通和绿色利用。这是中国石油首个规模化生物甲烷项目。
（作者单位：中国石化石油勘探开发研究院）
生物甲烷是什么？
生物甲烷由沼气提纯得来，沼气主要由厨余垃圾、污水、堆填废弃物、农作物、粪便和残渣等有机原料产生。从全生命周期净碳排放量来看，生物甲烷被视为一种低碳能源。一方面，生物甲烷燃烧时排放的二氧化碳与动植物原料生长时所吸收的二氧化碳相匹配，没有新的二氧化碳被带入全球环境系统；另一方面，由废弃物产生的生物甲烷可以避免其自然降解可能发生的甲烷排放。另外，有机原料在厌氧发酵过程中，除释放生物甲烷和二氧化碳等气体外，其余各种养分元素基本都保留在发酵后的残余物中，可以用作高效肥料等。
来源：中国石化报 侯明扬
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