【产业研究】甲烷减排刻不容缓，沼气发电大有可为
本文作者：韩旭 河南百川畅银环保能源股份有限公司常务副总
甲烷是仅次于二氧化碳的第二大与人类活动相关的类温室气体，甲烷排放量约占全球温室气体排放的20%。在政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告明确指出，虽然甲烷的排放量比二氧化碳少，但其全球增温潜势（GWP，即甲烷气体捕捉大气中热量的能力）在100年的时间框架内是二氧化碳的29.倍，甲烷对全球温室气体效应的贡献率约三分之一。据美国国家环境保护局统计，2020年全球人为源甲烷排放量为93.9亿吨二氧化碳当量，如不采取减排措施，2030年预测全球人为甲烷排放量将比2020年增加8.8%，达到102.20亿吨二氧化碳当量 ，因此管控甲烷排放在实现碳中和目标上显得尤为重要。
能源活动是第一大甲烷排放源，主要是煤矿开采产生的排放，在甲烷总排放的占比约为46.2%；其次是农业活动的甲烷排放，在甲烷总排放的占比约41.5%，其中动物肠道发酵排放占18.4%，水稻种植排放占16.6%，畜禽粪便管理排放占5.9%；第三大甲烷排放源则是废弃物处理，占比约12.3%。这些甲烷排放源如果不能有效治理，会导致大量甲烷扩散至大气中造成严重的环境问题和温室效应。
01、国际甲烷治理
欧盟和美国在甲烷减排政策方面有明显进展，已经形成了各自较为清晰的甲烷减排框架。2020年10月14日，欧盟委员会发布了《欧盟甲烷战略》（EU Methane Strategy），提出了在欧盟和国际范围内减少甲烷排放的措施，重点覆盖能源、农业和废弃物处理行业。在2021年12月15日发布了关于在能源部门减少甲烷排放的提案，全称为《欧洲议会和理事会制定关于能源部门甲烷减排的条例和修订（欧盟）2019/942号条例的提案》。该提案明确了能源部门的减排目标：到2030年，能源部门的甲烷排放比2020年减少约58%。2021年11月2日，美国政府对外发布了《美国甲烷减排行动计划》，该计划囊括了甲烷减排的各种工具，包括法规、财政激励手段、政府和社会资本合作（PPP）模式、增加数据披露和透明度等。
02、我国甲烷治理
我国是世界最大农产品生产和消费国，农业废弃物的资源量极大，对环境的影响不容忽视。由于秸秆等固体废物就地焚烧产生大量的废气，同时，在自然条件影响下，固体废物中的一些有害成分转入大气、水体和土壤，参与生态系统的物质循环，具有潜在的、长期的危害性。因此，对农业固体废物进行综合治理是十分必要的。促进沼气发展，推动节能降碳，不仅改变了传统的农业生产方式，既是发展循环经济和生态农业的有益探索，也是确保畜牧业持续健康发展的重要举措。此外，有利于促进农村生态环境的改善。沼气代柴代煤，既节能降耗，又治污减排，有利于巩固退耕还林成果，有效地保护生态环境。实践证明，发展沼气，不仅是惠民工程，也是节能工程、治污工程。
随着近年“美丽乡村”建设的推进，城乡生活垃圾处理体系逐渐完善，部分村镇的生活垃圾开始实施卫生填埋处理，中小型生活垃圾填埋处理量维持增长趋势，其量级尚达不到焚烧的要求，对垃圾填埋的需求具有广阔的空间，以致垃圾填埋场存在巨大的甲烷治理需求。
在全面推进“高质量发展”要求、“乡村振兴”战略和实现“双碳”目标的背景下，包括沼气在内的生物质能行业将会发挥不可替代的作用。能源革命与高质量发展、绿色低碳清洁能源体系构建、农村生态环境保护与绿色宜居村镇建设将成为“双碳”和乡村振兴战略的重要着力点。为此，我国政府对甲烷排放高度重视，曾先后出台了若干政策控制甲烷排放。主要的政策概括如下：
03、甲烷减排的多重环境效益
2021年3月，我国“十四五”规划及2035远景目标纲要发布，首次将甲烷纳入温室气体管控对象，捕获来自固体废弃物填埋处理、畜禽粪便储存、农林生物质发酵、生活污水处理等地的甲烷，还有多重环境效益，包括：
01、减少有机废水污染。城市垃圾填埋场渗滤液、畜禽粪污、农林秸秆等生物质、生活污水有机质发酵产生的沼气，作为资源收集利用，可大幅减少有机废水排放量。
02、减缓大气污染。废弃畜禽粪污、农林秸秆若不能妥善解决，会发酵生产的沼气，包括甲烷等气体。由于甲烷是可吸入颗粒物PM2.5的前体物，因此减少甲烷排放就能减缓PM2.5导致的雾霾，并进而改善人类身体健康和安全。
03、增加土壤肥力、减少土壤污染、地下水污染。沼气发酵之后剩余的沼渣、沼液，经过消杀处理可作为高效有机肥，增加土壤肥力，减少化肥带来的土壤板结、肥效下降、地下水污染等问题。
总之，甲烷减排，除了为温室气体减排做贡献之外，还能带来多重环境效益，而当前沼气发电是中国甲烷减排最有效的手段，特别是针对小型沼气项目的治理。
04、我国沼气发电行业现状
据中国产业发展促进会生物质能产业分会统计，截止到2021年底，全国25个省沼气发电累计装机容量110.6万千瓦，行业总发电量累计为37.2亿千瓦时。根据发电量进行测算，沼气发电行业处理沼气约为18.6亿立方，折合甲烷约为45亿立方，假设按照甲烷100年水平的全球增温潜势二氧化碳的29倍进行测算，相当于年减少碳排放约2300万吨。
图1.近5年我国沼气发电装机量和发电量（来源：中国产业发展促进会生物质能产业分会）
05、我国沼气发电面临的问题
我国沼气发电行业经过多年发展，取得了较大成绩，支持政策也日益完善。同时，我们也应该认识到沼气行业在行业标准、技术、政策方面仍存在诸多问题，尤其是部分支持政策只考虑项目发电属性，没有考虑项目的环保与减排的属性。
（一）电力接入系统相关政策执行不到位
发改能源[2006]13号文《可再生能源发电有关管理规定》提出：“沼气发电等小型可再生能源发电项目，其接入系统原则上由电网企业投资建设”。国能发新能【2018】34号文件《国家能源局关于减轻可再生能源领域企业负担的有关通知》再次重申：“电网企业负责投资建设接网工程，之前相关接网等输配电工程由可再生能源发电项目单位建设的，电网企业按协议或经第三方评估确认的投资额在2018年底前完成回购”。【2018】34号文件也规定：各级地方政府有关部门不得向可再生能源投资企业收取任何形式的资源出让费等费用，已向风电、太阳能发电、生物质能等可再生能源项目违规收取资源出让费的地区，应按照“谁收取，谁退还”的原则，在本通知发布一年内完成清退。
上述三项为沼气发电企业减负的政策，一直没有得到很好的执行，接入系统基本上都是发电企业负责投资建设，电网企业也没有对相关接网工程进行回购，而且通讯调度系统与6兆瓦以上大型电厂同等对待，有些沼气发电项目总投资只有300-500万元，接入和通讯系统的投资额达到100-150万元，占电站投资总额的30%；地方政府已收取的资源出让费，也没有退还。
（二）沼气发电补贴电价政策执行标准不一
《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》发改价格[2006]7号规定：“生物质发电项目上网电价实行政府定价的，由国务院价格主管部门分地区制定标杆电价，电价标准由各省（自治区、直辖市）2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价组成。补贴电价标准为每千瓦时0.25元。发电项目自投产之日起，15年内享受补贴电价；运行满15年后，取消补贴电价；自2010年起，每年新批准和核准建设的发电项目的补贴电价比上一年新批准和核准建设项目的补贴电价递减2%。”
这项电价政策的本意是发电项目应该享受的电价补贴为0.25元/度的基础上执行补贴递减政策。而在实际执行中每个省份执行的标准也不一样，有些省是发改委直接核定电价，有些省是电力公司制定价格，各省递减的标准也有差异，企业实际享受到的电价补贴基本都没有达到发改价格[2006]7号规定的标准。
如果按照发改价格【2006】7号文件规定，以补贴电价0.25元/度为基础，从2010年开始每年新批准项目的补贴电价为比上年批准的项目递减2%，根据政策各年新批准项目的补贴电价应该如下表所示：
（三）沼气发电电价补贴期限缩短
财建〔2020〕426号《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》“生物质发电项目，包括农林生物质发电、垃圾焚烧发电和沼气发电项目，全生命周期合理利用小时数为82500小时”，规定超过82500小时的电量不再给予电价补贴，而实际上沼气发电项目机组年运行时间最长可以到8300小时，如果补贴周期只有82500小时，沼气发电项目获取的电价补贴周期就缩短为只有约10年左右，这个政策改变了发改价格[2006]7号关于印发《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》规定的可享受电价补贴15年的规定，导致企业投资测算的前提条件发生了重大变化，政策的前后不连贯对企业投资带来了巨大的投资风险。
（四）环境价值实现机制需要加强
根据相关数据统计显示，当前城市垃圾焚烧处理率超过65%，而县城垃圾焚烧处理率不到30%，填埋依然是县城垃圾无害化处理的主要方式。另外，县城大量的农业废弃物、畜禽粪污等有机废弃物需要通过沼气工程进行能源、资源化利用，根据调研，大部分项目都是利用沼气进行发电。
根据《2021年生物质发电项目建设方案》发改能源【2021】1190号相关规定，沼气发电的电价补贴政策实行“竞价上网和央地分担”。但是沼气发电项目所在的县城财政能力不强，以致企业不易拿到政府承担地方补贴的承诺文件，增加了申请中央补贴的难度。而目前沼气发电项目除了发电补贴以外，在其他方面的支持力度较弱，沼气发电的生态环境价值没有更多的途径进行体现，致使企业投资意愿减弱，国家应该出台沼气发电独立的电价和补贴政策以促进行业的发展。
（五）国家无专门的内燃机发电行业的环保排放标准
根据调研，目前沼气发电行业暂无国家排放标准，仅有北京地方标准和长三角区域环境地方标准（征求意见稿）。其中北京地方标准规定含氧量5%，氮氧化物、一氧化碳的浓度分别不超过250mg/m³、1000mg/m³。长三角区域环境地方标准规定规定含氧量5%，二氧化硫、氮氧化物、氨分别不超过100、200、2.5mg/m³。当前，大部分地区则无专门标准，而参照的排放标准则五花八门，致使企业在办理环评手续时处处受阻。
06、行业发展相关建议
（一）电网企业及时回购接网工程。
接网工程对于沼气发电项目来说，投资占比较大，已经严重影响到项目的总体收益和可行性。各地电网企业应按照国家相关规定，及时履行回购接网等相关输配电工程。
（二）简化小型沼气发电项目并网手续。
加强执行国能发新能【2018】34号文件《国家能源局关于减轻可再生能源领域企业负担的有关通知》的有关规定，电网企业应该区分接入电压等级、规格设定适宜的接入技术条件，同时根据电网安全以及网络与信息安全需要合理选择通讯技术标准，避免6兆瓦以下的沼气发电项目增加不必要的接入投资和通讯设备配置，10千伏及以下等级接入并网的尽量执行T接方式，能实行无线通讯调度的尽量执行无线通讯调度，以减少相关的接网投入。
（三）明确行业应参照的环保排放标准。
由于沼气发电行业规模总体较小，所以没有制定专门的内燃机排放标准。对于没有地方标准的地区，通过咨询有关专家，建议可参照《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）相关规定执行，或者执行单独的排放标准。
（四）拓宽行业环境价值实现途径。
行业以传统“售电”盈利模式逐步转变为“生态价值+售能”模式。生态价值包括前端废物处置费（如生活垃圾处理费、农业废物处理费、污水处理费、工业废物处理费等）、碳市场交易、绿证交易、排污权交易、用能权交易、能源消费总量抵消等。后端“售能”包括电、热、气等多种形式，在市场上销售。使行业的生态环境价值以及作为可再生能源的价值通过多途径实现。
自从去年中美签署甲烷减排的联合声明后，美国已经出台了《美国甲烷减排行动计划》，而中国的甲烷减排行动计划尚未推出，所以中国需要结合甲烷减排计划尽快推出包含独立电价政策在内的一揽子切实有力的具体政策，来更好的促进沼气行业发展，以便于履行国际甲烷减排的承诺，助力我国更早实现碳达峰、碳中和的目标。
