一、前 言
2026年07月24日,“石灰窑生态圈”微信公众平台发表的一篇由《石灰产业》编辑部牵头调研编辑的“工业大省燃煤石灰窑全部关停退出?最新解决方案出炉!”文章(以下简称《全面退出》),引来石灰产业全行业高度关注,阅读人数突破1.2万+大关,根据读者关注热点,07月31日又推出了热点文章:“热点追踪|石灰企业如何跳出这场以“碳”为名的产业洗牌?”,再次引来行业关注,本期推出的文章以天然气和生物质燃料(包括气体、固体)如何低碳和低成本运行的新技术和新工艺,重点介绍其技术核心要点及能源利用效率与环保性能,以及降低燃料成本及低碳排放的可行性方案,特别对读者关注的国家顶层政策和地方多层次政策支持进行解读。
二、 天然气为什么要与生物质燃料“联姻”?
关于天然气:
近年来,我国天然气利用发展快速,天然气占一次能源消费比例已经达到10%以上。由于天然气燃烧比煤炭、石油产生的污染少,因此社会多称呼天然气为清洁能源。但是,天然气污染燃烧过程中仍会产生甲烷等,因此仍然属于化石能源,不属于严格意义的清洁能源。但结合其清洁性及更加低碳,社会将天然气定义为“过渡性”化石能源。或者说在可再生能源、氢能、光伏、风电大规模应用之前,其可作为能源低碳转型的“中间方案”,因此在能源转型的过程中,通常起到“桥梁”的作用,
在国际上,美国能源咨询管理局认为:天然气是一种“燃烧起来相对清洁”的化石燃料。天然气燃烧时产生的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放量相对较低,有助于减少酸雨的形成和减缓温室效应。与煤炭和石油相比,天然气在燃烧时产生的粉尘和污染物较少,相对环保、排放少、对环境友好,因此从广义概念理解天然气算是清洁能源。
然而,“桥梁燃料”已有动摇,据了解,同样是以美国为代表的国家,“天然气可充当‘桥梁燃料’”的观念正在发生改变,正在否定和动摇这个观念,从170名气候科学家签署的文件显示,他们认为,LNG“对气候的影响比煤炭还差。许多国家的有关舆论也在动摇,虽然我国暂时未发生显著变化,但有关讨论逐渐火热,相关政策也在倾斜。如:2023年底,国家能源局综合司发布了《天然气利用政策(征求意见稿)》(下称《意见》)。与2017年《加快推进天然气利用的意见》相比,此次《意见》对于天然气利用的政策导向从“加快推进”转向了保守态势,重新恢复了以往天然气分级利用的举措,且不再提及天然气利用的总体目标,这是我国天然气利用政策导向的转变。
从能源转型的角度来说,我国目前使用天然气比重不大,且超过50%的天然气需要进口。我国天然气的对外依存度较高。在这种情况下,我国天然气价格高,若要大力发展,政府补贴十分关键。然而,目前我国只有北京、广州、江苏等经济发达地区天然气补贴落实可圈可点,其他省市在天然气补贴上还需要更加重视。
关于生物质能:
生物质能(Biomass Energy)是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,是一种可再生能源和可直接燃烧的新型燃料。
生物质能源是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源。生物质能源大致有四种利用方式,直接燃烧、压块颗粒、液化和气化。根据有关部委的文件精神,生物质燃气包括生物质天然气和生物质气化。一个是发酵,一个是热裂解。各有优缺点。本文主要介绍生物质气化燃气及生物质粉体应用技术,简单说就是生物质原料在气化炉中通过高温裂解,缺氧燃烧产生的可燃气体和生物质进行压缩及破碎后的颗粒状及粉体状燃料。
第一个生物质气化( wood gas )发生炉是德国化学家比朔夫(Ka1Gustav Christophbischof ,1792 -1870)于1839年建成的,距今已经有180年历史。我国在新中国成立初期,以及近些年某些油料紧缺的国家都使用过生物质气化气作为车船燃料。近十几年来生物质气化气经过不断研发创新,以其独特的环保和经济优势得到各级政府的积极支持,和广大用户的欢迎。特别是我国广东地区是应用非常普及的地区,装备制造也很突出,据了解,仅广州一个公司就有10~30吨汽化供热项目近200个。
两者之间的优劣对比:
(一)、先看一笔政策账
8月1日起42号令施行,确立了非电可再生能源纳入考核的框架,生物质供热的政策地位进一步提升。此外,部分行业预测认为石灰行业可能在2027年前后纳入碳市场。从碳核算理论逻辑来看,农林生物质燃烧产生的CO₂具备碳循环中性特征;但现阶段全国强制碳市场暂无针对石灰厂自产生物质气化供热的明确核算细则。若未来建材行业纳入碳市场时采纳该口径,转型企业将获得明显碳合规优势。
国家层面的鼓励政策也在加码:根据《资源综合利用产品和增值税优惠目录(2022年版)》,以三剩物(采伐剩余物、造材剩余物、加工剩余物)、次小薪材、农作物秸秆等为原料,向外部销售热力或燃气的生物质项目,且农林废弃物原料占比≥80%,可享受增值税即征即退100%(部分地区自建气化炉自产自用的不适用)。符合条件的生物质综合利用项目还可享企业所得税减免。
(二)、环保优势比较(数据仅供参考)
(三)、成本优势比较(平均值)
(1)每2.8kg生物质散料气化后的热值约等于1m³天然气,大概按热值计算相当于1方天然气为1.12元/方,成本最低。
(2)每2.2 kg颗粒(机制)气化后的热值约等于1 m³天然气。按实际热值计算相当于1 m³天然气1.98元/ m³。
(3)2.6 kg的颗粒直接燃烧,包括粉体直吹直燃,其热值大概等于1m³天然气,即按热值计算相当于1 m³天然气约等于2.08元。
上述成本是按照生物质散料400元/吨计算,生物质颗粒按照900元/吨计算,生物质粉体(外购)800元/吨计算。需要注意的是,各种燃料的价格和质量是波动的,但如果仅计算燃料成本,不考虑气化设备投资,生物质气化供热成本与低于煤炭燃料成本,生物质燃料比天然气更经济、比煤更环保。
据此我们可以得知:在生产石灰时我们可以有一个底线:即天然气终端价格低于2元/方的时候,除非生物质燃料也同时下降,否则生物质气化气基本就没有价格优势了,但其依然有消纳农林废弃物的环保功能。也可以理解为:只有天然气价格在2元/方区间时生产成本与生物质或煤炭燃料成本持平,否则,独立使用天然气生产成本将高于前述两种燃料。
(四)、核心优势比较
天然气的核心优势,主要是高品质。而且它具有热值高、燃烧稳定、控制方便、污染物排放相对较低,适合需要稳定、高温、连续运行的工业场景。在生产领域很多时候不仅需要热,还需要稳定、洁净、可精准控制的热。
天然气还具备另一个独特优势:就是基础设施得共用。比如:燃气管网和LNG接收站以及长输管道、储气设施等,都构成了天然气的网络化供应体系。对用户来说,开阀即可应用,不需要考虑燃料储存及运输和预处理等问题。
但是,天然气同样也有明显约束:首先,它从本质上仍是化石能源,天然气燃烧的碳排放强度虽然低于煤炭和燃油,但并不等于是零碳排放。随着国际、国内碳市场、碳足迹、绿色供应链和出口产品碳约束不断强化,天然气的“相对清洁”将会逐步转化为“仍有碳成本”。第二,不能回避的问题是天然气价格价高,冬夏季的峰谷差形势也日加严峻。特别是天然气价格和供给具有外部性,受国际气价波动、地缘政治、进口依赖、冬季保供,都会影响终端用户的成本和安全感。
生物质的逻辑则完全不同。生物质不仅仅是简单的燃料,而是一种可以循环再生的碳资源。从碳循环看,生物质在生长过程中吸收二氧化碳,能源利用后再释放碳。只要原料可持续、供应链可追溯、过程排放可控,其全生命周期碳排放具有明显优势。
因此,天然气的价值关键在于其“高品质、稳定、便利”;而生物质的价值关键在于其“可再生、低碳、可形成多元产品”。所以这两种燃料未来的竞争,不只是在热值上竞争,而是能源属性的竞争,这才是核心区别。
(五)、劣势比较
与天然气与生俱来的“高热值”特性相比,生物质热值低是其明显缺陷,主要是生物质原料本身热值较低,一公斤大概只有4000大卡;
对于生物质燃料的应用,机会在于工业热脱碳和绿色燃气市场正在打开,未来天然气和生物质最大的差异,不在火焰温度,而在碳价值。
三、利好政策下的“气”和“生物质”融合核心驱动力
当前,我国“双碳”目标的提出加速了传统化石能源向清洁低碳能源转型的步伐。在这一背景下,生物质能作为重要的可再生能源,其开发利用受到广泛关注,而天然气作为相对清洁的化石能源,在能源过渡阶段仍扮演着重要角色。然而,单一能源利用往往存在局限性——生物质燃料虽然具有可再生、碳中性等优势,但其能量密度低、含水率高、供应稳定性易受季节和原料来源影响,导致燃烧效率波动大;天然气虽燃烧稳定、污染物排放低,但价格受国际市场波动影响显著,且属于不可再生资源,长期供应存在不确定性。这种单一能源利用的固有矛盾,使得寻求多能源互补协同利用成为必然趋势,而生物质固体燃料(颗粒及粉体)与天然气的混烧技术,正是在这一需求下应运而生的创新路径。
这条连接线,把生物质与天然气的关系将从“燃料竞争”升级为“气源融合”,实现燃气与生物质耦合供热。这对天然气企业来说,这不是威胁,而是新的资源融合机会。而对生物质资源来说也能够充分发挥低碳属性优势,也解决了其热值低的问题,属于双赢路线。相对于石灰产业来说,两者结合,将天然气与生物质燃气耦合掺混燃烧,有望结合两者优势。一方面,利用天然气高热值特性弥补生物质燃气热值缺陷,保证窑炉燃烧温度与热效率;另一方面,掺入生物质燃气可减少天然气消耗,降低碳排放与运行成本,这个才是两者融合的关键因素。
而且,从企业发展角度来讲,还可以可以探索“天然气+生物质”、“管网气+绿色证书”、“园区综合能源+低碳燃料”等新模式。未来,我们需要的是: 一份稳定的热力供应服务、一份绿色燃料供应、一套可核算的碳减排方案。
更重要的是,我国已形成覆盖生物质与天然气混烧技术的多层次政策支持网络,顶层设计层面,强力推动构成了市场发展的核心驱动力(2025年数据):
●《十四五”现代能源体系规划》首次将多能互补列为重点发展方向,明确要求“推动可再生能源与化石能源协同利用”,为混烧技术提供了战略定位。
●《“十四五”循环经济发展规划》明确将生物质能列为重点发展领域,对混烧示范项目给予30%的投资补贴;
●配套政策中,《可再生能源电价附加资金管理办法》对混烧项目给予0.25元/千瓦时的电价补贴,叠加《关于促进生物质能供热发展的指导意见》中“生物质替代量每吨补贴200元”的专项支持,形成双轨激励机制。
●财税政策创新突破显著,财政部《环境保护、节能节水项目企业所得税优惠目录》将混烧技术纳入“节能减排技术改造”范畴,允许享受“三免三减半”税收优惠,某化工企业因此节税达
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