碳中和目标下的生物甲烷行业展望

碳中和目标下的生物甲烷行业展望 减排潜力、成本效益与市场需求分析执行摘要 ES/2023年12月 关于RMI RMI是一家独立的非营利组织，成立于1982年，名为落基ft研究所，通过市场驱动的解决方案改造全球能源系统，以适应1.5°C的未来，并为所有人确保清洁，繁荣，零碳的未来。我们在世界上最关键的地区开展工作，并与企业，政策制定者，社区和非政府组织合作，以确定和扩大能源系统干预措施，到2030年将减少至少50％的温室气体排放。RMI在科罗拉多州的玄武岩和博尔德设有办事处；纽约市；加利福尼亚州奥克兰；华盛顿特区C.；在中华人民共和国北京。 关于BEIPA 生物质能产业促进会（BEIPA）是由中国工业发展促进会（CAPID）及其常务理事于2018年6月共同成立的 。 BEIPA是由行业机构自愿组建的全国性、非营利性、行业性的社会非法人组织,协会充分发挥其桥梁作用,为行业 向政府、企业和社会提供咨询、产业政策等咨询服务，并与国际、国内机构合作，推动生物质能源产业高质量发展。 作者和致谢书 Authors RMI 民辉高一涵郝婷李 王伟沧阳谢 联系人 王伟, BEIPA 大勇张红荣刘乐乐王峰张春阳付 引文 RMI，BEIPA，碳中和目标下的生物甲烷行业展望，RMI和BEIPA，2023年， https://rmi.org/insight/biometry-industry-outlook-under-the-carbon-neutrality-goal/ Acknowledgements 我们衷心感谢以下专家和企业的见解和意见： 崔宗军中国农业大学教授 宝龙元，教授级高级工程师，曾任中电咨询有限公司副总经理。李健中国华电工程有限公司高级工程师. 吴贤文，华晨宝马生物甲烷项目负责人 中国电建兰考生物合成气有限公司. 三河盈盛生物能源科技有限公司黑龙江博能绿色能源科技有限公司ft西华信生物质能源发展有限公司 特别感谢全球甲烷中心支持这份报告。 本报告的内容不代表上述专家和机构以及项目支持者的观点。 执行摘要 响应全球应对气候变化的承诺，中国提出了自己的碳峰值和碳中和承诺。实现这些里程碑的关键战略是向绿色和低碳能源系统过渡，这需要迅速而广泛地开发各种可再生能源。 生物甲烷作为生物质能源利用的主要方式之一,在能源消费脱碳中发挥着至关重要的作用。生物甲烷来自有机废物，如作物残留物、牲畜粪便、食物废物和工业废水，是天然气的可持续替代品。在能源、气候、农村发展和环境等多个领域，推动生物甲烷的生产和消费为中国提供了明显的优势。中国是一个产生大量有机废物并进口44%天然气的国家 。 首先，生物甲烷加速了能源转型。RMI预测，到2060年，中国的生物甲烷消费量将相当于约7800万吨煤炭，相当于2022年中国非化石燃料能源消费量的8.1%。根据这一预测，生物甲烷有望在2060年满足该国近20％的天然气需求。此外，生物甲烷产量激增。 无疑将加强中国的能源安全。到2050年，生物甲烷可以取代全国68％的进口天然气（见图表1），有可能为中国节省数十亿美元的能源进口支出。 其次，生物甲烷减少了温室气体（GHG）的排放。这不仅包括通过替代天然气来防止的CO2排放，还包括来自农业和废物部门的甲烷和一氧化二氮排放。考虑到生物甲烷生产中使用的原材料的差异，RMI预计到2060年，温室气体排放节省的范围为140至2.4亿吨（t）的二氧化碳当量（CO2e），如图表2所示。从现在到2040年，累计温室气体减排量可在0.56亿至0.95亿tCO2之间。将这一预测扩展到2060年，总储蓄可能会飙升至惊人的2.78-47.7亿t二氧化碳。 第三，生物甲烷在中国乡村振兴的目标中发挥着关键作用，并确保了公正的过渡。它的发展与中国支持农业和农村发展的总体战略无缝衔接。通过将投资引导到扩张项目和基础基础设施，生物甲烷有可能增加农村家庭收入，补充地方政府收入，并创造大量就业机会。 此外，生物甲烷是环境保护和减轻污染的工具。它为农村地区的传统能源提供了更清洁的替代品，例如煤炭，稻草和木柴，这些能源主要用于烹饪和取暖目的，显着改善了空气质量，从而改善了公共卫生。另一方面，生物甲烷抑制了土壤。 和通过将废物转化为有机肥料而造成的水污染。它还遏制了通常由不受管制的秸秆焚烧造成的空气污染。 Exhibit1生物甲烷在增强中国能源安全中的作用 70% 60% 50% 40% 比例 30% 20% 10% 0% 20252030204020502060 Year 可被生物甲烷替代的进口天然气可被生物甲烷替代的国内天然气消费量 RMI图。来源：RMI分析 Exhibit2中国生物甲烷开发的年度温室气体减排 3.0 温室气体减排（百万tCO2e） 2.0 1.0 0 202220252030204020502060 温室气体减排范围中位数 RMI图。来源：RMI分析 随着中国转向碳中和，生物甲烷的供应和需求轨迹无疑是向上的，反映了能源系统脱碳的步伐。RMI的预测表明，到2030年，中国对生物甲烷的年需求将扩大到100亿立方米，预计到2060年将跃升至630亿立方米，如图表3所示。需求的激增主要归因于工业部门对燃料和原材料脱碳的雄心。然而，各种各样的其他行业也看到了生物甲烷的潜在应用，扩大了其多方面的效用。 Exhibit3中国生物甲烷需求和产能预测 800 生物质 (hbailnlioendecumbaicndmaentdrcs) 600 400 200 02022 2030 2040 2050 2060 Industry交通运输建筑Power容量 RMI图。来源：RMI分析 为了扩大生物甲烷生产规模，必须建立商业上可行的解决方案。这从根本上取决于通过削减成本同时增加收入来提高生物甲烷项目的成本效益，如图表4所示。RMI对生物甲烷生产的详细技术经济审查指出了影响成本竞争力的两个关键决定因素：原材料成本和副产品收入。为了使生物甲烷的能源成本（LCOE）与天然气市场价格具有竞争力，生产商必须将原材料成本降至最低，甚至从废物处理费中赚取收入。同时，副产品，特别是有机肥料，必须以合理的价格销售。 其他几个变量有助于确定生物甲烷项目的成本竞争力，包括投资成本和绿色溢价带来的潜在收入。在投资成本领域，技术进步和规模经济的好处有望带来成本降低。到2060年，这些可能导致各种技术途径的LCOE预计下降21%-30% 。但是，这些减少量仍可能不足以提供生物甲烷a。 竞争优势超过天然气。至于将生物甲烷与天然气区分开来的绿色溢价，有机会通过中国认证的减排机制或可再生能源证书将生物甲烷的积极气候影响转化为有形的财务回报。 碳定价机制和可再生能源认证系统的增强可以进一步增强生物甲烷的财务可行性和成本竞争力。 Exhibit42030年以粪肥和秸秆为原料的新项目价格平价曲线 800 700 器官(iRcMfeBrt/itloizne)r价格 600 500 400 300 200 100 0 原材料价格（元/吨） -50 0 50 100 150 200 00.511.522.5 绿色溢价（元/立方米） 注：原材料成本、副产品价格和价格平价曲线上的绿色溢价组合，使生物甲烷项目的LCOE与常规天然气市场价格持平。RMI图形。来源：BEIPA，RMI分析 中国生物甲烷产业的未来前景如何？RMI认为，路线图可以通过两个不同的角度来辨别：区域发展和产业链的发展。从区域发展的角度来看，中国的生物甲烷产业准备在各个地区形成不同的集群，如图表5所示。这些地区有能力扩大生物甲烷能力，以符合其固有特征，无论是资源可用性，天然气供需动态，还是现行的农业和废物管理政策。产业链的整体方法至关重要。在上游，应该有。 arobustsupplyframeworkthatincludesaspectrumoforganicwastefrombothurbanandruralareas.Themiddestinnecessitatestheintegrationoftemporarytechnologysolutions 由最先进的工程基础设施补充。同时，下游应该由一个繁荣的市场来识别，这个市场不仅接受生物甲烷，而且还接受其副产品。 合适的原材料 农业垃圾食品垃圾工业废水 Regions 东北和华北中东部西南和华南其他地区 农畜废弃物丰富，而广东产生的各类废弃物丰富，燃气需求旺盛 西南和华南 各类废弃物资源丰富，对燃气需求旺盛。 中国中部和东部 辽宁农畜废弃物资源丰富，同时也产生了大量的食品废弃物和工业废水。 中国东北和华北 项目可以根据当地资源，天然气需求和政策进行开发。 其他地区 Exhibit5中国生物甲烷产业区域发展集群的前景 RMI图。来源：RMI分析 为了释放生物甲烷的潜力并加快中国迈向碳中和的步伐，政策，技术，基础设施和金融领域的共同努力至关重要。RMI提出了七项建议，以刺激中国生物甲烷行业的高质量发展： •技术进步：推动生物甲烷生产技术的创新，与中国国情产生共鸣。 •商业模式探索：通过试点示范为新的商业范式铺平道路，并加强从上游到下游支持产业链每一层的政策。 •战略政策规划：增强宏观层面的示意图，放大政策协调，确保行业轨迹的精简。 •以消费为导向的工具：修订监管框架并制定激励措施，以刺激生物甲烷及其副产品的消费。 •气候融资：加强与气候融资相关的政策、标准和机制。让公共和私人利益相关者参与，为生物甲烷项目提供资金 。 •整体行业发展：打造以市场为导向的行业生态系统。鼓励政府，研究中心，公司，金融实体和媒体机构发挥各自优势的协作方法。 •国际合作：加强国际联盟并消除障碍，以加快全球能源转型和集体气候行动。 RMI，BEIPA，碳中和目标下的生物甲烷行业展望，RMI和BEIPA，2023年， https://rmi.org/insight/biometry-industry-outlook-under-the-carbon-neutrality-goal/ RMI重视合作，旨在通过分享知识和见解来加速能源转型。 因此，我们允许感兴趣的各方通过知识共享CCBY-SA参考、分享和引用我们的工作 4.0许可证。https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/. 除非另有说明，否则所有使用的图像均来自iStock.com。 RMI创新中心 路 ©2023年12月RMI。保留所有权利。落基ft研究所®和 RMI®是注册商标。