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2024年10月24日至25日，由中国沼气学会、同济大学和中国科学技术大学联合主办的2024年中国沼气学会学术年会在安徽阜阳成功举办。会议期间，除了主旨论坛外，还举办了多个分论坛，包括厌氧发酵技术、后处理及资源化利用、双碳战略下的沼气工程、沼气工程技术典型案例、青年论坛以及先进技术与装备分论坛。同时，还有企业展览和项目参观等丰富多彩的活动。落基山研究所部门主任郝一涵也应邀参加了此次年会，并就“国际生物天然气市场观察：实践与展望”作了专题报告。
生物天然气是一种绿色、低碳、清洁且可再生的天然气，其生产原料包括农作物秸秆、畜禽粪污、餐厨垃圾以及农副产品加工废水等城乡有机废弃物，通过厌氧发酵和净化提纯工艺制成。在《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会上，完成了《巴黎协定》下的首次全球盘点，各国一致呼吁加快全球努力，逐步建立净零排放能源系统，力争在本世纪中叶或之前实现零碳和低碳燃料的广泛应用。作为一种重要的绿色低碳燃料，生物天然气具有替代化石天然气的潜力，有望在降低天然气对外依存度、保障能源安全以及推动能源消费脱碳方面发挥关键作用。
能源和气候政策推动生物天然气行业发展
在加速能源绿色低碳转型的背景下，生物天然气需求将迎来持续增长。当前，世界各国纷纷设定可再生能源消费目标，为生物天然气等绿色能源的消费市场提供了广阔空间。我国在《“十四五”可再生能源发展规划》中明确，到2025年，非化石能源消费比重将提升至约20%，同时可再生能源的非电利用规模预计将超过6000万吨标准煤。欧盟在其修订后的《可再生能源指令》（RED III）中设定了2030年目标，包括交通领域温室气体强度降低14.5%或可再生能源消费占比达到29%，以及先进生物燃料和非生物质来源可再生燃料消费占比达到5.5%，并在REPowerEU计划中提出了2030年生物天然气产量达到350亿立方米的宏伟目标。美国则通过《可再生燃料标准》规定，到2025年，生物燃料等可再生燃料的掺混量不得低于343.9亿加仑。随着全球碳中和愿景的推进，预计到2050年，全球和我国的生物天然气消费需求将分别突破2000亿和500亿立方米，展现出巨大的市场潜力。
各国相继出台支持政策，为生物天然气行业的稳健发展提供基础保障。例如，我国在《农业农村减排固碳实施方案》和《关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见》等政策文件中明确指出，要结合地方实际，积极发展农村沼气和生物天然气，推动实施年产千万立方米级生物天然气工程等试点项目，并在具备条件的地区推进生物天然气接入管网，以及在船舶和航空领域进行试点运行。欧盟在其《可再生能源指令》中为生物天然气等生物燃料制定了严格的可持续性标准，同时，《废弃物框架指令》要求各成员国单独收集有机废弃物，以促进资源循环利用。在美国，《通胀削减法案》为沼气和生物天然气项目提供了包括生产税抵免、投资税抵免、贷款、贷款豁免和赠款在内的多项政策支持，以鼓励和推动这些绿色能源的发展。
国际生物天然气供需潜力与成本效益
数据来源：世界沼气协会、国际能源署
与化石天然气相比，生物天然气的生产成本较高。全球范围内，生物天然气的生产成本折合人民币普遍超过4元/m³，这一价格比2023年东北亚液化天然气（LNG）的到岸均价以及荷兰TTF现货市场的均价高出20%以上。然而，碳价机制的引入在一定程度上提升了生物天然气的市场竞争力。以欧盟碳市场为例，考虑到碳价因素，化石天然气的实际消费成本约为4至5元/m³，这使得生物天然气在与化石天然气竞争时展现出了一定的价格优势。
生物天然气交易初具规模
生物天然气的市场交易正在蓬勃发展。在为达成REPowerEU计划中设定的2030年生物天然气产量350亿立方米的目标，欧盟依托欧洲可再生气体注册中心（ERGaR）和签发机构协会（AIB）等关键平台，积极推动生物天然气的跨境交易，致力于打造统一的欧洲生物天然气市场。以ERGaR为例，其交易活动呈现显著增长态势：2022年上半年，通过ERGaR完成的生物天然气原产地证书交易约为300次，交易气量不足600吉瓦时；而到了2024年上半年，交易次数已跃升至超过1300次，交易气量也接近1600吉瓦时，显示出强劲的增长势头。
与此同时，市场主体也在探索多种形式的交易模式，其中长期购销协议（简称“长协”）备受市场青睐。签订长期协议的双方通过商业谈判确定长期供应量，并锁定供应价格。作为一种成熟的交易模式，长期协议在天然气、绿色电力、煤炭等能源和大宗商品交易中已经得到广泛应用。在生物天然气市场，长期协议能够满足供应方、需求方和政府各自的特定需求，具体如下：
•供应方：其面临的挑战之一是需求方消纳绿气的不足，导致项目投资回报不明确，投资风险较高。然而，长期协议能够帮助供应方锁定客户，稳定财务回报预期，从而有利于供应方规划生产活动、获得融资，进而激发对生物天然气技术和市场投资需求的增长；
•需求方：生物天然气的价格受生产成本、化石天然气价格、证书或减排信用价格等多重因素影响，存在较大的波动风险。长期协议能够帮助需求方确保稳定的生物天然气供应，从而有效规避市场价格剧烈波动带来的风险；
•政府：为推动低碳技术和市场的发展，对生物天然气项目进行补贴成为必要措施，但这无疑增加了财政负担。相比之下，长期协议的签订属于市场自主行为，生物天然气的成本溢价由需求方自行承担，从而有助于政府减轻对生物天然气的财政补贴压力。
目前，国际市场上已涌现出不少长协采购生物天然气的成功案例。例如，能源企业ENGIE与化工材料企业Arkema签署了一项为期10年的生物天然气长期协议，根据协议，ENGIE每年向Arkema供应约3000万立方米的生物天然气。此外，能源企业TotalEnergies与建筑材料企业Saint-Gobain签订了一项为期3年的生物天然气长期协议，总供气量约为1000万立方米，且供应的生物天然气已通过国际可持续发展和碳认证（ISCC）体系的认证。同时，公用事业服务商FortisBC Energy Inc.也通过长期协议以不高于30加元/吉焦的价格从能源综合服务商Tidal Energy Marketing采购生物天然气[。这些案例展示了长期协议在生物天然气市场中的应用和优势。
证书交易体现生物天然气绿色价值
证书作为生物天然气的“身份证”，可充分体现生物天然气的绿色属性，而这一属性的认定有赖于对标准的不断完善。目前，全球多个国家已经制定了生物天然气的可持续性标准。例如，欧盟的《可再生能源指令》、美国的《可再生燃料标准》、英国的《可再生交通燃料义务》以及巴西的《生物燃料政策》等法规政策，均要求生物天然气等绿色燃料在燃料全生命周期的温室气体减排量、原料获取等方面达到特定标准。在全球范围内，除了各国制定的法规标准为绿色认证提供依据外，还出现了衔接各国绿色燃料标准的认证体系。以国际可持续发展和碳认证（ISCC）、可持续生物材料圆桌会议（RSB）等自愿认证体系为例，它们涵盖了温室气体减排、原料获取、监管链等方面的标准，并获得了欧盟、德国、日本等经济体的官方认证。此外，这些认证体系还对生物燃料生产过程中的安全工作环境、人权保护、土地权利、商业管理等方面提出了额外的认证要求（如图表2所示）。
图表2 部分国家和认证体系生物天然气可持续性相关标准
来源：欧盟委员会、美国环保署、英国交通部、巴西矿业和能源部、ISCC、RSB
证书的交易模式总体分为“绑定”和“解耦”两类，其核心区别在于生物天然气的绿色属性是否与实体气体分离（如图表3所示）。在“气证合一”的模式中，需求方直接从同一供应链内的供应方购买经过认证的生物天然气，由此，气体的能源和环境属性最终归需求方所有和使用。这种模式下的实践包括生物天然气从生产者直接点对点运输到需求方，或通过质量平衡措施将气体注入天然气管网。相反，在“气证分离”的模式下，经过认证的生物天然气与其绿色证书可以分开处理，气体和证书分别进入不同的市场，供不同的需求方购买。在实际操作中，美国《可再生燃料标准》、英国《可再生交通燃料义务》等法规体系均允许进行“气证分离”的证书交易。无论采用哪种交易模式，都必须实施监管链措施，以确保生物天然气及其绿色属性不被重复计算或滥用。
图表3 生物天然气及其证书监管链交易模式示意
来源：落基山研究所
我国生物天然气行业发展的行动建议
我国生物天然气行业发展处于快速上升期。依托我国丰富的城乡有机废弃物资源，沼气开发及其提纯为生物天然气的潜力高达数千亿立方米，这对于降低我国化石能源对外依存度、保障国家能源安全具有显著意义。近年来，我国生物天然气产量呈现积极增长态势，供给和需求两侧均有众多企业作为“先行者”积极布局市场。展望未来，我国生物天然气行业的进一步发展需在供给、交易和需求三方面形成合力，共同推动行业的持续健康发展：
•供给端：借助技术创新、试点示范、政策扶持和金融助力，推动生物天然气生产和投资成本持续降低。参照国际标准，完善我国生物天然气碳排放和环境可持续性标准，同时鼓励本土企业通过认证手段不断提升产品的市场接受度和竞争力。
•交易端：建立可追踪、可溯源的统一交易体系，提升生物天然气在生产、运输、交易和消费各环节的透明度，并探索建立证书的注册、发放、转移和核销机制，研究设立交易中心。鼓励企业先行先试，探索多元化的交易模式，初期可借鉴天然气和绿电交易的经验，采用长期协议模式以培育和扩大市场需求，待市场规模显著增长后，再逐步引入现货、期货等交易模式。
•需求端：制定产品消费的约束与激励机制，消除并网障碍、燃气特许经营限制以及副产品消纳难题。与此同时，引导企业深化绿色转型，积极扩大对生物天然气等绿色能源的消费需求。
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