通常说起天然气,人们都认为这是一种不可再生能源,那么RNG(可再生天然气)又是怎么回事呢?这种潜力巨大的能源正在得到越来越多的重视。
许多人希望将RNG作为可再生能源利用的同时,还能使其成为清理垃圾填埋场的一种方式。
RNG(可再生天然气)RNG是一种管道级天然气,可以完全替代传统天然气,因此可作为汽车燃料。RNG本质上是经过处理达到纯度标准的沼气(有机物分解的气态产物)。与传统天然气一样,RNG可以经过处理变为CNG(压缩天然气)或LNG(液化天然气)进行运输。根据可再生燃料标准,RNG是一种先进的生物燃料。
RNG原料是通过生化过程(例如厌氧消化)或者热化学方法(例如气化)从各种生物来源产生的。为了达到更高的纯度标准,应用于更多场合,需要对这些产品进行调节或升级,去除水、二氧化碳、硫化氢和其他微量元素,生成的RNG可以达到管道级质量。
RNG的来源RNG是通过捕获有机废弃物排放的有害气体产生的,包括:
城市固废填埋场
废水处理厂的消化池
畜牧业
食品生产厂
RNG也可以利用木质纤维素材料(如作物残茬、木质生物质和专用能源作物),通过热化学转化、混合消化和干式发酵来生产。这些技术在欧洲的应用较为广泛,在美国的应用比较有限,在中国的应用更少之又少。
RNG和天然气的差异RNG和天然气的化学成分完全相同,因此,RNG可以在各种工业、商业应用中代替传统的化石燃料天然气。然而,当两者都作为燃料时,在生产原料、生产生命周期的环境影响方面,存在很大差异。
传统天然气通常来自于地下钻探,或是石油开采的副产品。这两种生产方式不仅消耗巨大能源,而且很不环保,还会产生火炬气、闲置天然气等副产物,受到环保主义者的反对。
天然气被视为保持汽车运行的碳中和方式。
RNG则由多种来源产生,其生产过程的碳排放强度可能远远低于传统天然气生产时的排放强度,从而有利于减少温室气体排放。分配给RNG的碳强度值还可以帮助油气生产商实现可持续发展目标,减少运营的总体碳足迹。通过使用废弃物、转移潜在的温室气体,可以让RNG生产变成一个负碳过程。
RNG的优点RNG是一种帮助清理垃圾填埋场和保障交通运输的碳中和方式,具有很多优点:
1燃料供应多样化,提高燃料安全性RNG的生产来源几乎是连续可用的,使用这些替代资源有助于实现能源生产多样化并增强能源安全。
2为企业提供经济利益污水处理厂和固废填埋场生产的RNG可以从过去经常浪费的资源中获得收入,抵消不断增加的处理成本。
同理,奶牛场、养猪场和家禽养殖户得到机会,可以将废物转化为宝贵的收入来源。
3减少温室气体排放RNG利用废弃物加工而成,有利于减少化石燃料的开采,减少甲烷排放。根据美国天然气协会的说法,来自动物粪便和其他生物质来源的甲烷原本会直接进入大气,如果加工为RNG,那么产生的排放相当于直接排放的4.76%。
4提高当地空气质量使用RNG代替柴油或汽油,可以显著减少氮氧化物和颗粒物的排放,从而改善当地空气质量。
5积极的公众反应公众经常积极看待当地的绿色计划,这可以建立起社区支持,并提供很好的营销和宣传机会。
RNG的缺点虽然RNG可以作为天然气的一种替代选项,但也存在缺陷。一些人希望可以利用RNG,到年实现净零排放。然而有一部分天然气公司计划将RNG与管道中的常规天然气混合,从而实现“可持续混合”。因此,在使用这种混合气体的时候,并不能完全消除温室气体排放。
此外,大部分有机物来自生态脆弱的农村地区,这些地方的畜牧业、农业较为发达,容易产生空气污染和水污染等环境问题。因此,利用RNG仍然会受到环保主义者的质疑。
RNG的应用RNG可以在天然气生产现场就地使用,受到市场因素的影响,RNG的应用不断拓展。年几乎所有美国RNG项目都以产生热和/或电的组合开展生产。由于EPA可再生燃料标准和加利福尼亚州低碳燃料标准等法规的出台,可再生运输燃料市场应运而生,RNG项目的总数迅速增长,RNG的最终用途随之发生了变化。
美国阿贡国家实验室的数据显示,年,仅个运行中的RNG设施就生产了超过5,万MMBtu(相当于超过4.59亿加仑)的柴油,足以为50,辆垃圾车提供燃料。自年以来,这一增长意味着产能增加了30%。
除了成为可持续的汽车燃料外,RNG也可以进入天然气输送或分配管道。未经处理的RNG原料甲烷含量在45%-65%之间,因原料的来源不同而有差异;而处理后的气体甲烷含量≥90%。通常,注入天然气管道的RNG甲烷含量在96%-98%之间。许多本地天然气分销公司将RNG注入天然气管道,用于向消费者提供稳定的天然气产品。
作为天然气的替代品,RNG还可以用于加热、发电、生物制品原料等等。
1欧莱雅购买RNG年美国LMOP(垃圾填埋场甲烷推广计划)能源合作伙伴欧莱雅美国签署了一项协议,购买由肯塔基州一家大型垃圾填埋场新加工设施中生产的RNG。该公司计划在年为19个制造和分销设施实现碳中和,而该项目就是计划的一部分。
2路易斯安那州加油站路易斯安那州圣兰德里教区垃圾填埋场为实现碳减排计划,实施扩展系统,这也是美国第一个将RNG运输到远程加油站的系统。扩展后的系统将RNG燃料产量从过去的GGE(加仑当量)提高到GGE,该加油站为治安部门的汽车、轻型卡车和货车提供动力。
零排放技术和基础设施还没有完全普及,商业化扩展的经济性也还有待提高,因此,接近零排放的技术可能会是企业当前阶段更为合适的选择。可再生天然气作为解决方案组合中的一部分,既具有可行性,又具有一定的效果,在实现净零排放的目标之前,不失为一个有潜力的选择。目前,RNG技术面临经济和技术的双重挑战,如果这些障碍能够克服,RNG仍然可以使生产者和最终用户受益。
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