江苏“碳”索零碳农业，是农家的经济账更是再生能源的双碳账

新华日报财经讯 10月30日，国家发展改革委、工业和信息化部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家能源局、国家数据局联合对外发布《关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见》（下称《意见》），意在促进绿色低碳循环发展经济体系建设，从四方面明确17项具体措施，大力实施可再生能源替代行动。其中，对加快推进重点领域可再生能源替代应用方面，“要协同推进工业用能绿色低碳转型”，同时，“全面支持农业农村用能清洁化现代化”。

记者调研发现，在江苏，以南京工业大学生物能源研究所（下称“南工大生能所”）生物质能技术为基础，已在徐州、宿迁等地乡村中展开了生物质能清洁能源的有效利用实践。一笔农家的经济账，有望成为工业绿色低碳能源供应的工业账，更是一笔可持续发展的双碳账。

50元沼气能用一个月的农家账

清晨6点左右，家住徐州市铜山区棠张镇棠张村3队、63岁的张清华张罗起一家7口人的早饭，打开煤气灶，蓝色的火焰燃起。她烧饭用的是生物沼气，200元购买的沼气可供7口之家用上4个月，“充值后拿卡回家插上，气就续上了，火也耐烧，炒菜可香！”

同一个村4队的赵杰在沼气入户服务一推出就给家里装起来了。“没用前以为沼气不好咧，一烧起来就很好咧！”赵杰说2023年11月充值1500元，到2024年8月底还有500多方气。相比之下，用煤气罐一个多月就要花120元，用完送气站，还得隔一天才能送到家里。

棠张村的沼气入农户，是以南工大生能所生物质能创新技术为基础，双碳目标下的乡村振兴新实践。在棠张村一隅，投资600万元占地5亩的沼气工程已运行7年。生物质能是可再生能源，南工大生能所针对乡村中的农作物秸秆、园艺废弃物、畜禽粪污、厨余垃圾等废弃生物碳资源进行合理回收利用，打造了近零碳能源供应的新模式。

图为徐州市铜山区棠张村的生物质能转化点。

按照《意见》，在农业农村，要“推进农林废弃物、禽畜粪污等与农村有机垃圾等协同处理，合理布局生物质发电、集中式生物质清洁供暖和生物天然气项目。”

徐州的实践与《意见》不谋而合。“生物质能转化为能源，农作物秸秆就是原料之一，按照一定比例与畜禽粪便混合，用独特的双干式厌氧发酵工艺开始发酵。产生的沼气通过公司自建管网将沼气输送到农户家中，发酵后的沼液沼渣经过好氧发酵工艺制备高附加值有机肥料。”徐州环能生态科技有限公司总经理苗晓说。

该项目在徐州市政府、区政府和基层村委会的支持下，由徐州环能生态科技有限公司先期投入资金进行网点建设，目前在徐州建立19个站点，“近两年经过推广，大家对于生物质能有了新的认知，我们仅徐州就新增7个站点，并指导孵化了一些当地企业。”苗晓说，去年宿迁一家农场主动复制这一技术，应用于养牛+种植领域，实现了生物质废弃物的内循环。

对于农户来说，使用沼气性价比最高。以1吨牛粪为例，含固率18%左右，发酵20—25天，产55-60立方米沼气（甲烷含量在55%），乡村三口之家一天使用沼气约在0.5—0.7立方米，一个月花费约50元，如使用罐装天然气，一个月花费约150元。

眼下，苗晓已经将周边多个村镇的农作物秸秆都打包储存收到库房里。在徐州棠张村项目一年实际处理废弃物是9000多吨，周边3-4个村的废弃物如集中处理，沼气产能大概在40万立方米，现在沼气产能仅启动一半就满足了棠张村近千户居民日常使用，其中还有5家饭店用沼气开展日常经营。

图为棠张村站点已打包归仓的农作物秸秆。

同时，沼气发酵后的沼液沼渣经过好氧发酵工艺处理，生产的生物有机肥产量颇高，一年能产生物有机肥4000多吨，供棠张村及周边村组的大棚蔬菜种植农户采购，实现了商业模式和经济模式上的双闭环。

图为沼渣经好氧发酵工艺处理生成生物有机肥料。

年产500吨中试项目的一笔工业账

废弃物回收利用转化为能源，以往采用湿式发酵方式，沼液产生量大，沼液处理的成本高，成为限制生物甲烷产业发展的瓶颈问题。南工大生能所所长周俊教授带领团队，联合国内多家单位沟通研发，打造“双干式厌氧发酵产甲烷及沼液沼渣肥料化利用技术”，实现沼液零排放。这一创新项目获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省农业自主创新、江苏省创新支撑计划、江苏省双碳计划等项目支持。

周俊将“变废为宝”的双碳实践从实验室带到乡间地头，将农作物秸秆、园艺废弃物、畜禽粪污、厨余垃圾等废弃生物按一定比例混合，进行预处理后，经微生物厌氧发酵，产生含有50%以上的甲烷沼气，这就是可直接入户供家庭使用的生物燃料。沼气中，除6成是甲烷，还有4成是二氧化碳。通过自主研发的工艺将沼气提纯，得到含量高于97%近零碳的生物甲烷（又称“生物天然气”），是可应用于工业生产的清洁能源。

周俊给记者算了一笔工业账：沼气的价格一般为1.8元/立方，经净化提纯，获得甲烷含量超97%生物天然气，可用于新能源车，还可作化工原料，“我们现在工艺上每立方甲烷的提纯成本仅需0.3-0.5元，非常经济适用。”周俊说，目前市场上生物天然气售价约3.8元/立方。

苗晓以金属或食品加工厂生产能源需求举例，企业如一天需3万方高纯度生物天然气，只需处理秸秆200吨，畜禽粪污300吨，提纯得到3万方天然气。以工厂为核心，约15-20公里半径左右的农业废弃物资源化利用即可满足需求。

除清洁能源，在提纯过程中，传统提纯工艺是让二氧化碳排放到空气中，周俊团队自研了甲烷提纯的工业装备，形成全密闭提纯流程，用专门的装置来捕捉二氧化碳，直接提纯成为高附加值纳米碳酸钙产品。该产品是一种常见的无机化工产品，应用广泛，在橡胶、造纸、塑料、涂料、医药、油墨等工业中的一种常用填充剂。国内年需求达300万吨，但目前一半以上依赖进口。

为此，周俊持续推动生物质再生能源在工业领域的推广与应用，考虑到投入，产出气价可比正常气价低5%-10%。在二氧化碳捕集并固定产纳米碳酸钙方面，周俊团队目前已在山西筹备开启年产500吨的中试生产。“当地政府头疼煤化工行业的二氧化碳处理，这恰恰是我们的长项，中试产线正在推进中。接下来就是年产一万吨的产能上线。”周俊说。

加速“碳”索的一笔双碳账

数据显示，我国每年的二氧化碳排放量约为110亿吨，约占全世界30%。以日产1500立方沼气的工程为例，经过净化提纯后获得高纯度生物天然气约900立方/天，纳米碳酸钙产品约2吨/天，纳米碳酸钙的价格3000元/吨。

“这一方法有两大收获，一是实现工业废气二氧化碳近零排放，二是获得高附加值负碳产品纳米碳酸钙，成为清洁工业原料，为化工行业‘碳中和’目标的实现提供了新途径。”周俊期待能有更多合作伙伴，一起在国内开展技术工艺的复制，做自研装备升级，对于工业化产业应用开启新一轮探索。

今年6月，落基山研究所发布研究报告《中国零碳图景下的再生资源利用产业机遇》，识别出三大重点领域，其中之一就是废弃生物质（秸秆、林业废弃物、生活垃圾和畜禽粪便等）能源化利用。上述《报告》测算，若中国要在2050年实现零碳排放，在2020年到2050年需达成的累计减排量中，包括废弃生物质能源的三大再生资源利用领域可实现近400亿吨碳减排，贡献率超过30%。三大重点领域到2050年还可形成每年近3万亿元的巨大市场。

显而易见，对于废弃生物质能源的应用更是一笔双碳账单，经过周俊团队测算，在徐州项目上，以日产1500立方沼气计算，每个项目点年减排二氧化碳可达到15万吨以上。“如我国的废弃生物质采用厌氧发酵制备生物甲烷可产生2000亿立方生物甲烷，可减排10亿二氧化碳，同时资源化替代30%的化肥。”周俊说，这一生产方式可兼具节能、减排和资源化利用的三重战略意义，是实现碳达峰和碳中和不可或缺的方式。