沼氣在中國已經發展有100多年的歷史。從上個世紀五十年代開始，政府一直鼓勵在農村發展沼氣。特別是近幾年，我國政府每年都要拿出幾十億元，補貼農戶沼氣和所謂的沼氣工程。但是，經過這么多年的努力，沼氣在我國卻始終沒有成長為一個有生命力的產業。

　　我認為，這里主要原因有三個:一是指導思想問題。人們往往認為沼氣是一種工藝性和福利性的產業，總想依靠補貼生存，殊不知這樣就沒有了技術進步和發展的動力。二是長期沿用傳統落后的工藝。沼氣生產工藝產氣效率很低，而且沉重的沼液負擔也無法妥善解決；三是沼氣利用值很低，不能經濟地運輸，不能成為商品，只能就地利用。

　　今年6月，國家能源局決定在內蒙古自治區試點建立年產生物天然氣兩億立方米的示范區，以推進生物天然氣技術進步和工程建設現代化。這是國家能源主管部門首次正式表明對生物天然氣的認可和重視。

　　作物秸稈

　　成沼氣原料由國情決定

　　和其他所有生物能源產業一樣，充足、優質和低價的原料保障是沼氣-生物天然氣產業的生命線。糞便固然是沼氣的傳統原料，但由于種種局限性，它不可能成為新產業原料的主力。我認為，作物秸稈作原料是有中國特色生物天然氣的必經之路。

　　秸稈作沼氣的主要原料這條路怎么走？發展中國生物天然氣產業，首先要從根本上改變若干傳統沼氣的思維定式。例如一個典型的定式是一講到沼氣，就聯想到糞便。我想強調的是，如果在從事新的產業時還這樣想，那便大錯特錯了。牲畜糞便絕不是規模化沼氣的理想原料，指望它作為生物天然氣產業的主要原料，必然會失敗。關鍵是牲畜糞便的產氣潛力很低。相比之下，玉米青貯每噸原料（濕重）可產204立方米的沼氣；如果以干重計，理論產量可達到500立方米。那么，如何想方設法將秸稈的這種巨大產沼氣潛力挖掘出來？

　　總之，長期以來，干秸稈作為沼氣發電的原料在我國是一個“禁區”。即便到了技術設備大有改進的今天仍舊是個新課題：飄浮結殼，進出料困難易堵塞，原料滯留期過長、產氣率低下等等，成為難以逾越的障礙。但是我國的國情決定，這個技術難關非攻克不可。我們必須要面對秸稈數量雖極大，每年有8-9億噸產生，但干秸稈拿來制沼氣效率極低的現實，探索出一條高效利用干秸稈作為原料的獨特途徑。

　　充分利用高效利用秸稈資源是中國沼氣界面臨的重大挑戰。因為一方面從資源的角度說，其數量特別大，不加以利用，等于損失掉種植業收成的約三成；但另一方面，由于實際利用（包括干秸稈無法有效制取沼氣）很差，“秸稈禁燒”的問題又屢禁不止，造成空氣污染有越來越嚴重的趨勢。

　　關鍵在于為秸稈找到能夠大幅增值的出路(制備高品位商品燃料)的同時，以及能高效利用干秸稈的沼氣發酵工藝和前所未有的工藝。同時，加緊研究高效低成本的、能夠適應多種面積地塊作業的秸稈青貯收集機械。

　　干秸稈沼氣利用

　　宜走與其他料共發酵之路

　　歐盟國家生產產業沼氣，最早是用生活污水處理產生的剩余污泥作原料的。后來則轉為以產氣率遠遠高于糞便的青貯能源作物為主，與脂肪含量比較多、因而產氣率也很高的垃圾、剩余污泥，以及畜禽糞便共同發酵。而我國一直用畜禽糞便做原料。牲畜糞便雖然不是理想的原料，但是干秸稈制沼氣很好的輔料。我認為當前理想的方式是像歐盟國家那樣，走混合料共發酵的路。除了畜禽糞便，重點還應放在資源沒有被充分利用的農業（包括農產品加工和食品業）的廢棄物的共發酵利用上面。

　　從資源上來看，我國剩余污泥每年有五千多萬噸的數量；城鎮的生活垃圾一般來說含有機物60%左右，每年有5億噸的量。而且隨著我國城鎮化規模的擴張，兩者的資源量還在不斷增加，都是生物天然氣非常巨大的寶貴資源。但對于這兩類原料的沼氣利用技術，國內當前還不成熟。需要加強對剩余污泥和城鎮生活垃圾作為沼氣原料的研究。

　　秸稈沼氣利用

　　最佳方式是青貯形態的能源作物

　　雖然秸稈的沼氣產量理論潛力很大，但要把它挖掘出來卻不易。尤其是干秸稈難度極大。我們做過實驗室的比較，即便用盡所有辦法進行物理、化學預處理，干秸稈的最終產氣率與青綠的秸稈相比，至少會下降30%—40%。而對實際的工程轉化而言，用干秸稈作原料的難度更是太大。從經濟地獲取可商品化利用的能源的角度看，秸稈變干過程中，一是易微生物分解的成分大部分轉化成難分解成分；二是失水后變輕，進入發酵罐后便浮在頂層，無法與分解微生物接觸。令人非常頭疼。沼氣如此，秸稈制纖維素乙醇也是如此。

　　某些發達國家已經突破了只用有機廢棄物作沼氣原料的限制，應用種植沼氣專用能源作物通過制作非常便于長期保質儲存的青貯，滿足沼氣工廠的全年需要。德國在2013年已經種植了85萬公頃，到2031年預計將達到300萬公頃。

　　由于中國的國情所限，現階段我們尚無法像歐盟國家那樣，將秸稈特別是玉米秸稈連同果穗一起制成青貯，成為沼氣廠全年可方便使用的優質原料。能源作物的種植也只適宜在不能種糧棉油作物的“邊際土地”上開展，包括一些草地、林地、荒地，這類士地面積十分可觀，大概有1億多公頃。

　　更大幅度拓寬生物天然氣

　　原料范疇的革命性技術

　　此外，還有一項革命性的創新正在更大幅度地拓寬生物天然氣的原料范疇。因為生物天然氣可以通過兩種途徑來制取：一是比較成熟的，微生物的厭氧發酵技術。這種方式對原料的要求較嚴格：要求可溶性和易微生物降解的碳水化合物如糖，纖維素等的含量高，有較高的含水率；二是把生物質熱解以后，經過氣體的分離、氣化、調制，再經甲烷化合成得到生物甲烷，也就是生物合成天然氣。后者是新技術，目前只有丹麥、德國、荷蘭和瑞典歐盟國家掌握了生物質熱解技術。其中瑞典等已經在實現商業化上獲得成功，正在建設年產1億立方米的生物合成天然氣工廠。這種技術能突破微生物的發酵法對原料的嚴格限制，而且反應速度比發酵法快幾百倍，產能大幾十倍，其對生物天然氣產業的發展將發揮更加重要的作用。我國應該盡快研究此類技術，爭取早日取得突破。

　　我國木質類生物質的原料數量非常巨大。據國家林業局公布的數字，林業(撫育、砍伐和加工)“三剩物”每年約產出3.5億噸，加上5億噸的有機垃圾年產出量，從長遠看，一旦氣化合成技術突破，如全部利用，相當于每年可有2500億立方米的生物合成天然氣。

　　當前，我國正在面臨生物天然氣開發的熱潮。今后沼氣的出路并不是像有些歐盟國家那樣主要用來發電（熱電聯產），而是出于天然氣資源短缺以及減輕汽車尾氣大氣污染（霧霾）的需要，把沼氣制成生物天然氣特別是車用生物天然氣。

　　我國天然氣在一次能源消費比重的不斷增加、治理霧霾和發展城鎮化，為沼氣-生物天然氣產業發展提供了巨大的市場需求。當前通過發酵途徑產生的生物天然氣資源潛力，就有每年2000億立方米以上，完全可以成為常規天然氣的重要補充。而且其技術遠比煤制氣、頁巖氣成熟。我們應當認真總結沼氣產業發展的教訓，借鑒歐盟國家成功經驗，探索出一條符合我們國家國情的模式。我相信生物天然氣必將能夠成為我國大有發展前途的新興可戰略性能源產業。