在美国，由有机废物制成的可再生天然气的生产和使用正在迅速增长。该国生产设施的数量——将垃圾填埋场垃圾、动物粪便、废水、食物垃圾和其他有机原料转化为可与化石天然气互换的燃料——已经从大约402014年之前至近160今天。

由于可再生天然气作为化石燃料替代品的潜在好处，包括加利福尼亚、华盛顿和俄勒冈在内的几个州已经将其纳入了气候目标。必威官网是真的吗这两个状态而且国家评估发现，通过生产足够数量的废物衍生燃料，可以取代目前化石天然气消耗量的4-7%，同时还能带来与废物管理相关的其他协同效益。

然而，在可再生天然气能在多大程度上帮助各州实现雄心勃勃的气候变化目标方面，全国各地的政策制定者仍面临疑问。必威官网是真的吗

一个新的研究论文WRI研究了可再生天然气作为应对气候变化战略的潜力。必威官网是真的吗该文件就评估可再生天然气的潜力和对气候的影响、评价其在脱碳方面的作用以及确定项目发展的有效政策框架提供了详细的指导。必威官网是真的吗

总的来说，该论文发现，可再生天然气可以在国家的脱碳努力中发挥独特和宝贵的作用。然而，效益各不相同，应逐案评估，以便可持续、有效地配置资源，并以补充其他温室气体减少措施的方式。

1.可再生天然气的最大来源是什么?

可再生天然气(也称为生物甲烷或升级的沼气)的常见来源包括垃圾填埋场、动物粪便、食物残渣和废水污泥。细菌分解这些“湿”废物中的有机物，通过所谓的厌氧消化过程产生甲烷、二氧化碳和其他气体和固体。生成的沼气可以经过处理或“升级”以去除杂质，使其接近纯净的甲烷。

目前，垃圾填埋场占超过90%可再生天然气的生产，往往比其他废物流更经济。许多垃圾填埋场已经有了甲烷收集机制，它们往往在集中地区产生更多的气体。

集中程度较低的资源，如动物粪便和食物垃圾，已成为可再生天然气日益增长的来源，但面临更多的经济障碍，可能需要额外的政策支持或激励措施。

可再生天然气也可以从农业和林业残留物形式的“干”有机废物中获得，如收获后的玉米、剪下的草、树木修剪和坚果壳。这些原料具有与湿废物相当或超过湿废物的巨大能源潜力，但由于技术障碍仍有待克服，目前还不是可再生天然气的重要来源。

注意:这张地图显示了美国当前RNG设施的大部分，但不是全部。

2.可再生天然气如何使用，对气候有什么影响?必威官网是真的吗

目前，可再生天然气最常被用作运输燃料，特别是在重型车辆中作为柴油的替代品。这一趋势在很大程度上是由一些法令推动的，比如加州的《低碳燃料标准》和联邦的《可再生燃料标准》，它们都将可再生天然气生产的环保属性归功于它。

然而，鉴于其可与天然气互换性，可再生天然气可用于广泛的应用领域。近年来，人们对其在现有建筑或工业应用中作为热源的潜力越来越感兴趣。

与可再生天然气生产和使用相关的温室气体排放好处主要来自:

  • 避免在典型的废物管理做法下可能发生的温室气体排放(例如，在裸露的泻湖中，动物粪便产生的甲烷排放);而且
  • 取代化石燃料的使用(例如，在原本使用柴油的重型车辆上)。

没有两个项目是完全相同的，因为各种各样的原料、技术和用途都是可能的。然而,WRI研究之前发现当满足两个基本条件时，可再生天然气最有可能产生有意义的温室气体排放效益:

  • 这种气体是由真正的废物制成的(与专门为燃料而种植的作物或有其他用途的转移生物质相反);而且
  • 它的生产和使用可净减少甲烷排放。

为了计算可再生天然气的温室气体排放影响，专家们通常使用生命周期方法来量化一个特定项目的所有排放来源——包括将有机废物转化为生物甲烷的能源，以及供应链上的任何甲烷泄漏——以及该项目产生的所有可避免的排放。

在许多情况下，可再生天然气避免的排放比它产生的更多，导致净碳强度为负(以每消耗一量燃料避免的二氧化碳排放计算)。

重要的是，生命周期会计方法并非没有局限性。

统计一个特定项目的所有排放源和排放额度需要严格的数据收集，而且该方法依赖于可能不确定或随时间变化的假设(例如，甲烷排放可能发生在农场或垃圾填埋场)。然而，如果有效应用，该方法可以帮助决策者确定产生最显著气候效益的项目。必威官网是真的吗

3.对可再生天然气的普遍担忧是什么?

随着可再生天然气的生产和使用的增长，人们也开始担心它是否真的对气候和环境有意义的好处。必威官网是真的吗可再生天然气主要由甲烷组成，甲烷作为燃料燃烧时会排放二氧化碳。碳的释放通常会被上面描述的其他好处所抵消。然而，由于甲烷本身是一种温室气体84 - 86倍比二氧化碳(在20年的时间尺度上)更强大的是，在燃烧之前沿着RNG供应链的任何甲烷泄漏都有破坏潜在气候效益的风险。必威官网是真的吗

由于可再生天然气使用与化石天然气相同的一些基础设施(如管道和加气站)，额外的担忧包括扩大或“锁定”基础设施的风险，从而使更多的化石燃料使用。此外，有人担心某些有机废物的替代用途可能更有益。

为了将项目弊大于利的风险降至最低，应该对可再生天然气进行逐案评估。重要的问题包括:

  • 可再生天然气的生产是否捕获了原本会排放到大气中的甲烷排放?
  • RNG生产是否解决了废物管理问题，或在排放效益的同时产生协同效益?
  • 废物流的竞争用途或管理做法是什么?可再生天然气是否补充了堆肥、动物饲料或土壤肥料等解决方案?
  • 该项目是否避免建设新的化石燃料基础设施?

如果这些问题的答案是肯定的，那么RNG项目很可能会为全球和当地的气候和环境目标做出贡献。必威官网是真的吗然而，答案可能并不总是直截了当的。

为了解决这些问题，WRI的论文向读者介绍了常用的方法、评价指标和可用于进行当地评估的原料考虑因素。

4.美国究竟能生产多少可再生天然气?

而美国在生产数百万吨每年的食物残渣、污水、油脂、牲畜粪便和其他废物中，这些废物流是有限的，从这些废物中可生产的可再生天然气的数量也是有限的。

美国已经在使用这些废物流中的许多。例如，废水处理设施经常在发电机中燃烧沼气为设施提供热量和电力，而食物垃圾可能被转移到堆肥或动物饲料。

然而，仍然存在大量未利用的潜力，其中一些废物可以以维持或加强现有应用的方式转化为可再生天然气。例如，厌氧消化的固体副产品可以用作动物的床褥或营养丰富的土壤改良剂。

据估计,780 - 1400十亿立方英尺(BCF)的生物甲烷(相当于现在美国天然气消耗量的4-7%)可以从需要厌氧消化的来源产生，如垃圾填埋场和粪便。

当还包括作物和林业残留物，研究人员估计多达2200可生产(占天然气消耗量的11%)。然而，这些废物的转化依赖于一种被称为热气化的新兴技术，它可能是更有利用它们来生产氢气。

5.可再生天然气在经济脱碳中扮演什么角色?

对可再生天然气作为一种气候策略的一些批评源于担心它可能会“分散”其他重要的脱碳战略，如必威官网是真的吗电气化以及在电网中增加可再生能源发电。事实上，与这些策略相比，从有机废物中提取的可再生天然气的减排潜力相对较小，而且它本身不能取代足够多的化石燃料来完全脱碳经济的任何一个部门。

尽管如此，可再生天然气可以在一定程度上对脱碳做出重大贡献，因为它可以净减少甲烷排放，并在其他难以减少的部门取代化石燃料的使用。与其将可再生天然气视为其他脱碳战略的替代品，重要的是要考虑替代燃料的相对优势和补充其他解决方案的潜力。

例如，在现有天然气基础设施中使用可再生天然气的能力可能使其成为短期内一个成本效益高的选择，即使电气化努力正在加速。需要高密度燃烧燃料的行业，如重型运输和工业供暖，可能特别适合使用可再生天然气。这些考虑可以帮助决策者确定可再生天然气为长期脱碳做出贡献的机会。

6.部署可再生天然气的最大障碍是什么?

可再生天然气的生产面临许多障碍——包括前期项目成本;原料可用性;以及监管、运营和市场风险。安装设备和连接管道的前期成本可能高达数百万美元。

原料的可用性受到废物产生的季节性变化的影响。例如，作物残余物只有在生长季节结束时才能获得。此外，相互竞争的用途可能会影响原料的有效性，例如对作物残茬的需求，以保持土壤和增加土壤养分。

与项目开发相关的风险也增加了前期项目成本的影响，因为这些风险抑制了未来的收入预期。不确定的政策环境带来的监管风险阻碍了新项目，因为监管的变化可能会改变合格项目的融资水平或规格。

政治意愿的转变可能会导致项目的撤资或立法的废除。许多政策依赖于通过联邦拨款法案定期提供资金。最后，有些政策包含有条件的延期条款，这些条款规定了一些条件，如提供的资金数额或资助的项目数量，一旦得到满足，政策就会停止。

操作风险包括原料不一致——原料中(例如来自垃圾填埋场)的废物的具体组成随着时间的推移或不同来源之间的变化而变化，这可能会影响RNG设施中的设备。

最后，信贷和商品价格波动带来的市场风险导致可再生天然气销售收入的不确定性。从2016年到2019年，加州低碳燃料标准的信用价格翻了一番，而联邦可再生燃料标准的信用价格下降了三分之二，天然气价格下降了三分之一。

7.美国各州如何制定部署可再生天然气的政策和措施?

一个特定的州或地区很可能有实际的机会部署可再生天然气，产生显著的气候效益。必威官网是真的吗然而，人们往往不太了解各种政策选择的影响，以及它们如何与废物转化能源供应链上当前的市场壁垒相联系。

例如，废物管理条例等食物浪费的禁令在马萨诸塞州和康涅狄格州，可以提高消化炉项目的原料可用性，而俄勒冈州和加利福尼亚州的清洁燃料标准可能为可再生天然气生产的环境属性创造更大的价值。

激励措施和其他支持机制的正确组合将取决于当地的政治和经济环境、原料供应和政策优先事项。

虽然没有一刀切的方法，但有效部署可再生天然气通常是一系列重叠的政策支持机制的产物，这些政策支持机制解决了市场障碍，同时促进了气候和环境方面的优先事项。必威官网是真的吗因此，综合考虑这些因素可以指导有效的、适合当地经济和政治优先事项并对环境有利的资源开发。

编者按:本博客的前一个版本引用了对美国可再生天然气设施数量的较小估计。该数字已根据更近期的数据(截至2021年1月)进行更新。