我國(guó)天然氣生產(chǎn)革命的路徑選擇究竟應(yīng)該是煤制氣、頁(yè)巖氣還是生物天然氣，筆者認(rèn)為，歐盟國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)值得我們高度重視。
鑒于采用水力壓裂法開(kāi)采頁(yè)巖氣，會(huì)對(duì)水和環(huán)境造成嚴(yán)重污染，美國(guó)的數(shù)個(gè)州，以及法國(guó)、瑞士、保加利亞和南非等國(guó)已通過(guò)立法，禁止開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣。今年7月，德國(guó)政府也宣布未來(lái)七年中止頁(yè)巖氣鉆探，并計(jì)劃2015年初制定相關(guān)法令。
同樣，對(duì)煤制天然氣而言，因?yàn)槠渖a(chǎn)過(guò)程需要大量消耗水，還要大量排放CO2等溫室氣體，煤制天然氣技術(shù)雖然早在40多年前就已獲得突破，但一直沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。迄今為止，全球只有在美國(guó)的大平原合成氣公司還在堅(jiān)持利用當(dāng)?shù)厥a(chǎn)的低、劣質(zhì)褐煤生產(chǎn)天然氣，然而由于其成本仍缺乏與常規(guī)天然氣的競(jìng)爭(zhēng)力，該企業(yè)不得不將一部分產(chǎn)能轉(zhuǎn)用于產(chǎn)值更高的合成氨（氮肥），才能維持正常運(yùn)行。
不少歐洲國(guó)家，特別是北歐國(guó)家煤炭（尤其是褐煤）資源豐富，但他們從不考慮發(fā)展煤制天然氣。相反，他們對(duì)發(fā)展生物天然氣卻情有獨(dú)鐘。
生物天然氣是沼氣經(jīng)過(guò)凈化和提純、達(dá)到常規(guī)天然氣的質(zhì)量而成。后者來(lái)自畜禽糞便、工業(yè)有機(jī)廢水、城市污水、生活垃圾和沼氣能源作物的微生物發(fā)酵，也可來(lái)自木質(zhì)化原料的熱化學(xué)合成。
近20年來(lái)，生物天然氣在不少歐盟國(guó)家已開(kāi)始“成氣候”。除了芬蘭和瑞典等早在“二戰(zhàn)”期間就有用沼氣替代汽/柴油的經(jīng)驗(yàn)之外，據(jù)歐洲生物質(zhì)協(xié)會(huì)（AEBIOM）統(tǒng)計(jì)，2012年，歐洲國(guó)家的沼氣廠(chǎng)（發(fā)酵法）總數(shù)有13812家，沼氣凈化提純廠(chǎng)有232家，年產(chǎn)用于發(fā)電和供熱的沼氣可折合81億方生物天然氣，制成的生物天然氣（主要為車(chē)用）產(chǎn)量達(dá)到14.5億方。據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年，歐洲生物天然氣的產(chǎn)業(yè)理論潛力可達(dá)2000億方／年。
歐盟國(guó)家發(fā)展生物天然氣的最主要經(jīng)驗(yàn)是，高層決策者有大幅降低溫室氣體排放量和改善（空氣、水）環(huán)境質(zhì)量的強(qiáng)烈意愿，有擺脫天然氣幾乎全部依賴(lài)從俄羅斯進(jìn)口困境的意愿。這種意愿被落實(shí)到生物天然氣產(chǎn)業(yè)的一系列相關(guān)扶持政策當(dāng)中，從而推動(dòng)了其大力發(fā)展。不少?lài)?guó)家如瑞典，德國(guó)，瑞士及荷蘭等，都制定了開(kāi)發(fā)生物天然氣的中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃和目標(biāo)，成為該國(guó)眾多社會(huì)資本進(jìn)入該領(lǐng)域的“定心丸”。生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)天然氣技術(shù)比較成熟，原料數(shù)量畢竟相對(duì)比較有限，而原料來(lái)源非常廣闊（林木類(lèi)廢棄物/下腳料和能源灌木）的合成技術(shù)生產(chǎn)天然氣基礎(chǔ)尚為薄弱，通過(guò)組織產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，經(jīng)十余年努力，目前，木質(zhì)類(lèi)原料氣化-甲烷化生產(chǎn)合成生物天然氣的技術(shù)合作攻關(guān)，已取得重大突破，進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)。
我國(guó)的沼氣—生物天然氣的資源潛力巨大。近幾年來(lái)，中國(guó)國(guó)內(nèi)也已開(kāi)始出現(xiàn)一批敢想敢干的生物天然氣企業(yè)，起到良好的示范作用，正產(chǎn)生著越來(lái)越大的影響。
采用發(fā)酵法，1噸有機(jī)垃圾約可生產(chǎn)150-200方沼氣。我國(guó)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廢水、工業(yè)有機(jī)廢水和城市污水三項(xiàng)合計(jì)的COD排放量超過(guò)1億噸，到2020年將增至2億噸，屆時(shí)每年至少可產(chǎn)生830億方沼氣。我國(guó)可用生產(chǎn)沼氣的農(nóng)作物秸稈有2億噸／年以上，加上生活污水處理產(chǎn)生的剩余污泥4000萬(wàn)噸／年，以及種植的沼氣能源作物，年產(chǎn)沼氣總量可共計(jì)2000億方，每年可替代約1300億方天然氣。至于用木質(zhì)原料生產(chǎn)氣化合成生物天然氣，資源潛力更大，僅每年3.5億噸的廢棄的林業(yè)“三剩物”（撫育、砍伐和加工過(guò)程的下腳料及廢棄物）可產(chǎn)出1100億方的合成天然氣。如果在邊際性土地種植一部分能源灌木，合計(jì)可達(dá)2000億方／年。因此，兩大類(lèi)生物天然氣的總資源潛力高達(dá)年3300億方。
為此，建議國(guó)家能源主管部門(mén)謹(jǐn)慎發(fā)展頁(yè)巖氣；嚴(yán)格控制煤制氣；大力推進(jìn)生物天然氣；盡早上馬合成生物天然氣。
值得注意的是，頁(yè)巖氣當(dāng)前之所以能在美國(guó)“一枝獨(dú)秀”，是與美國(guó)國(guó)內(nèi)學(xué)者和企業(yè)家長(zhǎng)達(dá)一百多年的研發(fā)、在很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)并沒(méi)有多少人看好，但堅(jiān)持不懈有著密切的關(guān)系。一旦突破（2005年），在短期內(nèi)產(chǎn)能即超過(guò)每年2500億立方米（2013年），“非常規(guī)”的頁(yè)巖氣將占據(jù)美國(guó)天然氣總量的“半壁江山”。真正體現(xiàn)出了創(chuàng)新的巨大作用。當(dāng)前在歐盟國(guó)家，生物天然氣產(chǎn)業(yè)的研發(fā)也在演繹著類(lèi)似的情景，目前已開(kāi)始顯示出最終幫助歐洲擺脫依賴(lài)俄羅斯進(jìn)口天然氣的光明前景。
中國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)要走出新路，也需要踏踏實(shí)實(shí)、敢闖新路的探索。生物發(fā)酵法和熱化學(xué)合成法兩類(lèi)生物天然氣十分符合我國(guó)國(guó)情，值得大力研發(fā)，扎扎實(shí)實(shí)下苦功夫。（程序 作者系中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授，農(nóng)業(yè)部原科技司司長(zhǎng)）
