在美国，从有机废物中提取的可再生天然气的生产和使用正在迅速增长。在过去的五年里，生产设施的数量增长了大约三倍，大约有115年设施利用垃圾填埋场垃圾、动物粪便、废水、食物垃圾和其他有机原料制造这种可与化石天然气互换的燃料。
由于可再生天然气作为化石燃料替代品的潜在好处，包括加利福尼亚州、华盛顿州和俄勒冈州在内的几个州已将其纳入气候目标。这两个状态和国家评估发现，可以生产足够数量的废物衍生燃料，取代目前4%至7%的化石天然气消耗，同时提供与废物管理相关的其他共同效益。
然而，对于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，全国各地的政策制定者仍面临着疑问。
一个新的研究论文世界资源研究所研究了可再生天然气作为气候战略的潜力。该文件为评估可再生天然气的潜力和气候影响、评估其在脱碳中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。
可再生天然气可以对脱碳做出有意义的贡献，其结果是甲烷排放量的净减少。
总体而言，本文发现可再生天然气在国家脱碳努力中可以发挥独特和有价值的作用。但是，效益各不相同，应按具体情况加以评估，以便可持续、有效地和以一种补充其他温室气体减少措施的方式部署资源。
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沼气)的常见来源包括垃圾填埋场、动物粪便、食物残渣和污水污泥。细菌分解这些“湿”废物中的有机物，并通过厌氧消化过程产生甲烷、二氧化碳和其他气体和固体。然后，产生的沼气可以被处理或“升级”，以去除杂质，因此它几乎是纯甲烷。
目前，垃圾填埋场占超过90%可再生天然气的生产，通常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，而且往往在集中区域产生更多的气体。
较不集中的资源，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。
可再生天然气也可以从农业和林业残留物的“干”有机废物中提取出来，比如收获后的玉米、修剪过的草、修剪过的树和坚果壳。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，但由于仍在克服技术障碍，目前不是可再生天然气的重要来源。
2.可再生天然气是如何使用的，对气候有什么影响?
目前，可再生天然气最常被用作运输燃料，特别是作为重型车辆柴油的替代品。好用的买球外围app网站这一趋势在很大程度上是由法令推动的，如加州的低碳燃料标准和联邦的可再生燃料标准，它们将可再生天然气生产的环境属性归功于这些法令。
然而，考虑到可再生天然气与天然气的互换性，可再生天然气可能被广泛应用。近年来，它作为现有建筑或工业应用的热源的潜力日益引起人们的兴趣。
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措施下会产生的温室气体排放(例如，裸露的泻湖中动物粪便的甲烷排放);和
- 取代化石燃料的使用(例如，在重型车辆上使用柴油)。
没有两个项目是完全相同的，因为各种原料、技术和用途都是可能的。然而,WRI研究之前发现可再生天然气在满足两个基本条件时最有可能产生有意义的温室气体排放效益:
- 这种气体是由实际的废物(而不是专门为燃料而种植的作物，或有其他用途的挪作他用的生物质)制造的;和
- 它的生产和使用导致了甲烷排放量的净减少。
计算温室气体排放量的影响可再生天然气,专家们通常使用一个生命周期方法量化所有来源的排放量从一个给定的项目,包括能源使用将有机废物转化成甲烷,甲烷泄漏和任何沿着供应链,以及避免排放产生的项目。
在许多情况下，可再生天然气避免的排放比它产生的排放更多，导致净碳强度为负(按每消耗的燃料数量避免的二氧化碳排放量计算)。
重要的是，生命周期会计方法并非没有局限性。
要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，该方法依赖于可能不确定或随时间变化的假设(例如，甲烷排放可能会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。
3.关于可再生天然气，人们普遍担心什么?
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有意义的气候和环境效益。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。这种碳的释放通常会被上述的其他好处所抵消。然而，因为甲烷本身就是一种温室气体84 - 86倍在燃烧之前，RNG供应链上的任何甲烷泄漏都有可能破坏潜在的气候效益。
在现有的天然气基础设施中使用可再生天然气的能力可能使其在短期内成为一种成本效益高的选择。
由于可再生天然气使用的一些基础设施(如管道和加油站)与化石天然气相同，额外的担忧包括扩大或“锁定”基础设施的风险，使更多的化石燃料使用。此外，有人担心某些有机废物的其他用途可能更有益。
为了将项目弊大于利的风险降到最低，可再生天然气应该逐个案例进行评估。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，或产生了与排放效益相辅相成的效益?
- 废弃物的竞争用途或管理方法是什么?可再生天然气是否可以作为堆肥、动物饲料或土壤肥料等解决方案的补充?
- 该项目是否避免建设新的以化石燃料为基础的基础设施?
如果这些问题的答案是“是”，那么RNG项目很可能对全球和当地的气候和环境目标做出贡献。然而，答案可能并不总是简单明了的。
为了解决这些问题，WRI的论文向读者介绍了可以用于进行当地评估的常用方法、评估指标和考虑因素。
4.美国实际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、牲畜粪便和其他垃圾，这些垃圾流是有限的，它们可以产生的可再生天然气的数量也是有限的。
美国已经在使用许多这些废物流。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，食物垃圾可能被用于堆肥或动物饲料。
然而，大量未被利用的潜力仍然存在，其中一些废物可以转化为可再生天然气，以维持或增强现有的应用。例如，厌氧消化剩下的固体副产品可以用作动物床上用品或营养丰富的土壤改良剂。
据估计,780 - 1400从垃圾填埋场和粪肥等需要厌氧消化的来源可以生产出10亿立方英尺(BCF)的生物甲烷(相当于美国目前天然气消耗量的4- 7%)。
如果还包括农作物和林业残留物，研究人员估计，这相当于2200可生产(占天然气消费量的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，它可能是更有利用来生产氢气。
5.可再生天然气在经济脱碳中可以发挥什么作用?
一些人批评可再生天然气作为一种气候战略，是因为担心它可能“分散”其他重要的脱碳战略，例如电气化并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在减少排放方面的潜力相对较小，而且其本身无法取代足够的化石燃料，使任何一个经济部门完全脱碳。
尽管如此，可再生天然气可以在一定程度上对脱碳做出有意义的贡献，从而导致甲烷排放的净减少，并在其他难以减少的行业取代化石燃料的使用。与其将可再生天然气视为其他脱碳策略的替代品，还不如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在短期内成为一种具有成本效益的选择，即使电气化努力正在加速。需要高密度燃烧燃料的工业，如重型运输和工业加热，可能特别适合使用可再生天然气。好用的买球外围app网站这些考虑可以帮助决策者确定可再生天然气有助于长期脱碳的机会。
6.部署可再生天然气的最大障碍是什么?
可再生天然气面临许多生产障碍——包括前期项目成本;原料可用性;监管、运营和市场风险。安装设备和连接管道可能会使项目提前花费数百万美元。
原料的可用性受到废物生产的季节性变化的影响。例如，作物残留只在生长季节结束时可用。此外，相互竞争的用途可能会影响原料的可用性，例如用于保持土壤和增强土壤养分的作物残渣的需求。
可再生天然气取代了化石燃料在其他领域难以减少的使用。
与项目开发相关的风险也会增加前期项目成本的影响，因为这些风险会降低未来的收入预期。不确定的政策环境带来的监管风险阻碍了新项目的开展，因为监管变化可能会改变合格项目的资金水平或规格。
政治意愿的转变可能导致项目资金的取消或立法的废除。许多政策依赖于通过联邦拨款法案定期延长拨款。最后，一些政策包含有条件的终止条款，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，一旦满足这些条件，政策就会终止。
操作风险包括原料不一致——原料(例如来自垃圾填埋场的)中的特定废物成分随时间或不同来源而变化，这可能会影响RNG设施中的设备。
最后，由于信贷和商品价格的波动，市场风险导致可再生天然气销售收入不确定。从2016年到2019年，加州低碳燃料标准的信贷价格翻了一番，而联邦可再生燃料标准的信贷价格下降了三分之二，天然气价格下降了三分之一。
7.美国各州如何制定政策和措施来部署可再生天然气?
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。然而，人们往往不太了解各种政策选择的影响，以及它们如何与垃圾转化为能源的供应链上当前的市场壁垒相联系。
例如，废物管理条例食物浪费的禁令而俄勒冈州和加州的清洁燃料标准可能会为可再生天然气生产的环境属性创造更大的价值。
激励机制和其他支持机制的正确组合将取决于当地的政治和经济背景、原料供应情况和政策优先事项。
虽然没有一蹴而就的办法，但有效的可再生天然气部署通常是若干相互重叠的政策支持机制的产物，这些机制解决了市场障碍，同时促进了气候和环境优先事项。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有利于环境的资源开发。
