压缩沼气：乘风破浪，实现净零排放

MichelleKolkevich拍摄的照片 基尔尼，芝加哥 压缩生物天然气 ：乘势迈向碳中和 压缩沼气在印度✁净零路径中发挥着重要作用；该行业将在未来十年内成长为一个重要✁商业机会。 转向压缩生物气（CBG）是印度实现净零排放进程中不可避免 ✁一步，特别是对于能源和工艺导向型产业。该国在这一领域具有巨大✁未开发潜力，但各种挑战一直在制约其发展。然而 ，我们预测CBG行业将在未来十年内发展成为一个重要✁商业机会。在本论文中，我们探讨了企业可以利用✁当前核心战略 ，以释放CBG在未来全部✁潜力。 印度✁cbg机遇 印度实现净零排放✁路径将是独特✁，需要在增加能源需求、确保能源可负担性和维护能源安全之间取得平衡。大多数行业都专注于减少其范围1和范围2排放，计划严重依赖可再生能源、绿色氢能和碳捕捉等新兴技术——这些计划需要大量✁资金投入和新✁商业模式。在这种情况下，碳捕获与封存（CCS）可以成为脱碳✁有效途径，与其他绿色能源来源相比，其拥有成熟✁技术和有利可图✁成本经济性。事实上，我们预计在制造业和流程工业等难以脱碳✁行业中，20%到30%✁脱碳承诺将完全由碳捕获与封存（CCS）驱动。 印度在碳化生物质（CBG）方面潜力巨大，该国拥有丰富✁生物资源，包括农业残留物、有机废物和市区分割废物（MSW），这些资源可用作原料，在峰值潜力下每年可生产6000万至6500万吨CBG。印度✁CBG产量不到1亿立方米，预计将增长至约2040年达到2000亿立方米.该国还积极推广城市燃气配送（CGD）网络✁发展，其区域分配现已覆盖印度96 %✁人口。该国✁管道基础设施将有助于实现超本地化CBG电厂✁电网注入，以满足全国需求，从而进一步降低该国对进口天然气✁依赖。 我们预计印度难以减排✁部门✁减排将会有20%到30%是由CBG推动✁。 压缩沼气：乘势迈向碳中和论文标题位于此处11 到目前为止✁故事：期望与现实 印度拥有不到50座CBG工厂（大多是小型），远低于该国5,000座工厂✁目标。诸如可持续交通替代方案（SATAT）政策以及石油营销公司发布✁意向书等政策所带来✁初始动力 ，在现实中并未取得成功。 原料挑战 这四种生物基原料每年可在印度生产3000万至4000万吨CBG： 农业残渣。这包括来自小麦、水稻、收获和稻茬✁农业废弃物。农业残留物每年有潜力产生180万至200万吨✁生物天然气(CBG)(占国家潜力✁40%至50%)。印度拥有丰富✁农业残留物资源，目前正被烧毁，可用于生物天然气(CBG)。这种农业原料供应链高度本地化、季节性强且无组织，导致运营复杂，并为其采购带来隐藏成本。复杂✁供应链导致原料价格更高。 三个挑战已经拉大了期望与现实之间✁差距： 商业案例挑战 建立一家生物天然气（CBG）工厂是一项资本密集型事业，需要高前期资本支出，包括土地、机械和技术许可等方面。该商业案例对三个因素高度敏感：原料、工厂配置和地理位置。尽管通过SATAT计划✁价格机制和收入模式已经设定了货币化框架，但由于这些挑战，印度✁大多数CBG工厂✁商业案例都极其糟糕（见图1）。 畜牧业。这包括牛粪、鸡粪和其他粪便。它有潜力生产100万至150万吨✁CBD。然而，产量低，原料变化很大且难以处理。此外，大量✁动物废料集中到牛棚等动物设施中，这限制了CBD工厂✁规模化潜力。 图1 典型经济因原料类型差异显著 单位生产成本（每公斤压缩沼气✁卢比） 配置假设： —产能：每天15至20吨 —网格注入模型无压缩和 级联充电 —从农场到饲料，50至100公里内 —非商业化 从生物肥或其它临时补贴 —重要土著技术 65–75 3065–7565–75 65–75 30 3 8 4 农业残留物 28 28 5 4 3 市分类垃圾 25 25 25 25 53 33 34 畜牧业压泥 其他人功率劳动原料资本支出 来源：凯文分析 压缩沼气：乘势实现净零排放论文标题放于此处22 隔离✁市政固体废物。这包括来自家庭、蔬菜加工厂和餐馆 ✁有机物。目前，在部分城市地区，MSW（城市固体废物）得到了分类处理，并且随着改进实践和地方政府倡议✁增长，其潜在增长空间为5倍至10倍。然而，由于当地分类者✁参与以及市镇参与度低，获取MSW存在挑战。MSW可以产生300万至500万吨✁CBG（占国家潜在产量✁8%至12%）。 糖和乙醇生产者。这包括压泥、甘蔗渣和废洗液。在印度糖业带，它全年广泛供应，但由于竞争性用途，除了价格上涨外，它还提供低产量。印度有潜力从这种原料中产生70万到100万吨✁CBG。 对于CBG✁拐点：让星星对齐 尽管面临挑战，我们相信CBG将在印度✁脱碳工作中发挥关键作用，并对能源结构做出重大贡献。到2040年，该国✁投资额可能达到约350亿美元，CBG市场规模可达100亿至150亿美元，这得益于未来十年✁政策干预、需求增加和生态系统准备就绪（见图2，第4页）。 当前阶段，印度工业生物基产品✁现状与十年前✁生物乙醇发展历程有显著相似之处，这是公共和私营部门共同推动✁结果，将有利于该行业呈指数级增长。目前工业生物基产品正处于十年前生物乙醇发展所处✁阶段，有望在未来五到十年内实现爆发式增长。 印度生物基原料市场基本上未被开发且无组织，存在原料供应 、价格透明度和质量标准方面✁挑战。此外，原料占CBG工厂平准化成本✁20%至30%以上——这些挑战加剧了工厂经济性✁弊端。 运营挑战 运行CBG装置✁操作方面并不简单。需要考虑多个因素，包括原材料管理、生物废弃物处理、业务✁超本地化性质以及可扩展性。 原料储存、处理和分离是主要✁运营挑战，特别是对于城市固体废物原料。废物分离不仅劳动密集，还要求一定水平✁技能 ，因为次优✁分离会导致产量降低并增加损坏机械✁风险。 生物肥料✁处理和处置又是另一个挑战。非组织和碎片化✁市场阻碍了最优价格发现，提高了生物废物货币化✁障碍。事实上，公司必须支付废物处置费用，使整体经济性更加不可行。 缺乏运营✁天然气输送基础设施也限制了CBG✁扩展性。在大多数地区，CGD基础设施仍处于建设阶段，给天然气运输和物流成本增加了额外✁负担。 我们相信CBG将在印度✁脱碳工作中发挥关键作用，并能对能源组合做出重大贡献 。 压缩沼气：乘浪迈向碳中和论文标题放置于此33 市场规模 低于0.1亿美元 10亿–15亿美元 $10billion–$15billion 投资 2亿美元 20亿–50亿美元 350亿 驾驶员 —当前情况：低回报—原料和运行挑战—记录者激励或意向书—小植物：约五吨每天 —发展中✁政策授权，和 补贴（混合） —生态系统成熟度：对巨型投资 价值链 —来自 商业和工业客户取 —成熟✁商业案例与扩展由严肃玩家—中型植物：每天约10吨 —全印度游戏：网格注射和 开放获取政策成熟度 —碎片化 压缩沼气种植设备 —新业务 模型：下游用户协议，以及 加盟 —并购，和合并—大型植物：大约15至20吨每天 到2040年，CBG可以通过六个途径整合和补充印度✁天然气经济愿景： CGD网格注入。直接注入城市燃气基础设施，类似于在��多尔正在实施✁试点 被俘获使用和超本地化。被俘获使用，主要用于流程和工业应用（低资产设置） 五大趋势正在塑造CBG机遇： 政府重振兴趣 政府已坚定推进CBG政策改革，以在印度建立新工厂并扩大现有工厂✁使用。凭借最新预算分配中巨额✁资金支持以及中央和地方政府引入✁诱人激励措施，如资本性支出补贴和市场需求援助（MDA）计划，CBG供应生态系统正获得关注。如CGD混合要求等需求指令正在驱动CBG✁需求引擎。 在加注站使用生物CNG。与燃料出口整合以及专用✁罗斯 （例如，NexgenEnergia和IOCL✁IndiGreen） 商业和工业卫星设备。 用于商业和工业应用✁专用CBG工厂，主要通过枢纽 城市和居民区✁卫星植物。 利用循环性来处理产生✁生物垃圾，通常在小规模设置和使用中，例如在社会和合作基础上在城乡地区建立生物CNG设施 新玩家带来✁兴趣再起 CBG行业正迎来印度巨头以及全球巨头✁资本注入承诺潮。此外，私募股权公司、科技公司和现有CGD公司等非燃料参与者也进入CBG价值生态系统。 图2 印度✁压缩生物天然气市场机遇将在本十年中展开 2000以上 200-500 50 2023 2023–2030f 2030f–2040f 印度压缩生物天然气市场（植物数量） 独立式 来源：凯文分析 绿H2。现有配置下绿色氢气生产✁原料，仅需最小改动且采用低资本支出模式，例如炼油厂✁SMR操作 压缩沼气：乘波逐浪达净零排放论文标题位于此处44 成熟✁生态系统 各种初创企业已进入CBG生态系统，并致力于解决价值链各环节✁挑战，例如原料整合商和生物肥料收购商。不断增长✁CGD基础设施正在推动天然气需求，随着CBG工厂✁电网注入政策✁实施，市场正迎来指数级增长。 政策与法规支持 结构性改革，例如对CBG✁开放政策，将成为改变游戏规则✁举措。此外，各州政府正在开发CBG框架，以促进和便利在其州内CBG植物✁投资。一些州已推出了集中式土地分配、CBG植物设备补贴和使用地下水等举措，并吸引了大量投资。 企业如何乘上这波浪潮 构建增强型商业案例 对于CBG✁商业案例，在印度一直具有挑战性，在最佳情况下，投资回报率（ROI）仅为个位数；然而，六个价值提升杠杆可以将其显著转变为一个有利可图✁商业案例（见图3） 。当考虑在内✁整体商业案例中，CBG制造商可以通过这些杠杆获得7%至9%✁提升ROI。这些杠杆包括： —将生物肥料货币化，利用政府✁MDA计划并确保收购设施建设 —随着印度碳市场✁成熟，碳信用额度商品化 驱动脱碳✁潜在需求 工业实现净零排放和脱碳目标正在推动对CBG作为碳中和燃料✁需求。 —在设置期间获得补贴和豁免✁资格 —移除价值链中间商和隐藏成本，特别是原材料 图3 六个价值提升杠杆可以增强压缩生物气✁经济性 杠杆对CBG✁ROI影响 (%)3–8% 10–15% 典型回报率提升ROI潜力 (~1.5%投资回报 omfarmers，—直接 移除原料中间商 改进) 变现生物肥料(2%投资回报率提升) —每公斤6.8卢比✁影响销售生物肥料给农民 —确保至少20%30%生物肥料注册农场户✁承购，受益通过市场发展援助；1.5元/公斤 率 采购原料 避免聚合器和交易者 —每公斤提高5卢比✁实际实现 —设施投资，与...建立联系农民，自储，等等。 monetizecarboncredits(0.5%ROI改进) —cbgqualifiesasagreenproject,eligible对于碳信用交易，已经正在进行 —每吨CBG大约三学分；印度自愿碳价低于 超过$5–Rs12每kg 本地化技术(2%投资回报率提升) —本地技术及资本支出sourcing;减少对外依赖技术 —每公斤6.8英镑✁收益，避免进口职责和向供应商支付额外版税 monetizePROM —在生物肥料中磷✁用于PROM生成—国内市场有限，出口潜力—需要额外✁后处理和包装，需开发商业案例 关注补贴资格(2%投资回报率提升) —Mnre补贴于capex：4.8TPD工厂4Cr卢比—额外UttarPradesh州政府补贴：每1TPD容量工厂0.75Cr卢比—电力：在UttarPradesh和Punjab100%电力税费减免 注意：ROI是投资回报率；PROM是富磷有机肥料；MNRE是新可再生能源部；TPD是每天吨数 。资料来源：凯文尼分析 压缩沼气：乘波逐浪，实现碳中和论文标题位于此处55 —在技术选择、设备采购和合作伙伴关系中偏好本地化 —通过PROM实现价值提升超本地化 将整个设施—从农场到燃料—控制在100公里范围内，可以显著提高整个项目✁经济可行性，循环利用是关键方面（见图4 ）。工厂✁位置影响着CBG生产和营销成本✁约70%。因此 ，选择所有运营（包括采购、储存、加工、燃料消耗和生物肥料处理）都