可再生天然气正达到一个临界点，原因有几个。越来越多像Vanguard这样的第三方运营商正在减轻农民和垃圾填埋场运行自己能源系统的负担，并引入更复杂的技术来捕获甲烷并将其直接输送到管道中。包括加州在内的一些州正在通过法律，要求开发可再生天然气。全国各地的公用事业公司都开始支持这些新举措，多米尼恩能源公司和世界最大的猪肉生产商史密斯菲尔德农场公司之间的新合作伙伴关系证明了这一点，他们将开发新的猪粪沼气项目。

对于支持者来说，最终目标是用人类垃圾、动物和农业废物产生的纯甲烷取代流经美国管道的大量化石天然气。

《生物循环杂志》(BioCycle Magazine)的长期编辑诺拉·戈德斯坦(Nora Goldstein)说，“如果你能在将剩余的能量送回土壤之前回收能量，这是一件很棒的事情。”该杂志数十年来一直在报道有机物回收和厌氧消化行业。“你看到所有这些好处，会说，‘为什么没有更多人这样做?’关键是你要做得正确。”

巨大但尚未开发的潜力

未开发的潜力是巨大的，尤其是美国每年产生的数十亿加仑的动物粪便和数百万吨的食物垃圾。根据2014年沼气机会路线图根据美国环境保护署、农业部和能源部的报告，美国至少可以支持1.3万个沼气设施，由粪便、垃圾填埋气体和污水处理厂的生物固体提供养分。

这些新系统每年可以生产6540亿立方英尺的沼气——足够为300万户家庭供电。和一个研究据世界资源研究所估计，美国每年被送往垃圾填埋场或焚烧的5000万吨有机垃圾所含的能量相当于60亿加仑柴油，是重型卡车和公共汽车消耗柴油总量的15%。

专家说，越来越多地利用沼气可以帮助减少一些最难脱碳的部门——交通、工业和供暖建筑——的温室气体排放，即使它减少了吸热的甲烷排放，使有机废物远离垃圾填埋场，并防止粪便径流到河流和供水系统中。

通过厌氧消化，任何有机物质都可以制造出沼气——食物残渣、农业残渣，甚至是酿造啤酒时留下的污泥。这些材料以浆液的形式被放入罐中，在缺氧的情况下，微生物以它们为食，摧毁病原体，产生甲烷和其他气体，并留下富含营养的肥料作为副产品。

欧洲遥遥领先

在可再生天然气领域，美国正在追赶欧洲。欧洲拥有17,400多座沼气发电厂，占全球150吉瓦沼气发电容量的三分之二。仅丹麦这个拥有580万人口的国家，就拥有160多个沼气系统。在去年夏天的一段时间里，丹麦消耗的18%的气体来自厌氧消化器产生的RNG。丹麦生物能源公司估计，在20年内用可再生天然气完全取代该国的天然气是可行的。

美国环保署厌氧消化项目的前经理克里斯·沃埃尔(Chris Voell)对丹麦的沼气运作印象深刻——这种沼气经过高度设计，可以消化家庭食物残渣、食品加工企业的残留物和牲畜粪便的混合物——他现在为丹麦贸易委员会工作，向美国市场介绍丹麦的消化器技术和商业模式。

与大多数气候倡议一样，加州在美国的沼气努力中处于领先地位。该州的低碳燃料标准(LCFS)为燃料生产商提供了激励措施，以增加他们供应和销售的低碳或可再生燃料的数量，这是该州雄心勃勃的气候计划的关键组成部分，并催化了RNG作为汽车燃料的一个新的、利润丰厚的市场的快速增长。

马斯能源公司(Maas Energy Works)和加州生物能源公司(California Bioenergy)等公司响应这些激励措施，迅速在加州的奶牛场安装消化器。根据Maas的数据，迄今为止，Maas已经建造了17座建筑，另有12座正在建设中，另有32座正在开发中网站．两家公司都在竞相利用LCFS宝贵的激励措施。

这两家公司都是在美国建造、拥有和运营厌氧消化器的专业公司，这些公司得到了投资者的支持。“这个行业每天都在获得越来越多的信誉，”Voell说。“我们看到更多专业的第三方公司。为了达到这样的规模，需要专业人士参与建设10个、20个、50个项目，并接触很多股权投资者。他们希望投资一系列项目，而不仅仅是一个。”

养猪场成为北卡罗莱纳的目标

在北卡罗来纳州，丰富的原料是猪粪。RNG竞赛的最新参与者是世界上最大的生猪养殖商史密斯菲尔德。北卡罗来纳州是美国第二大猪肉生产州(仅次于爱荷华州)。每天，2000多家养猪场将900万头猪的粪便排入巨大的泻湖，这些泻湖释放出同样大量的甲烷。其中90%的农场都是史密斯菲尔德的签约种植者。

去年年底，史密斯菲尔德公司成立了一家合资企业，RNG对齐该公司将在未来10年投资2.5亿美元，在北卡罗来纳州、犹他州和密苏里州的几乎所有养猪场覆盖泻湖，并安装厌氧消化器。目前已经有四个项目正在建设中，这些项目将生产足够的RNG，为1.4万户家庭和企业提供电力。

这些系统都将被模仿最适条件KV这是一个位于北卡罗来纳州肯南斯维尔(Kenansville)的沼气项目，位于养猪场的中心地带。去年，Optima KV成为该州第一个生产RNG并将其注入现有天然气管道的项目。

使Optima KV成为可能的因素，还有附近五个农场六万头猪的排泄物，以及一个净化和升级气体的中央系统，包括2007年签署的州可再生能源组合标准法。

该法案要求，到2020年，公用事业至少0.2%的电力来自猪和家禽粪便。该授权帮助推动美国最大的公用事业公司之一杜克能源签署了一项为期15年的协议，从Optima KV购买80亿英热单位的RNG。这种沼气将直接取代化石天然气的使用，为杜克两家发电厂提供1.1万兆瓦时的电力。

在佛蒙特州，新的消化技术

Vanguard在佛蒙特州的新业务代表了扩大RNG生产的另一种模式。该公司的消化器比加州正在建造的消化系统更复杂、更昂贵，即使在原料和其他条件发生变化的情况下，也能产生稳定的气体产量。加州的系统基本上是用塑料膜覆盖巨大的乳制品废物泻湖，然后提取、精炼，并将气体输送给客户。

Hanselman说:“我们采用更高科技的方法，主要是因为我们需要用更小的足迹生产更多的天然气。”“我们没有拥有1万头奶牛的奶牛场。”

除了古德里奇农场的900头奶牛每天排出的100吨粪便和165吨食物垃圾外，还有许多因素共同作用，使Vanguard在佛蒙特州的项目成为可能。先锋集团在明德学院(Middlebury College)找到了一个急于削减碳足迹的大客户。佛蒙特州即将生效的一项新法律将从2020年开始禁止食品垃圾填埋，迫使杂货店和食品加工商寻找新的地方来处理垃圾。

古德里奇农场将获得免费供暖，每月为安装该系统支付租金，并从剩余的消化固体中为奶牛提供床铺——节省的成本可以在牛奶价格灾难性低的时期为奶农提供生命线。

先锋集团首席执行官汉塞尔曼表示，扩大RNG的一个关键因素是减轻农民运营该系统的负担。汉塞尔曼遇到了许多愤怒的农民，他们对上一代消化器有过负面经历，这些消化器被卖给他们，作为一种低维护、低成本的解决营养管理问题的解决方案。事实上，消化器是一种挑剔的机器，对温度的变化和原料中有机物质的变化很敏感。汉塞尔曼说:“我们告诉我们的农民，‘你们的工作是生产牛奶，喂养健康的奶牛，并照顾好你们的田地和土壤。让我们来操作这些机器。’”

更多的州政府授权将有助于市场

RNG在欧洲的蓬勃发展，部分原因在于慷慨的补贴计划;这样全面的政策在美国联邦层面上是缺乏的，因为美国的地区和州市场、公用事业、激励措施和政策混乱地拼凑在一起。但Hanselman和其他人预测，在未来几年，更多的州将强制生产可再生天然气，进一步加强羽翼未丰的沼气市场。

曾经经营过一家太阳能公司的汉塞尔曼说:“这感觉和太阳能极其相似。”“我们正处于RNG的早期阶段。每个人都会从一个项目运行到另一个项目，试图找出哪些状态是有益的，以及如何最好地将RNG推向市场。”

然而，仅靠市场力量还不足以引发一场沼气革命。大多数行业观察人士和业内人士都认为，唯一能够推动美国沼气和RNG增长的政策是联邦政府立法制定的碳排放价格。但考虑到当前政府短期内不太可能出台碳税或综合气候法案，汉塞尔曼表示，联邦政府能做的下一件最好的事情就是恢复消化器系统的投资税收抵免，该政策已于2016年失效。

尽管存在这些挑战，Voell认为现在有足够的动力看到沼气最终作为一种可再生能源在美国获得广泛的吸引力

他说:“我现在比以往任何时候都更受鼓舞，因为我实际上看到一些项目正在建成。”“各州正在加紧制定政策。我们现在看到了一场革命，天然气公用事业公司也加入了进来。公用事业使用大量的电力。如果他们认为RNG是他们希望看到更多的东西，那么我们将开始看到政策方面的指针有更多的变化。”

-乔纳森·明格尔，自由撰稿人，专注于环境、气候和发展问题。他住在佛蒙特州。这篇文章最初发表于耶鲁环境360．