我國的生物天然氣資源豐富，可利用秸稈、畜禽糞污、生活垃圾、污泥、各類(lèi)沼渣等各類(lèi)可制備生物天然氣的資源潛力約為1500億立方米，完全可以替代我國的天然氣進(jìn)口。日前國家能源局印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)生物天然氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的指導意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）》。《意見(jiàn)》提出，要統籌可再生能源和天然氣產(chǎn)供儲銷(xiāo)支持政策，將生物天然氣融入大能源，以工業(yè)化、市場(chǎng)化方式推動(dòng)生物天然氣加快發(fā)展。根據指導意見(jiàn)，預計從2020年到2030年，生物天然氣產(chǎn)量將從20億立方米增加倒300億立方米。
生物天然氣是各類(lèi)可生物降解的生物質(zhì)廢棄物通過(guò)厭氧消化制備得到生物燃氣（沼氣），再經(jīng)脫碳提純得到的成分和熱值與傳統化石天然氣相同的可再生綠色能源。生物天然氣制備的核心就是厭氧消化，厭氧消化效率是衡量整個(gè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和生物天然氣工程經(jīng)濟性的重要參數，而有機負荷率和容積產(chǎn)氣率則是評價(jià)厭氧消化效率的重要指標。我國的現有生物燃氣工程大都在較低的有機負荷條件下運行，容積產(chǎn)氣率較低，大部分<0.8 m3/(m3？d)，導致經(jīng)濟性較差。然而，如果在高負荷條件下運行，則厭氧消化系統容易酸化失穩，進(jìn)而導致穩定性較差，嚴重的可能導致工程徹底停止產(chǎn)氣。因此解決高負荷厭氧消化的失穩預警和穩定調控是提升整個(gè)生物天然氣產(chǎn)業(yè)盈利能力的重要環(huán)節。
中國科學(xué)院成都生物研究所是國內較早從事高負荷厭氧消化的失穩預警和穩定調控的研究單位。李東博士在前期失穩預警研究（Water Research, 2018, 139:263-271；Bioresource Technology, 2017, 245: 90-97）的基礎上，以前期篩選的碳酸氫鹽堿度/總堿度比值作為失穩預警指標，采用穩定調控技術(shù)和自主研發(fā)的沼氣促進(jìn)劑將蔬菜垃圾穩定厭氧消化的有機負荷從1.0kg VS/(m3？d)提高到3.5 kg VS/(m3？d)，容積產(chǎn)氣率提高從0.4 m3/(m3？d)提高到1.9 m3/(m3？d)。高負荷厭氧消化失穩預警和穩定調控技術(shù)的應用可大幅提高產(chǎn)氣效率，提升工程經(jīng)濟性。
本研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目課題、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )、西部之光青年學(xué)者等的支持。相關(guān)成果發(fā)表在Biodegradation期刊上。