第06版:学术·评论

中国能源报 2023年05月15日 星期一

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深挖甲烷减排利用潜力 助力经济社会绿色低碳转型

向柳 文新茹 贺光艳 《 中国能源报 》( 2023年05月15日   第 06 版)

  资料图

  作为结构最简单的碳氢化合物,甲烷广泛存在于天然气、煤矿瓦斯、沼气之中,既是优质燃料,也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。在漫长的历史进程中,人类活动产生的甲烷排放量并不大。但工业革命以来,随着煤炭开发、油气开采、垃圾填埋、牲畜养殖、水稻种植等活动大规模开展,甲烷排放出现较快增长,成为温室气体的第二大来源。评估显示,全球人为甲烷排放中,40%来自农业,35%来自能源,20%来自废弃物。甲烷排放持续增加,导致大气中甲烷浓度攀升至创纪录高位,加剧全球气候变暖。2021年,大气中甲烷平均浓度突破1900ppb,达到工业化前水平的2.6倍,为近80万年来最高水平。

  甲烷虽然是短寿命温室气体,在大气中的平均停留时间约为10年,排放量不及二氧化碳,但因在相同质量下、20年时间尺度上的全球增温潜势是二氧化碳的86倍,使其成为仅次于二氧化碳的全球气候变暖贡献者。减少甲烷排放可对减缓气候变化起到立竿见影的效果。同时,甲烷本身也是宝贵的清洁燃料,控排、采集、回收甲烷兼具经济、社会、安全等多重效益,具有实现气候、经济双重效益的潜力。

  随着气候变化风险加剧,全球气候治理逐渐从注重二氧化碳减排转向全经济领域温室气体低排放发展,甲烷减排紧迫性持续上升。2019年,联合国环境规划署、气候与清洁空气联盟发起“全球甲烷联盟”,致力于支持设定更具雄心的甲烷减排承诺。2021年,有关国家和组织发起“全球甲烷承诺”倡议,超过100个国家加入。欧盟将“甲烷减排战略”作为《欧洲绿色协议》的组成部分。一些国际油气公司发起成立“油气气候倡议组织”,承诺降低供应链上游甲烷排放强度。

  我国是甲烷排放大国。根据我国向联合国机构提交的报告,2014年全国甲烷排放量为5357万吨,约为11亿吨二氧化碳当量,约占温室气体排放总量(不包括土地利用、土地利用变化和林业)的9%、非二氧化碳温室气体排放量的56%,其中煤矿开采产生的甲烷排放占甲烷总排放的46%。近年来,我国不断加强甲烷等温室气体管控,支持煤矿瓦斯回收利用,推动甲烷回收利用及检测,构建水稻丰产与甲烷减排的稻作模式,促进畜禽养殖废弃物资源化利用,强化垃圾回收利用和低碳化处置。一些企业和机构还制定甲烷排放管控行动方案,搭建“中国甲烷论坛”,发起《中国城市燃气企业甲烷控排倡议书》,成立“中国油气企业甲烷控排联盟”,加快推动行业甲烷低排放和高质量发展。

  预计未来一段时期内,我国甲烷排放回收、利用、减排挑战与机遇并存。一方面,随着经济发展、城镇化和居民生活水平的提高,甲烷排放仍将较大。同时,甲烷泄露和排放的监测统计核算体系不完善,一些领域甲烷减排技术成熟度较低、推广成本较高,工作机制和激励约束机制不健全。另一方面,经济发展为甲烷减排创造了更好的物质技术基础,甲烷排放控制政策标准体系加快完善,甲烷检测和回收利用路径选择更多、技术加快成熟,低甲烷排放场景更加丰富和多元。

  锚定美丽中国建设和碳达峰碳中和目标愿景,应坚持稳中求进的工作总基调,把握好发展与甲烷减排的阶段性、区域性特征,充分考虑甲烷回收、利用、减排的经济可行性和技术可行性,统筹好近期与远期、减排与利用、减排与安全、减排与民生的关系,以能源活动为重点,统筹农业活动和废弃物处理,通过数据管理、工程示范、技术推广,分阶段、有步骤地推进甲烷排放控制,推动甲烷低排放发展,夯实经济社会发展的绿色低碳转型基础,充分释放气候效益和经济效益。

  一是建立感知体系。加强能源、农业、废弃物领域基础统计体系,提高甲烷排放核算活动水平数据的覆盖度和精准度。常态化编制国家、省、市温室气体清单,逐步建立长时间序列、多空间维度的甲烷排放数据库。健全细分领域甲烷排放核算方法和指南,加快补齐油气运输和终端消费、污水处理、垃圾处理、种植业、养殖业等领域甲烷排放主体的核算短板。加强甲烷排放及其核算关键参数实测水平,开展高精度甲烷监测评估,推动排放因子实测化、本地化。

  二是优化政策支持。加快出台控制甲烷排放的顶层设计文件,明确甲烷减排的优先序、时间表和路线图,有效指导甲烷控制行动。将甲烷减排纳入能源发展、农业农村、生态环保等领域政策体系,研究制定煤层气、农村沼气开发利用和垃圾焚烧发电、畜禽粪污处理等专项扶持政策,完善既有垃圾填埋场、废弃煤矿井、高甲烷排放工业污水处理厂甲烷回收利用支持政策。探索将甲烷排放影响纳入能源发展和生态环保项目环境影响评价体系,推动减排措施调整优化。

  三是明确减排路径。加大煤层气勘探开发,探索关闭煤矿的残存煤层气资源开发。严格控制气井火炬排放,推动评价井、边远井试采气天然气回收,开展地面工程集输系统和敞开液面密闭流程改造,推广光纤预警系统、次声波泄漏监测系统和带压补漏、套筒修复等管道修复技术。强化稻田水分灌溉管理,降低水稻单产甲烷排放强度。改进畜禽饲养管理,推广粪污密闭处理、气体收集利用或处理技术。减少原生生活垃圾填埋,逐步消纳存量填埋垃圾。研究推广甲烷低排放污水处理工艺,鼓励食品饮料等行业和园区建设污水厌氧处理产生甲烷的回收利用设施。

  四是突出科技支撑。加强甲烷回收利用和减排技术研究,加强关键前沿减排技术攻关。开展甲烷排放检测、监测、核算等技术方法研发。开展低渗煤层气水平井增产措施等煤层气勘探开发技术攻关。选择具有采气、集输、处理等工艺代表性的天然气(页岩气)区块,开展甲烷减排整体技术可行性先期试点。鼓励重点天然气(页岩气)勘探开发企业开展碳排放影响评价。支持甲烷排放检测与控制示范,打造甲烷减排技术集成示范区。

  五是强化机制保障。将甲烷减排纳入生态环境保护、碳达峰碳中和工作布局,发挥政府在政策制定、标准统一、机制搭建方面的作用,同时发挥排放企业的减排主体责任,自觉采取减排措施。统筹发展气候投融资和绿色金融、转型金融,加大财政资金对甲烷回收利用和减排工程建设、技术攻关、试点示范等的支持,支持符合条件的甲烷利用项目参加国家温室气体自愿减排交易机制。开展甲烷控制能力建设活动,加强优良实践和适用技术研发推广。

  (向柳、文新茹供职于四川省环境政策研究与规划院,贺光艳供职于天府永兴实验室减污降碳评估研究中心)