碳中和背景下，中国甲烷排放现状及建议

中国、欧盟、美国甲烷主要人为排放源排放情况比较表 (单位:%)

 《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》(以下简称《报告》)是目前中国官方发布的最新温室气体排放报告。《报告》显示:2014年中国甲烷排放总量为5529.2万吨,可折算成11.61亿吨二氧化碳当量,占温室气体排放总量的10.4%。能源活动、农业生产和废弃物处理是中国甲烷的主要排放源。

能源活动是甲烷的主要排放源

2014年,中国能源活动排放甲烷2 475.7万吨,占总排放量的44.8%,比重明显高于欧美国家。在细分上,中国与欧美国家差异更为明显,中国能源活动中的甲烷排放主要来源于煤炭行业(占总排放量的38%,占能源行业排放量的85%),而美国能源行业的甲烷排放主要来自油气行业,这与中国的能源结构有关。2014年,中国原煤占一次能源生产总量的比重为73.5%(2020年依然高达67.6%)。煤炭开采过程中甲烷的无组织排放也增加了其减排的难度。油气行业甲烷排放量目前虽然不高,但随着中国能源结构的调整,煤炭占一次能源的比重已经开始下降,天然气的比重则在不断提高。而天然气的主要成分就是甲烷。同时,油气行业的甲烷泄露也不能忽视。

农业生产是甲烷的第二大排放源

2014年,中国农业生产的甲烷排放量为2224.5万吨,占总排放量的40.2%,高于美国但低于欧盟。细分上也与欧美国家不同,欧美国家农业领域的甲烷排放主要来自牛羊等家畜养殖,而中国主要来自水稻种植和家畜养殖。这与饮食习惯有关:欧美国家牛奶和牛羊肉的食用量较多,而65%以上的中国人以大米为主食;水稻是中国主要的粮食作物,中国的水稻播种面积超过3亿公顷。因此,中国稻田甲烷的排放量占总排放量的16.1%,而欧美国家稻田甲烷的排放量普遍不到总排放量的1%。

废弃物处理过程中的甲烷排放明显偏低

2014年,中国废弃物处理过程中的甲烷排放量为656.4万吨,占总排放量的11.9%,明显低于欧美国家,不到欧盟的一半。中国废弃物处理中垃圾填埋和污水处理产生的甲烷排放占比分别为6.9%和4.9%。但是,随着中国生活垃圾焚烧处理比例的不断上升,今后垃圾填埋产生的甲烷排放量会不断降低,而污水处理产生的甲烷排放量占比会不断提高。

对中国甲烷减排的建议

完善甲烷监测网络和排放数据报告制度

甲烷的产生过程不同于化石燃料燃烧产生二氧化碳,不管是稻田、牛羊等动物肠道还是污水处理,有机质还原产生甲烷一般需要微生物作用,过程比较复杂,估算具有很大的不确定性。加强监测是了解甲烷实际排放的有效途径,也可以为今后排放指数的修正提供技术支持,同时为中国参与相关国际规则的制定提供理论指导。在环境本底监测方面,可以通过在已经建成的遍布全国的大气环境质量监测站点中增加甲烷等温室气体检测设备,来实现对甲烷的实时监测;  同时,通过卫星遥感设备掌握区域整体的甲烷本底数据。在污染源监测方面,对于部分重点污染源,可在现有的在线监测系统中增加甲烷监测传感器,也可以通过遥感卫星开展实时监测;对于其他污染源,则要增加采样频次,以获得较为准确的排放数据。  针对重点行业和重点企业,要完善甲烷相关数据的报告制度,修订污染排放系数,不断提升甲烷排放数据的质量。

完善甲烷减排的法律法规和标准体

甲烷类温室气体虽然不会对人体造成直接伤害,但其潜在危害不可忽视。因此,需在《大气污染防治法》等相关法律法规中明确其属性,并逐步完善相关的法律法规,提高原有甲烷排放标准。例如:提高GB21522-2008瓦斯的排放标准,并进一步制定完善瓦斯抽采率、瓦斯利用率和瓦斯排放率等强制性标准;提高GB39728-2020泄露认定浓度的标准,完善回收利用等强制性标准,逐渐减少火炬,禁止放空;提高GB18918-2002和GB16889-2008甲烷排放的浓度限制要求,完善回收利用标准。在有甲烷排放、但未设定排放浓度要求的标准中(如《石油炼制工业污染物排放标准》)添加甲烷排放要求。逐步将企业甲烷排放纳入碳排放交易市场,通过政策引导,提高企业回收利用甲烷的积极性和主动性。

以油气行业为试点,逐步开展甲烷减排

中国油气行业的甲烷减排基础较好,大部分国家也将油气行业作为甲烷减排的重点。因此,油气行业可以作为中国甲烷减排的试点行业。针对油气行业目前的排放情况,需加强基础设施建设以减少放空和火炬活动,提高甲烷的回收利用率;而无法避免排放的甲烷,则需经充分燃烧后排放;同时,建立管线的泄露监测和维修制度,及时发现和修复排放源;另外,还需进一步完善制度,提高油气企业甲烷排放绩效的透明度和数据准确性。

随着能源结构的调整,煤炭的消费总量不断下降,但受以煤为主的自然资源禀赋、新能源的稳定性不够等因素影响,未来一段时期内中国能源生产和消费仍将以煤为主。随着浅部煤炭资源的开采殆尽,未来中国将有更多的煤矿转移至深部,而通常矿井越深,煤层的瓦斯含量就越高。因此,未来煤炭行业的开采及矿后活动仍是中国重要的甲烷排放源,煤炭行业也是甲烷减排的重点行业。针对低浓度瓦斯利用率低的现状,需加大低浓度瓦斯利用方面的科研力度,研发低浓度瓦斯的高效利用技术,实现矿区瓦斯的联网集中回收利用。

甲烷作为第二大温室气体,其减排是大势所趋。中国作为世界第一甲烷排放国,必将面临越来越大的国际减排压力。虽然中国的甲烷减排起步较晚,面临的减排压力较大,但是随着能源结构的不断调整、粮食产量的趋于稳定、垃圾填埋量的不断减少,中国的甲烷可以与二氧化碳在2030年前同步实现碳达峰。

参考资料内容来源：

《碳中和背景下中国甲烷减排策略研究》