中國甲烷減排努力和前景展望

1.甲烷減排的重要性2019年間由人類活動造成全球地表溫度比工業(yè)化前上升了約1.07℃,其中0.5℃可以歸因于CH43。除了減緩氣候變暖的效應之外，甲烷減排還能改善環(huán)境、改善公眾健康和促進糧食安全。根排措施還能帶來發(fā)展效益。例如沼氣回收有助于提升能源安全，減少食物浪費有助于糧食安全，Milman,O.(2024,July30).Globalmeth/environment/article/2024/jul/30/methane-emissiNOAA.(2024,August22).Internationalreportconfirmsrecord-highglobaltemperatures,greenhousegaconfirms-record-high-global-temperatures-greenhouse-gases-in-2023ClimateandCleanAirCoalition.(2024).Methane./zh-CN/short-lived-cUnitedNationsEnvironmentProgrammeandClima2.甲烷排放現(xiàn)狀和趨勢2.1全球排放廢棄物處理處置貢獻了全球19%的甲烷排放。建筑、交通、工業(yè)部門和發(fā)電領(lǐng)域的化石燃料不完圖圖1全球甲烷排放趨勢（左）和2023年全球甲烷排放的結(jié)構(gòu)（右）來源:左圖來自NOAA（美國國家海洋和大氣管理局右圖由iGDP根據(jù)EDGAR全球大氣研究排放數(shù)據(jù)庫的信息繪制2.2中國排放情況NOAA.(2024).GlobalMonito圖2圖2中國2018年甲烷排放結(jié)構(gòu)（左）和甲烷歷史排放趨勢（右）注：右圖中數(shù)據(jù)使用IPCC第二次評估報告（SAR）的100年尺度GWP值來源:iGDP根據(jù)《中華人民共和國氣候變化第二次兩年更新報告》、《中華人民共和國氣候變化第四次國家信息通報》和《中華人民共和國氣候變化第三次兩年更新報告》中公開發(fā)布的國家溫室氣體清單數(shù)據(jù)繪制。趨勢。能源活動的甲烷排放呈現(xiàn)出先增長后平臺的趨勢，農(nóng)業(yè)活動的甲烷排放波動增加隨后下降，圖2圖2不同研究下我國甲烷排放趨勢預測（百萬噸CO2e，GWP=21）來源：Tengetal,.20198;宋然平,20199;EPA,201910;清華大學,202111;iGDP,202412宋然平.(2019).中國減緩氣候變化的機遇：非USEnvironmentalProtecti清華大學氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究iGDP.(2024).能源政策模型(Ene3.甲烷減排政策環(huán)境3.1全球甲烷減排的政策環(huán)境全球逐漸加強對甲烷減排的關(guān)注，不同國家和地區(qū)先后出臺甲烷減排戰(zhàn)略和計劃。近年來歐盟、美國、加拿大和巴西等國家和地區(qū)已經(jīng)先后提出了綜合性的甲烷減排戰(zhàn)略，為能源、農(nóng)業(yè)和廢棄物管理三大行業(yè)設(shè)定甲烷減排行動與目標，同時加強排放數(shù)據(jù)的收集和清單編制，為甲烷減表1主要國家出臺的甲烷減排戰(zhàn)略和計劃地區(qū)政策關(guān)注領(lǐng)域主要行動與目標美國《美國甲烷減排行動計劃》13（2021）綜合性?對油氣排放源監(jiān)管法規(guī)進行更新，若提案通過將減少覆蓋的排放源中75%的甲烷排放?通過《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案》為廢棄礦區(qū)修復、甲烷減排和經(jīng)濟發(fā)展提供113億美元的撥款?廢棄物領(lǐng)域：全國垃圾填埋場填埋氣收集和燃燒率將達到70%；2030年比2015年減少50%的食物損失和浪費?農(nóng)業(yè)領(lǐng)域通過基于經(jīng)濟激勵的措施和自愿伙伴關(guān)系，實現(xiàn)2030年比2019年減排10%加拿大《更迅速、更深入：加拿大甲烷戰(zhàn)略》14（2022）綜合性?更新《甲烷排放法規(guī)》并設(shè)立用于投資綠色技術(shù)的基金，到2030年油氣行業(yè)甲烷排放比2012年下降至少75%?與省級合作，加快廢棄物資源化和能源化利用，到2030年廢棄物行業(yè)甲烷排放比2019年減少50%?撥款超過11億美元用于支持農(nóng)業(yè)減排行動和農(nóng)業(yè)清潔技術(shù)的開發(fā)利用；研究制定關(guān)于減少肉牛反芻甲烷排放和畜禽糞便甲烷減排的碳市場方法學15歐盟《歐盟甲烷減排戰(zhàn)略》16綜合性?能源領(lǐng)域：加強天然氣設(shè)施泄漏檢測和維修，并考慮立法禁止常規(guī)的放空和火炬燃燒?農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：創(chuàng)新性甲烷減排技術(shù)、動物飼料和飼養(yǎng)管理等最佳實踐分享；對技術(shù)、基于自然的解決方案和飲食轉(zhuǎn)變的研究；廢棄物產(chǎn)沼?廢棄物領(lǐng)域：改善垃圾填埋場氣體的管理，進行能源化利用；進一步研究生物甲烷的技術(shù)《歐盟新甲烷法規(guī)》17能源?針對排放源的測量、報告和核查（MRV）要求?對所有油氣設(shè)備進行強制性泄露檢測和維修?禁止油氣行業(yè)進行常規(guī)放空和火炬燃燒，并減少非常規(guī)放空和火炬燃燒（如出現(xiàn)技術(shù)故障的情況）?2030年起歐盟進口的煤油氣甲烷強度需要低于歐委會后期設(shè)立的上限值?2027年起限制供熱煤礦的甲烷放空，2030年起禁止廢棄礦井的甲烷放空?將建立廢棄礦井排放清單，覆蓋自1954年起停工的礦井，并監(jiān)測甲烷排放情況TheWhiteHouseOfficeofDomesticClimatePolicy.(2021).TheWAction-Plan-1.pdfGovernmentofCanada.(2022).FasterandFurther:Canada’sMethaneStrategy.https://www.canplan/reducing-methane-emissions/faster-furtheGovernmentofCanada.(2024).Canada’sGreenhouseGasOffsetCchange/pricing-pollution-how-it-will-work/output-based-pricing-system/federal-greenhouse-gas-offset-system/protocolEuropeanCommission.(2020).EUstrategytoreducemethaneemissions.https:TheEuropeanParliamentandtheCreductionofmethaneemissionsintheenergysectorandamendingRegulation(EU)2019/942.https://eu地區(qū)政策關(guān)注領(lǐng)域主要行動與目標《國家零甲烷計劃》18綜合性?鼓勵碳市場特別是“甲烷信用”?鼓勵為輕型和重型車輛提供燃料的試點?鼓勵生物發(fā)酵罐、沼氣凈化系統(tǒng)等將沼氣和生物甲烷作為可再生能源和燃料的技術(shù)應用?支持甲烷減排的科研，以及技術(shù)和實踐的傳播?促進國家和國際融資合作、能力建設(shè)、開發(fā)、轉(zhuǎn)讓和推廣減少甲烷排放的技術(shù)貢獻的甲烷減排行動/目標，并支持兩國各自甲烷減/控排取得進展3.2中國甲烷減排的政策環(huán)境控制行動方案》出臺，在關(guān)注能源、農(nóng)業(yè)和廢棄物等重點甲烷減排領(lǐng)域的同時，提出加快形成甲烷排放監(jiān)管體系，有力有序有效控制甲烷排InternationalEnergyAgency.(2023,February14).NationalProgrammefortheReductionofMethaneEmissiprogramme-for-the-reduction-of-methane-emissions-zero-m生態(tài)環(huán)境部.(2021,November15).新華社中美關(guān)于加領(lǐng)域和排放源政策具體行動及目標能源煤礦開采?《甲烷排放控制行動方案》?《關(guān)于進一步加強煤炭資源開發(fā)環(huán)境影響評價管理的通?鼓勵引導煤炭企業(yè)加大煤礦瓦斯抽采利用。到2025年，煤礦瓦斯年利用量達到60億立方米。?甲烷體積濃度≥8%的抽采瓦斯，在確保安全的前提下，應進行綜合利用；鼓勵對甲烷體積濃度在2%~8%的抽采瓦斯以及乏風瓦斯，探索開展綜合利用。油氣開采?《甲烷排放控制行動方案》?加大油氣田甲烷采收利用力度。?鼓勵企業(yè)開展伴生氣與放空氣回收利用，努力逐步減少常規(guī)火?到2030年，油田伴生氣集氣率達到國際先進水平。農(nóng)業(yè)畜禽養(yǎng)殖?《農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳實施方?《甲烷排放控制行動方案》規(guī)劃》設(shè)工作方案》?《關(guān)于進一步加強水資源節(jié)約集約利用的意見》?推廣精準飼喂技術(shù)。推進品種改良。推廣低蛋白日糧、全株青貯等技術(shù)；合理使用基于植物提取物、益生菌等飼料添加劑。水稻種植?因地制宜推廣稻田節(jié)水灌溉技術(shù)。選育推廣高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、節(jié)水抗旱水稻品種。改進稻田施肥管理，推廣有機肥腐熟還田。畜禽糞便管理?推廣節(jié)水型機械干清糞等技術(shù)和工藝。?改進畜禽糞污存儲及處理設(shè)施裝備，推廣糞污密閉處理、氣體收集利用或處理等技術(shù)。?加大畜禽糞污和秸稈資源化利用先進技術(shù)和新型市場模式的集成推廣。?提升畜禽養(yǎng)殖糞污資源化利用水平。因地制宜發(fā)展農(nóng)村沼氣、規(guī)?；託?生物天然氣工程。?到2025年，畜禽糞污綜合利用率達到80%以上，2030年達到廢棄物垃圾處理?《甲烷排放控制行動方案》?推動生活垃圾源頭減量、分類回收和資源化利用。提高填埋氣體回收利用水平。?到2025年，全國城市生活垃圾資源化利用率達到60%左右。污水處理?《甲烷排放控制行動方案》?《關(guān)于推進污水處理減污降碳協(xié)同增效的實施意見》?穩(wěn)步提高污泥無害化、資源化利用水平。鼓勵采用污泥厭氧消化等方式產(chǎn)沼并加強回收利用。?到2025年，城市污泥無害化處置率達到90%以上。?科學開展污水管網(wǎng)清淤管護。?推廣污泥沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)。其他工業(yè)、交通?《甲烷排放控制行動方案》?妥善處置工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的含甲烷可燃性氣體。?推動機動車船動力系統(tǒng)技術(shù)提升，實現(xiàn)污染物與甲烷協(xié)同控4.我國甲烷減排機遇和挑戰(zhàn)4.1能源煤礦甲烷減排主要通過對逸散的甲烷進行回收及利用。根據(jù)瓦斯的濃度采用不同的利用方式，表3煤礦瓦斯綜合利用技術(shù)路線甲烷濃度主要來源用途特征經(jīng)濟性地面煤層氣抽采及少量的煤礦井下抽采民用、汽車燃料等便于儲存和遠距離運輸技術(shù)可行性高，技術(shù)路線成熟，收益穩(wěn)定，是我國目前普遍采用的瓦斯利用方式煤礦井下抽采民用、化工原料、燃氣鍋爐、發(fā)電、甲烷提純等煤礦井下抽采基本用于發(fā)電，內(nèi)燃機發(fā)電配套余熱利用不便于長途運輸，就近送入煤層氣管網(wǎng)或發(fā)電技術(shù)路線成熟，發(fā)電經(jīng)濟性較好，在我國多地已有應用且運行相當穩(wěn)定煤礦井下抽采催化氧化或蓄熱氧化供熱或發(fā)電投資成本高、經(jīng)濟性差，仍處于項目示范階段煤礦乏風瓦斯主要通過摻混氧化和輔助燃料技術(shù)實現(xiàn)利用，剩余全部排空甲烷濃度低且風量巨大，難以直接利用投資成本高、經(jīng)濟性差，盈利依賴高碳交易價格和規(guī)模效應來源:iGDP根據(jù)《<煤層氣（煤礦瓦斯）排放標準>（修訂GB21522-2008）編制說明》整理部先后組織編制了《溫室氣體自愿減排項目方法學煤礦低濃度瓦斯和風排瓦斯利用》（以下簡稱山西晫越瓦斯研究中心.(2021).中國中心在行動./sites/default/files/2021-10/22.%20渠沛然.(2023,November20).甲烷控排新政倒逼低濃度瓦國家氣候戰(zhàn)略中心.(2024,September23).國家/xwdt/zxxw/202409/t202409由煤礦提供氣源，項目的投資、建設(shè)和運營主體則為君柳新能源。寨崖底煤礦根據(jù)煤礦的氣源條件，君柳新能源采用自研的專利技術(shù)：煤礦低濃度瓦斯項目收益主要由電價收入和財政補貼兩部分構(gòu)成。煤礦瓦斯發(fā)電項目生產(chǎn)的電力，除小部分自用外，直接供給山西柳林寨崖底煤礦獲得供電收益。此來源：綠色創(chuàng)新發(fā)展研究院.(2024).中國低濃度煤礦瓦斯減排良好實踐分析報告.煤礦甲烷中有一部分來自廢棄礦井的甲烷排放（AMM仍需要更多研究。尤其是在煤礦的梁運培,李左媛,朱拴成,陳強,朱妍.(2021,April5).甲烷減排箭在4.2農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域甲烷減排，與循環(huán)經(jīng)濟、糧食安全、鄉(xiāng)村振興等重要政策之間存在協(xié)同，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域養(yǎng)殖業(yè)的甲烷排放主要來自反芻動物胃腸道發(fā)酵和動物糞便管理。在反芻動物腸道發(fā)酵方面，《農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳行動方案》和《甲烷減排行動方案》中提出推廣低蛋白日糧、全株青貯等技術(shù)；合理使用基于植物提取物、益生菌等飼料添加劑和多功能營養(yǎng)舔磚等技術(shù)手段來控制甲烷排徑降低甲烷26。添加酵母菌和芽孢桿菌、乳酸桿菌等益生菌也可以調(diào)控瘤胃發(fā)酵作用從而降行動方案》和《甲烷減排行動方案》中提出，改進畜禽糞污處理設(shè)施裝備，推廣糞污密閉處理、成生物天然氣等方式。研究顯示，收集畜禽糞污厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣能大幅減業(yè)農(nóng)村減排固碳行動方案》和《甲烷減排行動方案》中提出，因地制宜推廣稻田節(jié)水灌溉技術(shù)；選育推廣高產(chǎn)低碳水稻品種；改進稻田施肥管理，推廣有機肥腐熟還田等促進稻田甲烷減排的行稻田灌溉模式調(diào)整：稻田灌溉模式調(diào)整：相較長期淹灌，采取中期曬田的方式不僅能提高水稻產(chǎn)量，還能調(diào)整農(nóng)田管理措施：少耕和免耕相比翻耕，能夠一定程度上減少甲烷產(chǎn)生。研究表明高產(chǎn)低排的水稻品種：高產(chǎn)低排水稻品種選育可以在種植中保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時降低云南和四川山地地區(qū)的一些鄉(xiāng)村，通過開溝起壟的方式來進行水稻旱作——在平整好的田地里開挖形成的長條形土堆（即壟）的上面進行水稻種植，而在壟和壟之間較為低洼的地方（即壟溝）在四川簡陽地區(qū)的一個村莊，農(nóng)戶正在通過覆蓋免耕和開溝起壟的方式來種植水稻。在水稻種植前采用免耕方式減少對土壤的擾動，在種植過程中采用開溝起壟減少水稻淹水時間，同時用菜籽在云南山地地區(qū)，當?shù)匾恢шP(guān)注農(nóng)業(yè)氣候變化的團隊也對水稻直播旱種進行了嘗試，探討能夠適應干旱條件的水稻種植方式。通過與當?shù)氐霓r(nóng)技推廣中心以及農(nóng)戶合作，選取高產(chǎn)低排放的水稻來源：綠色創(chuàng)新發(fā)展研究院.(2023).探路農(nóng)食系統(tǒng)轉(zhuǎn)型——中國農(nóng)食系統(tǒng)應對氣候變化實踐年度報告2023.米松華,黃祖輝,朱奇彪,黃河嘯,&李寶值.(2016).稻田非二氧化碳溫室氣體減排技術(shù)發(fā)展研究組.(2022).非二氧4.3廢棄物源頭減量、垃圾分類：源頭減量、垃圾分類：首先在生產(chǎn)、流通和消費過程中減少垃圾量的產(chǎn)生，其次對垃餐廚垃圾厭氧消化：利用微生物在厭氧環(huán)境中將有機物轉(zhuǎn)化為沼氣和沼渣沼液，可以實現(xiàn)物質(zhì)和能源回收。沼氣可發(fā)電和供熱，沼渣沼液可以生產(chǎn)液肥或堆肥5。加強垃圾填埋氣回收利用：利用垃圾填埋氣發(fā)電和供熱，或提純作為天然氣進行利用的工藝技術(shù)十分成熟，在我國上海、天津、廣東、陜西、山西等地均有應用。此外，垃圾甲烷摧毀，部分氣體以特許經(jīng)營的方式開展綜合利用。填埋氣收集系統(tǒng)為政府投資，企業(yè)付資源使用費，填埋氣發(fā)電利用系統(tǒng)和提純利用系統(tǒng)為企業(yè)投資建設(shè)并運營管理，項目運營商為中國水來源：綠色創(chuàng)新發(fā)展研究院.(2021).中國城市生活垃圾和市政污泥處理良好實踐指南.制行動方案》分別著力于減少厭氧處理過程的甲烷排放，以及對末端的甲烷進行回收和資源化利開展污水管網(wǎng)清淤管護：開展污水管網(wǎng)清淤管護：定期對污水管網(wǎng)進行清淤維護可減少污水中的有機碳轉(zhuǎn)化成安裝污泥厭氧消化系統(tǒng)：厭氧消化池用于處理好氧污水處理過后的污泥等生物固體，能夠產(chǎn)生沼氣，所收集的甲烷能夠通過能源化利用（注入天然氣網(wǎng)或用作發(fā)電、供熱等）來減少排放5。在現(xiàn)有露天厭氧池中加裝沼氣抽采系統(tǒng)：與投資建設(shè)新的集中式好氧處理廠相比，封閉現(xiàn)有的污水處理池并抽采沼氣或具有更優(yōu)的經(jīng)濟性5。劉良偉.(2024,January31).喊