中國(guó)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(dòng)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(yīng)之外，甲烷減排還能改善環(huán)境、改善公眾健康和促進(jìn)糧食安全。根排措施還能帶來(lái)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(fèi)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(shì)2.1全球排放廢棄物處理處置貢獻(xiàn)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(shì)（左）和2023年全球甲烷排放的結(jié)構(gòu)（右）來(lái)源:左圖來(lái)自NOAA（美國(guó)國(guó)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(kù)的信息繪制2.2中國(guó)排放情況NOAA.(2024).GlobalMonito圖2圖2中國(guó)2018年甲烷排放結(jié)構(gòu)（左）和甲烷歷史排放趨勢(shì)（右）注：右圖中數(shù)據(jù)使用IPCC第二次評(píng)估報(bào)告（SAR）的100年尺度GWP值來(lái)源:iGDP根據(jù)《中華人民共和國(guó)氣候變化第二次兩年更新報(bào)告》、《中華人民共和國(guó)氣候變化第四次國(guó)家信息通報(bào)》和《中華人民共和國(guó)氣候變化第三次兩年更新報(bào)告》中公開(kāi)發(fā)布的國(guó)家溫室氣體清單數(shù)據(jù)繪制。趨勢(shì)。能源活動(dòng)的甲烷排放呈現(xiàn)出先增長(zhǎng)后平臺(tái)的趨勢(shì)，農(nóng)業(yè)活動(dòng)的甲烷排放波動(dòng)增加隨后下降，圖2圖2不同研究下我國(guó)甲烷排放趨勢(shì)預(yù)測(cè)（百萬(wàn)噸CO2e，GWP=21）來(lái)源：Tengetal,.20198;宋然平,20199;EPA,201910;清華大學(xué),202111;iGDP,202412宋然平.(2019).中國(guó)減緩氣候變化的機(jī)遇：非USEnvironmentalProtecti清華大學(xué)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(qiáng)對(duì)甲烷減排的關(guān)注，不同國(guó)家和地區(qū)先后出臺(tái)甲烷減排戰(zhàn)略和計(jì)劃。近年來(lái)歐盟、美國(guó)、加拿大和巴西等國(guó)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(dòng)與目標(biāo)，同時(shí)加強(qiáng)排放數(shù)據(jù)的收集和清單編制，為甲烷減表1主要國(guó)家出臺(tái)的甲烷減排戰(zhàn)略和計(jì)劃地區(qū)政策關(guān)注領(lǐng)域主要行動(dòng)與目標(biāo)美國(guó)《美國(guó)甲烷減排行動(dòng)計(jì)劃》13（2021）綜合性?對(duì)油氣排放源監(jiān)管法規(guī)進(jìn)行更新，若提案通過(guò)將減少覆蓋的排放源中75%的甲烷排放?通過(guò)《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案》為廢棄礦區(qū)修復(fù)、甲烷減排和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供113億美元的撥款?廢棄物領(lǐng)域：全國(guó)垃圾填埋場(chǎng)填埋氣收集和燃燒率將達(dá)到70%；2030年比2015年減少50%的食物損失和浪費(fèi)?農(nóng)業(yè)領(lǐng)域通過(guò)基于經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的措施和自愿伙伴關(guān)系，實(shí)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(jí)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(guò)11億美元用于支持農(nóng)業(yè)減排行動(dòng)和農(nóng)業(yè)清潔技術(shù)的開(kāi)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(chǎng)方法學(xué)15歐盟《歐盟甲烷減排戰(zhàn)略》16綜合性?能源領(lǐng)域：加強(qiáng)天然氣設(shè)施泄漏檢測(cè)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(dòng)物飼料和飼養(yǎng)管理等最佳實(shí)踐分享；對(duì)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(chǎng)氣體的管理，進(jìn)行能源化利用；進(jìn)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(duì)排放源的測(cè)量、報(bào)告和核查（MRV）要求?對(duì)所有油氣設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制性泄露檢測(cè)和維修?禁止油氣行業(yè)進(jìn)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(jìn)口的煤油氣甲烷強(qiáng)度需要低于歐委會(huì)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(cè)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(dòng)與目標(biāo)《國(guó)家零甲烷計(jì)劃》18綜合性?鼓勵(lì)碳市場(chǎng)特別是“甲烷信用”?鼓勵(lì)為輕型和重型車輛提供燃料的試點(diǎn)?鼓勵(lì)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(yīng)用?支持甲烷減排的科研，以及技術(shù)和實(shí)踐的傳播?促進(jìn)國(guó)家和國(guó)際融資合作、能力建設(shè)、開(kāi)發(fā)、轉(zhuǎn)讓和推廣減少甲烷排放的技術(shù)貢獻(xiàn)的甲烷減排行動(dòng)/目標(biāo)，并支持兩國(guó)各自甲烷減/控排取得進(jìn)展3.2中國(guó)甲烷減排的政策環(huán)境控制行動(dòng)方案》出臺(tái)，在關(guān)注能源、農(nóng)業(yè)和廢棄物等重點(diǎn)甲烷減排領(lǐng)域的同時(shí)，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(dòng)及目標(biāo)能源煤礦開(kāi)采?《甲烷排放控制行動(dòng)方案》?《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)煤炭資源開(kāi)發(fā)環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理的通?鼓勵(lì)引導(dǎo)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(dá)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(yīng)進(jìn)行綜合利用；鼓勵(lì)對(duì)甲烷體積濃度在2%~8%的抽采瓦斯以及乏風(fēng)瓦斯，探索開(kāi)展綜合利用。油氣開(kāi)采?《甲烷排放控制行動(dòng)方案》?加大油氣田甲烷采收利用力度。?鼓勵(lì)企業(yè)開(kāi)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(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。農(nóng)業(yè)畜禽養(yǎng)殖?《農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳實(shí)施方?《甲烷排放控制行動(dòng)方案》規(guī)劃》設(shè)工作方案》?《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)水資源節(jié)約集約利用的意見(jiàn)》?推廣精準(zhǔn)飼喂技術(shù)。推進(jìn)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(jìn)稻田施肥管理，推廣有機(jī)肥腐熟還田。畜禽糞便管理?推廣節(jié)水型機(jī)械干清糞等技術(shù)和工藝。?改進(jìn)畜禽糞污存儲(chǔ)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(jìn)技術(shù)和新型市場(chǎng)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)模化沼氣/生物天然氣工程。?到2025年，畜禽糞污綜合利用率達(dá)到80%以上，2030年達(dá)到廢棄物垃圾處理?《甲烷排放控制行動(dòng)方案》?推動(dòng)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(guó)城市生活垃圾資源化利用率達(dá)到60%左右。污水處理?《甲烷排放控制行動(dòng)方案》?《關(guān)于推進(jìn)污水處理減污降碳協(xié)同增效的實(shí)施意見(jiàn)》?穩(wěn)步提高污泥無(wú)害化、資源化利用水平。鼓勵(lì)采用污泥厭氧消化等方式產(chǎn)沼并加強(qiáng)回收利用。?到2025年，城市污泥無(wú)害化處置率達(dá)到90%以上。?科學(xué)開(kāi)展污水管網(wǎng)清淤管護(hù)。?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(dòng)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(dòng)機(jī)動(dòng)車船動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)提升，實(shí)現(xiàn)污染物與甲烷協(xié)同控4.我國(guó)甲烷減排機(jī)遇和挑戰(zhàn)4.1能源煤礦甲烷減排主要通過(guò)對(duì)逸散的甲烷進(jìn)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(lái)源用途特征經(jīng)濟(jì)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(chǔ)存和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸技術(shù)可行性高，技術(shù)路線成熟，收益穩(wěn)定，是我國(guó)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?xì)忮仩t、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(jī)發(fā)電配套余熱利用不便于長(zhǎng)途運(yùn)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(jì)性較好，在我國(guó)多地已有應(yīng)用且運(yùn)行相當(dāng)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(jì)性差，仍處于項(xiàng)目示范階段煤礦乏風(fēng)瓦斯主要通過(guò)摻混氧化和輔助燃料技術(shù)實(shí)現(xiàn)利用，剩余全部排空甲烷濃度低且風(fēng)量巨大，難以直接利用投資成本高、經(jīng)濟(jì)性差，盈利依賴高碳交易價(jià)格和規(guī)模效應(yīng)來(lái)源:iGDP根據(jù)《<煤層氣（煤礦瓦斯）排放標(biāo)準(zhǔn)>（修訂GB21522-2008）編制說(shuō)明》整理部先后組織編制了《溫室氣體自愿減排項(xiàng)目方法學(xué)煤礦低濃度瓦斯和風(fēng)排瓦斯利用》（以下簡(jiǎn)稱山西晫越瓦斯研究中心.(2021).中國(guó)中心在行動(dòng)./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(guó)家氣候戰(zhàn)略中心.(2024,September23).國(guó)家/xwdt/zxxw/202409/t202409由煤礦提供氣源，項(xiàng)目的投資、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)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(xiàng)目收益主要由電價(jià)收入和財(cái)政補(bǔ)貼兩部分構(gòu)成。煤礦瓦斯發(fā)電項(xiàng)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(lái)源：綠色創(chuàng)新發(fā)展研究院.(2024).中國(guó)低濃度煤礦瓦斯減排良好實(shí)踐分析報(bào)告.煤礦甲烷中有一部分來(lái)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(yùn)培,李左媛,朱拴成,陳強(qiáng),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(jì)、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(lái)自反芻動(dòng)物胃腸道發(fā)酵和動(dòng)物糞便管理。在反芻動(dòng)物腸道發(fā)酵方面，《農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳行動(dòng)方案》和《甲烷減排行動(dòng)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(yíng)養(yǎng)舔磚等技術(shù)手段來(lái)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(dòng)方案》和《甲烷減排行動(dòng)方案》中提出，改進(jìn)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(dòng)方案》和《甲烷減排行動(dòng)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(jìn)稻田施肥管理，推廣有機(jī)肥腐熟還田等促進(jìn)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(zhǎng)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(shí)降低云南和四川山地地區(qū)的一些鄉(xiāng)村，通過(guò)開(kāi)溝起壟的方式來(lái)進(jìn)行水稻旱作——在平整好的田地里開(kāi)挖形成的長(zhǎng)條形土堆（即壟）的上面進(jìn)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(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)的一個(gè)村莊，農(nóng)戶正在通過(guò)覆蓋免耕和開(kāi)溝起壟的方式來(lái)種植水稻。在水稻種植前采用免耕方式減少對(duì)土壤的擾動(dòng)，在種植過(guò)程中采用開(kāi)溝起壟減少水稻淹水時(shí)間，同時(shí)用菜籽在云南山地地區(qū)，當(dāng)?shù)匾恢шP(guān)注農(nóng)業(yè)氣候變化的團(tuán)隊(duì)也對(duì)水稻直播旱種進(jìn)行了嘗試，探討能夠適應(yīng)干旱條件的水稻種植方式。通過(guò)與當(dāng)?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(lái)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(guó)農(nóng)食系統(tǒng)應(yīng)對(duì)氣候變化實(shí)踐年度報(bào)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(fèi)過(guò)程中減少垃圾量的產(chǎn)生，其次對(duì)垃餐廚垃圾厭氧消化：利用微生物在厭氧環(huán)境中將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣和沼渣沼液，可以實(shí)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(qiáng)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(jìn)行利用的工藝技術(shù)十分成熟，在我國(guó)上海、天津、廣東、陜西、山西等地均有應(yīng)用。此外，垃圾甲烷摧毀，部分氣體以特許經(jīng)營(yíng)的方式開(kāi)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(fèi)，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(yùn)營(yíng)管理，項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)商為中國(guó)水來(lái)源：綠色創(chuàng)新發(fā)展研究院.(2021).中國(guó)城市生活垃圾和市政污泥處理良好實(shí)踐指南.制行動(dòng)方案》分別著力于減少厭氧處理過(guò)程的甲烷排放，以及對(duì)末端的甲烷進(jìn)行回收和資源化利開(kāi)展污水管網(wǎng)清淤管護(hù)：開(kāi)展污水管網(wǎng)清淤管護(hù)：定期對(duì)污水管網(wǎng)進(jìn)行清淤維護(hù)可減少污水中的有機(jī)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(guò)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(guò)能源化利用（注入天然氣網(wǎng)或用作發(fā)電、供熱等）來(lái)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(jì)性5。劉良偉.(2024,January31).喊