COP26甲烷減排獲重大突破，需要哪些技術(shù)支持？

在正在進(jìn)行的第26屆格拉斯哥氣候變化大會（COP26）上，關(guān)于甲烷減排獲得重大成果。會上，歐盟與美國共同發(fā)起了“全球甲烷承諾”協(xié)定，旨在到2030年使甲烷排放水平較2020年低30%，目前已經(jīng)有上百個國家加入了該協(xié)定。

 

甲烷屬于短壽命周期溫室氣體，平均在空氣中存在的時(shí)間為12年左右，根據(jù)政府間氣候變化專門委員會（以下簡稱IPCC）的第五次評估報(bào)告，甲烷20年水平的全球增溫潛勢（或稱暖化效應(yīng)）高達(dá)二氧化碳的84倍，100年水平則是二氧化碳的28倍。

 

甲烷對當(dāng)前經(jīng)歷的全球變暖的貢獻(xiàn)率約為四分之一，僅次于二氧化碳。所以盡快減少甲烷排放從某種意義來講，短期內(nèi)減緩全球升溫比減少二氧化碳更加顯著。我國甲烷排放主要來自于哪里？又有什么方法來減少呢？本篇文章就來講講這個甲烷的減排（摘自《碳中和時(shí)代》）。

 

從大領(lǐng)域來說，甲烷排放主要來自于化石能源開采的逃逸排放、農(nóng)業(yè)活動和廢棄物處理。

 

化石能源開采逃逸排放

 

在能源領(lǐng)域的排放中，有一種特殊的排放，就是能源開采中的逃逸排放。主要為煤炭和油氣開采中的甲烷排放。根據(jù)國家溫室氣體清單數(shù)據(jù)，2014年我國化石能源開采中的逃逸排放為4.6億噸CO2e，約占我國總溫室氣體排放的3.7%。其中燃煤開采逃逸排放4.4億噸，油氣系統(tǒng)逃逸排放0.2億噸。

 

所有煤炭在開采過程中會伴生煤層氣。煤層氣俗稱瓦斯，在煤的形成過程中一起形成，吸附在煤基質(zhì)顆粒表面、游離于煤孔隙之中，主要成分為甲烷。煤層氣在煤炭開采前、中、后都會持續(xù)產(chǎn)生。

 

一般煤礦在開采前會將高濃度的煤層氣先抽出，這部分的煤層氣都得到了資源化利用。而對于濃度低于10%的煤層氣，常規(guī)做法是直接排空。在煤炭開采的過程中，為保證礦井的安全，還需要將井下空氣持續(xù)抽出，此部分空氣雖然甲烷含量極低，但總量非常大。

 

根據(jù)《2020-2024年中國煤層氣行業(yè)競爭格局與主要競爭對手分析報(bào)告》，2018年，我國煤層氣總產(chǎn)量為180億立方米，煤層氣利用量為100億立方米，大約有80億立方米的直接排空，既造成了大量的資源浪費(fèi)，又產(chǎn)生了大量的溫室氣體排放。

 

對于低濃度的煤層氣的減排，目前比較成熟的辦法是收集起來進(jìn)行氧化后排空，產(chǎn)生的熱量可以用來生產(chǎn)低品位蒸汽和熱水。如果附近有需求方，則具有一定經(jīng)濟(jì)效益，但一般煤礦地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，附近需求量小，所以普遍不具備經(jīng)濟(jì)性。

 

在沒有新的技術(shù)出現(xiàn)之前，此部分的排放可以通過政策強(qiáng)制煤礦企業(yè)進(jìn)行氧化后排空來實(shí)現(xiàn)減排，或者通過碳交易鼓勵煤礦主或民間資本投資相關(guān)的減排項(xiàng)目。

 

農(nóng)業(yè)活動

 

農(nóng)業(yè)活動產(chǎn)生的碳排放主要來自于動物腸道發(fā)酵、動物糞便管理、水稻種植、農(nóng)業(yè)土壤的排放。

 

2014年，我國農(nóng)業(yè)活動產(chǎn)生的排放約為8.3億噸。其中動物腸道發(fā)酵產(chǎn)生的排放為2億噸、動物糞便管理產(chǎn)生的排放為1.3億噸、水稻種植產(chǎn)生的排放為1.8億噸、農(nóng)業(yè)土壤產(chǎn)生的排放為2.8億噸，其中除農(nóng)業(yè)土壤排放主要為氧化亞氮排放以外，其余均為甲烷排放。農(nóng)業(yè)活動主要領(lǐng)域的排放比例如下：

 

 

動物腸道發(fā)酵的通俗說法就是反芻類動物打嗝和放屁產(chǎn)生的碳排放，反芻類動物是指進(jìn)食經(jīng)過一段時(shí)間以后將在胃中半消化的食物返回嘴里再次咀嚼的動物。我們常見的牛和羊都屬于此類動物。此類動物的食物一般為草類，在胃里消化時(shí)通常會產(chǎn)生大量甲烷，這些甲烷會通過打嗝和放屁釋放到大氣中。動物腸道發(fā)酵產(chǎn)生的排放超過2億噸，占我國總排放的1.6%左右。

 

因?yàn)榕欧旁催^于分散且隨時(shí)都在移動，通過甲烷收集設(shè)施進(jìn)行收集處理并不現(xiàn)實(shí)。目前可行的方法一是添加特殊的飼料添加劑，這種添加劑可以減少少量的甲烷排放，二是減少牛羊等反芻類動物的飼養(yǎng)，相應(yīng)的肉類蛋白質(zhì)通過更低排放的雞肉或者魚蝦類代替，三是研發(fā)植物基或者細(xì)胞培養(yǎng)牛肉，目前已經(jīng)有初創(chuàng)公司開發(fā)出了相應(yīng)產(chǎn)品，其口感與普通牛肉相似，但價(jià)格約為普通牛肉的2倍，綠色溢價(jià)較高。若需要得到普遍地接受，除了口感外，還需要在成本方面進(jìn)一步降低。

 

動物糞便管理主要是家畜糞便在露天環(huán)境中的甲烷排放。2014年這部分的排放為1.3億噸，約占全國總排放的1%。目前我國大型家畜養(yǎng)殖場基本實(shí)現(xiàn)了糞便收集和甲烷的回收利用，小型養(yǎng)殖場和農(nóng)村家畜的散養(yǎng)不具備甲烷回收的條件。

 

在過去20年，我國大力推廣了戶用沼氣的建設(shè)，但因維護(hù)成本過高等因素部分戶用沼氣池被廢棄。動物糞便管理排放主要來自于小型養(yǎng)殖場和農(nóng)村家畜的散養(yǎng)。減少此部分的碳排放主要是通過支持規(guī)模化養(yǎng)殖，以及加強(qiáng)戶用沼氣的建設(shè)和維護(hù)來實(shí)現(xiàn)。

 

水稻種植產(chǎn)生的碳排放為1.8億噸，這部分排放主要因?yàn)樗颈谎凸嗖糠之a(chǎn)生的甲烷排放，減少排放的方法是大力推廣水稻旱種技術(shù)，既能節(jié)水又能減少碳排放。

 

對于農(nóng)業(yè)活動的排放，還有很重要的一點(diǎn)就是要倡導(dǎo)健康飲食和節(jié)約糧食，同等能量的肉類食品碳排放要普遍高于素食，反芻類動物肉如牛肉和羊肉碳排放更是在素食的10倍以上。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，全球有1/3的食物被浪費(fèi)，節(jié)約糧食可以有效降低農(nóng)業(yè)活動的碳排放。

 

總體來說農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)儆谂欧旁醋顬榉稚⑶易铍y實(shí)施深度減排的領(lǐng)域，在碳中和目標(biāo)驅(qū)使下，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可能強(qiáng)化某些減排措施以起到減排作用，但即使未來有更先進(jìn)的技術(shù)，也很難在當(dāng)前的基礎(chǔ)上減排50%以上，且無法通過CCS等技術(shù)對溫室氣體進(jìn)行捕集和封存，只能通過負(fù)排放技術(shù)和林業(yè)碳匯對此部分排放進(jìn)行抵消。

 

廢棄物處理

 

2014年，我國廢棄物處理產(chǎn)生的排放總量為1.9億噸。廢棄物處理主要來自于城市垃圾焚燒、垃圾填埋和污水處理相關(guān)排放，其中垃圾焚燒和垃圾填埋的排放量為1億噸，廢水處理產(chǎn)生的排放為0.9億噸。

 

減少垃圾處理產(chǎn)生的排放，最好的處理方式是垃圾的減量化。即倡導(dǎo)垃圾分類、減少不必要的購買行為、延長物品使用壽命等。對于垃圾填埋和污水處理產(chǎn)生的甲烷排放，可以投入甲烷回收裝置進(jìn)行焚燒后再排空，在規(guī)模允許的情況下可以投入發(fā)電設(shè)施進(jìn)行發(fā)電。根據(jù)相關(guān)資料，我國垃圾填埋氣回收利用率極低，覆蓋率不足12%。

 

總的來說，甲烷排放類型多樣而分散，其減排成本會隨著減排比例的增加而顯著上升，且基本不可能實(shí)現(xiàn)零排放。

 

所以，中國考慮了一下，

 

暫時(shí)沒有加入該協(xié)定。