中國(guó)由煤炭到頁(yè)巖氣的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變能否實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排？

編者按：這項(xiàng)研究首次估算了中國(guó)頁(yè)巖氣的生命周期溫室氣體排放量，并對(duì)頁(yè)巖氣在中國(guó)的減排效果進(jìn)行了全面、深入的分析。理論上，燃燒天然氣的確比燃燒煤炭排放更少的二氧化碳，但是頁(yè)巖氣在開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中由于各種原因會(huì)導(dǎo)致甲烷泄露，而甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20多倍，因此對(duì)頁(yè)巖氣行業(yè)的甲烷泄露控制必須提出較高的要求。文章最后也強(qiáng)調(diào)了，即使頁(yè)巖氣行業(yè)完全排除甲烷泄漏問(wèn)題，天然氣仍然只是中國(guó)能源脫碳過(guò)程的一個(gè)中期步驟，全脫碳新能源的開(kāi)發(fā)是減緩氣候變化的最終途徑。

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中國(guó)擁有豐富的頁(yè)巖氣資源，用頁(yè)巖氣替代燃煤可減少終端燃燒過(guò)程的二氧化碳排放。但是，頁(yè)巖氣上游開(kāi)采中存在著具有較大不確定性的甲烷泄露問(wèn)題。因此，由煤炭到頁(yè)巖氣的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變并不一定能夠帶來(lái)預(yù)期的氣候減緩效應(yīng)。本文采用全生命周期分析方法，基于頁(yè)巖氣與常規(guī)天然氣在開(kāi)采過(guò)程中的溫室氣體排放差異，中美頁(yè)巖氣地質(zhì)特征比較，以及中國(guó)四川第一口頁(yè)巖氣井開(kāi)采的實(shí)地?cái)?shù)據(jù)，估算了中國(guó)頁(yè)巖氣在民用、火電及工業(yè)源應(yīng)用中的全生命周期溫室氣體排放量。同時(shí)，將其與中國(guó)常規(guī)天然氣及煤炭在這些行業(yè)中提供等量終端能量所排放的溫室氣體進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn)，在平均甲烷泄露水平下，中國(guó)頁(yè)巖氣在不同行業(yè)的全生命周期溫室氣體排放量比煤炭行業(yè)低30~50%。但是，在高甲烷泄露水平下，頁(yè)巖氣的全生命周期溫室氣體排放量則比煤炭行業(yè)高出15~60%。

由于政策制定時(shí)主要關(guān)注最高排放值，因此文章還計(jì)算了采取不同政策管制及工業(yè)措施后，頁(yè)巖氣在不同行業(yè)的最高溫室氣體排放量。研究發(fā)現(xiàn)，如果頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中能夠使用綠色完井（green competition）技術(shù)（即捕集完井過(guò)程中的泄露甲烷）或者是完全燃燒水力壓裂后的回流氣體（即將泄露的甲烷完全燃燒轉(zhuǎn)化為二氧化碳），那么在應(yīng)用于民用炊事時(shí)，頁(yè)巖氣的最高溫室氣體排放量將低于燃煤產(chǎn)生的排放。值得注意的是，在美國(guó)大力推行的綠色完井技術(shù)已被證明具有經(jīng)濟(jì)可行性，并具有在中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中推廣的潛力。尤其是針對(duì)中國(guó)天然氣價(jià)格高于美國(guó)的現(xiàn)狀，綠色完井技術(shù)對(duì)中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采商來(lái)說(shuō)更為有利。另外，甲烷以及伴隨甲烷泄露的揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）都是臭氧的重要前體物，會(huì)加重中國(guó)的空氣污染問(wèn)題。 本/文-內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

此外，文章對(duì)頁(yè)巖氣在不同行業(yè)替代煤炭的最高允許甲烷泄露水平進(jìn)行了估計(jì)，并研究其如何隨著煤炭行業(yè)甲烷回收率的提高以及終端使用行業(yè)能源效率的提高而變化。研究表明，在民用、火電及工業(yè)源的應(yīng)用中，中國(guó)頁(yè)巖氣的甲烷泄露必須控制在6.0%、7.7%和4.2%之內(nèi)，才能夠?qū)崿F(xiàn)凈溫室氣體減排。與美國(guó)煤炭來(lái)自于地表開(kāi)采不同，中國(guó)95%的煤炭來(lái)自于地底開(kāi)采，且開(kāi)采過(guò)程中甲烷回收率偏低，這導(dǎo)致中國(guó)煤炭行業(yè)具有更高的碳排放。因此，相較于美國(guó)，頁(yè)巖氣替代燃煤在中國(guó)更有可能帶來(lái)凈溫室氣體減排。但需要注意的是，隨著中國(guó)不斷提高煤炭終端燃燒效率（如升級(jí)火電設(shè)備，更多的臨界、超臨界火電廠取代落后的燃煤電廠）以及煤層氣的開(kāi)發(fā)（提高煤炭開(kāi)采過(guò)程中的甲烷回收率），中國(guó)煤炭的單位能量碳排放會(huì)不斷降低，因此也對(duì)頁(yè)巖氣行業(yè)的甲烷泄露控制提出了更高的要求。 本@文$內(nèi).容.來(lái).自：中`國(guó)`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om