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TUhjnbcbe - 2023/8/1 21:41:00
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谈起全球变暖,大家首先想到的“罪魁祸首”的便是二氧化碳,但温室气体是个“小团伙”,还包括氧化亚氮、氢氟化合物、全氟碳化合物、六氟化硫、三氟化氮和甲烷。为方便计算,甲烷等温室气体的增温效应以二氧化碳为换算单位,如1吨甲烷=25吨二氧化碳当量。

甲烷对全球变暖的贡献率高达25%,仅次于二氧化碳。此外,它吸附热量能力更强,增温潜势(GWP)更大,20年内的全球GWP是二氧化碳的84倍,年内的全球GWP是二氧化碳的28倍。所以,甲烷减排对遏制全球变暖,应对全球气候变化挑战有极大价值。

据国家能源署数据显示,年全球甲烷排放量为.1万吨,其中农业领域排放最多,能源行业次之。年中国甲烷排放量占全球的15.65%,为.61万吨,约28.95亿二氧化碳当量。与全球排放结构不同,我国能源行业甲烷排放最多,农业次之。

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能源行业的甲烷排放主要来自煤炭开采、油气行业和生物能源,占比分别为82.88%、1.24%和.88%。农业活动的甲烷排放以畜牧业和水稻种植为主。

了解了甲烷排放的行业结构,甲烷减排的方向就很明晰。篇幅原因,本文将重点解析能源行业的甲烷减排路径,后续将陆续补齐农业活动和废弃物等减排内容。

煤炭行业甲烷减排:提升利用效率,即减排

煤炭开采过程中,当煤岩层被扰动,藏在里面的瓦斯(以甲烷为主)便会逃逸出来。此外矿后活动、废弃矿场等环节也会产生甲烷排放。其中煤炭开采过程排放最多,占比85%,地下开采占80%,露天开采占5%。其次是矿后活动,占比为1%,废弃矿场占比为2%。

从*策上看,我国煤炭行业对于瓦斯的排放也做了限制,但多是出于安全考虑。因为,当瓦斯浓度处于5%-16%时,遇到明火很容易发生爆炸。以安全为基础,提升甲烷利用率,就是煤炭行业的技术减排路径。

0%以上的高浓度瓦斯可直接用作民用、工业用气,8%-0%的抽采瓦斯也可直接用于内燃机发电,但是低于8%的低浓度瓦斯,甚至是低于0.75%的超低浓瓦斯缺乏技术支持,再加上利用经济型因素的限制,很难实现规模化利用,以直接排空为主。

此外,国家鼓励加大抽采强度,也会使低浓度瓦斯增多,开发利用也会变得更难。数据显示,年我国地面煤层气(高浓度瓦斯为主)产量77.7亿立方米,利用率91.9%;煤矿瓦斯抽采量亿立方米,利用率仅为44.8%,这是因为煤矿瓦斯抽采中的低浓度或超低浓度煤矿瓦斯并未被强制开发利用,拉低了利用率。据悉,低浓度瓦斯的排放量占温室气体总量的4%。

所以,煤炭行业目前要做的就是升级低浓度,甚至是超低浓度的技术,以提升利用效率,减少排放。此外,还需要从*策上对低浓度、超低浓度瓦斯的利用作出限制,严格限制低浓度瓦斯的直接排空力度。

瓦斯利用即甲烷减排

目前,山西航天国泰已自主研发出超低浓度瓦斯氧化、安全、稳定、高效、清洁的治理及利用技术,可产出清洁热能,为煤矿提供足够且稳定的制冷、供热、供电能力。运用该技术的山西柳林县的金家庄煤业供热项目,每年可节约标准煤万多吨,年碳减排实现28万吨。

随着技术的不断升级,低浓度、超低浓度开发利用相关产业将得到发展,煤炭行业甲烷减排将取得新进展。

油气行业甲烷减排:做好排放监测,提升利用率

油气行业是能源行业的第二大甲烷排放领域,排放主要集中在石油开采过程中,以及天然气生产、运输、存储、分销等多个环节,以逃逸、不完全燃烧和放空为主。根据国际能源署数据,目前全球75%的甲烷泄露可通过现有技术得到控制。所以,做好甲烷监测与利用,就是油气领域的技术减排路径。

如更换低泄露设备;利用卫星、数字传感器、无人机等实现实时监测和及时修复;安装甲烷排放控制装置,减少甲烷逃逸;技术改良,提升火炬燃烧效率等。

为稳步推进油气行业甲烷减排,我国已出台相关*策引导行业企业积极行动。年,发改委发布《“十四五”现代能源体系规划》,指出要加大油气田甲烷采收利用力度,加快二氧化碳驱油技术推广应用。

行动上,中国油气企业积极加入油气行业气候倡议组织,加强国际交流与合作。此外,年,中国石油天然气、中国海洋石油、新奥能源等7家公司联合成立中国油气企业甲烷控排联盟,力争实现年天然气生产过程甲烷平均排放强度降到0.25%以下,接近世界先进水平,并努力于年达到世界一流水平。

在去年COP27大会上,中国气候变化事务特使解振华表示,甲烷减排可带来经济、环境等多方面收益,有利于推动行业的可持续发展,并称中国已完成了甲烷减排计划行动战略,将重点围绕油气、农业畜牧业,垃圾废弃物三个领域进行甲烷减排行动计划的开展。

此外,甲烷减排的过程,实际上就是甲烷利用的过程,也是CCER项目的一部分,集经济效益和环境效益于一体,发展潜力巨大。总的来说,中国的甲烷减排行动已经步入正轨,未来将发挥出强大的碳减排贡献。

参考资料:

《碳中和目标下煤矿甲烷减排趋势模型及关键技术》;

《碳究

浅析我国甲烷减排进展及*策建议》双碳金融与研究中心;

《碳中和目标下,煤矿甲烷减排路径及关键技术有哪些?》

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