中國甲烷減排努力與前景展望報告

.iInstitutef0rGtO?tI8ecar§0n?zat?0hêf0gr9SS2024@11@2024@11@甲烷減排的重要性甲烷（CH4）CH4，并在32。根據(jù)C-1.07℃，其中0.5℃可以歸因于CH43。（s2。C5。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。根據(jù)氣候與清潔空氣聯(lián)盟與聯(lián)合國環(huán)境署（UNEP）14.56。此外，許多甲烷減排措施還能帶來發(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，1Milman,O.(2024,July30).Globalmethaneemissionsrisingatfastestrateindecades,scientistswarn.TheGuardian.https://www.th/environment/article/2024/jul/30/methane-emissions-study2NOAA.(2024,August22).Internationalreportconfirmsrecord-highglobaltemperatures,greenhousegasesin2023.https:///news-release/international-report-confirms-record-high-global-temperatures-greenhouse-gases-in-20233Shindell,D.,Sadavarte,P.,Aben,I.,Bredariol,T.D.O.,Dreyfus,G.,H?glund-Isaksson,L.,...&Maasakkers,J.D.(2024).Themethaneimperative.FrontiersinScience,2,1349770.4ClimateandCleanAirCoalition.(2024).Methane.https://www./zh-CN/short-lived-climate-pollutants/methane5胡敏,梁紅,陳美安,吳宛憶,&耿浩淼.(2022).甲烷減排：碳中和新焦點.甲烷排放現(xiàn)狀和趨勢全球排放1（左）所示，根據(jù)美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）數(shù)據(jù)7，全球甲烷排放總量自801（右）461/3廢棄物處理處置貢獻了全球的甲烷排放。建筑、交通、工業(yè)部門和發(fā)電領域的化石燃料不完4%。圖1全球甲烷排放趨勢（左）和2023年全球甲烷排放的結構（右）來源:左圖來自NA（美國國家海洋和大氣管理局，右圖由iGP根據(jù)EGAR全球大氣研究排放數(shù)據(jù)庫的信息繪制中國排放情況122018不含為6013.3萬噸。圖2（左）.%（.%（.%緊隨其后的是農業(yè)活動，占我國甲烷排放.%，動物腸道發(fā)酵（%）和水稻種植（1.%）是1%。7NOAA.(2024).GlobalMonitoringLaboratory./ccgg/trends_ch4/圖2中國2018年甲烷排放結構（左）和甲烷歷史排放趨勢（右）注：右圖中數(shù)據(jù)使用PCC第二次評估報告（S）的00年尺度GWP值來源:iGP（右）展示了歷年發(fā)布的國家溫室氣體清單。我國甲烷排放總量在2005~2018年呈波動上升趨勢。能源活動的甲烷排放呈現(xiàn)出先增長后平臺的趨勢，農業(yè)活動的甲烷排放波動增加隨后下降，而廢棄物處理的甲烷排放持續(xù)增加。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：engetal.198;宋然平,099;A,0910;清華大學,0111;iG2412205010CO2e8Su,X.,&Wang,X.(2019).CanChinapeakitsnon-CO2GHGemissionsbefore2030byimplementingitsnationallydeterminedcontribution?EnvironmentalScience&Technology,53(21),12168–121769宋然平.(2019).中國減緩氣候變化的機遇：非二氧化碳類溫室氣體.10USEnvironmentalProtectionAgency.(2019).GlobalNon-CO2GreenhouseGasEmissionProjections&MitigationPotential:2015-2050.11清華大學氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院.(2021).中國長期低碳發(fā)展戰(zhàn)略與轉型路徑研究.中國環(huán)境出版集團.12iGDP.(2024).能源政策模型(EnergyPolicySimulator).https://energypolicy.solutions/home/china-igdp/en甲烷減排政策環(huán)境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)已經先后提出了綜合性的甲烷減排戰(zhàn)略，為能源、農業(yè)和廢棄物管理三大行業(yè)設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，為甲烷減排提供科學的數(shù)據(jù)支持。除了財政撥款，部分國家還通過碳交易等市場機制促進甲烷減排。表1主要國家出臺的甲烷減排戰(zhàn)略和計劃國家/地區(qū)政策（發(fā)布時間）關注領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75%的甲烷排放11370%；2030201550%的食物損失和浪費2030201910%加拿大《更迅速、更深入：加拿大甲烷戰(zhàn)略》14（2022）綜合性2030201275%203011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（2020）綜合性能源領域：加強天然氣設施泄漏檢測和維修，并考慮立法禁止常規(guī)的放空和火炬燃燒農業(yè)領域：創(chuàng)新性甲烷減排技術、動物飼料和飼養(yǎng)管理等最佳實踐分享；對技術、基于自然的解決方案和飲食轉變的研究；廢棄物產沼廢棄物領域：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《歐盟新甲烷法規(guī)》17（2024）能源針對排放源的測量、報告和核查（MRV）要求對所有油氣設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)技術故障的情況）203020272030195413TheWhiteHouseOfficeofDomesticClimatePolicy.(2021).TheWhiteHouse.https://www./wp-content/uploads/2021/11/US-Methane-Emissions-Reduction-Action-Plan-1.pdf14GovernmentofCanada.(2022).FasterandFurther:Canada’sMethaneStrategy.https://www.canada.ca/en/services/environment/weather/climatechange/climate-plan/reducing-methane-emissions/faster-further-strategy.html15GovernmentofCanada.(2024).Canada’sGreenhouseGasOffsetCreditSystem:Protocols.https://www.canada.ca/en/environment-climate-change/services/climate-change/pricing-pollution-how-it-will-work/output-based-pricing-system/federal-greenhouse-gas-offset-system/protocols.html16EuropeanCommission.(2020).EUstrategytoreducemethaneemissions.https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:52020DC066317TheEuropeanParliamentandtheCounciloftheEuropeanUnion.(2024).Regulation(EU)2024/1787oftheEuropeanParliamentandoftheCouncilof13June2024onthereductionofmethaneemissionsintheenergysectorandamendingRegulation(EU)2019/942.https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=OJ:L_202401787國家/地區(qū)政策（發(fā)布時間）關注領域主要行動與目標巴西《國家零甲烷計劃》18（2022）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應用支持甲烷減排的科研，以及技術和實踐的傳播來源：iGP整理甲烷減排也成為全球合作所關注的重點議題。在2021年第26屆聯(lián)合國氣候變化大會（COP）上，有00（Goalethaeede，承諾到年將甲烷在年基礎上減少至少30%。2023/19。中國甲烷減排的政策環(huán)境甲烷減排的量化目標。進入“十四五”時期和“雙碳”目標提出以來，我國更加重視甲烷減排工作，陸（見表。3年1控制行動方案》出臺，在關注能源、農業(yè)和廢棄物等重點甲烷減排領域的同時，提出加快形成甲18InternationalEnergyAgency.(2023,February14).NationalProgrammefortheReductionofMethaneEmissions-ZeroMethane.https://www.ie/policies/17045-national-programme-for-the-reduction-of-methane-emissions-zero-methane19生態(tài)環(huán)境部.(2021,November15).新華社中美關于加強合作應對氣候危機的陽光之鄉(xiāng)聲明./2023-11/15/c_1129976165.htm表2我國“十四五”以來推動甲烷減排的政策領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》知》202560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》劃》加大油氣田甲烷采收利用力度。炬排放。2030農業(yè)畜禽養(yǎng)殖案》《甲烷排放控制行動方案》《“規(guī)劃》設工作方案》約集約利用的意見》推廣精準飼喂技術。推進品種改良。推廣低蛋白日糧、全株青貯等技術；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。選育推廣高產、優(yōu)質、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和工藝。收集利用或處理等技術。成推廣。規(guī)?；託?生物天然氣工程。202580%以上，203085%以上。廢棄物垃圾處理《甲烷排放控制行動方案》體回收利用水平。202560%左右。污水處理《甲烷排放控制行動方案》碳協(xié)同增效的實施意見》化等方式產沼并加強回收利用。202590%以上?？茖W開展污水管網清淤管護。推廣污泥沼氣熱電聯(lián)產。其他工業(yè)、交通《甲烷排放控制行動方案》妥善處置工業(yè)生產產生的含甲烷可燃性氣體。制。來源：iGP整理我國甲烷減排機遇和挑戰(zhàn)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，主要利用方式如下表所示。總體而言，煤礦瓦斯的濃度越高，其利用的技術經濟性也越好20。表3煤礦瓦斯綜合利用技術路線甲烷濃度主要來源用途特征經濟性90%以上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可行性高，技術路線成熟，收益穩(wěn)定，是我國目前普遍采用的瓦斯利用方式30%~90%煤礦井下抽采民用、化工原料、燃氣鍋爐、發(fā)電、甲烷提純等8%~30%煤礦井下抽采基本用于發(fā)電，內燃機發(fā)電配套余熱利用不便于長途運技術路線成熟，發(fā)電經濟性較好，在我國多地已有應用且運行相當穩(wěn)定1%~8%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、經濟性差，仍處于項目示范階段1%以下煤礦乏風瓦斯主要通過摻混氧化和輔助燃料技術實現(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、經濟性差，盈利依賴高碳交易價格和規(guī)模效應來源:iGP根據(jù)《煤層氣（煤礦瓦斯）排放標準>（修訂GB12-0）編制說明》整理據(jù)統(tǒng)計，甲烷濃度低于0.75%的乏風瓦斯占我國煤礦瓦斯甲烷總量的81%21。日前，生態(tài)環(huán)境部先后組織編制了《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）和《煤層氣（煤礦瓦斯）排放標準（修訂征求意見稿（，并公開922調整到88提供機遇。20山西晫越瓦斯研究中心.(2021).中國中心在行動./sites/default/files/2021-10/22.%20ICE%20China%20-%20Workshop%20Poland.pdf21渠沛然.(2023,November20).甲烷控排新政倒逼低濃度瓦斯利用提速.中國能源報./zgnyb/images/2023-11/20/02/zgnyb2023112002.pdf22國家氣候戰(zhàn)略中心.(2024,September23).國家標準《煤層氣（煤礦瓦斯）排放標準》送審稿順利通過專家評審./xwdt/zxxw/202409/t20240923_1086588.shtml缺乏24缺乏24，也需要更多研究試驗。23梁運培,李左媛,朱拴成,陳強,王鑫,&秦朝中.(2023).關閉/廢棄煤礦甲烷排放研究現(xiàn)狀及減排對策.煤炭學報,48(4),1645-1660.專欄1：山西低濃度煤礦瓦斯減排的良好實踐3MW君柳新能源科技有限公司（簡稱“君柳新能源”）和柳林寨崖底煤礦合作運行。由煤生產能力為175/5%-8%。根據(jù)煤礦的氣源條件，君柳新能源采用自研的專利技術：煤礦低濃度瓦斯MW19205766120022項目收益主要由電價收入和財政補貼兩部分構成。煤礦瓦斯發(fā)電項目生產的電力，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。此外，項目每年可以根據(jù)利用量獲得瓦斯利用補貼。來源：綠色創(chuàng)新發(fā)展研究院.(22).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（，仍需要更多研究。尤其是在煤礦的廢棄時間、狀態(tài)、殘余氣體含量以及地址條件等都可能產生影響的情況下23，AMM的排放特征和AMM24朱妍.(2021,April5).甲烷減排箭在弦上.中國能源報./zgnyb/html/2021-04/05/content_2042088.htm農業(yè)農業(yè)領域甲烷減排，與循環(huán)經濟、糧食安全、鄉(xiāng)村振興等重要政策之間存在協(xié)同，農業(yè)領域一直是農業(yè)農村減排固碳的重點機遇所在。畜禽養(yǎng)殖養(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，《農業(yè)農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；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)舔磚等技術手段來控制甲烷排放。調整飼料結構：通過對粗飼料進行青貯、微生物處理或氨化處理等可以減少甲烷排放調整飼料結構：通過對粗飼料進行青貯、微生物處理或氨化處理等可以減少甲烷排放25。調整飼料配方并精準投喂，優(yōu)化飼料的精粗比也可以減少甲烷排放。2627。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施裝備，推廣糞污密閉處理、28。1928。5。25娜仁花,董紅敏,陳永杏,&周忠凱.(2011).日糧精粗比對瘤胃發(fā)酵特性的影響.中國畜牧雜志,47(9),49–54.26鄒曉霞,李玉娥,高清竹,萬運帆,&石生偉.(2011).中國農業(yè)領域溫室氣體主要減排措施研究分析.生態(tài)環(huán)境學報,20(8/9),1348–1358.27高尕,石紅梅,劉漢麗,才讓鬧日,徐海,丁考仁青,馬桂琳,李鵬霞,&萬瑪吉.(2022).益生菌對反芻動物生產及降低甲烷排放的研究進展.中國牛業(yè)科學,48(2),67-72.28朱志平,董紅敏,魏莎,馬金智,&薛鵬英.(2020).中國畜禽糞便管理變化對溫室氣體排放的影響.農業(yè)環(huán)境科學學報,39(4),743–748.水稻種植稻田灌溉模式調整：相較長期淹灌，采取中期曬田的方式不僅能提高水稻產量，還能減少20%~60%的甲烷排放錯誤稻田灌溉模式調整：相較長期淹灌，采取中期曬田的方式不僅能提高水稻產量，還能減少20%~60%的甲烷排放錯誤!未定義書簽。，濕潤灌溉和間歇灌溉也可以分別減少甲烷排放47%和39%29。調整農田管理措施：少耕和免耕相比翻耕，能夠一定程度上減少甲烷產生。研究表明免耕稻田比傳統(tǒng)翻耕稻田的甲烷排放低30%左右30。秸稈腐熟還田的甲烷排放約為秸稈直接還田的1/331，過腹還田或旱季還田也能削弱甲烷減排。高產低排的水稻品種：高產低排水稻品種選育可以在種植中保持高產穩(wěn)產的同時降低甲烷排放。在保障糧食安全的前提下，推廣此項技術能夠實現(xiàn)我國稻田甲烷減排5%~10%32。專欄2：我國西南地區(qū)氣候友好的水稻種植專欄2：我國西南地區(qū)氣候友好的水稻種植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）上進行灌溉，可以大幅減少稻田與水接觸的時間并進而減少甲烷排放。在四川簡陽地區(qū)的一個村莊，農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，同時用菜籽餅來作為肥料替代化肥，并且采用當?shù)氐牟俗褮ぷ龈采w來增溫保濕。在云南山地地區(qū)，當?shù)匾恢шP注農業(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技推廣中心以及農戶合作，選取高產低排放的水稻品種來嘗試直播旱種。來源：綠色創(chuàng)新發(fā)展研究院.(22).探路農食系統(tǒng)轉型——中國農食系統(tǒng)應對氣候變化實踐年度報告22.29米松華,黃祖輝,朱奇彪,黃河嘯,&李寶值.(2016).稻田溫室氣體減排成本收益分析.浙江農業(yè)學報,28(4),707–716.30Zhao,X.,Liu,S.L.,Pu,C.,Zhang,X.Q.,Xue,J.F.,Zhang,R.,...&Chen,F.(2016).Methaneandnitrousoxideemissionsunderno‐tillfarminginChina:Ameta‐analysis.Globalchangebiology,22(4),1372-1384.31石生偉,李玉娥,劉運通,萬運帆,高清竹,&張仲新.(2010).中國稻田CH4和N2O排放及減排整合分析.中國農業(yè)科學,43(14),2923-2936.32非二氧化碳溫室氣體減排技術發(fā)展研究組.(2022).非二氧化碳溫室氣體減排技術發(fā)展評估與展望.中國科學技術出版社.廢棄物固廢處理源頭減量、垃圾分類：首先在生產、流通和消費過程中減少垃圾量的產生，其次對垃圾進行分類收集、運輸和處理。目前，我國已在46個城市實行生活垃圾強制分類。餐廚垃圾厭氧消化：利用微生物在厭氧環(huán)境中將有機物轉化為沼氣和沼渣沼液，可以實現(xiàn)物質和能源回收。沼氣可發(fā)電和供熱，沼渣沼液可以生產液肥或堆肥5。源頭減量、垃圾分類：首先在生產、流通和消費過程中減少垃圾量的產生，其次對垃圾進行分類收集、運輸和處理。目前，我國已在46個城市實行生活垃圾強制分類。餐廚垃圾厭氧消化：利用微生物在厭氧環(huán)境中將有機物轉化為沼氣和沼渣沼液，可以實現(xiàn)物質和能源回收。沼氣可發(fā)電和供熱，沼渣沼液可以生產液肥或堆肥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，垃圾填埋氣還能制取汽車燃料33。專欄3：垃圾填埋場填埋氣綜合利用實踐6000/2007甲烷摧毀，部分氣體以特許經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)投資建設并運營管理，項目運營商為中國水業(yè)集團。目前填埋氣收集量為40000立方米/時，其中部分通過發(fā)電機組發(fā)電后并入電網，日發(fā)電量為805000/600002007年申請注冊為CDM（8來源：綠色創(chuàng)新發(fā)展研究院.(22).中國城市生活垃圾和市政污泥處理良好實踐指南.33張相鋒,肖學智,何毅,陳家軍,&楊志峰.(2006).垃圾填埋場的甲烷釋放及其減排.中國沼氣.24(1),3-8廢水處理制行動方案》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用。開展污水管網清淤管護：定期