近日，北溪輸氣管道天然氣泄漏事件成為了輿論焦點，因為北溪管道的受損泄漏不僅讓能源供給原本就捉襟見肘的歐洲人民雪上加霜，不斷往外奔涌冒泡的天然氣，也引發(fā)了人們對其潛在環(huán)境影響的擔憂。

衛(wèi)星分析顯示，鋪設在波羅的海的北溪天然氣管線近期爆炸，引發(fā)了巨大的甲烷羽流(methane plume)。天然氣的主要成分是甲烷，后者是一種影響強大的溫室氣體，其短期升溫潛力是二氧化碳的80倍。

當?shù)貢r間9月30日，挪威大氣研究所表示，“北溪”天然氣管道泄漏后，該地區(qū)上空形成大片甲烷云并不斷蔓延、擴散，截至當天，已有至少8萬噸甲烷氣體擴散到海洋和大氣中。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署9月30日說，這可能是有記錄以來最嚴重的一起甲烷泄漏事件。

《衛(wèi)報》指出，北溪管道甲烷泄露的總規(guī)模在10萬-35萬噸之間。倫敦帝國理工學院化學工程系的研究助理庫珀向《衛(wèi)報》表示，此次泄露有可能成為史上最大的溫室氣體排放事件之一。北溪管道的溫室氣體排放規(guī)模，預計可能會超過美國最大的溫室氣體排放事件——甲烷泄露規(guī)模為10萬噸的阿利索峽谷天然氣泄露事件(相當于50萬輛小汽車一年的尾氣排放量)。

盡管天然氣泄漏在10月2日已停止，但專家表示，長期來看，“北溪”泄漏的大量甲烷將對氣候產(chǎn)生災難性影響，或?qū)⒃诓_的海地區(qū)造成嚴重的生態(tài)危機。
 

圖說：高分五號02星AHSI載荷監(jiān)測到北溪2號泄漏情況

來源：生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應用中心

“北溪管道”的泄露事件，再次引起人們對甲烷這種強溫室效應氣體的關注。

國際能源署(IEA)公布的一項新的工業(yè)甲烷排放分析發(fā)現(xiàn)，大氣中的甲烷濃度自前工業(yè)化時代以來幾乎增加了三倍——比最重要的氣體二氧化碳的增幅大得多，甲烷排放貢獻了目前約30%的變暖。因此，快速和持續(xù)減少甲烷排放是限制近期全球變暖和實現(xiàn)全球氣候目標的關鍵。

削減甲烷排放對氣候至關重要

過去四十年來，大氣中的甲烷數(shù)量發(fā)生了巨大的變化。20世紀80年代數(shù)量急劇增加，但在2000年至2005年期間放緩到接近恒定的水平，當時排放和吸收匯大致平衡。然而，在過去十年中，大氣中的甲烷數(shù)量再次迅速增加，在2020年，它表現(xiàn)出美國國家海洋和大氣管理局(NOAA )37年記錄中的最高增長率。

圖說：自 1983 年以來的全球甲烷濃度

來源：NOAA

與此同時，在工業(yè)時代，它在推動氣候變化方面僅次于二氧化碳(CO2)。排放一噸甲烷在100年的尺度下溫室效應是一噸二氧化碳的28倍(即GWP，全球暖化潛力值為28，是指排放一噸甲烷對全球暖化的影響拉長到100年以后的值)。如果我們將時間尺度縮短到20年，那么甲烷的GWP將高達81。

但另一方面，甲烷是一種短壽命的氣候污染物(SLCP)，在大氣中的壽命大約為十年(與處理減排相關的擾動壽命為12年)。通常情況下，兩個關鍵特征決定了不同溫室氣體對氣候的影響：它們在大氣中停留的時間長短和它們吸收能量的能力。與二氧化碳相比，甲烷在大氣中的壽命短得多，但它在大氣中存在時吸收的能量卻要多得多。

甲烷除了通過溫室效應對氣候產(chǎn)生強大的影響，還能促進地面臭氧的形成，這是一種危險的空氣污染物。可歸因于人為甲烷排放的臭氧每年在全球范圍內(nèi)造成約50萬人過早死亡，并通過抑制生長和減少產(chǎn)量損害生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)作物。在很大程度上，由于其對公共健康和農(nóng)業(yè)的影響，甲烷的廣泛社會成本，即貨幣化的社會損害，包括氣候和空氣質(zhì)量相關的影響，根據(jù)相應的貼現(xiàn)率折算，比對應的二氧化碳的社會成本大50-100倍。

圖說：2000-2020年主要溫室氣體的實際全球平均年輻射強度與代表濃度途徑RCP2.6下的數(shù)值之差(每平方米百萬瓦特)

來源：Nisbet et al. (2020)

不過值得注意的是，由于甲烷在大氣中的壽命相對較短，只有 10 到 12 年，因此這意味著現(xiàn)在采取行動可以迅速降低大氣中的濃度，并導致氣候強迫和臭氧污染的類似快速減少。較低的甲烷濃度將迅速減少變暖的速度，使甲烷緩解成為限制今年和以后幾十年變暖的最佳途徑之一，同時通過減少地面臭氧也能帶來重要的健康和經(jīng)濟效益。

甲烷排放的來源

甲烷是由自然和人為來源排放的。倫敦大學皇家哈洛威學院的研究人員尤恩·尼斯貝特表示，五分之二的甲烷排放來自自然來源，如濕地中的微生物，其余的則來自人類活動。根據(jù)UNEP測算全球甲烷排放結(jié)構(gòu)中，能源、農(nóng)業(yè)、廢棄物處理是主要人為排放源。

圖說：2021年全球甲烷排放

來源：IEA

整體來看，全球一半以上的甲烷排放來自三個部門的人類活動：能源(占人類造成排放的35%)、農(nóng)業(yè)(40%)和廢棄物處理(20%)。

在能源部門，石油和天然氣開采、加工和分配約占23%，煤炭開采占12%的排放量。在廢物部門，垃圾填埋場和廢水占全球人為排放量的20%左右。在農(nóng)業(yè)部門，來自糞便和腸道發(fā)酵的牲畜排放約占全球人為排放的32%，而水稻種植占8%。
 

圖說：全球及中國甲烷排放結(jié)構(gòu)

來源：東吳證券

全球甲烷排放結(jié)構(gòu)中，以反芻動物、油氣、填埋垃圾、煤炭開采占比最高，分別達31%、22%、18%、12%。國內(nèi)甲烷排放結(jié)構(gòu)則略有不同，其中煤炭開采、水稻種植、反芻動物、填埋垃圾占比最高，分別為41%、20%、20%、10%。

甲烷減排中各部門可采取的行動

能源部門占據(jù)了全球三分之一以上的甲烷排放，其中石油和天然氣占了絕大部分。甲烷排放發(fā)生在整個石油和天然氣供應鏈中，但特別是來自泄漏設備的逃逸性排放、系統(tǒng)顛覆以及故意燃燒和排放。

現(xiàn)有的具有成本效益的解決方案可以幫助減少排放，包括啟動泄漏檢測和維修計劃，實施更好的技術和操作方法，以及捕捉和利用被浪費的甲烷。
 

圖說：全球石油和天然氣場所甲烷泄漏熱點

來源：Kayrros

國際能源署估計，利用現(xiàn)有的技術可以避免大約75%的石油和天然氣甲烷排放總量，其中一半以上的減排量為零凈成本。但是，盡管封堵泄漏有明顯的經(jīng)濟效益，公用事業(yè)公司往往通過將泄漏的氣體轉(zhuǎn)嫁給消費者來收回成本。目前，自愿聯(lián)盟正在聯(lián)合起來，努力降低該行業(yè)的甲烷排放，如石油和天然氣甲烷伙伴關系和石油和天然氣氣候倡議。石油和天然氣氣候倡議 (OGCI) 的簽署方正在努力實現(xiàn)其運營資產(chǎn)的甲烷排放量接近零，同時尋求避免甲烷排放和燃燒，并每年透明地報告甲烷排放量。OGCI 的簽署方包括大型石油公司BP、埃尼、Equinor、埃克森美孚、雷普索爾、殼牌和 TotalEnergies等。

圖說：按部門分列的農(nóng)業(yè)甲烷排放量(千噸)

來源：WRI

農(nóng)業(yè)是全球甲烷排放的最大貢獻者，產(chǎn)生約40%的甲烷排放，主要來自腸道發(fā)酵(奶牛打嗝)、水稻種植和糞便管理。改進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式——特別是注重提高效率--可以提高牲畜和作物產(chǎn)量，為農(nóng)民提供更多的收入，同時減少單位產(chǎn)出的甲烷排放量。

在更難實現(xiàn)減排的領域，如腸道發(fā)酵，農(nóng)業(yè)氣候創(chuàng)新任務和全球農(nóng)業(yè)溫室氣體研究聯(lián)盟等團體正在幫助刺激更大的創(chuàng)新和技術部署。如果作為一個國家來計算，糧食損失和浪費將是繼中國和美國之后的第三大溫室氣體排放源。但是，食品生產(chǎn)者和消費者可以立即采取措施，立即減少食品浪費——從改進庫存系統(tǒng)、改變食品日期標簽做法和更好地促進易腐產(chǎn)品的銷售或捐贈。飲食選擇上的小轉(zhuǎn)變，特別是遠離牛肉，也可以在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生影響，既釋放出農(nóng)業(yè)用地，又減少甲烷排放。
 

圖說：城市邊緣的垃圾填埋場

來源：Xtrodinary

廢棄物處理部門約占全球人類造成的甲烷排放量的20%。幸運的是，具有成本效益的緩解方案確實存在，其中最大的潛力與有機物分離和回收有關，這也可以創(chuàng)造新的就業(yè)機會。在上游避免食物損失和浪費也是關鍵。此外，收集垃圾填埋場氣體和產(chǎn)生能源將減少甲烷排放，取代其他形式的燃料并創(chuàng)造新的收入來源。

各國甲烷減排的行動

近年來，甲烷等非二氧化碳溫室氣體減排已成為科學界關注的重點，并形成了普遍共識。2021年11月2日，在第二十六屆聯(lián)合國氣候變化框架公約締約方會議(COP26)的第2天，包括美國、歐盟等在內(nèi)的105個國家共同簽署了“全球甲烷承諾(Global Methane Pledge)”，即到2030年將全球甲烷排放量在2020年的水平上至少減少30%。“全球甲烷承諾”的簽署，是COP26最重要的成果之一，標志著甲烷減排已經(jīng)引起了全球關注，站在了此次氣候大會的舞臺中央。
 

圖說：甲烷減排相關國際公約及各國推進措施

來源：東吳證券

“全球甲烷承諾”的啟動標志著科學界對甲烷減排重要意義的共識也逐漸轉(zhuǎn)化成政治共識。隨著今年以來埃及、科索沃、摩爾多瓦、阿曼、卡塔爾、圣盧西亞、特立尼達和多巴哥以及烏茲別克斯坦的加入，目前已有120個國家贊同該承諾，占全球甲烷排放量的一半，占全球經(jīng)濟總量的近四分之三。

作為發(fā)起方，在啟動“全球甲烷承諾”的同時，美國還公布了一系列針對美國國內(nèi)的甲烷減排行動：白宮發(fā)布了甲烷減排的詳細藍圖——《美國甲烷減排行動計劃》。承諾的發(fā)起方歐盟也表示，將推進甲烷減排的立法建議。

今年6月17日，美國、歐盟和11個國家啟動了全球甲烷承諾能源之路，以促進石油和天然氣部門的甲烷減排，推動氣候進步和能源安全。能源途徑是全球甲烷承諾的一個關鍵實施步驟，它將加速部署當今最快和最具成本效益的甲烷減排解決方案。途徑的參與者總共占全球天然氣產(chǎn)量的五分之二，占全球天然氣進口量的五分之三。各國和支持組織宣布提供近6000萬美元的專項資金，以支持路徑的實施。

雖然占全球甲烷排放的30%左右的中國、俄羅斯、印度等甲烷排放大國對“全球甲烷承諾”的態(tài)度仍不明朗，但中國事實上一向重視甲烷減排。

2021年11月10日發(fā)布的《中美關于在21世紀20年代強化氣候行動的格拉斯哥聯(lián)合宣言》中提到“兩國特別認識到，甲烷排放對于升溫的顯著影響，認為加大行動控制和減少甲烷排放是21世紀20年代的必要事項。為此兩國計劃合作加強甲烷排放的測量;交流各自加強甲烷管控政策和計劃的信息;并促進有關甲烷減排挑戰(zhàn)和解決方案的聯(lián)合研究。”

而在此之前，2021年9月22日，中共中央、國務院印發(fā)的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》明確提到“加強甲烷等非二氧化碳溫室氣體管控”。

2021年10月，中國于提交的最新的國家自主貢獻(NDC)文件，即《中國落實國家自主貢獻成效和新目標新舉措》，首次明確了能源領域甲烷減排的方向：“重點通過合理控制煤炭產(chǎn)能、提高瓦斯抽采利用率等，以及控制石化行業(yè)揮發(fā)性有機物排放量、鼓勵采用綠色完井、推廣伴生氣回收技術等舉措，有效控制煤炭、油氣開采甲烷排放”，成為中國甲烷減排的里程碑式事件。

展望未來，鼓勵企業(yè)、不同層級的政府、非政府機構(gòu)開展多層次的甲烷減排行動，促進科研機構(gòu)開展監(jiān)測方面的科研合作與技術交流，特別是衛(wèi)星監(jiān)測合作，具有重要意義。




責任編輯： 李穎