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《甲烷排放控制行动方案》发布,中国开启甲烷减排新征程

发布于 2023-12-26
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傅莎、梅程程、陈灵艳、李曼琪

甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,基于最新的IPCC第六次评估报告,其在百年尺度下的全球增温潜势是二氧化碳的27.9倍,二十年尺度下为81.2倍。相比二氧化碳,甲烷的减排可在短期内迅速降低温室气体浓度,控制全球温升,对实现全球气候目标具有重要意义。中国甲烷排放量居世界首位,基于可得的最新官方清单数据,2014年中国甲烷排放为5529.2万吨,是同期第二名美国的两倍[1][2];2021年,根据欧盟联合研究中心的测算,中国甲烷排放占全球总排放的19%左右[12]。因此,中国的甲烷减排对全球实现1.5度温升目标以及避免短期内的温升过冲意义重大,同时还能改善本土空气质量,带来经济和健康方面的效益[6]。

近年来,甲烷控排已成为全球气候治理的重要议题之一屡次出现在国际气候谈判议程上,中国也高度重视甲烷控排以推动全球气候治理。尤其自“双碳“目标提出以来,中国国家领导人多次在重要国际场合表示将加强甲烷等非二氧化碳温室气体管控。2021年,COP26期间,中美于格拉斯哥发表联合宣言表示将加强两国在甲烷减排议题上的合作。2023年11月,中美气候特使会晤后两国联合发布《关于加强合作应对气候危机的阳光之乡声明》,决定加速气候行动,聚焦甲烷减/控排等气候变化关键领域的合作。

2023年11月7日,COP28前夕,中国发布了《甲烷排放控制行动方案》(以下简称《方案》)。作为中国开展甲烷排放管理控制的顶层设计文件,《方案》明确了“十四五”和“十五五”期间甲烷控排的主要目标;在此基础上,提出MRV(监测、核算、报告和核查)、技术和标准体系构建,能源、农业、垃圾和污水处理领域控排,污染物与甲烷协同控制,全球治理合作等八项重点任务,并提出四项措施以促进方案落实。据专家估算,《甲烷排放控制行动方案》落实后,中国有望在2030年实现500万吨的甲烷减排量[3]。《方案》亮点和初步解读如下:

一、为中国开展甲烷治理工作提供全面、系统的顶层设计

作为中国第一份开展甲烷控排的顶层设计文件,《方案》的出台是中国政府在“双碳”背景下对于甲烷控排工作重要性的官方认可。强调统筹协调、分类施策和稳妥有序的工作原则,《方案》中给出了中国主要时间节点2025年和2030年分部门、分领域甲烷控排的主要目标(表一)。其中,煤矿瓦斯利用、生活垃圾资源化利用和污泥无害化处理领域延续和强调了相关行业政策里的现行目标,突出中国在控排工作中将甲烷视作资源,强调综合利用的工作重点。可以看出,甲烷工作的时间安排与推进2030年二氧化碳排放达峰基本保持一致,并聚焦于近中期可实现的“低垂的果实”[4]。

实现“2060年前碳中和”目标要求2060年甲烷排放相较于2020年下降60%左右[13],其中煤炭甲烷和固体废弃物是近中期的主要减排潜力来源,但2030年后仍有近一半的甲烷减排潜力存在水稻种植、污水处理等难减排部门和废弃矿井等,是实现“碳中和”绕不开的“硬骨头”[5]。因此,仍然需要制定与“2060碳中和”路径相匹配的中长期甲烷减排目标和行动策略。

表一《甲烷排放控制行动方案》目标

 

2025

2030

MRV

甲烷排放统计核算、监测监管等基础能力有效提升

甲烷排放统计核算、监测监管等基础能力明显提升

能源

煤矿瓦斯年利用量达到60亿立方米

煤矿瓦斯利用水平进一步提高

逐步实现陆上油气开采零常规火炬

油田伴生气采气率达到国际先进水平

农业

单位农产品甲烷排放强度稳中有降

畜禽粪污综合利用率达到80%以上

单位农产品甲烷排放强度进一步降低

畜禽粪污综合利用率达到85%以上

废弃物管理

城市生活垃圾资源化利用率和城市污泥无害化处置率持续提升

全国城市生活垃圾资源化利用率达到60%左右

城市污泥无害化处置率达到90%以上

 

污染物协同控制

污染治理与甲烷排放协同控制能力明显提升

 

政策体系

政策、技术和标准体系逐步建立

政策、技术和标准体系进一步完善

二、高质量的甲烷排放数据是有效控制甲烷排放的关键基础和重要前提

此次《方案》在目标层面明确提出,到“十五五”末要“显著提升甲烷排放统计核算、监测监管等基础能力”,并将甲烷排放统计监测工作放在重点任务的首要位置,充分显示了数据基础在推进甲烷管控工作中的重要作用,以及中国对夯实数据基础工作的重视。文中还从多角度提出了提升排放监测核算工作的系列措施,如加强监测体系,核算报告核查制度建设、数据信息化管理,制定修订相关技术规范、加强技术创新、能力建设等内容。在监测和统计核算方面提出,依托现有的生态环境监测体系,开展甲烷环境浓度监测,逐步建立“空地一体化”的甲烷监测体系,并推进建立重点行业企业的甲烷排放核算和报告制度,推动煤矿、油气田、养殖场、垃圾填埋场及污水处理厂等大型排放源定期报告甲烷排放数据;结合国家和省级温室气体清单编制工作,逐步实现甲烷排放常态化核算。

甲烷排放的不确定性远高于二氧化碳,2017年不同机构清单对中国人为甲烷排放量估算范围达4000-7070 万吨 [4]。中国甲烷统计监测基础较为薄弱。尽管已在积极行动,包括初步试点监测大气甲烷浓度,通过温室气体清单收集甲烷排放信息,研究卫星反演比对核算数据,并对重点排放源进行摸排和研究等;但甲烷气体所涉排放源和行业复杂多样且差异较大,缺乏有效的监测技术和措施,对推动甲烷减排工作带来挑战。以煤炭甲烷排放为例,近年来出于安全生产和淘汰落后产能需求,中国不断关停小煤矿,全国煤矿数量已大幅减少,然而关闭/废弃矿井不断增加,预计 2030 年将达到1.5万处,将产生大量甲烷逃逸排放。然而相关矿井信息(分布、地质条件)和排放情况,还有待进一步研究实测、监测和纳入排放清单。中国油气行业排放因子大多借鉴加拿大油气行业因子,且年份相对较早(2005 年),急需建立本土化的行业排放因子。农业方面,水稻品种更新频繁,受气候条件影响大,给甲烷排放数据确认带来难度。相关甲烷排放源的空间尺度数据基础更为薄弱。未来有待进一步摸清中国甲烷排放的家底,完善和突破监测技术和核算方法,逐步覆盖更多更精细的排放源,建立健全科学有效的数据MRV体系和管理能力,提升数据质量,为落实甲烷行动方案和更精确、科学的决策提供依据。

三、强化污染物与甲烷协同控制措施,推进协同增效

《方案》进一步延续了减污降碳协同治理的思路,从甲烷减排目标出发,强调污染物与甲烷在控制措施和治理技术路线方面的协同。文件指出要“充分利用现有生态环境法规标准政策,构建污染物减排与甲烷排放控制一体推进的治理体系”,并重点指出工业生产、垃圾填埋场、污水处理厂、车船等与甲烷同根同源领域的协同重点。

作为臭氧的重要前体物之一,甲烷是造成近地面臭氧污染的主要因素。甲烷排放相关的生活垃圾等废弃物处理不当,也会通过渗滤液和垃圾恶臭等污染环境和空气。推动甲烷减排一方面可以实现与挥发性有机物(VOCs)和废弃物的协同管控,通过一体化治理形成政策合力,在工业、煤油气、城镇生活等源头加强协同控制。另一方面,也可以有效减少近地面的臭氧污染,正如IPCC AR6报告所述,尽早实行甲烷和臭氧其他前体物的协同减排能有效改善全球对流层臭氧污染,在减缓气候变化的同时,产生更高的环境和健康效益[7][8]。

四、综合考量成本效益,明确甲烷控排技术路线图

《方案》将技术和技术创新驱动甲烷控排放在关键位置,提出加强关键技术的研发创新和控排技术示范工程建设,并将甲烷控排相关技术纳入国家重点推广的低碳技术目录。更值得注意的是,《方案》在各重点控排领域中明确下一步工作中首要推广的控排技术路线(见下表二)。甲烷控排对大多数利益相关方而言仍非常陌生,《方案》相当于他们近中期工作的“指南针”,指出了可供评估和选择的控排技术方案,促进施策过程更加有的放矢和高效。

然而,在当前甲烷工作基础上,仍存在很多成熟、可行的控排技术方案暂未纳入《方案》中。一方面,包括煤矿瓦斯抽采利用和稻田节水灌溉等技术的成本核算受外部条件(如,地质条件、施策交易成本等)影响较大[4],项目成本收益核算的不确定性导致部分低成本甚至负成本技术尚未被充分考虑、推广[9]。另一方面,在煤炭甲烷控排的技术选择上,《方案》侧重于煤矿瓦斯抽采利用,对占比逐渐上升的逸散排放源(如,露天矿开采、通风瓦斯、废弃矿井等)[14]的关注不够。因此,在未来构建甲烷控排、减排技术和标准体系时,不仅需要提升技术经济信息质量,综合核算技术的成本效益,同时也应扩大控排技术目录覆盖的领域与范围。此外,包括通风瓦斯利用在内的成本效益不高的技术仍在等待成熟的市场机制和商业模式以促进推广,肠道发酵和水稻种植领域的控排技术也缺乏合适的市场激励和商业实践,使得在生产者和生产企业层面缺乏动力主动采取控排技术。因此,《方案》在未来的落地实施过程中也需考虑逐步配套更多政策安排和支持措施,鼓励商业机构探索甲烷资源化利用的市场机制和商业模式,促进甲烷控排技术的顺利推广以及甲烷资源的有效回收和利用。

表二 《甲烷排放控制行动方案》各行动领域推广技术路线

领域

推广技术路线

能源

(煤矿/田)伴生气与放空气回收利用

油气泄漏检测与修复技术

农业 – 粪便管理

粪污密闭处理,气体收集利用或处理

规模化沼气/生物天然气工程

农业 – 肠道发酵

选育高产低排放畜禽品种、低蛋白日粮、全株青贮技术

合理使用基于植物提取物、益生菌等饲料添加剂和多功能营养舔砖

实施精准饲喂、探索高产低排放技术

农业 – 水稻种植

稻田水分管理、稻田节水灌溉技术

有机肥腐熟还田

选育推广高产、优产、节水抗旱水稻品种

示范好氧耕作技术

废弃物管理

污泥厌氧消化生产沼气

污染物协同控制

油气开采领域使用烃蒸气回收利用、作业密闭化改造、安全氧化燃烧等一体化技术

畜禽养殖粪污固液分离、分质处理、深施还田

高浓度有机工业废水高效产甲烷与高效处理技术

五、完善经济激励政策体制,全面调动控排单位积极性

在现有针对甲烷资源(以高浓度煤矿瓦斯和煤层气为主)回收利用的补贴和税收优惠的基础上,《方案》完善了对其他重点控排领域的经济激励政策,包括将甲烷减排项目纳入生态环境导向的开发项目,研究农业甲烷减排奖补政策,以及再次强调将符合条件的甲烷利用和减排项目纳入温室气体自愿减排交易机制(CCER)涵盖范围。其中,农业减排奖补政策填补了这一领域的激励政策空白。农业,特别是种植业,将是中国最难实现甲烷减排的领域,主要原因在于以小农经营(平均耕地面积小于0.5公顷)为主的农业耕作模式阻碍了新技术的推广[10],若无激励政策或明确的收入提升,新技术在农田(家庭牧场同理)的推广将举步维艰。而当奖补政策成形并实施,一方面将激励农场经营人员和农业从事人员在事前采取措施以降低甲烷的排放,如精准饲喂和使用低排放饲料添加剂;另一方面,与CCER机制有机结合后,避免的甲烷排放或加以资源化利用的甲烷气体也可带来额外的经济收入。所以应明确对甲烷控排、减排项目的投资变现渠道,激励私营企业对农业减排技术方案进行投资。与此同时,《方案》鼓励气候投融资项目考虑甲烷控排工程,解决中小型甲烷控排单位(如小型煤矿、小型垃圾填埋场及家庭农场)缺乏信用体系[11]、融资难等困境,充分调动各利益相关方关注并参与甲烷控排行动的主动性。

六、建立系统性治理体系,因地制宜分类施策

甲烷减排需要多部门协作。甲烷排放涉及能源、农业和废弃物三个主要排放源,且每个部门细分行业多,领域专业性强、监管复杂分散。甲烷减排管控工作涉及多类行政管理环节,包括制定国家总体战略,将甲烷控排纳入应对气候变化治理体系,排放监管和资源化利用,防止管道输送和运输过程中的甲烷排放泄露,煤炭、油气开采过程的甲烷排放(如通风和泄露)防爆安全监管,矿产资源管理以及激励措施等[4]。探索建立系统性的治理体系,涉及众多管理部门,如国务院、生态环境部、发改委、能源局、住建部、农业农村部、应急管理部、自然资源部等机构。《方案》的研究制定和出台过程,也涉及跨部门的论证和横向协调。以废弃物甲烷相关的厨余垃圾管理为例,不同的垃圾性质和处置方式涉及到城管、环境、住建等多部门协调治理。《方案》从数据分享、行动方案落实机制的角度对跨部门工作做出了指导。未来在落实方案的过程中,需要进一步加强跨部门的沟通协调,建立常规的跨部门协作机制,并明确各部门的责任及分工,以促进甲烷控排工作在机制、体制上的协同推进。

实施甲烷行动方案更需要地方行动之间的协调。新出台的行动方案中也特别强调了,要“坚持分类施策。遵循甲烷排放管理科学规律,兼顾不同领域、不同地区特点和差异,分类施策,试点探索,扎实推进甲烷排放控制”。中国甲烷排放在空间上分布不均衡,总体上呈现华北、西南及东南地区地区相对集中排放,而西北地区的排放量相对较低的特征。这主要与各地的资源环境、人口密度和经济情况等排放源结构性差异密切相关。农业相关的甲烷排放,集中在长江中下游、珠江三角洲及成都平原等水稻主产区,以及西南及西北如四川、甘肃、内蒙古等畜牧业发达区域。能源相关的甲烷排放,主要来自于山西、陕西、内蒙古、贵州等煤矿开采活跃区和废弃矿井集中地区,以及东北华北等油气资源富集区。而随着城镇化的不断发展率提升,人口密度大、经济发达的中东部地区,如广东、山东、江苏等地是废弃物甲烷排放的主要来源。随着中国甲烷排放基础工作和研究的深入和行动方案的进一步实施,将有望在相关行业和地方开展更多甲烷控排的有益尝试和探索。在加强顶层设计指导的同时,要充分结合地方和行业特性,因地制宜的设计和提出符合各地情况的、差异化的甲烷减排战略和路径。

促进《甲烷排放控制行动方案》全面实施的建议

结合基金会在甲烷领域开展的工作,我们对中国全面、有序落实推进《甲烷排放控制行动方案》工作提出如下建议:

  • 顶层设计方面,进一步明确甲烷减排目标和战略,加强近中期和中长期目标和行动的衔接,提出可行的时间表和路线图。从减缓气候和甲烷资源利用并行的角度出发,研究与制定与面向2035年国家自主贡献减排目标,和“2060前碳中和”路径相匹配的甲烷减排路径和策略,探索更具气候雄心的甲烷减排目标和行动。
  • 加强跨部门协调,关注重点行业和难减排部门的基础性工作和技术支持。加强对煤矿逸散排放源(包括通风瓦斯、露天矿开采、废弃矿井)、牲畜肠道发酵和水稻种植甲烷控排的全面重视,同时明确各部门监管职责,建立跨部门、地区的沟通协作机制,如农业与废弃物处理领域合作机制等。
  • 促进重点行业部门和区域先行先试。积极开展重点行业和区域层面的甲烷减排路径探索和试点,在充分了解不同部门和地区的甲烷分布情况和典型排放源的排放特征的基础上,先行先试,研究制定行业和区域层面的减排战略路径。
  • 提出成本效益高的甲烷控减排技术解决方案。结合国家甲烷减排目标,研究符合行业部门需求的甲烷控减排的支撑性技术路线图,尤其关注减排协同效益高的技术,充分考虑技术开发周期和规模化应用的交易成本,为技术的进一步推广应用提供创新的商业模式和良好的政策环境。
  • 进一步夯实数据质量,为甲烷控减排研究和决策提供科学支撑。推动尽快出台MRV技术指南,推进完善的MRV体系,夯实数据基础,建立更系统性和精细的排放数据库(如空间尺度),加强“自上而下”和“自下而上”的数据采集和分析能力;建立和完善甲烷清单方法学,包括本地化排放因子研究和更新,以及建立时序性和覆盖范围完整的甲烷清单制度,提高数据质量;以及前瞻性探索研究与新型甲烷监测技术,如卫星监测,相互匹配的MRV体系。
  • 进一步研究建立甲烷和污染物协同治理的综合战略。通过研究制定更精细化的协同机理和机制,并进一步识别重点协同的领域和措施,增强甲烷减排的协同效益,提升公众健康、改善环境质量。
  • 创新市场机制,激励甲烷减排。大力探索基于市场的解决方案,包括探索将甲烷纳入国家和地方碳排放权交易市场,并通过开发新的CCER方法学促进甲烷减排技术自下而上的采纳和推广。同时尝试通过绿色金融、绿色信贷和专项基金等渠道为技术创新提供支持,并撬动社会资本参与农业和废弃物甲烷减排、甲烷资源化回收利用等风险投资和公私合作伙伴关系。
  • 加强甲烷领域的国际经验交流和最佳实践分享,充分利用已有的国际对话和合作机制,如中美“21世纪20年代强化气候行动工作组”、南南合作、带路倡议、中美/中欧二轨对话等,组织国家、地方、行业层面,围绕甲烷减排的政策、措施和技术开展交流和合作。

能源基金会持续关注和支持中国甲烷行动相关的行动和研究,包括整体减排战略和路径、主要排放部门减排技术路线图、MRV体系建立和完善、技术标准和激励政策、国际合作与对话等议题;并深入地方层面的实践研究,将方法学、减排技术和管控措施真正落到实处。近期,能源基金会与美国马里兰大学联合八家国际研究机构发布研究报告《中美甲烷减排合作路线图:甲烷排放、减排潜力与政策》,对中美甲烷减排相关的机遇和挑战从排放清单编制、政策和标准以及技术推广应用等方面进行了全新和深入分析。特分享此文,以飨读者,报告全文链接如下:https://www.efchina.org/Reports-zh/report-lceg-20221117-zh

 

参考文献:

[1]. 生态环境部. (2018).《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》.

[2]. IEA. (2023). Global Methane Tracker 2023. https://www.iea.org/reports/global-methane-tracker-2023/the-case-for-methane-policy-and-regulation

[3]. 生态环境部. (2023). 推动我国甲烷排放控制迈上新台阶. https://www.mee.gov.cn/zcwj/zcjd/202311/t20231110_1055711.shtml

[4]. 余莎等. (2023). 中美甲烷减排合作路线图:甲烷排放、减排潜力与政策. 马里兰大学和能源基金会. https://www.efchina.org/Reports-zh/report-lceg-20221117-zh

[5]. 清华大学,中国人民大学,中国环境科学研究院. (2022). 中国非二氧化碳温室其他减排路径与战略研究报告.

[6]. UNEP. (2011). Near-term Climate Protection and Clean Air Benefits: Actions for Controlling Short-Lived Climate Forcers.

[7]. IPCC. (2023). AR6 Synthesis Report: Climate Change 2023. https://www.ipcc.ch/report/sixth-assessment-report-cycle/

[8]. 北京大学. (2023). 中国臭氧、颗粒物和温室气体协同控制的中长期战略研究. https://www.efchina.org/Reports-zh/report-cemp-20230725-zh

[9]. Lin, J., Khanna, N., Liu, X., Teng, F., Wang, X. (2019). China’s non-CO2 greenhouse gas emissions: Future trajectories and mitigation options and potential. Scientific reports, 9(1), 16095.

[10]. 夏志坚. (2023). 稻田甲烷减排:中国水稻种植正在发生的变化. 中外对话.

[11]. 马骏, 孟海波, 邵丹青等. (2021). 绿色金融、普惠金融与绿色农业发展 . 金融论坛

[12]. EU Joint Research Centre. (2023). Global Greenhouse Gas Emissions EDGAR v.8.0. https://edgar.jrc.ec.europa.eu/dataset_ghg80

[13]. 滕飞. (2023). 未来我国甲烷排放的情景及减排潜力的研究.绿色创新发展研究院iGDP.

[14]. 刘文革, 徐鑫, 韩甲业, 王勃, 李志, 严媛. (2022). 碳中和目标下煤矿甲烷减排趋势模型及关键技术. 煤炭学报(001), 047.

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