|
甲烷（CH4）是一种强势的温室气体，其排放后20年内的增温作用约为二氧化碳的84倍。甲烷贡献了我们今天感知到的由人为造成的全球暖化效应的25%1。 多年以来，美国环保协会就开始关注甲烷排放问题，开展了多个深入的研究项目，并与行业伙伴开展了一系列行动以推动甲烷的监测与减排。2018年7月，美国环保协会在Science(《科学》)杂志发表题为“美国油气行业供应链甲烷泄漏评估”的研究报告2（Assessment of methaneemissions from the U.S. oil and gas supply chain），对美国油气行业的甲烷排放情况与影响进行了深入分析。研究结果显示，2015年，美国油气行业的甲烷实际泄漏量要比美国环保局公布的数据高60%。这一研究结论有助于相关利益方重新认识美国乃至全球石油和天然气行业的甲烷排放问题以及天然气行业减排的潜在气候效益，并可为中国天然气行业的低碳发展和应对气候变化政策的制定提供有益借鉴。
美国环保协会的甲烷泄漏研究文章刊登在2018年7月13日刊出的《科学》杂志上 01 研究背景 甲烷是一种导致全球气候变暖的强效温室气体，尽管甲烷在大气中的寿命只有12年，但它20年的暖化效应是二氧化碳的84倍，100年内的暖化效应是二氧化碳的28倍。我们今天感知到的由人为造成的全球暖化效应的25%归结于甲烷3。大气中的甲烷主要来自煤矿开采、石油天然气生产、垃圾填埋、牲畜、稻田、生物质燃烧等人为源的排放，占全球甲烷排放的50%～65%。根据预测，到2020年全球油气和煤炭开采行业所排放的甲烷将占人为排放量的30%左右，甲烷减排潜力巨大。油气行业甲烷减排具有宝贵的经济、气候和环境价值。根据国际能源署数据，全球每年甲烷的泄漏量超过7500万吨，造成的经济损失达340亿美元，如果这些甲烷能得到有效利用，可以满足世界6%的电力需求。75%的甲烷排放可以用现有的技术进行有效控制，其中50%的减排没有额外成本。 就美国而言，2008年，由于水平钻井和水力压裂技术的发展，美国油气产量大幅增长。美国有超过30个州约100万个油井在生产石油，同时也有许多油井同时生产天然气、石油以及其他液态烃。由于存在甲烷泄漏风险，油气行业的快速发展及天然气的大量使用也引发了人们对其产生的气候影响的担忧。美国油气行业每年泄漏的甲烷足够满足7百万户家庭的供暖和炊事燃料需求，价值约20亿美元，大约相当于240座燃煤电厂排放所带来的气候影响。如果不加以控制，石油和天然气行业的甲烷排放可能会削弱使用天然气带来的潜在气候效益，影响到能源行业的低碳发展。 自2012年起，美国环保协会陆续开展了16个独立的甲烷泄漏研究项目，对６个油气田中433个井场和大量过程设施的甲烷测量值进行了评估。这些研究涵盖了石油和天然气供应链的全过程：包括生产、收集、加工、长输管道、存储和地方配送，以及一些天然气的终端消费者，如商用燃气卡车和加气站。
美国环保协会研究显示，2015年美国油气行业甲烷泄漏量比美国环保局的估计值高60% 02主要发现 研究发现：2015年美国油气行业甲烷的泄漏量为1300万吨，其中85%来自于天然气的生产、收集和处理过程；美国油气行业大多数的甲烷排放源于泄漏、设备故障和其他“非正常”运行情况，而2015年，因这些原因导致的排放对气候产生的影响，与美国燃煤电厂二氧化碳排放造成的影响相当。具体而言： 生产过程 在生产中，主要的甲烷排放源包括生产井的甲烷泄漏、卸液过程中的甲烷泄漏以及用于控制生产井常规功能的气动调节器的甲烷泄漏。研究中监测到的仅基于排放源（source-based）的甲烷泄漏就有320万吨，基于场地（site-based）的甲烷泄漏量（包含排放源）则为760万吨。 收集和处理 这一过程中甲烷的泄漏量为332万吨，同样高于美国环保局温室气体排放清单中274万吨的估算值。采取积极的甲烷泄漏检测和修复政策，将对减少甲烷排放产生重要作用。 运输和存储 研究表明，在运输和存储过程中，甲烷泄漏的主要来源是压缩机泄漏和天然气设备泄漏。 甲烷的泄漏监测中没有包括天然气本地分销和终端使用中的甲烷排放。 对波士顿和印第安纳波利斯两个城市甲烷排放的研究发现：城市天然气输送系统中甲烷泄漏量巨大，尤其是在美国东北部地区配送设施比较老旧的区域。在波士顿，甲烷的泄漏量比官方宣称的数据要高出两倍以上。总体来看，美国环保协会研究计算的2015年美国油气行业甲烷泄漏量要比美国环保局公布的数据高60%。表1比较了本研究实际监测到的甲烷排放量与美国环保局温室气体清单中的甲烷排放量。 表1 美国环保协会实地监测甲烷泄漏量与美国温室气体排放清单数据的差异
03结论与展望 通过对16个独立的甲烷排放研究的结果进行综合分析，美国环保协会得出结论：2015年美国油气行业甲烷泄漏量要比美国环保局估计的高出60%，即比美国环保局估算的800万吨的泄漏量高出500万吨左右；通过科学研究和实践，美国环保协会找到了可行的、具有成本效益的解决方案，例如与全球有影响力的油气企业合作，帮助他们制定甲烷泄漏清单；通过技术的创新与应用，开发新的解决方案；例如即将于2021年发射的用于甲烷监测的卫星将几乎能监测到地球上任何一个角落的人为甲烷排放，卫星所获得的数据将与公众免费共享，从而帮助政府和企业追踪甲烷泄漏问题。 鉴于甲烷泄漏的确凿证据，研究建议相关利益方立刻采取行动，美国环保协会也将与决策者以及油气行业分享该研究的方法和内容，进一步推动联邦与州政府立法控制甲烷污染。 [1] 美国环保协会根据政府间气候变化专门委员会第5次评估报告（IPCC AR）相关成果计算得出（ IPCC AR5 WGI Ch. 8, http://www.ipcc.ch/report/ar5/index.shtml） [2] Alvarez, R. A., Zavala-Araiza, D., Lyon, D. R., Allen, D. T., Barkley, Z. R., Brandt, A. R., … Hamburg, S. P. (2018). Assessment of methane emissions from the U.S. oil and gas supply chain. Science, 361(6398), 186. https://doi.org/10.1126/science.aar7204 [3] Solomon, Susan, et al. “IPCC Fourth Assessment Report (AR4).” AR4 SYR Synthesis Report Summary for Policymakers - 2 Causes of Change, 2007, www.ipcc.ch/publications_and_data/publications_ipcc_fourth_assessment_report_wg1_report_the_physical_science_basis.htm. （编辑：Wendy） |
