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甲烷减排箭在弦上

来源:中国能源报 作者:朱妍 人气: 发布时间:2021-04-05 16:08:01

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山西省沁水盆地东南边缘,装机容量120兆瓦的寺河电厂连日来高速运转。与大多数电厂不同,其所用燃料并非燃煤,而是来自附近寺河煤矿、浓度在30%-50%的煤层气。作为亚洲单厂规模最大的瓦斯发电厂,该厂年可消耗井下抽放瓦斯3.85亿立方米,折合纯甲烷1.79亿立方米。

“以甲烷为主要成分,每利用1亿立方米煤层气,相当于减排二氧化碳150万吨。若不加以科学抽采,其温室效应比二氧化碳强23倍。除了生产过程,矿井开采之后遗留的采空区也蕴藏大量煤层气,久而久之很容易释放到空气中。仅山西一省,大约就有3000平方公里采空区。”华新燃气集团蓝焰煤层气公司执行董事田永东告诉记者。

甲烷减排,刻不容缓。

在此背景下,近期发布的“十四五”规划和2035年远景目标纲要首次明确,要“加大甲烷等温室气体控制力度”。生态环境部气候司司长李高于近日透露,“十四五”期间,生态环境部将制定相关行动方案,推动油气、煤炭等领域的甲烷控排工作。“甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,对全球变暖的贡献已达到20%。未来30年,甲烷排放若能减少50%,对全球温升的控制接近0.2摄氏度。看起来不起眼,但现在温升已经超过1.25摄氏度,减少0.2度是一个非常突出的贡献。”

我国有一半左右甲烷排放来自能源生产活动,这意味着油气、煤炭领域的甲烷减排行动箭在弦上。

企业缺乏加大减排投入的主动性

在大气中,每千克甲烷的气候暖化效应是等量二氧化碳的120倍,且排放20年后,该数值仍高达84倍。国际能源署(IEA)发布的《世界能源展望2019》显示,以泄漏最严重的10%煤矿来算,甲烷暖化效果与其开采出来的煤炭全部燃烧相当。

应急管理部信息研究院能源安全研究所所长韩甲业告诉记者,即便停止生产,废弃矿井仍会持续排放甲烷。“以井工开采为主的方式,遗留下大量瓦斯资源。在生产过程中、矿井关闭后,采空区产生裂隙,井下瓦斯由此散发到地表,这就是一种甲烷排放。目前,我国对废弃矿井瓦斯利用尚处于摸索阶段,研究表明,到2030年,我国废弃矿井数量将达到1.5万处,若不加以控制,排放将随之大大增加。”

记者了解到,煤炭行业的甲烷减排潜力巨大。“近年来,我国在煤矿瓦斯及煤层气抽采方面取得很多进展。但与其他领域有一个很大区别就是,抽采的首要目的是保障煤矿生产安全,对减排的认识则是一个逐渐提高的过程。”一位不愿具名的煤企人士坦言,从开采、加工、运输到使用,煤炭全生命周期均有甲烷排放,而减排就伴随着一定成本,“若不是出于安全生产要求,或采出有经济效益的煤层气资源,企业很难主动加大减排投入。”

类似情况,也存在于油气领域。目前,油气行业甲烷控制主要出于两方面考虑,一是作为资源利用,企业主动回收;二是在污染防治要求下,协同控制甲烷。“甲烷是天然气的重要组成部分,油企更多将其视为一种资源,即便回收利用,第一也是考虑成本和收益问题。”中国环境与发展国际合作委员会特邀顾问张建宇直言,尤其在“30·60”双碳目标提出之前,甲烷减排还未上升到应对气候变化的高度,“未来,随着回收利用成本逐步提高,若不加严要求,企业进一步减排的积极性难免下降。”

面临技术、成本、管理等多道难题

记者了解到,甲烷减排还面临技术、成本、管理等多重难题。

“我们去过英国、德国等地,考察废弃矿井瓦斯抽采利用。在矿井关闭之前,通常有专门的公司去做井下疏通、封堵等工程,提前做好准备,正式停产即可开展下一步工作。我国不但缺乏这样的专业公司,有些工作甚至还处于空白。”韩甲业举例,煤矿关闭,原有采矿权随之注销,废弃矿井瓦斯抽采利用的矿权如何申请、程序是什么等,暂无明确政策依据。“煤矿关闭后涌出大量矿井水,如果前期筹备时间过久,矿井水一旦充满采空区,想再抽采利用瓦斯都难。”

韩甲业还称,为稀释瓦斯浓度,煤矿在生产过程中需要通风,大部分甲烷因此释放到大气中。“这部分瓦斯的体量非常大,约占煤炭行业甲烷排放一半以上。但因浓度多在0.2%-0.6%之间,极低浓度导致其利用难度很大,即便是国内已经运行的示范项目,不少也因经济性不佳而暂停。如何实现‘能用尽用’,降低减排成本,对于提升减排效果很关键。”而据统计,在煤炭行业排放中,80%左右的瓦斯浓度均低于1%, 实现安全、经济利用仍是一大行业难题。

由于排放较为集中,油气行业减排相对容易,初期成本也比较低。但到达一定阶段之后,减排成本会呈非线性上升。“甲烷是一种重要商品,油气企业有回收利用的内生动力。这些年也做了大量努力,但有些减排技术并不适用,有些减排成本比较高。”中国石化能源管理与环境保护部绿色低碳处副处长王之茵称。

一位来自中国石油的人士表示,不同石油公司的甲烷排放强度差别较大,其中欧美公司较为先进,我国处于中等水平。“国外公司多采取自上而下的减排方式,通过卫星、无人机等遥测来监控泄露数据。我们认为,要做到彻底减排,需要对每一口井精准管理。比如通过系统建设,测出每个点的泄露情况,提高泄漏点修复率。但从实际来看,对那么多监测点进行投入,规模大、成本高,不太现实。”

张建宇也称,能源行业甲烷减排的管理水平亟待加强。“以油企为例,目前普遍采用排放系数核算法,得出一年的排放水平。但不同企业之间的开采、生产技术及设备新旧程度存在差别,通过实地监测法摸清底数,在可靠数据的基础上对标管理,才能弄清楚采取哪些手段、可降低多少排放。”

加大减排和利用才是最终目标

值得关注的是,部分企业已率先宣布甲烷减排目标。在3月29日举行的2020年度业绩发布会上,中国石化董事长张玉卓表示,中国石化承诺到2025年,将甲烷排放强度降低50%。在早前发布的《甲烷排放管控行动方案》中,中国石油方面表示预计到2025年,将甲烷排放强度在2017年的基础上降低62.3%,实现油气行业气候倡议组织提出的甲烷排放强度控制在0.2%的目标。

“我们将从政策、技术、标准等方面采取措施,推动形成控制甲烷排放相关体系。”李高透露,下一步将修订煤层气(煤矿瓦斯)排放标准,强化标准执行,完善温室气体减排机制资源管理办法;进一步发挥市场机制,在减排的同时想办法实现更好利用,与企业共建一批推动甲烷控制和利用的示范项目和工程,达到降低减排成本的效果。

中国矿业大学(北京)管理学院教授张博称,此前很长一段时间,我国对甲烷减排的顶层设计不足,现有管控措施多出于安全生产、能源利用等考量,缺乏促进减排行动的纲领性、可操作性制度。此外,我国对人为源甲烷排放的认识仍不完整,基础数据不确定性普遍较大。“甲烷排放来源复杂多样,涉及行业的差异较大。建议基于国家级、省市级、企业级清单编制方法,建立独立、可靠的实地监测机制,形成完整、准确的清单数据库和分析平台,提高数据透明度,积累甲烷排放监测、报告与核查经验。尤其是能源行业,减排潜力巨大,应作为前期减排对象与能力建设的关注重点。”

田永东认为,将煤层气利用纳入到碳交易市场,可进一步体现碳减排的市场价值,反过来也能推动其开发利用。“近年来通过参与国际碳排放权交易,寺河电厂就额外创收6亿元,这笔收益再用到煤层气开采利用上来,进而实现良性、可持续发展。”

“甲烷减排兼具环境、安全及社会等多重效益。数据只是基础,减排和利用才是目标。”张建宇表示,除了成本投入,能源企业也要看到甲烷减排带来的经济效益、就业机会等,应将其纳入碳达峰、碳中和目标体系,加强管理、提早减排。

评论 | 部署甲烷减排拖延不得

“十四五”规划和2035年远景目标纲要首次提出的甲烷排放控制,给甲烷排放大户——煤炭、油气企业提出了全新挑战。

甲烷是天然气、页岩气、煤层气、煤矿瓦斯的主要成分,因此甲烷减排任务的确立,对于煤炭、油气等能源企业的影响之大不言而喻。但作为第二大温室气体,甲烷减排势在必行。面对绿色发展这一不可逆的大趋势,企业不能有任何侥幸心理,顺势而为,及早部署甲烷减排工作才是务实之选、明智之举。

可喜的是,我国已经积累了大量有效的甲烷治理经验,相关成功案例也不在少数。例如,在整治一度让煤炭生产成为高危行业代名词的“瓦斯事故”方面,我国于2005年成立了“煤矿瓦斯防治部际协调领导小组”,此后16年间瓦斯防治工作交出高分答卷,刚刚过去的2020年更是取得历史最佳成绩:新中国成立以来首次实现全年未发生一次死亡10人以上的重大煤矿瓦斯事故;全国24个产煤省区市中有18个实现瓦斯“零事故”,全国煤矿瓦斯事故起数、死亡人数比领导小组成立之初的2005年分别下降98.3%、98.6%。

但需要注意的是,上述工作的核心目标在于提升生产安全,而甲烷减排工作的主要目的在于实现清洁低碳。纵向来看,后者更像是前者的“升级版”,是新的发展阶段提出的全新目标。如果对这一巨大变化没有新认识、新对策,企业就将“逆水行舟”,不仅不利于温室气体减排目标的达成,更无助于企业培育市场竞争力。

办法总比困难多。在“30·60”双碳目标下,化石能源生产企业面临的生存发展压力必将越来越大,这对于实现甲烷减排的技术创新、项目建设等,既是巨大挑战,也是动力之源。在此背景下,企业的认真准备、提前谋划就显得尤为重要。

事实上,部分企业已经宣布了颇具雄心的甲烷减排目标。例如,3月29日,中国石化作出承诺,到2025年将甲烷排放强度降低50%;中国石油也在此前表示,2025年甲烷排放强度比2017年降低62.3%,实现油气行业气候倡议组织提出的甲烷排放强度控制在0.2%的目标。甲烷排放强度的大幅下降,不仅表明了企业减排的决心之大,也从侧面反映出甲烷减排的空间之大。

需要强调的是,甲烷减排不是相关企业的独角戏,主管部门绝不能缺位。像二氧化碳减排一样,甲烷减排行动在绝大多数情况下也并非企业自发的市场行为;推动温室气体减排,政府主管部门的重要作用再怎么强调也不为过。如何设定总量目标、减排节奏,如何构建政策体系、市场机制,如何确定奖惩措施、督促执行……这一系高难度的重要工作事关减排成败,都离不开相关主管部门的积极作为。参考全球范围内二氧化碳减排的先行经验,可以毫不夸张地说,如果没有良好政策体系的保驾护航,按期完成甲烷减排目标绝无可能。

一分部署,九分落实。“十四五”规划已经为甲烷减排提出了要求、指明了方向。抓紧落实、落细,是行业企业、主管部门的职责所在。尤为值得一提的是,目前距离碳达峰只有10年时间;从碳达峰到碳中和的时间间隔也只有30年时间,而西方发达国家的时间间隔短则40年,长则70年。碳减排时间紧迫、任务艰巨。部署甲烷减排,宜早不宜迟。

(编辑:逍遥客)

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