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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

中国能源行业甲烷逃逸排放估计方法及减排策略分析

2024-02-19


创新点


我国能源行业甲烷逃逸排放估计结果:

对于煤炭甲烷逃逸排放而言 , 观察到排放峰值约为2600万t ,  出现在 2012 年前后 。在2020年之后 , 煤炭甲烷逃逸排放会出现一个小的极值 , 极值的数值在不同情景中有所差异 。高排放煤矿是 2020 年前煤炭甲烷逃逸排放的主要贡献者 ,  在2060 年前后低排放煤矿和废弃煤矿可能成为煤炭甲烷逃逸排放的最大排放源 。从敏感性分析的角度看 , 提升煤炭甲烷回收利用率具有最为高效的甲烷减排效果 , 但是煤矿全生命周期的管理也具有积极意义 ; 尤其是在未来中国煤炭需求预期平稳下落的条件下 , 积极推动煤矿生产结构平稳调整 , 加强退役煤矿排放管控 , 仍有望降低煤炭甲烷的总体排放。

对油气领域,1995—2018间 ,  中国油气领域甲烷排放快速增长 。甲烷排放量从1995年的20.84万t增加到2018年的143.03万t。2018 年的甲烷排放量不确定度约为 3% 。2018—2060 年,中国油气部门的总排放将迅速上升并逐渐下降 。不同情景预测得到的甲烷排放的峰值在28.50~23.50万t之间变化 。天然气部门的排放是总甲烷排放量变化的主要推动因素 。与天然气相关的排放源贡献了 大部分甲烷排放 。井下排液 、集气站和调压站是三大关键排放源 , 它们不仅是历年甲烷排放的主要贡献者 , 也是排放量增长的主要拉动者 。 甲烷排放受天然气产量和进口增加的推动 , 这反映了经济发展和能源结构调整给甲烷排放变化带来的影响 。技术发展对甲烷排放的减缓潜力仍然很大。

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中国能源行业甲烷逃逸排放估计方法

及减排策略分析


作者:李政1,2,3, 孙铄1,2,3 , 麻林巍1,2,3

单位:1. 清华大学 能源与动力工程系 2. 清华大学 气候变化与可持续发展研究院 3. 清华大学 新型电力系统运行与控制全国重点实验室


摘要/关键词


摘要:对现有研究中对能源行业甲烷排放开展估计的方法进行梳理 ,  分别总结了测量技术、被测对象、数据处理方案、排放源特点刻画及概率方法的引入等环节上的进展 ,  并概述了现在中国能源行业甲烷逃逸排放估计存在的不足;  同时针对上述不足 ,  提出开展针对性研究的方法框架。研究发现 ,  不论是煤炭领域还是油气领域 , 社会能源总需求对甲烷逃逸排放量的变化都有重要的影响 , 减排技术的应用和推广有着广阔的减排潜力。为了进一步推进能源行业甲烷逃逸排放减排 , 应注重社会能源消费结构的调节 ,  引导煤炭和油气总需求平稳下降; 加强减排技术的推广和利用 , 充分发掘减排技术的潜力。

关键词:能源行业;  甲烷逃逸排放 ;  测量与估计 ;  甲烷减排

政策建议

在煤炭领域 , 首先要继续稳步推进煤炭消费总量控制和煤炭产能结构优化 。更低的煤炭总需求和更高的低排放煤矿比例决定了煤炭甲烷涌出量的基数 , 是控制煤炭甲烷排放的关键条件 。新增煤矿的核准审批工作和煤矿产能控制工作扮演重要角色。 这些工作确保了低效能煤矿有序转型为高效能煤矿过程中全国煤炭供需实现平衡 ,  既不大量过剩 , 也不出现紧缺 ; 同时也影响了更长远时间尺度上煤矿退役的规模 , 进而影响未来因废弃煤矿造成的甲烷排放总量 。其次 , 推广煤炭甲烷回收利用技术 。煤炭甲烷回收利用技术的核心目的是回收煤炭生产过程中各个环节逸散产生的甲烷 , 根据其使用的环节不同 , 产生的气体中甲烷浓度各有差异 ,  而备选的技术选项也各有不同 。最后 ,  注重废弃煤矿的管理 。中国煤矿生产的迅速转型意味着可能存在隐而未现但是影响巨大的废弃煤矿管理问题 , 这一问题将随着煤炭需求下降 、废弃煤矿规模进一步增大而越发明显 。管理废弃煤矿 , 一方面需要合理评估并 采取各种废弃煤矿减排措施 , 如布置抽采设备直接采取废弃煤矿巷道中的甲烷等 ; 另一方面需要摸清底数 , 加大统计工作力度效度 ,  明确了解现有废弃煤矿的规模 、分布等情况。

对油气领域 , 控制天然气需求可能是控制未来甲烷排放最有效也是最具根本性的方法 。其次 , 仍应大力推动甲烷减排技术的开发与推广 ,  同时注重上述应对策略的经济效益 。研究方面 , 应重点关注井下排液 、压缩机等重点排放源 。在未来的研究中 , 还应重点研究这些关键排放源的排放特征 , 进一步提升油气行业总排放量估计准确度 ; 并且在全球范围内的研究进行比较分析时 , 获得对这些排放源特点的更为普遍性的认识。

部分图表


作者简介


李政教授

《煤炭经济研究》副主编

李政,清华大学教授、博士生导师、热能动力仿真与控制研究所所长、气候变化与可持续发展研究院院长,教育部长江学者特聘教授,国家气候变化专家委员会委员,国家生态环境保护专家委员会委员。研究方向为热动力设备及系统建模、仿真与优化,能源系统分析,能源与气候变化战略和政策等。发表学术文章400余篇,主编及参编学术著作10余部,曾获国家科学进步奖二等奖1项,教育部科技一等奖2项及多项其他省部级奖励。


李政,孙铄,麻林巍.中国能源行业甲烷逃逸排放估计方法及减排策略分析[J].煤炭经济研究,2024,44(1):59-65.


  责任编辑:宫在芹

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