【学术研究】碳中和目标下我国天然气行业甲烷排放控制及相关科学问题

　第３０卷第４期中　国　矿　业　２０２１年４月ＣＨＩＮＡ　ＭＩＮＩＮＧ　ＭＡＧＡＺＩＮＥｌ．３０，Ｎｏ．４　ＶｏＡｐｒ．　２０２１　矿业综述　碳中和目标下我国天然气行业甲烷排放控制及相关科学问题仲　冰１，张　博１，唐　旭２，高俊莲１，孙旭东１（１．中国矿业大学（北京）管理学院，北京１０００８３；２．中国石油大学（北京）经济管理学院，北京１０２２４９）摘　要：天然气是我国实现２０３０年碳达峰和２０６０年碳中和目标的重要能源，但是天然气供应链从勘探开发到终端消费的每个环节都存在甲烷逃逸问题，因而甲烷减排成效将影响天然气在我国现代清洁能源体系中的地位及其在能源转型中的作用。本文从天然气行业甲烷排放特征入手，分析了天然气系统甲烷逃逸排放核算方法，梳理了甲烷排放测量与控制技术，进而明确了我国天然气行业甲烷排放控制工作亟需解决甲烷减排顶层制度与政策工具设计、空天地一体化甲烷排放测量技术体系构建、多尺度多层级甲烷排放清单数据库与信息平台建设、全产业链甲烷减排技术研发与工程示范等科学问题，最后从政府层面、行业层面和企业层面，分别提出了加强我国天然气行业甲烷排放控制的对策建议。关键词：碳中和；甲烷排放；天然气行业；测量技术；减排技术中图分类号：Ｆ４０７．２２；Ｘ７４；ＴＥ６４　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４－４０５１（２０２１）０４－０００１－０９Ｍｅｔｈａｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｓａｎｄｒｅｌａｔｅｄｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｉｓｓｕｅｓｉｎ　Ｃｈｉｎａ  ｓｎａｔｕｒａｌ　　　　　　　ａｓｏａｌｉｎｄｕｓｔｒｕｎｄｅｒｔｈｅｏｆｃａｒｂｏｎ　ｎｅｕｔｒａｌｉｔ　　　　　ｇｇｙ　ｙＺＨＯＮＧ　Ｂｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧ　Ｂｏ１，ＴＡＮＧ　Ｘｕ２，ＧＡＯ　Ｊｕｎｌｉａｎ１，ＳＵＮ　Ｘｕｄｏｎｇ１（１．Ｓｃｈｏｏｌｏｆ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｉｎｇ），Ｂｅｉｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；　ｙ　ｊｊ（），，２．Ｓｃｈｏｏｌｏｆ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｃｈｉｎａ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＢｅｉｉｎＢｅｉｉｎ１０２２４９Ｃｈｉｎａ）　　　ｙ　ｊｇｊｇ　ｓａｋ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｔｕｒａｌｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｎｅｒｆｏｒ　Ｃｈｉｎａｔｏ　ｃａｒｂｏｎ　ｄｉｏｘｉｄｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｂｅｆｏｒｅ２０３０ａｎｄ　　　　　　　　ｇａｐｅｇｙ　ｃａｒｂｏｎ　ｎｅｕｔｒａｌｉｔｆｏｒｅ２０６０，ｂｕｔｈｅｓｓｕｅ　ｗｉｔｈ　ｍｅｔｈａｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｕｎｓｈｒｏｕｇｈｏｕｔｈｅｅｎｔｉｒｅａｃｈｉｅｖｅ　　　ｔ　ｉ　　ｒ　ｔ　ｔ　ｙ　ｂｅｓｕｐｐｌｃｈａｉｎ　ｏｆｎａｔｕｒａｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｍｅｔｈａｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｗｉｌｌｔｈｅｎ　ａｆｆｅｃｔｔｈｅｓｔａｔｕｓ　ｏｆｓ．Ｔｈｅ　　　　　　　ｙ　ｇａｎａｔｕｒａｌｓｒｉｎ　Ｃｈｉｎａ  ｓ　ｍｏｄｅｒｎ　ｃｌｅａｎ　ｅｎｅｒｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄｉｔｓｒｏｌｅｉｎｔｈｅｅｎｅｒｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ　ｓｔａｒｔｓ　　　　　　　　ｇａｐａｐｅｇｙ　ｇｙ　ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆｆｕｇｉｔｉｖｅ　ｍｅｔｈａｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｉｎｔｈｅ　ｎａｔｕｒａｌｓｉｎｄｕｓｔｒａｎａｌｚｅｓｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｗｉｔｈ　　　　　　　　　　ｇａｙ，ｙｃｏｍｐｉｌｉｎｇｔｈｅｎｖｅｎｔｏｒｆ　ｍｅｔｈａｎｅｓｓｉｏｎｓｒｏｍ　ｎａｔｕｒａｌｓｓｔｅｍ，ａｎｄ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｈｅ　ｍｅｔｈａｎｅ　ｉ　ｅｍｉ　ｆ　ｇａ　ｓｙ　ｔｙ　ｏ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ｃｒｉｔｉｃａｌｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｉｓｓｕｅｓ　ｗｉｔｈ　ｍｅｔｈａｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｓｉｎ　　　　　　Ｃｈｉｎａ  ｓ　ｎａｔｕｒａｌｓｉｎｄｕｓｔｒａｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅ　ｄｅｓｉｏｆｔｏｐ－ｌｅｖｅｌｓｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｐｏｌｉｃｙｔｏｏｌｓ　ｏｎ　　　　　　ｇａｙ　ｇｎ　ｙ　ｍｅｔｈａｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆｓｐａｃｅ－ａｉｒ－ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｉｎｔｅｒａｔｅｄ　ｍｅｔｈａｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎ　　　　　　ｇｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ；ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｆ　ｍｕｌｔｉ－ｓｃａｌｅｌｔｉｅｖｅｌ　ｍｅｔｈａｎｅｓｓｉｏｎｎｖｅｎｔｏｒ　ｔ　ｏ　ａｎｄ　ｍｕ－ｌ　ｅｍｉ　ｉｙｌａｔｆｏｒｍ；ａｎｄａｎｄｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｈｅ　Ｒ＆Ｄ　ａｎｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔｈａｎｅｓｓｉｏｎｄａｔａｂａｓｅ　　ｉ　ｔ　ｅｍｉｒｏｖｉｄｅｄｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｗｉｔｈｔｈｅｅｎｔｉｒｅｉｎｄｕｓｔｒｃｈａｉｎ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅ　ｆｏｒｔｈｅ　　　　　　　ｐｙ　收稿日期：２０２０－０２－２６　　责任编辑：赵奎涛基金项目：国家自然科学基金基础科学中心项目“数字经济时代的资源环境管理理论与应用 ”资助（编号：７２０８８１０１）；国家自然科学基金面上项目“中国能源相关甲烷排放清单开发及多尺度应用研究”资助（编号：７１７７４１６１）第一作者简介：仲冰，女，博士，讲师，主要从事油气项目经济评价、能源经济与环境管理方面的研究工作，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｎｇｂｉｎｇ＠ｃｕｍｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ。通讯作者简介：张博，男，博士，教授，主要从事资源管理与政策、环境与生态管理方面的研究工作，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｂｏ＠ｃｕｍｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ。引用格式：仲冰，张博，唐旭，等．碳中和目标下我国天然气行业甲烷排放控制及相关科学问题［Ｊ］．中国矿业，２０２１，３０（４）：１－９．ｄｏｉ：１０．１２０７５／ｉｓｓｎ．１００４－４０５１．２０２１．０４．０３８ｊ．中国矿业２第３０卷ｒｎｍｅｎｔｓ，ｎａｔｕｒａｌｓｉｎｄｕｓｔｒａｎｄ　ｅｎｔｅｒｒｉｓｅｓｔｏ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓ　ｏｆｎａｔｕｒａｌｓ－ｒｅｌａｔｅｄ　ｍｅｔｈａｎｅ　　　　　　　ｇｏｖｅｇａｙ　ｐｇａｅｍｉｓｓｉｏｎｓｉｎ　Ｃｈｉｎａ．　ｓＫｅｒｄｓ：ｃａｒｂｏｎ　ｎｅｕｔｒａｌｉｔｔｈａｎｅｓｓｉｏｎ；ｎａｔｕｒａｌｎｄｕｓｔｒａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；　ｅｍｉ　ｇａ　ｉ　ｔｙ；ｍｅｙ；ｍｅｙｗｏｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　０　引　言能源利用，也可以作为重要的化工原料。实现甲烷天然气在燃烧过程中产生的污染物极少，相较资源化利用，还能产生可观的经济效益。甲烷还是煤炭和石油的利用有着较好的二氧化碳减排效果，对流层臭氧的前体物，会引发严重的健康问题，因而是优质高效、绿色清洁的低碳能源，并可与可再生能控制或减少甲烷的排放还具有协同控制空气污染带源发展形成良性互补，被视为我国能源转型的重要来的环境效益。能源。近年来，我国大力提升天然气勘探开发力度