第30卷第4期中国矿业VoL.30.No.42021年4月CHINA MINING MAGAZINEApr.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，唐旭2，高俊莲，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斯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)0-0001-09Methane emission controls and related scientific issues in China's naturalgas industry under the goal of carbon neutralityZHONG Bing,ZHANG Bo',TANG Xu,GAO Junlian',SUN Xudong'(1.School of Management,China University of Mining &Technology(Beijing),Beijing 100083,China:2.School of Economics and Management,China University of Petroleum(Beijing),Beijing 102249,China)Abstract:Natural gas is an important energy for China to peak carbon dioxide emissions before 2030 andachieve carbon neutrality before 2060,but the issue with methane emissions runs throughout the entiresupply chain of natural gas.The effectiveness of methane emission control will then affect the status ofnatural gas in China's modern clean energy system and its role in the energy transition.This paper startswith the characteristics of fugitive methane emissions in the natural gas industry,analyzes the methods forcompiling the inventory of methane emissions from natural gas system,and summarizes the methaneemission measurement and control technologies.Critical scientific issues with methane emission controls inChina's natural gas industry are identified as follows:the design of top-level system and policy tools onmethane emission reduction:the systematic construction of spaceair-terrestrial integrated methane emissionmeasurement technologies:the development of multi-scale and multilevel methane emission inventorydatabase and information platform:and the R&.D and engineering demonstration of methane emissionreduction technologies with the entire industry chain.Corresponding countermeasures are provided for the收稿日期：20200226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故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，博土，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:hongbing@cumtb.edu.cn。通讯作者简介：张博，男，博土，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，Emal:zhangbo@cumtb.ed山.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故控制及相关科学问题[山].中国矿业，2021,30(4)：1-9.do:10.12075/j.issn1004-4051.2021.04.038(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net中国矿业第30卷governments,natural gas industry and enterprises to strengthen the controls of natural gas-related methaneemissions in China.Keywords:carbon neutrality:methane emission:natural gas industry:measurement technology:emission reduction technology0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期探开发力度，大气中约60%的甲烷来自能源活动、农业活动推动页岩气、煤层气规模化开发，提高天然气生产能和废弃物处置等人为源的排放)。能源活动中甲烷力，增加国内天然气供应：不断加强天然气基础设施排放主要源自煤炭、油气等化石能源的生产利用活动。建设，推进天然气在城镇燃气、工业燃料、燃气发电、2020年，全球油气行业甲烷泄漏量达7200万可，按交通运输等领域的大规模利用，天然气在一次能源20年水平的全球增温潜势计算，油气甲烷排放相当消费中的比重不断提高。我国2019年人均天然气消于60亿t二氧化碳当量。油气行业甲烷逃逸排放费量是全球平均水平的44%，仅为美国的81%四；问题已经引起全球关注，诸多国家出台了专门性的除居民用气外，与发达国家相比，我国天然气发电、油气行业甲烷减排政策。例如，加拿大将2025年油工业用气比例也处于较低水平。我国宏观经济高质气行业甲烷减排40%一45%纳人实现国家自主贡量发展将持续推动天然气需求刚性增长，同时以分献减排承诺机制：美国一些油气生产州相继出台甲布式能源系统、气电灵活调峰等方式与可再生能源烷排放管控措施1：欧盟委员会发布《欧洲绿色新发展融合，天然气行业将有巨大的发展潜力。政》]和《欧盟甲烷战略》，将天然气行业脱碳（包相较煤炭等其他化石能源，天然气的主要成分括甲烷治理)作为未来欧洲气候行动的重要组成部是甲烷(CH,),在气田钻井、开采，天然气运输、储分，并对其消耗和进口的天然气设立甲烷减排目标、存、分配、终端使用和天然气火炬不完全燃烧过程中排放标准或其他减排激励措施。同时，油气行业内均存在甲烷排放)。甲烷是全球第二大温室气体，自发形成了多个行业性的减排联盟组织，如全球甲其20年水平和100年水平的全球增温潜势(GWP)烷行动倡议(GMI)、油气行业气候倡议(OGCI)、油分别是二氧化碳的84倍和28倍司。作为大气痕量气甲烷合作伙伴关系(OGMP)、甲烷减排指导原则气体，甲烷排放量的微小增加将导致大气中甲烷浓(MGP)伙伴关系、全球甲烷联盟(GMA)等。OGCI度的明显升高，其对全球变暖的总体贡献率约为四提出“到2025年将其油气供应链上游生产的甲烷排分之一，仅次于二氧化碳。目前大气中甲烷的浓放强度下降0.20%~0.25%”的目标。MGP伙伴度大约是工业化之前的2.5倍，而且还在稳步增关系共同承诺将进一步减少运营中的天然气设施甲加)。《巴黎气候变化协定》提出努力将全球平均气烷泄漏量，提高甲烷泄漏数据的准确性，寻找并尝试温较前工业化时期上升幅度限制在1.5℃以内的长甲烷减排最佳实践。采取积极有效措施，大幅削减期目标，这意味着需大幅减少非二氧化碳温室气体，天然气行业的甲烷排放已经成为全球共识。特别是控制甲烷的排放[。天然气能否在能源转型中真正起到支撑作用，诚少甲烷排放是全球温室气体减排的重要组成一定程度上取决于天然气行业的甲烷减排成效，重部分，也是短期内减缓气候变暖速度的最直接和有视天然气行业的甲烷排放控制问题，具有重要的现效的途径。与二氧化碳不同，甲烷在大气中的寿命实意义。本文将从天然气供应链甲烷逃逸排放源识较短(12年左右)，大气中甲烷浓度可以相对迅速地别入手，分析天然气系统各层级甲烷排放核算方法，对甲烷减排活动做出响应，而二氧化碳减排所带来结合天然气行业甲烷排放测量和控制技术，探讨控的大气中二氧化碳（存留时间为50~200年）浓度降制甲烷排放亟待解决的科学问题，最终提出我国天低，则需要更长时间才能见效们。甲烷减排首先具然气行业甲烷减排对策建议，研究结果将为制定我有减缓全球变暖速度带来的气候效益。特别是，甲国天然气行业甲烷减排目标与行动计划，夯实甲烷烷是一种优质的气体燃料，被回收后可以作为清洁减排的科学基础，明确甲烷减排技术研发与工程实(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net