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油气行业甲烷排放问题与综合治理浅析

甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体，作为一种短寿命的温室气体，其在20年水平和100年水平的全球增温潜势（GWP）分别是二氧化碳的84倍和28倍。甲烷排放量的微小增加将导致大气中甲烷浓度的明显升高，其对全球变暖的总体贡献率约为四分之一，仅次于二氧化碳。将全球平均升温控制在1.5℃以下离不开甲烷的深度减排。但与二氧化碳不同的是，甲烷本身有很高的经济价值，其回收后可以作为清洁能源利用，也可作为重要化工原料。

大气中约60%的甲烷来自能源活动、农业活动和废弃物处置等人为源的排放。能源活动中甲烷排放主要源来自煤炭、油气等化石能源的生产利用活动。2020年，全球油气行业甲烷泄露量达7200万吨，按20年水平的全球增温潜势计算，油气甲烷排放相当于60亿吨的二氧化碳当量。油气行业甲烷逃逸排放问题已经引起全球关注，诸多国家出台了专门性的油气行业甲烷减排政策，我国油气行业的甲烷逃逸排放问题逐渐取得重视，尽管相关研究已经取得一定进展，但仍有许多不足，如数据层面和标准层面仍处于被动。

油气行业能否在能源转型中真正起到支撑作用，一定程度上取决于油气行业的甲烷减排成效，重视油气行业的甲烷排放控制问题，具有重要的现实意义。本文从油气供应链甲烷逃逸排放源识别入手，探讨控制甲烷排放亟待解决的科学问题，浅显地提出我国油气行业甲烷减排对策建议。

1.油气行业甲烷排放源分析

根据最新的《IPCC2006 年国家温室气体清单指南 2019 修订版》(以下简称《IPCC 2019》)的内容，油气系统中的甲烷逃逸排放包括整个系统中的设备泄漏、 工艺排空和火炬燃烧3个部分。参照《IPCC 2019》的界定，石油系统的排放源包括原油勘探、生产、运输、炼制、分销过程中的工艺排空、设备泄漏和火炬燃烧；天然气系统的排放源涉及天然气勘探、生产、加工处理、运输和储存、分销过程中的工艺排空、设备泄漏和火炬燃烧。

识别油气系统供应链中的关键排放源，是准确核算甲烷逃逸排放，开展油气行业甲烷排放管控工作的前提。然而，油气系统供应链涉及的活动环节复杂且设备类型众多，关键甲烷排放源不易识别。

从排放源来看，原油生产过程对石油系统甲烷排放的贡献最大，主要来源为陆上和海上原油生产。有2000-2017年研究期内，陆上原油生产在低排放情景下平均占石油系统甲烷排放的 77.5%，而在高排放情景下为 80.3%。原油勘探、运输环节(管道、油罐车和铁路)相关的甲烷排放普遍较小。

天然气生产场站通常由成千上万的单个部件构成，尽管这些部件中只有小部分会发生泄漏，但累积起来可能成为甲烷排放的潜在重要来源。此外，气动控制器、压缩机站、油气加工厂、液体储罐等都被观测到存在异常排放的情况，少量设备贡献了绝大部分的甲烷排放，成为天然气系统的“超级排放源”。异常工况发生的频率有较大随机性，在海量设备中识别超级排放源、治理甲烷排放极为困难。

火炬是将无法回收和再加工的可燃气体收集后在排放到大气之前燃烧的排放控制装置。在钻井、测井、气井清理和维护等勘探环节会用到火炬，通过燃烧，火炬将废气转化为二氧化碳和水蒸气，由于燃烧不充分，仍然有部分天然气直接排放到大气中。2019年，全球油气行业火炬燃烧天然气约为1500亿m3，占当年全球天然气产量的３％～４％。

油气行业甲烷排放控制工作不仅要重视已有设施的甲烷排放源，也要在工程设计阶段充分考虑甲烷排放控制问题。随着新技术的成熟和应用、设备的更新迭代，设计阶段的减排经济效益通常远超过后期系统调整或维护实现的减排效益。

2.我国油气行业甲烷排放控制需解决的科学问题

虽然我国 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 2）研发甲烷排放监控技术，部署推广LDAR系统，建立甲烷排放在线定量检测和区域在线监控系统，实现甲烷排放有效监控。（3）统筹设计甲烷等温室气体与大气污染物协同管控方案，攻关形成甲烷与挥发性有机化合物气体协同控制技术，形成低成本成套控制技术体系，实现甲烷深度减排。

其三，加强国际交流合作。积极推进与油气贸易对象国在甲烷减排领域的交流与合作，充分借鉴国际先进甲烷检测与控制经验，与贸易伙伴共同开展甲烷减排技术装备研发与推广应用；协同“一带一路”沿线国家积极参与甲烷减排行动，提升能源相关甲烷减排领域的国际参与度、话语权和主动权，进一步提升我国油气行业和企业积极应对气候变化的国际形象。

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