多年以來，美國環(huán)保協(xié)會(huì)就開始關(guān)注甲烷排放問題，開展了多個(gè)深入的研究項(xiàng)目，并與行業(yè)伙伴開展了一系列行動(dòng)以推動(dòng)甲烷的監(jiān)測與減排。2018年7月，美國環(huán)保協(xié)會(huì)在Science(《科學(xué)》)雜志發(fā)表題為“美國油氣行業(yè)供應(yīng)鏈甲烷泄漏評估”的研究報(bào)告2(Assessment of methaneemissions from the U.S. oil and gas supply chain)，對美國油氣行業(yè)的甲烷排放情況與影響進(jìn)行了深入分析。研究結(jié)果顯示，2015年，美國油氣行業(yè)的甲烷實(shí)際泄漏量要比美國環(huán)保局公布的數(shù)據(jù)高60%。這一研究結(jié)論有助于相關(guān)利益方重新認(rèn)識(shí)美國乃至全球石油和天然氣行業(yè)的甲烷排放問題以及天然氣行業(yè)減排的潛在氣候效益，并可為中國天然氣行業(yè)的低碳發(fā)展和應(yīng)對氣候變化政策的制定提供有益借鑒。

美國環(huán)保協(xié)會(huì)的甲烷泄漏研究文章刊登在2018年7月13日刊出的《科學(xué)》雜志上。

01 研究背景

甲烷是一種導(dǎo)致全球氣候變暖的強(qiáng)效溫室氣體，盡管甲烷在大氣中的壽命只有12年，但它20年的暖化效應(yīng)是二氧化碳的84倍，100年內(nèi)的暖化效應(yīng)是二氧化碳的28倍。我們今天感知到的由人為造成的全球暖化效應(yīng)的25%歸結(jié)于甲烷3。大氣中的甲烷主要來自煤礦開采、石油天然氣生產(chǎn)、垃圾填埋、牲畜、稻田、生物質(zhì)燃燒等人為源的排放，占全球甲烷排放的50%～65%。根據(jù)預(yù)測，到2020年全球油氣和煤炭開采行業(yè)所排放的甲烷將占人為排放量的30%左右，甲烷減排潛力巨大。油氣行業(yè)甲烷減排具有寶貴的經(jīng)濟(jì)、氣候和環(huán)境價(jià)值。根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù)，全球每年甲烷的泄漏量超過7500萬噸，造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)340億美元，如果這些甲烷能得到有效利用，可以滿足世界6%的電力需求。75%的甲烷排放可以用現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行有效控制，其中50%的減排沒有額外成本。

就美國而言，2008年，由于水平鉆井和水力壓裂技術(shù)的發(fā)展，美國油氣產(chǎn)量大幅增長。美國有超過30個(gè)州約100萬個(gè)油井在生產(chǎn)石油，同時(shí)也有許多油井同時(shí)生產(chǎn)天然氣、石油以及其他液態(tài)烴。由于存在甲烷泄漏風(fēng)險(xiǎn)，油氣行業(yè)的快速發(fā)展及天然氣的大量使用也引發(fā)了人們對其產(chǎn)生的氣候影響的擔(dān)憂。美國油氣行業(yè)每年泄漏的甲烷足夠滿足7百萬戶家庭的供暖和炊事燃料需求，價(jià)值約20億美元，大約相當(dāng)于240座燃煤電廠排放所帶來的氣候影響。如果不加以控制，石油和天然氣行業(yè)的甲烷排放可能會(huì)削弱使用天然氣帶來的潛在氣候效益，影響到能源行業(yè)的低碳發(fā)展。

自2012年起，美國環(huán)保協(xié)會(huì)陸續(xù)開展了16個(gè)獨(dú)立的甲烷泄漏研究項(xiàng)目，對6個(gè)油氣田中433個(gè)井場和大量過程設(shè)施的甲烷測量值進(jìn)行了評估。這些研究涵蓋了石油和天然氣供應(yīng)鏈的全過程：包括生產(chǎn)、收集、加工、長輸管道、存儲(chǔ)和地方配送，以及一些天然氣的終端消費(fèi)者，如商用燃?xì)饪ㄜ嚭图託庹尽?/p>

美國環(huán)保協(xié)會(huì)研究顯示，2015年美國油氣行業(yè)甲烷泄漏量比美國環(huán)保局的估計(jì)值高60%

02主要發(fā)現(xiàn)

研究發(fā)現(xiàn)：2015年美國油氣行業(yè)甲烷的泄漏量為1300萬噸，其中85%來自于天然氣的生產(chǎn)、收集和處理過程;美國油氣行業(yè)大多數(shù)的甲烷排放源于泄漏、設(shè)備故障和其他“非正常”運(yùn)行情況，而2015年，因這些原因?qū)е碌呐欧艑夂虍a(chǎn)生的影響，與美國燃煤電廠二氧化碳排放造成的影響相當(dāng)。具體而言：

生產(chǎn)過程 在生產(chǎn)中，主要的甲烷排放源包括生產(chǎn)井的甲烷泄漏、卸液過程中的甲烷泄漏以及用于控制生產(chǎn)井常規(guī)功能的氣動(dòng)調(diào)節(jié)器的甲烷泄漏。研究中監(jiān)測到的僅基于排放源(source-based)的甲烷泄漏就有320萬噸，基于場地(site-based)的甲烷泄漏量(包含排放源)則為760萬噸。

收集和處理 這一過程中甲烷的泄漏量為332萬噸，同樣高于美國環(huán)保局溫室氣體排放清單中274萬噸的估算值。采取積極的甲烷泄漏檢測和修復(fù)政策，將對減少甲烷排放產(chǎn)生重要作用。

運(yùn)輸和存儲(chǔ) 研究表明，在運(yùn)輸和存儲(chǔ)過程中，甲烷泄漏的主要來源是壓縮機(jī)泄漏和天然氣設(shè)備泄漏。

甲烷的泄漏監(jiān)測中沒有包括天然氣本地分銷和終端使用中的甲烷排放。

對波士頓和印第安納波利斯兩個(gè)城市甲烷排放的研究發(fā)現(xiàn)：城市天然氣輸送系統(tǒng)中甲烷泄漏量巨大，尤其是在美國東北部地區(qū)配送設(shè)施比較老舊的區(qū)域。在波士頓，甲烷的泄漏量比官方宣稱的數(shù)據(jù)要高出兩倍以上?？傮w來看，美國環(huán)保協(xié)會(huì)研究計(jì)算的2015年美國油氣行業(yè)甲烷泄漏量要比美國環(huán)保局公布的數(shù)據(jù)高60%。表1比較了本研究實(shí)際監(jiān)測到的甲烷排放量與美國環(huán)保局溫室氣體清單中的甲烷排放量。

表1 美國環(huán)保協(xié)會(huì)實(shí)地監(jiān)測甲烷泄漏量與美國溫室氣體排放清單數(shù)據(jù)的差異

03結(jié)論與展望

通過對16個(gè)獨(dú)立的甲烷排放研究的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，美國環(huán)保協(xié)會(huì)得出結(jié)論：2015年美國油氣行業(yè)甲烷泄漏量要比美國環(huán)保局估計(jì)的高出60%，即比美國環(huán)保局估算的800萬噸的泄漏量高出500萬噸左右;通過科學(xué)研究和實(shí)踐，美國環(huán)保協(xié)會(huì)找到了可行的、具有成本效益的解決方案，例如與全球有影響力的油氣企業(yè)合作，幫助他們制定甲烷泄漏清單;通過技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，開發(fā)新的解決方案;例如即將于2021年發(fā)射的用于甲烷監(jiān)測的衛(wèi)星將幾乎能監(jiān)測到地球上任何一個(gè)角落的人為甲烷排放，衛(wèi)星所獲得的數(shù)據(jù)將與公眾免費(fèi)共享，從而幫助政府和企業(yè)追蹤甲烷泄漏問題。

鑒于甲烷泄漏的確鑿證據(jù)，研究建議相關(guān)利益方立刻采取行動(dòng)，美國環(huán)保協(xié)會(huì)也將與決策者以及油氣行業(yè)分享該研究的方法和內(nèi)容，進(jìn)一步推動(dòng)聯(lián)邦與州政府立法控制甲烷污染。