甲烷排放控制系列研究报告：多维度推动能源领域甲烷控排及利用

甲烷控排及利用 甲多烷维排度放控推制动系列能研源究报领告域 报告/2023.12 关于落基山研究所（RMI） 落基山研究所（RMI）是一家于1982年创立的专业、独立、以市场为导向的国际智库。我们与企业、政策制定者、科研机构及创业者协作，识别并规模化推广能源系统转型解决方案，推动全球能源系统转型，践行1.5℃温控气候目标，创造清洁、繁荣的零碳共享未来。落基山研究所在北京、美国科罗拉多州巴索尔特和博尔德、纽约市、加州奥克兰、华盛顿特区以及印度尼西亚巴厘岛设有办事处。 作者与鸣谢 作者 高敏惠、郝一涵、李婷、汪维 其他作者 刘强、苏鑫 作者姓名按姓氏首字母排列。 除非另有说明，所有作者均来自落基山研究所。 联系方式 汪维，wwang@rmi.org 引用建议 落基山研究所，多维度推动能源领域甲烷控排及利用，2023 鸣谢 本报告作者特别感谢以下专家对报告撰写提供的洞见与建议。 滕飞清华大学能源环境经济研究所教授，副所长徐鑫应急管理部信息研究院能源安全研究所副所长刘倩中央财经大学可持续准则研究中心研究部主任高俊莲中国矿业大学管理科学与工程系副教授 特别感谢GlobalMethaneHub对本报告的支持 本报告所述内容不代表以上专家和所在机构，以及项目支持方的观点。 目录 前言5 能源领域甲烷控排的特征与挑战6 1.全球能源领域甲烷排放现状6 2.我国能源领域甲烷排放现状与特征6 3.新阶段能源领域甲烷控排需要多维度措施支撑8 维度一：能源转型10 1.能源消费结构是影响能源领域甲烷排放的关键因素10 2.推动能源消费转型升级可从源头减少甲烷排放11 3.能源转型具备甲烷控排协同效益13 维度二：采购原则14 1.优先采购甲烷排放强度低的化石能源有助减排14 2.本土低排放强度采购原则的减排潜力15 3.国际低排放强度采购原则的积极影响16 维度三：市场机制20 1.煤炭行业关键减排技术需要加强经济激励20 2.CCER有望大幅提升关键技术的经济效益22 3.气候金融促进减排技术的培育与发展24 维度四：信息披露26 1.信息披露对能源领域甲烷控排有重要作用26 2.能源企业信息披露的现状27 3.加强能源企业信息披露的多种方式29 维度五：国际合作32 1.国际合作在能源领域甲烷控排中发挥重要作用32 2.能源企业投身于全球甲烷治理32 3.进一步深化能源领域甲烷控排国际合作35 推动能源领域甲烷控排的行动建议36 参考文献37 前言 甲烷排放控制对实现1.5℃气候目标具有重要意义。甲烷（CH4）是全球排放量第二大的温室气体，在大气中仅留存12年左右。甲烷的实物量排放虽然远低于二氧化碳（CO2），但是其单位排放产生的气候效应更强，在100年尺度下甲烷的增温潜势是CO2的27.9倍，在20年尺度下则高达81.2倍1。自工业革命以来，甲烷对全球温升已负有超过30%的责任，减少甲烷排放是迅速减缓变暖的最具成本效益的气候战略之一，并将为全球实现1.5℃目标做出重要的贡献2。 甲烷排放控制已成为国际共识。针对全球层面的甲烷排放问题，国际上已经建立了多个甲烷控排国际联盟并得到多方支持。例如于2021年第26届联合国气候大会上由美国和欧盟牵头建立的“全球甲烷承诺”，目前该承诺已经有超过150个国家参与并承诺共同努力，争取在2030年前实现全球甲烷排放在2020年的基础上减少30%。 我国积极推进甲烷排放控制。我国是全球甲烷减排潜力最大的国家之一，也是全球甲烷控排中的关键一环，作为化石能源生产和消费大国，我国的能源领域甲烷排放占全球能源领域甲烷排放总量的23%，全球人为甲烷排放总量的7.4%。长期以来，我国积极开展甲烷控排工作，采取多种政策和经济措施控制能源领域甲烷排放的快速增长，致力于为推进全球气候治理和供应链低碳发展作出积极贡献。 我国能源行业的甲烷排放控制需要平衡考虑能源生产消费与甲烷控排，同时也亟需推动甲烷减排技术进步和应用并调动企业的减排积极性。2023年11月，生态环境部等11部门联合印发《甲烷排放控制行动方案》（以下简称《行动方案》），国家甲烷控排正式步入新阶段，加速《行动方案》的落实需要多维度措施。本报告是RMI针对甲烷控排的系列研究报告之一，以《行动方案》为框架，对能源领域甲烷控排所涉及的多维度措施进行了深入探讨。 本报告从国际能源领域甲烷排放的现状出发，从能源转型、采购原则、市场机制、信息披露和国际合作五个维度分析了能源领域甲烷控排的潜力、需求和可行措施，同时基于国家《行动方案》，对我国可能采取的积极措施提出了行动建议。研究表明：长期来看，能源转型具备甲烷控排协同效益，到2060年，我国电力、钢铁、化工、水泥、交通、居民生活6大重点领域的低碳转型措施能够协同带动能源领域减少约61%的甲烷排放，但在短期内，为加速《行动方案》的落实，在全面推进能源转型的基础上，我国还可以通过采购原则减少能源领域甲烷排放，采用市场机制推动煤炭行业关键减排技术的应用，通过加强信息披露促进企业开展甲烷减排行动，通过加深国际合作提高我国甲烷治理水平，提升国际话语权。 能源领域甲烷控排的特征与挑战 1.全球能源领域甲烷排放现状 自工业革命以来，大气中的甲烷浓度不断增加，2022年已达到1911.9ppb，当年增幅为14ppb，是自1983年开始测量以来记录的第四大年度增幅，继2020年和2021年的创纪录增幅（分别为15.14ppb和17.89ppb）之后，目前大气中甲烷含量是工业化前水平的2.5倍3,全球甲烷控排面临严峻挑战。 能源领域是全球第二大甲烷排放源，开展控排兼具多重效益。2022年，全球甲烷排放约为3.56亿吨，其中37%来自于能源领域，仅次于排放占比最大的农业领域4。能源领域的甲烷排放与化石能源生产消费密切相关，全球约有8022万吨甲烷排放来自于石油和天然气的生产和使用，4054万吨甲烷排放来自于煤炭的生产和使用。能源领域的甲烷控排属于“低垂的果实”，兼具气候效益、能源资源化利用的经济效益、协同控制污染物的环境效益，以及减少生产事故的安全效益。 化石能源生产大国开展甲烷排放控制具有积极影响。按照国家来划分，主要产煤国和油气生产大国对能源领域甲烷排放的贡献最大，美国、印度、俄罗斯、巴西、印尼以及我国的能源行业甲烷排放占全球能源行业甲烷排放总量的比重较高，开展甲烷控排行动对全球气候治理具有非常积极的影响。 2.我国能源领域甲烷排放现状与特征 能源领域是我国开展甲烷控排的重点领域之一。我国2022年人为甲烷排放量5567万吨5，约占全球15.6%。我国的甲烷排放主要来自于化石能源的生产和使用、水稻种植、畜禽养殖、废弃物处理等活动，其中能源领域是最大的甲烷排放源，占排放总量的46%（图表1），是现阶段的重点控排领域。 图表1按领域划分的我国甲烷排放分布情况 其他2% 废弃物19% 能源46% 农业33% 8煤0炭% 化石燃生料物燃质烧44%% 油气12% 数据来源：IEA6 我国能源领域甲烷排放主要由煤炭生产活动驱动，排放管理水平是控排关键。能源领域的甲烷排放主要来自于煤炭、石油和天然气的生产。在煤炭行业，井工和露天煤矿的采掘活动，煤炭的洗选、运输，以及关闭和废弃煤矿井均会排放甲烷；在油气行业，石油系统和天然气系统在勘探开发、炼油、天然气处理、输配等过程中也会持续释放甲烷（图表2），除此以外，化石燃料及生物质的燃烧也会产生少量甲烷。单位热量的煤炭、石油、天然气的甲烷排放强度相似（图表3）。但由于“富煤、贫油、少气”的资源禀赋，我国生产的一次能源主要为煤炭，因而煤炭行业产生了大量的甲烷排放，占能源领域的80%，石油和天然气行业约占12%（图表1）。煤炭和油气田中蕴藏的甲烷量与采区的地质条件高度相关：我国大量的煤炭在华北地区和西南地区生产，部分地区（如内蒙古西部等地）的煤炭埋藏较浅，甲烷含量较低，而部分省份以井工煤矿为主（如贵州、山西等），煤炭埋藏深、甲烷含量高。虽然如此，自然禀赋的差异并不能完全决定排放量的高低：甲烷可以通过技术手段进行回收利用，甲烷含量高的煤矿如果采取严格的管控措施，实施关键减排技术并充分回收利用甲烷气体，就能够大幅减少排放，降低自身的气候影响。 图表2煤炭、石油和天然气行业主要甲烷排放来源 煤炭行业 石油行业 天然气行业 井工煤矿开采 石油开采 天然气开采 露天煤矿开采 原油炼油 天然气处理 煤矿后活动 炭的洗选、储存、运输及燃烧 前的粉碎等过程 原油输送 天然气输送 废弃油井 天然气分销 废弃和关闭的煤矿井 废弃气井 资料来源：IPCC7 图表3我国煤炭、石油和天然气单位平均甲烷排放强度 0.23kg CH4/GJ 0.17kg CH4/GJ 0.24kg CH4/GJ 煤炭石油天然气 数据来源:IEA8，BP9，RMI测算 注：不包括废弃及关闭设施的甲烷排放 我国甲烷排放在短期内仍将维持高位。自“十三五”以来，为支撑国内经济社会发展，我国大力推进能源供给革命，能源自主保障能力不断提升，2022年我国本土原煤产量45亿吨，原油产量20467万吨，天然气产量2178亿立方米10，同时化石能源进口量有所下降。我国正在大力推进能源转型，提高能源消费中的可再生能源占比，但是考虑到我国的基本国情，化石能源在短期内仍然无法被完全替代，煤炭仍将扮演“压舱石”的角色，预计在“十四五”期间石油和天然气的产量仍将有一定的增长，我国能源甲烷排放在短期内仍将维持高位。 3.新阶段能源领域甲烷控排需要多维度措施支撑 我国在能源领域采取多种甲烷控排政策措施并取得阶段性成效。“十一五”以来，我国已采取多种措施控制能源甲烷排放快速增长：在基础能力建设方面，我国注重甲烷排放监测、报告与核查（MRV）体系建设，发布煤炭及油气行业排放核算指南及国家标准，同时不断开展减排技术的研发和应用，为甲烷管控打下基础；在行业政策方面，我国发布排放标准促进煤炭行业甲烷回收利用，禁止煤炭企业排放浓度高于30%的煤矿瓦斯，“十二五”及“十三五”期间煤矿瓦斯利用率大幅提升；在企业行动方面，我国支持企业参与国内外甲烷控排联盟，能源企业主动参与承诺并设立了减排目标；在激励措施方面，我国通过瓦斯发电上网电价和瓦斯利用补贴等形式成功扶持了一批瓦斯利用项目的建设和运营。上述措施成功推动了甲烷控排，扩大了能源领域甲烷资源化利用规模，甲烷管控战略取得阶段性成效。 我国甲烷排放控制已完成顶层设计，减排正式步入新阶段。随着国际社会对甲烷排放基础研究的不断深入，我国对能源甲烷控排的重视程度也不断提高，将开展甲烷排放控制纳入落实国家自主贡献新目标的举措之一，明确了加大行动控制和减少甲烷排放的必要性。2023年11月，生态环境部等11部门联合印发《甲烷排放控制行动方案》，针对能源、农业、垃圾和污水处理领域采取减排措施。这一国家战略作为我国首份甲烷排放控制顶层设计文件，将对我国甲烷控排起到关键推动作用。 虽然我国在过去十年内已经采取多种措施控制甲烷排放快速增长，基本形成了甲烷排放控制的体系建设，但在新阶段，我国开展能源领域甲烷排放控制仍然面临着以下三大挑战： •如何平衡能源生产消费与甲烷控排的关系。不同于美国和俄罗斯等以油气行业甲烷排放为主的国家，我国能源领域的甲烷排放主要来自于煤炭生产（图表4）。目前我国化石能源消费总量尚未达峰，电力、工业和交通行业的能源及原材料消费仍以煤、油、气为主，且大部分来自本土生产，而化石能源的生产活动又是甲烷排放的重要来源。在保证经济增长、满足消费需求的前提下，如何平衡能源生产消费与甲烷控排的关系是短期内的关键问题之一。 图表4部分国家能源领域甲烷排放分行业占比情况 1% 76%24% 81%19% 99% 73%17% 25%75% 13%87% 87%13% 澳大利亚 印尼巴西印度俄罗斯美国中国 0%10%20%30%40%50% 60% 70% 80% 90% 100% 煤炭行业油气行业 数据来源：IEA11 •如何促进关键减排技术的推广和应