中美甲烷减排合作路线图：甲烷排放、减排潜力与政策

中美甲烷减排合作路线图：甲烷排放、减排潜力 与政策 决策者摘要 2022年11月 背景和致谢 2022年1-6月，来自20家中方、美方及国际科研机构的多名研究人员共同召开了两次以上的研讨会，探讨推进中美甲烷相关研究工作的潜在机遇。特此感谢研讨会全体参与人员所做出的贡献。在研讨会的基础上，一支由多机构研究人员参与的核心研究团队开展了深入的相关研究分析，并将研究结果完善成了此报告。上述研讨会及报告均由美国马里兰大学全球可持续发展中心在能源基金会（中国）的支持下组织和编写。 作者团队向为报告提供中肯意见的中国和国际研究机构审稿人致以诚挚的谢意。在此特别感谢美国马里兰大学的超级计算资源（http://hpcc.umd.edu）对本报告研究的支持。同时感谢报告中涉及的所有温室气体排放清单的建立团队，包括全球大气研究排放数据库（EDGAR）、美国国家环境保护局（EPA）、社区排放数据系统（CEDS）、温室气体-大气污染相互作用和协同模型（GAINS）的团队，以及报告引用的其他研究的团队。本报告中表达的观点和意见均为作者个人观点及意见，并不反映作者所代表的任何实体的意见或立场。 免责声明 除特别说明的情况外，本报告中表达观点均为作者个人观点，并不代表能源基金会（中国）的意见。能源基金会（中国）不保证本报告所包含信息和数据的准确性，并且不对任何第三方因使用本报告所产生的、或与之相关的任何责任负责。 本报告对具体公司、产品和服务的提及，不代表能源基金会（中国）对这些公司、产品和服务相较于未提及的类似性质公司、产品和服务更加推荐或为其背书。 中美甲烷减排合作路线图：甲烷排放、减排潜力 与政策 决策者摘要 2022年11月 ShaYu1,2*,JennaBehrendt1,MengyeZhu1,XinzhaoCheng1,WenliLi1,BaobaoLiu1,JaredWilliams1,HaiwenZhang1,RynaCui1,MeredyddEvans1,2,NathanHultman1,HaewonMcJeon1,2,SteveJ.Smith1,2,QiminChai3,LingyanChen4,MinpengChen5,ShaFu4,FeiGuo6,LenaHöglundIsaksson6,NinaKhanna7,ManqiLi4,JiangLin7,ChengchengMei4,YazhenWu8,ZhuoxiangYang4 1美国大学公园市，马里兰大学公共政策学院全球可持续发展中心 2美国大学公园市，西北太平洋国家实验室全球变化联合研究所 3中国北京，清华大学 4中国北京，能源基金会（中国） 5中国北京，中国人民大学 6奥地利拉克森堡，国际应用系统分析研究所（IIASA） 7美国伯克利市，劳伦斯伯克利国家实验室 8中国北京，北京大学 *通讯作者：sha@umd.edu 引用建议 Yu,S.,J.Behrendt,M.Zhu,X.Cheng,W.Li,B.Liu,J.Williams,H.Zhang,R.Cui,M.Evans,N.Hultman,H.McJeon,S.J.Smith,Q.Chai,L.Chen,M.Chen, S.Fu,F.Guo,L.HöglundIsaksson,N.Khanna,M.Li,J.Lin,C.Mei,Y.Wu,andZ.Yang.2022.“RoadmapforU.S.-ChinaMethaneCollaboration:MethaneEmissions,MitigationPotential,andPoliciesSummaryforPolicymakers.”CenterforGlobalSustainability,UniversityofMaryland&EnergyFoundationChina,34pp. 术语列表 （按汉语拼音顺序排列） 测量、报告和核查MRV 第26届联合国气候变化大会COP26 吨二氧化碳当量tCO2e 非甲烷有机物NMOC 废弃煤矿瓦斯（甲烷）AMM 非政府组织NGO 公私合作伙伴关系PPP 吉克Gg 集中式动物饲养作业CAFO 甲烷CH4 可再生能源配额制度RPS 《联合国气候变化框架公约》UNFCCC 绿色金融网络NGFS 煤层气（甲烷）CBM 美国《保护管道基础设施与加强安全法案》PIPESAct 美国《超级基金修正与再授权法案》SARA 美国国家环境保护局EPA 美国《国家危险空气污染物排放标准》NESHAP 美国国家污染物排放清除系统NPDES 美国垃圾填埋场甲烷减排拓展计划LMOP 美国联邦能源监管委员会FERC美国煤层气甲烷回收、利用、减排拓展计划CMOP美国（内政部）土地管理局BLM 美国农村能源计划REAP 美国《通胀削减法案》IRA 美国温室气体报告项目GHGRP 美国《新增源排放表现标准》NSPS 美国《资源保护和回收法案》RCRA美国《综合环境反应、赔偿和责任法案》CERLA煤矿瓦斯（甲烷）CMM 农林和其他土地利用AFOLU 千克kg 全球大气研究排放数据库EDGAR “全球甲烷承诺”GlobalMethanePledge 全球甲烷预算GMB 全球增温潜势GWP 社区排放数据系统CEDS 十亿分比浓度ppb 市政固废MSW 太克Tg 碳排放交易机制ETS 碳循环经济CCE 通风瓦斯（甲烷）VAM 温室气体GHG 温室气体-大气污染相互作用和协同模型GAINS 污水处理厂WWTP 循环经济CE 研发R&D 政府间气候变化专门委员会IPCC政府间气候变化专门委员会《第六次评估报告》AR6中国国家核证自愿减排量CCER 中国生态环境部MEE 中美《格拉斯哥联合宣言》JointGlasgowDeclaration 中美清洁能源联合研究中心CERC 关键信息 ►人为造成的气候变化中，有20%来自甲烷（Forsteretal.,2021）。迅速、持续地减少甲烷排放对于稳步实现全球1.5摄氏度（℃）目标而言至关重要。以往研究显示，2030年全球人为甲烷排放有望实现高达45%的减幅，可使2045年全球升温降低近0.3℃，并关键性地降低峰值升温水平（CCAC&UNEP,2021a）。中国和美国分别是世界第一和第三大甲烷排放国，合占目前全球甲烷排放总量的1/4（GMI,2022）。中美采取联合行动减少甲烷排放将是缓解近期气候变暖的关键，同时还能改善本土空气质量，带来经济和健康方面的效益。 ►中美两国通过甲烷减排和各自国家气候目标的实现，为将全球升温在有限超标的前提下控制在1.5℃范围内做出重要贡献。本报告中的建模分析结果显示，在中国2060年前实现碳中和的情景下，2030年、2050年和2060年甲烷排放分别需要在2020年水平基础上减少35%即19太克甲烷（TgCH4）（模型区间5-56%）、60%即32TgCH4（模型区间46-78%）和73%即39TgCH4（模型区间62-82%）。据《美国长期战略：2050年温室气体净零排放路径》（TheLong-termStrategyoftheUnitedStates:PathwaystoNet-zeroGreenhouseGasEmissionsby2050；下文简称《美国长期战略》）估算，如果要在2050年实现温室气体（GHG）净零排放，美国2030年和2050年甲烷排放分别需要在2020年水平基础上降低30%和40%（U.S.DepartmentofState,2021）。最新分析结果显示，借助全社会气候战略，配合从联邦政府到州、城市、企业的各级行动，美国2030年甲烷排放将有望在2020年水平基础上减少9TgCH4，降幅超过30%（Zhaoetal.,2022）。 ►煤炭开采行业是中国的甲烷减排主力，其相关减排在中国2030年和2050年较2020年水平的甲烷减排总量中，预计将分别占比81%和62%。该行业甲烷减排在近期主要依靠技术（例如提高甲烷回收率和通风瓦斯甲烷氧化）的快速推广应用，而中国在碳中和转型过程中的煤炭减产还会在长期带来大量的额外减排。 ►美国的甲烷减排也主要受能源部门减排驱动。根据Zhaoetal.(2022)的分析研究结果，美国能源部门甲烷排放在2020-2030年期间可以减少44%。能够实现这一减排幅度的方式包括：对已 有的和新的油气源采用甲烷减排相关标准，广泛实施泄漏检测和维修要求，限制排气和燃除，以及采取行动削减活跃和废弃煤矿的甲烷排放等。 ►中美两国总减排潜力的一半以上可以通过低成本技术（成本在0.25美元/千克甲烷即kgCH4或10美元/吨二氧化碳当量即tCO2e，及以下）实现；这部分低成本减排中，两国能源部门的共同贡献超过82%。因此，煤炭行业和油气行业应该分别成为中国和美国在甲烷减排中的首要目标。除能源部门外，两国还可以在畜牧业和垃圾填埋行业通过技术推广应用实现相对较大的甲烷减排。但两国还需要采取更多措施促进技术进步和排放活动减少，对化石能源生产而言尤其如此。 ►甲烷减排具有多种协同效益，包括空气质量、公共健康、食品和能源安全、作业安全、经济繁荣等方面。在2030年将本国甲烷排放较同年基准水平减少50%对中美而言都会产生一系列显著的协同效益，包括但不限于（1）近地面臭氧分别减少0.3十亿分比浓度（ppb）和0.25ppb；（2）民众与哮喘相关的急诊就诊次数分别减少900次和150次； （3）过早死亡分别减少4800例和1050例；（4） 两国作物产量损失分别减少50万吨。不仅如此，如果中国2030年能将煤矿瓦斯抽采率提高1%，每年就可以避免100-150例煤矿死亡。在美国， 油气行业甲烷减排预计每年能创造8.5万个油气相关就业机会（Keyseretal.,2015）。 ►两国都在联合国气候变化格拉斯哥会议之前很早就建立起了促进甲烷减排的政策框架，但依然存在重要政策空白需要填补。两国目前都以关注甲烷减排协同效益的政策为主，特别是针对作业安全、污染防治和能源安全的政策。中美分别对煤炭行业和油气行业予以了密切关注。美国为实现甲烷减排采取了更加气候导向型的法规，并且具备覆盖大部分甲烷排放部门/行业的强制性温室气体排放报告系统。此外，美国还有四个区域碳市场，覆盖了全部主要的甲烷排放源，而中国的全国碳排放权交易市场目前尚未覆盖甲烷排放。中国更加关注甲烷利用，包括煤矿瓦斯、煤层气和沼气利用，并对粪便管理及利用给予了更大力度的政策支持，对此美国的重视程度则相对较低。 在政策工具方面，美国更多地利用了监管性工具，以及多样化的基于激励的工具，例如联邦拨款、贷 款和碳市场等；中国则主要采用规划性工具和甲烷利用相关补贴/税收减免。中美均需要实施更多以气候变化为导向的甲烷政策，并对甲烷减排目标进行更好的量化。除此以外，两国还需要更加关注现有甲烷相关政策框架尚未充分覆盖的部门/行业，包括牲畜肠道发酵、水稻种植和废弃煤矿瓦斯等。 ►两国都应高度关注“超级排放者”，以及现有监管框架尚未充分覆盖的小规模高排放场所。 ►中美两国在甲烷减排中，需要解决四方面的挑战：技术经济信息不足且存在不确定性，缺乏基于市场的解决方案，政策效力不足，以及制度性障碍。 ◎两国均需对监测系统和报告机制进行改善，并提高技术经济信息的准确度，包括排放数据、减排成本及潜力等。甲烷减排面临的一项关键挑战即是在估算历史人为甲烷排放和编制排放清单过程中的不确定性。为提高排放清单、减排成本及潜力的准确度，相关工作应将地质因素、交易成本和实地考察情况纳入考量。美国应促进相关单位严格遵守强制性温室气体报告机制；中国则应建立起甲烷排放监测和报告体系。两国都要注意防止数据少报漏报的问题，并加强对甲烷排放的监测，尤其是针对大型排放设施。中美可以围绕清单编制方法，以及测量、报告和核查（MRV）标准展开合作，从而提高估算排放数据的数据质量。 ◎两国都需要加强甲烷减排相关的市场机制建设和支持性供应链（例如输送管道和电网）发展以支持转型及科技创新。这对那些利用潜