气候变化2022
减缓气候变化
近日,IPCC第六次评估报告第三工作组发布《气候变化2022:减缓气候变化》报告。该报告在多个章节中对甲烷减排的意义、目标和路径等内容进行了重点强调。
由于在大气中寿命更短,甲烷对短期温升有更显著的影响,对迄今观察到的温升贡献近三分之一。对于近期和中期的温升控制来说,甲烷减排尤为重要。
1990年以来全球人为甲烷排放持续增加
据该报告,2019年全球人为温室气体净排放量共有590亿吨二氧化碳当量,比2010年高12%,比1990年高54%。这其中,二氧化碳排放量为450亿吨二氧化碳当量,甲烷为111亿吨二氧化碳当量,氧化亚氮为27亿吨二氧化碳当量,氟化气体为14亿吨二氧化碳当量。
与1990年相比,来自化石燃料和工业领域的二氧化碳排放增长了150亿吨二氧化碳当量(增幅67%),甲烷排放增长了24亿吨二氧化碳当量(增幅29%),氟化气体排放增长了9.7亿吨二氧化碳当量(增幅250%),氧化亚氮增长了6.5亿吨二氧化碳当量(增幅33%)。
可以看出,虽然甲烷排放量在持续增长,但是由于二氧化碳等温室气体排放量增幅均高于甲烷,因此在全球人为温室气体净排放中甲烷占比小幅下降。如下图所示:
1990-2019全球人为温室气体净排放
(单位:10亿吨二氧化碳当量/年)
2030年前甲烷深度减排
对实现1.5℃温升目标至关重要
IPCC在报告中指出,迅速减少非二氧化碳温室气体排放,尤其是甲烷,将降低温升峰值。相关分析如下:
01
在将温升控制在2.0℃或以下的多个路径中,当实现二氧化碳净零排放时,剩余的非二氧化碳排放将位于40亿吨-110亿吨二氧化碳当量的范围内。其中,2030年的甲烷排放量将比2019年减少约20% (1-46%),2050年则要比2019年减少近50% (26-64%)。
02
在将温升控制在1.5℃(不超过或小幅超过)的多个路径中,到2030年要对甲烷采取更加深度的减排措施,比2019年减少33%(19-57%)。不过到2050年甲烷减排幅度仅为小幅增加,比2019年减少50% (33-69%)。
需要指出的是,“全球甲烷承诺”提出了到2030年全球甲烷排放比2020年至少减少30%的目标。IPCC所提出的将温升控制在1.5℃的甲烷减排目标,与“全球甲烷承诺”提出的目标基本一致。
IPCC报告明确指出,除非同时进行二氧化碳和短寿命温室气体减排,否则温升幅度在本世纪30年代就有可能超过1.5℃,到本世纪中叶就可能超过2℃。而控制短寿命温室气体排放可以快速减缓温升,到2050年避免0.6℃的温升,到2100年避免1.2℃的温升。
想要实现温室气体净零排放,就要为非二氧化碳温室气体减排制定目标,包括设定同巴黎协定目标一致的甲烷减排路径。而且人为源甲烷排放的减排可行性正在逐步提高。例如,已经有多项研究表明可以在不影响粮食安全的情况下实现农业领域减排。总之,有雄心的甲烷减排是对二氧化碳减排的有力补充。
利用现有技术可以实现化石燃料领域
50%-80%的甲烷减排
全球能源需求和能源部门的排放持续上升。从2015年到2019年,全球终端能源消费增长了6.6%,全球能源系统的二氧化碳排放增长了4.6%,能源供应的温室气体排放总量增加了2.7%。其中,甲烷排放(主要来自石油、天然气和煤炭行业的逸散排放)占2019年能源供应领域温室气体排放总量的18%左右,占全球能源供应领域非二氧化碳排放的90%。
IPCC报告特别指出,尽管通过卫星监测和其他测量活动可以提升甲烷监测的数据质量,但石油和天然气作业领域的甲烷排放量依然存在很高的不确定性。根据最近的一项研究,化石能源的甲烷排放被低估了约25-40%。
煤炭领域和油气领域甲烷减排措施存在明显差异。煤炭领域全生命周期甲烷排放的80%发生在地下煤矿开采环节,而油气领域甲烷排放则贯穿于上游、中游和下游环节。因此,煤炭领域甲烷减排措施主要是通过煤矿甲烷回收以及风排瓦斯回收等措施,可实现50%-75%的减排。油气领域甲烷减排则可以通过不同时间尺度和空间尺度的泄露检测和修复来实现。约50%的油气设施甲烷减排可以在净负成本下实现,即回收的甲烷的市场价格高于减排成本。当碳价低于50美元/吨二氧化碳当量时,利用现有技术可实现化石燃料领域50%-80%的甲烷减排。
随着化石燃料消费的减少,相关的甲烷排放也会减少。但尽管如此,废弃煤矿和废弃油气井依然会产生甲烷排放,这部分排放在化石燃料甲烷排放中的占比约为1%-4%。对废弃煤矿来说,甲烷回收可以抵消大部分项目成本;而对废弃油气井来说,低封堵成本通过甲烷回收即可进行抵消,高封堵成本则需要市场或政策支持。
农业领域减排潜力的实现
需要更强有力的气候政策
尽管农业、林业和其他土地利用(AFOLU)领域的温室气体排放从20世纪90年代就开始受到关注,但自IPCC第四次评估报告发布以来,AFOLU领域的排放水平变化不大,该领域仍占到人为温室气体排放的近1/4。AFOLU领域主要涉及三种温室气体:二氧化碳、甲烷和氧化亚氮。不同农业领域的甲烷减排措施包括:
#肠道发酵领域的甲烷减排可以是直接的,也可以是间接的。直接减排是针对每只动物或每单位饲料对应的瘤胃产甲烷量和排放量;间接减排则是通过提高生产效率来实现的,即减少每单位产品的排放强度。相关措施包括改善饲料结构、添加甲烷抑制剂、注射疫苗、提高繁殖水平等。
# 稻田领域减少甲烷和氧化亚氮排放的措施包括改善水分管理、改善秸秆处理、科学施肥以及土壤修复等。
# 粪便管理领域同样涉及甲烷和氧化亚氮的减排,相关减排措施包括厌氧消化、堆肥、改善粪便储存和应用实践、改善放牧实践等。
AFOLU部门在整合农业、生物质、林业和水分利用的适应和减缓政策方面潜力巨大,但目前的评估表明,针对AFOLU领域的金融支持还远远不够,这一状况的改善有赖于更强有力的气候政策的推动。
关于废弃物领域的甲烷减排,IPCC报告并未单独开辟章节进行说明,但在跨部门减排章节有所提及:减少有机废弃物的填埋可以实现甲烷减排,有机废弃物通过厌氧发酵可以用于生产可再生能源,也可以通过养分回收来生产有机肥、减少合成肥料的使用。
在国际合作部分,IPCC对全球甲烷行动倡议(GMI)进行了重点介绍。除此之外,IPCC报告还有颇多内容涉及甲烷,限于篇幅,不再展开。
整体来看,IPCC第六次评估报告第三次工作组报告进一步重申了甲烷减排以及设置甲烷减排目标的意义,明确了各个领域甲烷减排的措施,指出了部分领域存在的挑战,并强调了国际合作的重要性。
在国际甲烷减排合作加深、IPCC 最新评估报告连续发布的背景下,甲烷减排得到了政府和行业的空前重视,全球甲烷减排开启了新篇章。中国在这一过程中可以采取更加积极主动的姿态,在甲烷减排领域做出更大的贡献。相关建议包括:
# 适时提出符合国情的甲烷总量控制目标、减排目标和实施路径,在制定减排目标时明确边界条件;
# 对甲烷排放监测和统计采用“自下而上”、“自上而下”相结合的方式,优化模型,提升甲烷排放数据的准确性;
# 在各领域推广先进标准和最佳实践,并加强相关支持政策的探索和落地。例如,加大煤炭领域甲烷(尤其是风排瓦斯)的回收和利用,通过采用石油天然气甲烷伙伴关系OGMP 2.0标准来持续降低油气行业甲烷排放强度,在农业领域加快针对甲烷和氧化亚氮减排低碳补偿政策的探索;
#加强国际合作,利用好我国已经深度参与的全球甲烷行动倡议(GMI),并积极参与国际甲烷排放平台(IMEO) 等国际甲烷减排体系的建设与完善。
*本文作者是EDF美国环保协会项目主管冉泽、政策与法律组研究助理张瀛卿、农业项目经理高越