上周，隨著第26屆聯(lián)合國氣候大會進入尾聲，中美兩國針對氣候變遷問題發(fā)表《格拉斯哥聯(lián)合宣言》。面對氣候危機的嚴峻性和緊迫性，中美兩國承諾通過各自在21世紀20年代關鍵十年采取加速行動，并在包括《聯(lián)合國氣候變化框架公約》在內的多邊進程中開展合作來應對氣候危機，以避免災難性影響。
值得一提的是，此次中美聯(lián)合宣言首次提上了甲烷排放治理。關于甲烷的行動計劃被放在了權嚴重的第八條、在二氧化碳排放治理的前面，可見甲烷治理對氣候危機的緩解至關重要，并且受到了中美兩國極大的重視。
回顧這一年來全球唱響了“碳中和”，但實際上溫室氣體的治理卻遠遠不止于二氧化碳。今天，我們想來聊聊各式各樣的甲烷排放源頭和應對措施。
甲烷：25倍的溫室效力
根據(jù)美國環(huán)保部統(tǒng)計，2019年甲烷（CH4）約占美國人類活動溫室氣體排放總量的10%。雖然甲烷在大氣中的壽命比二氧化碳短得多，但其在捕獲太陽輻射熱的能力卻比二氧化碳更強大，在進入大氣層100年的時間里，甲烷的溫室效力是二氧化碳的25倍。
在全球范圍內，50-65%的甲烷排放來自人類活動，天然濕地等自然資源也會排放甲烷。人為導致的甲烷排放來自于能源、農業(yè)、廢物處理和工業(yè)活動。以我國在2014年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為例，排放總量為5529 萬噸，其中能源活動貢獻了45%，農業(yè)佔40%，廢棄物處理佔12%。美國在2019年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)了類似的分配。
能源活動
煤炭行業(yè)是我國能源產業(yè)的大宗，其中煤炭開采是最大的甲烷逃逸排放源。早期對甲烷排放的監(jiān)控措施主要出于安全的考量，需要保證空氣中的甲烷（瓦斯主要成分）的濃度在臨界值以下，以預防煤礦重大爆炸安全事故。對于甲烷排放的管理工作則始于2008年，規(guī)定甲烷體積濃度大于等于30%的煤層氣（煤礦瓦斯）不得直排。2020年11月的《關于進一步加強煤炭資源開發(fā)環(huán)境影響評價管理的通知》則提出對煤礦瓦斯利用率提高的要求，鼓勵將含有甲烷的抽采瓦斯進行利用。
而隨著國家能源產業(yè)的轉型，我們可以預見越來越多的關閉煤礦，以及由此產生的廢棄礦井瓦斯排放，這將成為一個不容忽視的甲烷排放源。另一方面，來自石油天然氣行業(yè)的甲烷排放將會逐年增加。甲烷是天然氣的主要成分，在天然氣的生產、加工、儲存、傳輸和分配以及原油的生產、精煉、運輸和儲存過程中，甲烷會排放到大氣中。2019年生態(tài)環(huán)境境部發(fā)布《關于進一步加強石油天然氣行業(yè)環(huán)境影響評價管理的通知》，提到了“加強甲烷及揮發(fā)性有機物的泄漏檢測”是國家首次將甲烷納入油氣行業(yè)環(huán)境管理評價中。在國家政策和國際石化行業(yè)的倡議之下，我國的油氣生產商和供應商也逐漸開展了甲烷控排行動。
（【生態(tài)】哈佛大學最新研究：油氣生產的甲烷排放被嚴重低估）
農業(yè)活動
農業(yè)造成的甲烷排放不容小覷。在我國和日本等國家，水稻種植是主要的農業(yè)甲烷排放源頭。在歐美等國，大部分的農業(yè)甲烷排放來自畜牧業(yè)，來源包括各類家畜腸道發(fā)酵以及各類畜禽糞便管理。
稻田甲烷排放量，是產甲烷菌在厭氧環(huán)境下的稻田中，利用田間植株根際部的有機物質轉化成甲烷的量，再除去水稻根際部甲烷氧化菌對甲烷氧化后的剩余量?？梢酝高^適當?shù)氖┓?、灌水管理措施，水稻品種和肥料的選擇，減少水稻田的甲烷排放。
畜牧業(yè)的甲烷排放在歐美已經有了廣泛的研究，飼料的成分、畜舍環(huán)境設計、牲畜排泄物處理方法、沼氣回收等措施都能夠一定程度上降低甲烷排放。
廢棄物處理
廢棄物處理相關的甲烷排放來源分為廢水處理以及固體廢棄物處理。
廢水處理過程中的厭氧環(huán)境下，有機物經厭氧分解產生大量的甲烷。其產生的甲烷量決定于廢水中可降解有機物量、溫度處理系統(tǒng)的類型和技術。如今先進的生活污水處理包含了具有甲烷回收和燃燒處理功能的厭氧系統(tǒng)。而工業(yè)廢水有機物濃度通常較高，需要進行厭氧生物處理，可以采用一個帶有甲烷收集器的厭氧反應消化器處理后再排放到厭氧塘。廢水處理過程中回收的甲烷可以用于發(fā)電或產生熱能。
城市固體垃圾填埋場內的有機物分解產生垃圾填埋氣（LGF），一般含有50%甲烷、50%二氧化碳以及少量的非甲烷有機化合物。對于垃圾填埋氣的監(jiān)測和利用可以預防甲烷排放到大氣中，經過抽采的垃圾填埋氣可通過燃燒用于發(fā)電，或提純后直接使用，或經處理后成為替代汽車燃料的管道天然氣來源。
昕甬智測系列甲烷分析方案
寧波海爾欣光電科技有限公司長期耕耘在基于紅外激光光譜技術的痕量氣體分析，其中甲烷便是我們重點關注的氣體之一。昕甬智測最新的HP7000手持式激光甲烷遙測儀擁有彈性更高、覆蓋率廣等優(yōu)勢，是能源生產行業(yè)中保護生命財產安全的核心。該分析儀基于近紅外激光光譜分析技術，體積緊湊、重量輕，便于巡檢人員實時攜帶，實現(xiàn)遠距離遙測更能保證人員安全，其精確的讀數(shù)能在發(fā)生泄漏時更加準確的反應泄漏位置。
另外，針對科研級別的甲烷濃度監(jiān)控，我司擁有在HT8700大氣氨分析儀的開發(fā)測試經驗，目前與中科院大氣所合作積極研制包含甲烷、氧化亞氮在內的開路式激光溫室氣體分析儀。在過去我司與中國農業(yè)大學的合作項目中嘗試了通過施肥品種的選擇和管理，對農田氨排放進行有效的調控。我們期許通過合適的甲烷監(jiān)測儀器，協(xié)同國內相關科研院所進行農業(yè)甲烷排放的調控。
基于紅外激光光譜這樣的平臺技術，昕甬智測能提供更適合多樣場景的氣體分析模塊。若您有這方面的需求，歡迎您與我司銷售團隊聯(lián)系！
參考文獻：
1. 國內外甲烷排放控制行動與趨勢 ----2021中國甲烷論壇背景報告
2. Overview of Greenhouse Gases. EPA, USA.
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