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2021-11

《格拉斯哥联合宣言》,甲烷为什么排在前面?

Author:admin

上周,随着第26届联合国气候大会进入尾声,中美两国针对气候变迁问题发表《格拉斯哥联合宣言》。面对气候危机的严峻性和紧迫性,中美两国承诺通过各自在21世纪20年代关键十年采取加速行动,并在包括《联合国气候变化框架公约》在内的多边进程中开展合作来应对气候危机,以避免灾难性影响。


(生态环境部:《中美关于在21世纪20年代强化气候行动的格拉斯哥联合宣言》)


值得一提的是,此次中美联合宣言首次提上了甲烷排放治理。关于甲烷的行动计划被放在了权严重的第八条、在二氧化碳排放治理的前面,可见甲烷治理对气候危机的缓解至关重要,并且受到了中美两国极大的重视。


回顾这一年来全球唱响了“碳中和”,但实际上温室气体的治理却远远不止于二氧化碳。今天,我们想来聊聊各式各样的甲烷排放源头和应对措施。


甲烷:25倍的温室效力

 

根据美国环保部统计,2019年甲烷(CH4)约占美国人类活动温室气体排放总量的10%虽然甲烷在大气中的寿命比二氧化碳短得多,但在捕获太阳辐射热的能力却二氧化碳强大,进入大气层100年的时间里,甲烷的温室效力是二氧化碳25倍。


在全球范围内,50-65%甲烷排放来自人类活动,天然湿地等自然资源也会排放甲烷。人为导致的甲烷排放来自能源、农业、废物处理和工业活动。以我国在2014年的统计数据为例,排放总量为5529 万吨,其中能源活动贡献了45%,农业佔40%,废弃物处理佔12%。美国在2019年的统计数据也呈现了类似的分配。


能源活动


煤炭行业是我国能源产业的大宗 

煤炭行业是我国能源产业的大宗,其中煤炭开采是最大的甲烷逃逸排放源。早期对甲烷排放的监控措施主要出于安全的考量,需要保证空气中的甲烷(瓦斯主要成分)的浓度在临界值以下,以预防煤矿重大爆炸安全事故。对于甲烷排放的管理工作则始于2008年,规定甲烷体积浓度大于等于30%的煤层气(煤矿瓦斯)不得直排。202011月的《关于进一步加强煤炭资源开发环境影响评价管理的通知》则提出对煤矿瓦斯利用率提高的要求,鼓励将含有甲烷的抽采瓦斯进行利用。


而随着国家能源产业的转型,我们可以预见越来越多的关闭煤矿,以及由此产生的废弃矿井瓦斯排放,这将成为一个不容忽视的甲烷排放源。另一方面,来自石油天然气行业的甲烷排放将会逐年增加。甲烷是天然气的主要成分在天然气的生产、加工、储存、传输和分配以及原油的生产、精炼、运输和储存过程中,甲烷会排放到大气中。2019年生态环境境部发布《关于进一步加强石油天然气行业环境影响评价管理的通知》,提到了“加强甲烷及挥发性有机物的泄漏检测”是国家首次将甲烷纳入油气行业环境管理评价中。在国家政策和国际石化行业的倡议之下,我国的油气生产商和供应商也逐渐开展了甲烷控排行动。


【生态】哈佛大学最新研究:油气生产的甲烷排放被严重低估

 

农业活动

农业造成的甲烷排放   


农业造成的甲烷排放不容小觑。在我国和日本等国家,水稻种植是主要的农业甲烷排放源头。在欧美等国,大部分的农业甲烷排放来自畜牧业,来源包括各类家畜肠道发酵以及各类畜禽粪便管理。


稻田甲烷排放量,是产甲烷菌在厌氧环境下的稻田中,利用田间植株根际部的有机物质转化成甲烷的量,再除去水稻根际部甲烷氧化菌对甲烷氧化后的剩余量。可以透过适当的施肥、灌水管理措施,水稻品种和肥料的选择,减少水稻田的甲烷排放。


畜牧业的甲烷排放在欧美已经有了广泛的研究,饲料的成分、畜舍环境设计、牲畜排泄物处理方法、沼气回收等措施都能够一定程度上降低甲烷排放。


废弃物处理

废弃物处理相关的甲烷排放来源分为废水处理以及固体废弃物处理。 


废弃物处理相关的甲烷排放来源分为废水处理以及固体废弃物处理。


废水处理过程中的厌氧环境下,有机物经厌氧分解产生大量的甲烷。其产生的甲烷量决定于废水中可降解有机物量、温度处理系统的类型和技术。如今先进的生活污水处理包含了具有甲烷回收和燃烧处理功能的厌氧系统。而工业废水有机物浓度通常较高,需要进行厌氧生物处理,可以采用一个带有甲烷收集器的厌氧反应消化器处理后再排放到厌氧塘。废水处理过程中回收的甲烷可以用于发电或产生热能。


城市固体垃圾填埋场内的有机物分解产生垃圾填埋气(LGF),一般含有50%甲烷、50%二氧化碳以及少量的非甲烷有机化合物。对于垃圾填埋气的监测和利用可以预防甲烷排放到大气中,经过抽采的垃圾填埋气可通过燃烧用于发电,或提纯后直接使用,或经处理后成为替代汽车燃料的管道天然气来源。


崭新TDLAS方案应用于垃圾填埋场排放监测


昕甬智测系列甲烷分析方案

 

宁波海尔欣光电科技有限公司长期耕耘在基于红外激光光谱技术的痕量气体分析,其中甲烷便是我们重点关注的气体之一。昕甬智测最新的HP7000手持式激光甲烷遥测仪拥有弹性更高、覆盖率广等优势,是能源生产行业中保护生命财产安全的核心。该分析仪基于近红外激光光谱分析技术,体积紧凑、重量轻,便于巡检人员实时携带,实现远距离遥测更能保证人员安全,其精确的读数能在发生泄漏时更加准确的反应泄漏位置。


昕甬智测HP7000手持式激光甲烷遥测仪 

昕甬智测HP7000手持式激光甲烷遥测仪


另外,针对科研级别的甲烷浓度监控,我司拥有在HT8700大气氨分析仪的开发测试经验,目前与中科院大气所合作积极研制包含甲烷、氧化亚氮在内的开路式激光温室气体分析仪。在过去我司与中国农业大学的合作项目中尝试了通过施肥品种的选择和管理,对农田氨排放进行有效的调控。我们期许通过合适的甲烷监测仪器,协同国内相关科研院所进行农业甲烷排放的调控。


http://www.healthyphoton.com/shengtai/products/39.html 

昕甬智测HT8600 高精度大气甲烷本底激光开路分析仪


基于红外激光光谱这样的平台技术,昕甬智测能提供更适合多样场景的气体分析模块。若您有这方面的需求,欢迎您与我司销售团队联系!


参考文献:

1. 国内外甲烷排放控制行动与趋势 ----2021中国甲烷论坛背景报告

2. Overview of Greenhouse Gases. EPA, USA.

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