黃少中：甲烷減排的前世今生
來源：中國能源觀察 時間：2025-08-21 14:38
——從“隱藏”的溫室氣體到氣候治理的關鍵抓手
中國能源研究會特邀首席專家、中國能源研究會雙碳產(chǎn)業(yè)合作分會主任 黃少中
在北極圈永久凍土帶深處，氣溫升高導致冰層消融，一個肉眼無法看見的過程正悄然加速：數(shù)萬年來封存于凍土中的甲烷（CH?），正以前所未有的速度向大氣釋放。這些看似無形的分子，卻擁有令人驚懼的力量——它們在地球大氣中積聚熱量，其單位質(zhì)量在百年時間上的升溫能力，是二氧化碳的28倍以上，在更關鍵的20年時間上，這個數(shù)字甚至高達驚人的84倍。這意味著，在相同的時間段內(nèi)，等量的甲烷所產(chǎn)生的溫室效應要遠遠強于二氧化碳。如今，甲烷這種無色無味的易燃氣體，正從全球各地的農(nóng)場、油田、垃圾堆和濕地中悄然逸散。它曾是煤礦工人恐懼的“瓦斯”，也曾是家庭炊事的燃料，如今卻成為氣候危機的關鍵推手。
2025年7月24日，第二十五次中國-歐盟領導人會晤后，雙方共同發(fā)表《中歐領導人關于應對氣候變化的聯(lián)合聲明》（以下簡稱《聯(lián)合聲明》）?！堵?lián)合聲明》中稱，雙方將致力于加強在能源轉(zhuǎn)型、氣候適應、甲烷排放管控、碳市場、綠色低碳技術(shù)等領域雙邊合作，協(xié)力推動各自綠色低碳轉(zhuǎn)型進程。這也再次表明了中國對甲烷排放管控的高度重視。在全球氣候治理的議題中，相較于公眾更為熟知的二氧化碳，甲烷雖然知名度不及二氧化碳，但其對全球氣候變暖的影響卻不容小覷，甲烷減排問題同樣重要緊迫。甲烷是僅次于二氧化碳的第二大溫室氣體，全球范圍內(nèi)的甲烷正在以幾十年內(nèi)最快的速度增長，在氣候變化的嚴峻挑戰(zhàn)面前，甲烷逐漸成為了一個備受矚目的新焦點。如今，隨著對其認知的深化，甲烷減排不僅成了綠色環(huán)保的主要內(nèi)容，更是氣候治理的關鍵抓手。這背后的故事，充滿了人類對自然的探索與智慧。了解甲烷減排的“前世今生”，不僅能揭開氣候治理的另一重面紗，更能讓我們看清人類與地球達成和解的可能路徑。
一、前世：隱藏的溫室氣體
1.早期的認知與應用
人類對甲烷的早期認知，最早源于沼澤中被點燃的神秘氣泡。我國古代就有關于甲烷的記載，西周《易經(jīng)》中關于“澤中有火”“上火下澤”的記載，描述的就是沼澤中釋放的甲烷被點燃的現(xiàn)象。西方對甲烷的發(fā)現(xiàn)記載和研究發(fā)生在18世紀。1776年，意大利物理學家亞歷山德羅?伏打在湖底淤泥中收集到一種氣體，發(fā)現(xiàn)其可以點燃且火焰呈青藍色，將其命名為“沼氣”，并記錄了它的燃燒特性，這是人類首次對甲烷的科學描述。隨著工業(yè)革命對煤炭需求的激增，讓甲烷以“瓦斯”之名成為礦工的噩夢，它無色無味，卻高度易燃易爆，歷史上奪走了無數(shù)礦工的生命。盡管甲烷的危險性令人膽寒，但人們很快也發(fā)現(xiàn)了它的價值，其可燃性也讓它逐漸成為一種重要燃料。19世紀，人們發(fā)現(xiàn)天然氣的主要成分就是甲烷，開始用它點燈、燒爐子。當時的科學家雖然搞清楚了它的分子結(jié)構(gòu)，卻完全沒意識到它的“溫室能力”。直到20世紀初，才有氣象學家偶然發(fā)現(xiàn)甲烷具有吸收紅外線的能力（溫室效應的核心機制），但此時它的增溫效應仍被二氧化碳的“光環(huán)”完全掩蓋。
2.工業(yè)化進程打破平衡
工業(yè)革命后，一切都變了。人類的生產(chǎn)生活成了甲烷排放的“新主力”。隨著煤炭開采、油氣開發(fā)和農(nóng)業(yè)擴張急劇增加，甲烷作為天然氣的主要成分，其“燃料價值”被無限放大，而排放問題則被視為“必要代價”，甲烷排放的趨勢長期被“經(jīng)濟優(yōu)先”的發(fā)展模式所掩蓋。為保障采礦安全，煤礦普遍采用通風稀釋法，這些被稀釋的甲烷就這樣未經(jīng)任何處理排入大氣，從未提及排放的環(huán)境代價。油氣行業(yè)的“火炬燃燒”更是成為標志性場景。20世紀石油開采中，伴生的甲烷被當作“廢氣”點燃，當時的行業(yè)共識是“與其讓甲烷爆炸，不如燒掉更安全”，幾乎沒人意識到，未充分燃燒的甲烷（約10%-30%）會直接進入大氣，其溫室效應是二氧化碳的數(shù)十倍。在工業(yè)化高歌猛進的百年間，甲烷排放幾乎處于“無標準、無監(jiān)管、無責任”的三無狀態(tài)。1990年代前，全球沒有針對甲烷的減排協(xié)議，雖然1990年政府間氣候變化專門委員會（IPCC）指出，甲烷對全球變暖的貢獻率已達15%，1997年《京都議定書》也將其列為受控氣體，但各國仍將減排重心放在二氧化碳上。直到2021年《全球甲烷承諾》簽署，這種被工業(yè)化進程長期忽視的氣體，才真正進入全球氣候治理的核心議程。此前一個半世紀里，甲烷的排放增量如同被賬本遺漏的開支，在經(jīng)濟增長的狂歡中悄然累積。
3.自然循環(huán)的隱形調(diào)節(jié)
在人類活動介入前，甲烷已在自然界完成了億萬年的“隱形工作”。過去80萬年里，甲烷濃度始終在300-700ppb（十億分之一）的區(qū)間波動，與冰期-間冰期的氣溫變化完美同步：冰期濕地萎縮，甲烷濃度降至低谷；間冰期濕地擴張，濃度升至峰值。這種調(diào)節(jié)作用如此隱秘，以至于在工業(yè)革命前，沒有任何文明意識到這種氣體對維持地球宜居溫度的關鍵作用。它就像地球氣候系統(tǒng)的“暗線”，在人類毫無察覺的情況下維系著生態(tài)平衡。正是這種長期的自然平衡與人類認知的滯后，讓甲烷在數(shù)百年間始終以“隱藏的溫室氣體”身份存在，直到工業(yè)化引發(fā)的濃度飆升，才迫使人類重新審視這個被忽視的氣候變量。
二、今生：氣候治理的關鍵抓手
1.科學研究的突破
增溫潛能的確認。早期研究雖知道甲烷是溫室氣體，但對其影響力的評估嚴重不足。20世紀后期至21世紀初，隨著氣候科學研究的深入，甲烷強大的全球增溫潛能被不斷確認和量化?？茖W家們清晰地認識到，雖然甲烷在大氣中的濃度遠低于二氧化碳，但其單位分子捕獲熱量的效率極高，讓甲烷成為應對緊急氣候狀況的“加急選項”。
短壽命特性的發(fā)現(xiàn)?？茖W家通過大氣化學追蹤證實，甲烷在大氣中的平均壽命僅為12年，遠短于二氧化碳的數(shù)百年。這一特性意味著只要減少排放，其對氣候的負面影響會在短期內(nèi)快速減弱。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的模擬顯示，若立即實施有效減排，20年內(nèi)全球升溫速度可降低約40%，這種“立竿見影”的效果是其他溫室氣體無法比擬的。
排放源的精確畫像。衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)與地面觀測網(wǎng)絡的結(jié)合，使科學家能更精確地繪制全球甲烷排放的“熱點圖”。研究發(fā)現(xiàn)，35%來自化石燃料，40%來自農(nóng)業(yè)活動，20%來自廢棄物，其他來自生物質(zhì)燃燒（不完全燃燒）、濕地等自然源（對氣候變化敏感）。這種來源的“精確畫像”為針對性減排提供了科學依據(jù)，使“快速見效”從理論變?yōu)榭赡堋?/p>
2.政策與行動的興起
國際共識的形成。2004年，美國環(huán)保局發(fā)起全球甲烷行動，倡議自愿性的多邊合作計劃，旨在通過國際合作自愿減少甲烷排放。目前有45個成員國和700多個項目網(wǎng)絡伙伴，主要針對石油天然氣、沼氣和煤礦瓦斯三大領域的甲烷減排，中國是首批14個簽約成員國之一。2019年9月，聯(lián)合國環(huán)境署和氣候與清潔空氣聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)起全球甲烷聯(lián)盟（GMA），成員包括國際組織、非政府組織、金融機構(gòu)、油氣企業(yè)等。該組織致力于支持各國設定有雄心的油氣行業(yè)甲烷減排承諾，共同實現(xiàn)2030年甲烷減排達到60億噸二氧化碳當量的目標。加入GMA的國家需要設立甲烷減排絕對量目標或甲烷強度減排目標。2021年11月，在聯(lián)合國氣候變化大會（COP26）上，由美國和歐盟共同發(fā)起，超過100個國家共同簽署了《全球甲烷承諾》，承諾到2030年將全球人為甲烷排放量在2020年的基礎上減少至少30%。從國際上看，全球范圍針對甲烷控排的政策與行動仍在不斷演變和加強，甲烷控排議題逐漸從無到有、從邊緣走向核心，成為全球氣候治理領域的焦點議題，發(fā)達國家甲烷排放控制也有了較為完善的制度體系、數(shù)據(jù)基礎和技術(shù)能力。
我國甲烷管控的政策演變。長期以來，我國在應對氣候變化方面主要以控制二氧化碳排放為主，但同時也對甲烷管控給予了高度重視，并制定了一系列相關政策。2021年3月，“十四五”規(guī)劃綱要中首次將甲烷與其他溫室氣體如氫氟碳化物、全氟化碳等一同列為控制對象。2021年11月《中美格拉斯哥聯(lián)合宣言》明確將甲烷納入減排計劃。2023年10月，生態(tài)環(huán)境部進一步發(fā)布了《溫室氣體自愿減排交易管理辦法(試行)》，將甲烷減排正式納入中國核證碳減排（CCER）機制，為其提供了更為明確的政策支持。2023年11月，生態(tài)環(huán)境部、國家發(fā)改委等11部委聯(lián)合發(fā)布了《甲烷排放控制行動方案》（以下簡稱《甲烷方案》），明確了今后5—10年我國控制甲烷排放的目標和重點任務。《甲烷方案》是我國第一份全面、專門的甲烷排放控制政策性文件，是對未來一段時期我國甲烷排放控制工作的頂層設計和系統(tǒng)部署，不僅對進一步控制甲烷排放具有重要指導意義，而且也必將對促進經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。
行業(yè)與企業(yè)行動的落地實踐。在能源領域，煤炭行業(yè)是我國甲烷逃逸排放的最大來源之一。在源頭治理方面投入大量的財力和物力，開展各項技術(shù)、理論和裝備的研發(fā)，以減少瓦斯的逃逸排放。在油氣領域，2021年5月，中國油氣企業(yè)甲烷控排聯(lián)盟成立，成員單位包括中國石油、中國石化、中國海油、國家管網(wǎng)、北京燃氣等。在農(nóng)業(yè)領域，積極探索改進飼料配方（如添加海藻提取物）、優(yōu)化糞污管理（推廣覆蓋和沼氣回收）、改進水稻灌溉方式（如間歇灌溉）等技術(shù)。在行業(yè)智庫和研究方面，中國能源研究會自2022年起發(fā)起建立“能源甲烷減排圓桌機制”，聯(lián)合政府、企業(yè)、科研機構(gòu)、國際組織，連續(xù)召開多次會議，探討油氣、煤炭行業(yè)甲烷減排路徑，取得很好的效果。
3.技術(shù)創(chuàng)新的加速
監(jiān)測技術(shù)的突圍。衛(wèi)星遙感監(jiān)測在甲烷控排領域飛速發(fā)展，包括美國環(huán)保協(xié)會去年發(fā)射MethaneSAT衛(wèi)星，以及加拿大最早發(fā)射了多顆衛(wèi)星，歐洲也構(gòu)建了多星協(xié)同的監(jiān)測模式。無人機方面，許多國家都在政策驅(qū)動下使用空中監(jiān)測技術(shù)進行連續(xù)監(jiān)測。光學氣體成像使用紅外相機（OGI）可直觀“看見”肉眼不可見的甲烷羽流，極大方便了泄漏檢測。這項技術(shù)在北美油氣田巡檢中已廣泛應用。
減排技術(shù)的升級。能源領域的“零泄漏”技術(shù)堪稱典范。泄漏檢測與修復（LDAR）程序自動化、更換低排放設備（如氣動控制器）、消除放空燃燒、改進壓縮機密封、應用“綠色完井”技術(shù)（在鉆井后立即捕獲氣體而非燃燒或排放）。煤炭領域則加強煤礦通風瓦斯利用（發(fā)電或供熱），推廣煤層氣開采。農(nóng)業(yè)領域研發(fā)和推廣新型飼料添加劑（如3-NOP），優(yōu)化牧場管理，大規(guī)模推廣沼氣工程（覆蓋糞污處理、發(fā)電/產(chǎn)氣、生產(chǎn)有機肥）。廢棄物領域完善填埋場覆蓋和氣體收集系統(tǒng)，推廣有機垃圾源頭分類和厭氧消化處理。
新興技術(shù)的發(fā)展。將甲烷從“污染物”轉(zhuǎn)化為“能源”的技術(shù)創(chuàng)新，可消除排放，創(chuàng)造經(jīng)濟價值。甲烷直接空氣捕集與轉(zhuǎn)化方面探索將低濃度甲烷直接氧化為二氧化碳和水（其溫室效應大大降低）或更有價值的產(chǎn)品（如甲醇）的技術(shù)，但成本和經(jīng)濟性是巨大挑戰(zhàn)。精準農(nóng)業(yè)與數(shù)字化管理方面利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、AI優(yōu)化農(nóng)場管理，減少排放。
三、挑戰(zhàn)與未來：道阻且長，行則將至
（一）主要問題：制度性障礙突出
1.監(jiān)測核算體系不健全
底數(shù)不清：國家層面缺乏統(tǒng)一監(jiān)測網(wǎng)絡，地方試點（如云南、湖南）雖探索“空天地一體化”監(jiān)測，但衛(wèi)星遙感精度不足，地面監(jiān)測點覆蓋有限，農(nóng)業(yè)分散源排放無法精準量化。
核算標準割裂：企業(yè)自主報告數(shù)據(jù)質(zhì)量參差，地方排放因子研究滯后（如湖南要求制定本地化標準），跨區(qū)域數(shù)據(jù)可比性差。
2.政策協(xié)同不足
約束機制缺位：全國碳市場未納入甲烷，地方試點（如上海）僅“研究納入”，缺乏強制減排目標；部分行業(yè)（如農(nóng)業(yè)）依賴自愿減排，企業(yè)動力不足。
激勵政策碎片化：財政補貼（如畜禽糞污利用）與碳市場脫節(jié)，氣候投融資項目（EOD模式）推廣緩慢，山西、云南等地嘗試整合但未成體系。
3.區(qū)域能力與責任失衡
煤炭大?。ㄉ轿鳎┖娃r(nóng)業(yè)大省（湖南）面臨減排與能源安全、糧食安全的矛盾，而技術(shù)資金支持不足；
國際合作集中于試點省份（云南依托瀾湄合作），排放大國（俄、?。┪醇尤肴虺兄Z，跨境碳權(quán)互認停滯。
?。ǘ┐胧┙ㄗh：構(gòu)建四維政策框架
1.完善頂層制度設計
強制納入碳市場：參考上海制定的方案目標，2026年前將石化、煤炭行業(yè)甲烷排放納入全國碳市場配額管理，設定泄漏率上限；2028年擴展至公共機構(gòu)。
建立中央-地方協(xié)同機制：省級政府（如遼寧、云南模式）制定實施細則，明確多部門分工的聯(lián)席制度，強化考核問責。
2.創(chuàng)新政策協(xié)同工具
財政-金融聯(lián)動：
擴大氣候投融資試點，將甲烷項目納入綠色債券支持范圍（湖南已試點）；
探索“甲烷減排量質(zhì)押融資”，借鑒上海“碳資產(chǎn)入擔保品”模式。
差異化補貼：對減排成本高的行業(yè)（如畜牧業(yè)）實施獎補，反哺技術(shù)應用（云南計劃制定水稻種植區(qū)補貼政策）。
3.深化區(qū)域與國際協(xié)作
國內(nèi)區(qū)域補償：建立“東技西輸”機制，沿海省份（上海、北京）向中西部（山西、新疆）輸出監(jiān)測技術(shù)，換取減排指標共享。
推動國際規(guī)則互認：依托“一帶一路”甲烷伙伴關系（云南倡議），輸出衛(wèi)星監(jiān)測標準，爭取熱帶國家支持全球監(jiān)測網(wǎng)絡。
4.分領域精準施策
能源：強制油氣企業(yè)應用泄漏檢測與修復（LDAR），配套綠色貸款貼息（北京、克拉瑪依模式）。
農(nóng)業(yè)：推廣“綠肥輪作-糞污能源化”組合政策，建立種養(yǎng)循環(huán)補貼（湖南、鞍山實踐）。
廢棄物：垃圾填埋場改造與焚燒發(fā)電補貼掛鉤，嚴控新建填埋場（山西要求2025年資源化率60%）。
5.政策實施目標路徑
甲烷減排需以“制度約束-市場激勵-區(qū)域協(xié)同”為核心有序?qū)嵤?/p>
1.短期（2026年前）：完成甲烷納入碳市場立法，建立省級部門協(xié)作細則；
2.中期（2030年前）：實現(xiàn)監(jiān)測網(wǎng)絡省域全覆蓋，推廣財政-金融組合工具；
3.長期（2030年后）：深度參與全球甲烷治理，推動發(fā)展中國家標準互認。
甲烷減排時間緊、任務重，唯有通過制度剛性約束與經(jīng)濟激勵相容，才能破解“監(jiān)測難、成本高、協(xié)同弱”困局，將甲烷從氣候威脅轉(zhuǎn)化為綠色治理抓手。
結(jié) 語
阿曼荒漠中，合成甲烷工廠的太陽能板陣列正吸收炙熱陽光；法國農(nóng)場里，牛糞經(jīng)厭氧消化轉(zhuǎn)化為注入天然氣管網(wǎng)的生物甲烷；中國煤礦區(qū)，曾引發(fā)爆炸的瓦斯驅(qū)動著燃氣輪機發(fā)出清潔電力。從被遺忘在礦井深處的“瓦斯”，到如今全球氣候行動舞臺中央的焦點，甲烷走過了漫長而曲折的道路?？茖W認知的深化讓我們看清了它巨大的破壞力，也發(fā)現(xiàn)了它蘊含的獨特機遇。當加拿大航空的航班未來使用阿曼合成的綠色甲烷燃料翱翔天際時，那些曾被排空的溫室氣體，終將完成從威脅到能源的救贖之旅，甲烷減排的“前世今生”折射出人類對氣候變化認知的深化。甲烷減排，不再只是環(huán)保主義者的理想，更成為一項兼具科學必要性、技術(shù)可行性和經(jīng)濟性的緊迫行動。當我們修復管道上微小的裂縫，當我們在牧場中調(diào)整飼料配方，當我們回收垃圾填埋場中升騰的氣體——這些行動都在為地球爭取寶貴的時間。每一次對甲烷的有效控制，都在減緩當下氣候變暖的速度，都在為人類應對更艱巨的長期挑戰(zhàn)創(chuàng)造喘息之機。這不僅是科學的選擇，更是我們對未來的一份關鍵承諾。
責任編輯：于彤彤
