摘要
近年来，欧盟国家和美国相继发布国家层面甲烷减排战略或行动计划，并联合103个国家在《联合国气候变化框架公约》第26次缔约方大会期间发起签署《全球甲烷承诺》，拟将甲烷减排从科学研究上升至国际博弈。为实现短期内甲烷减排成效，国际社会重点聚焦能源行业特别是油气领域的甲烷减排，强化对油气行业的监管力度。国内外大石油公司为响应监管要求，纷纷提出甲烷减排目标，并利用技术手段采取了一些实质性措施。面对欧美重塑全球能源行业竞争格局的甲烷减排运动，中国应高度重视外部环境变化，根据能源资源禀赋和甲烷排放结构制定符合中国国情的减排行动计划；建立油气行业甲烷排放监测、报告及核查体系；加大甲烷等温室气体监测技术投入，推动关键减排技术取得突破；强化甲烷减排国际合作，主动参与构建相关标准体系，在应对气候变化博弈中争夺主导权。
关键词
甲烷减排；油气行业；监测技术；减排承诺；气候变化
1 全球甲烷排放概况
甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体，具有在大气中存留时间短（约为12年）、温室效应强度高的特点。据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）测算，以20年作为观测区间，甲烷的全球增温潜势约是二氧化碳的82.5倍，即1吨甲烷在20年内所造成的温室效应是82.5吨二氧化碳的总和，可见其在短期内会对全球升温造成显著影响。人类进入工业化时代以来，全球大气中的甲烷浓度已从1750年工业化前约700 ppb增长了约2.6倍，达到1800 ppb。进入21世纪后，甲烷排放呈加速上升趋势，特别是在2020年，尽管新冠肺炎疫情严重冲击全球经济，大气中的甲烷浓度增速却创下历史新高，达到15.65 ppb。随着国际社会逐步深化对甲烷气体温室效应的认识，甲烷减排被认为是短期内减缓气候变暖速度最直接、最有效的途径。
根据全球碳计划组织（Global Carbon Project，GCP）数据，目前全球甲烷年排放量已达到5.91亿吨左右，占全球温室气体排放总量的约1/5。其中，约40%来自湿地生态系统和冻土层等自然排放源，剩余60%来自农牧业、能源和废弃物处理等人为排放源。图1显示的是全球甲烷整体排放结构，其中自然排放源较为集中，以湿地生态系统为主，占据自然源排放总量的82.5%。相比而言，人为排放源较分散，其中农牧业所占比重最大，占人为源排放总量的41%，能源和废弃物处理分别占比36%和23%。根据气候和清洁空气联盟和联合国环境规划署（UNEP）发布的《全球甲烷评估》研究报告，在现有技术条件下，人类通过努力可以在2030年前将全球甲烷年排放量在2020年水平基础上减少45%，相当于每年减少1.8亿吨的排放量，此举将是实现《巴黎协定》1.5摄氏度大气温控目标最具经济性和合理性的措施之一。
2 欧美国家甲烷减排承诺与减排战略分析
目前，甲烷减排已从科学领域研究上升至国际层面合作，欧盟和美国在2021年11月的《联合国气候变化框架公约》第26次缔约方大会（COP26）期间，联合发起签署《全球甲烷承诺》（以下简称《承诺》），并设定减排目标：到2030年前将全球甲烷排放量在2020年的排放水平上至少削减30%。除了欧盟和美国以外，还有英国、日本、巴西、加拿大等103个国家签署了《承诺》，占全球经济总量的70%和人为源甲烷排放量的50%。中国虽然未签署《承诺》，但与美国达成并发布了《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》（简称《中美联合宣言》），在甲烷排放对全球升温的显著影响方面达成重要共识，并计划召开双边会议，讨论制定标准减少化石能源和废弃物行业的甲烷排放，以及通过激励措施和项目减少农业甲烷排放，强化甲烷测量和减排具体工作等。
随着应对气候变化成为全球热点议题，国际社会特别是西方发达国家纷纷宣布“净零”碳排放目标并强化应对气候变化行动，《全球甲烷承诺》的发起，实质上是将甲烷减排从科学研究层面提升至气候治权的博弈，这意味着国际社会对甲烷人为排放源的监管将更趋严格。事实上，在《承诺》正式签署之前，美国与欧盟已经分别制定了国家层面的甲烷减排战略或行动计划，为实施甲烷减排联合行动提供政策指引和法规保障。
从公开发布的内容看，欧美甲烷减排战略最明显的区别之一在于争夺全球话语权：欧盟构建全球甲烷监管体系意愿强烈，而美国更倾向于对内实现减排。当前，欧盟甲烷排放量仅占全球总量的约7%，这使得欧盟在全球甲烷减排运动中占据天然优势。从欧美双方制定的甲烷排放战略来看，双方就建立全球统一的甲烷气体监测、报告及核查体系（MRV）已达成共识。然而，欧盟推动的构建全球甲烷排放治理的措施更为具体，包括与联合国环境规划署、国际能源署等国际组织建立国际甲烷排放观测平台；利用油气买方市场地位，设立甲烷供应指数，制定适用于境内外化石能源生产企业的监测、报告及核查体系和法律法规；实行基于甲烷减排的能源外交策略等。
从各行业具体减排策略看，由于农牧业和废弃物处理领域的排放源分散且与民生福祉休戚相关，欧美普遍采取“规范垃圾填埋、引导农业控排、激励绿色生产、推动技术创新”的减排思路，整体措施较为温和。在能源领域减排方面，欧美因资源禀赋差异而分别采取不同手段。美国作为全球化石能源消费和生产大国，其能源领域甲烷排放占比高达37.2%（油气30%，煤炭7.2%），略低于农牧业39%的比重（家畜肠道和粪便36.7%，水稻种植2.3%）；相比之下，欧盟的能源领域甲烷排放比重为21.7%（油气12.8%，煤炭8.9%），不及农牧业的一半且少于废弃物处理领域（见图2）。鉴于此，欧盟依托其进口油气市场，侧重强化对油气出口国家或企业实施甲烷排放监管，而美国作为油气出口大国，倾向于对油气上游企业实施更为严格的甲烷排放管控。
虽然欧美在能源领域的甲烷减排措施具有明显差异，但近年来，双方在天然气贸易领域合作加速升温。2020年，美国出口液化天然气（LNG）达614亿立方米，其中约41.7%销往欧洲。《欧盟甲烷减排战略》明确提出，将与美国加深能源领域双边合作，共享减排经验并采取联合行动。美国白宫发布的《美国甲烷减排行动计划》重点针对油气全产业链的甲烷排放，提出诸如减少天然气放空、减少常规燃除以及强化管道安全运行标准等举措，积极响应欧盟呼声。美国的埃克森美孚公司高调支持《全球甲烷承诺》，宣布将对其二叠纪盆地的天然气产品进行甲烷排放认证，此举示范效应明显，或帮助美国扩大其在欧盟的LNG市场份额，深化两地能源领域战略协同。
3 全球油气行业甲烷排放概况及监测技术进展
3.1 油气行业甲烷排放概况
2020年，全球甲烷排放量5.91亿吨，其中能源领域甲烷排放量约为1.2亿吨，油气和煤炭行业的排放量所占比重分别为59%和33%（见图3），能源行业特别是油气领域被认为是甲烷减排潜力最大的板块。过去10年，全球油气领域甲烷排放量维持在7600万吨/年水平，2020年受新冠肺炎疫情影响略有降低。随着全球油气市场逐步回暖，甲烷排放量预计将继续增长。总体来看，油气行业的甲烷排放主要集中在勘探开发环节，占比超过总量的75%。在天然气行业，天然气储运及销售环节在整个产业链中排放占比超过1/3；石油行业则主要集中在开采环节，其他环节仅占1%左右。
根据国际能源署统计，2020年俄罗斯和美国的油气行业甲烷排放量分别高达1480万吨和1231万吨，遥遥领先于其他国家；中国油气领域甲烷排放量不足俄罗斯的1/4，约为338万吨。具体来看，中国油气领域勘探开发环节甲烷排放占比约为62%，储运及销售环节排放占比超过世界平均水平。分行业看，天然气行业排放量约为石油行业的2.3倍，其中天然气储运及销售环节的排放占比接近50%，显著高于全球平均水平。中国油气行业甲烷排放结构同全球情况相似，主要来自勘探开发环节的工艺放空。
3.2 油气行业甲烷主要排放源
当前，油气行业被认为是甲烷减排最具实操性和经济性的领域，由于甲烷本身具备经济价值，石油公司通过采取减排措施提升利润。国际能源署测算，通过采用现有技术，中国油气行业可以减少70%以上的排放量，其中有54%的减排量为“净零”成本减排，即采取减排措施的边际效益大于边际成本，石油公司可以在甲烷减排和经济效益提升上实现双赢。
对于石油公司来说，油气产业链涉及复杂的产、供、储、运环节，关键甲烷排放源不易识别，且不均匀地出现在各个环节。火炬燃烧、工艺放空排放、设备泄漏等均是甲烷重要的排放源（见图4）。在油气勘探开发生产环节，甲烷的排放主要集中在三个方面。一是放空燃烧，火炬的不完全燃烧会造成较为严重的甲烷排放；二是设备运行及检修，生产链上的脱水设备和气动泵等会造成一定的甲烷排放，对管路、储罐、待更换设备等进行排空，会将设备内部的甲烷排放到大气中；三是非常规天然气开发过程中的水力压裂及排液，均会造成甲烷的排放。
在净化处理、储运及销售环节，甲烷排放主要集中在天然气产业链，一是各类净化处理和输气设备，在向终端客户输送过程中，压缩机、计量设备、气动控制器、储气设施、LNG接收站的放空和设备连接端口泄漏都是储运环节最大的甲烷排放源；二是天然气终端分配利用等环节，加气站、天然气发电厂等消费终端在加注天然气时，可能造成甲烷泄漏。
3.3 全球甲烷监测技术发展情况
目前全球甲烷监测技术发展迅速，常规监测技术例如现场采样、车载监测器、低空飞机或无人机等手段已经无法满足跨区域动态监测需求。为加大对油气行业甲烷排放的监管力度，欧美国家发射甲烷监测专用卫星，对能源生产设施和重要天然气管线进行全天候监测，可精确追踪到油田区域任意单井或管道泄漏点，其空间分辨率已达到米级。美国宇航局在2016年宣布，其地球观测卫星1号（EO-1）首次利用低空轨道探测到美国阿利索峡谷一处天然气井泄漏事件。2017年10月，欧洲航天局发射“哥白尼”哨兵-5P卫星，强化其全球温室气体监测能力，随后公开披露埃克森美孚公司在美国俄亥俄州发生的一起重大天然气井喷事故。近几年，Kayrros等商业卫星数据公司在欧洲航天局和国际能源署的支持下建立全球甲烷监测平台，联合推出“甲烷追踪器（MethaneTracker）”项目，对各国重要能源设施甲烷排放情况进行实时监测。
一方面，掌握甲烷排放核查标准制定及监管主导权已成为大国在能源领域博弈的焦点。当前，欧洲等地发达国家加快实施清洁能源替代，同时针对传统能源设立排放标准及法律法规。随着能源领域甲烷减排成为全球重要议题，且尚无国际统一的甲烷排放监测、报告及核查体系标准的情况下，发达国家正在加快推进相关工作，旨在争夺全球甲烷排放监管话语权。另一方面，资本和社会力量加速涌入甲烷监测领域，能源公司面临严峻的监管挑战。在政府支持及政策、技术和资本的推动下，商业公司、环保机构等涌入遥感监测领域，加速构建全球甲烷监测网络。近几年，埃克森美孚公司和俄罗斯天然气工业股份公司等能源公司因缺少探测甲烷泄漏能力，被频繁爆出其在甲烷泄漏事件中的排放量远高于公司报道数据，涉事企业因此声誉受损。为准确监测甲烷排放，掌握信息主动权，雪佛龙、壳牌和道达尔等国际大石油公司已着手联合遥感监测公司，共享甲烷排放数据，并支持将监测范围延伸至海上能源设施。
4 石油公司甲烷减排目标与行动
4.1 国际大石油公司甲烷减排目标与措施
近年来，公众对甲烷排放的关注度逐渐提高，作为排放大户的国际大石油公司纷纷提出减排目标。壳牌公司提出2025年将其上下游全部油气资产的甲烷排放强度维持在0.2%以下；埃尼公司上游甲烷排放强度在2025年控制在0.25%；bp公司承诺2023年甲烷排放强度削减至0.1%，到2050年实现“净零”排放；道达尔公司要在2025年将上游油气设施的甲烷排放强度下降至0.2%以下，在2050年实现“净零”排放；艾奎诺能源公司（Equinor）在2030年将甲烷排放控制在接近零的水平。由13个国际石油公司组成的油气行业气候倡议组织（OGCI）提出，到2025年上游业务平均甲烷排放强度力争降至0.2%以下（见图5）。
在技术手段上，国际大石油公司纷纷采取实质性措施（见表1）。例如，道达尔公司在安哥拉的CLOV项目、刚果共和国的Moho Nord项目和尼日利亚的Egina项目中，消除在仪表气体、冷排气系统中的甲烷使用；康菲公司在加拿大的蒙特尼（montney）开发项目中，通过使用空气而不是天然气来驱动设备。美国多家石油公司采用了绿色完井、柱塞举升系统、乙二醇脱水排放控制等多项甲烷减排技术。国际各大石油公司以建立联盟的形式，制定统一标准，以期产生良好的协同作用，例如bp、埃尼集团、艾奎诺、道达尔等公司加入了气候与清洁空气联盟组织开展的油气甲烷伙伴关系（OGMP），根据该组织提供的技术指导文件进行统一的甲烷排放核算；壳牌等国际油气企业、国际机构、非政府组织和学术界共同发起“甲烷减排指导原则”（MGP）伙伴关系，并发布了一系列甲烷减排最佳实践指南。
4.2 中国的石油公司甲烷控排行动
中国的石油公司在油气生产、储运和销售全产业链采取措施，积极推进甲烷控排行动。中国石油集团出台了《甲烷排放管控行动方案》，确立了到2025年将甲烷排放强度较2019年降低50%左右的甲烷排放目标。2020年中国石油甲烷排放强度较2019年降低6%。中国石油还积极参与油气行业气候倡议组织等国际交流，推动甲烷控排。
中国石化制定甲烷控排措施，在不同业务板块推进甲烷减排与回收利用。在勘探开发板块，扩大放空天然气回收范围，重视低压天然气管理，利用低压冷凝系统回收放空气，减少天然气逸散；全面采用密闭混输工艺，严格管理无控泄漏；提前制定检维修、设备调试工作计划，最大限度减少作业过程中的天然气放空量。在炼油化工板块，加强装置平稳运行，减少装置异常波动及非计划停工，避免紧急停工下的火炬放空；对装置火炬放空阀门进行查漏和维修管理。在运输销售板块，对压缩天然气（CNG）管束车、LNG槽车进行安全检查，确保无渗漏。2020年中国石化甲烷年回收量为6亿立方米，相当于减少温室气体排放约900万吨二氧化碳当量。
中国海油在“十三五”期间已着手甲烷控排行动。渤海南部、南海东部和南海西部等区域的油气田逐步实现火炬零燃烧，大幅降低甲烷外排量。中海石油舟山石化有限公司利用泄漏检测与修复技术（LDAR），减少甲烷泄漏排放80%以上。
5 启示与建议
在能源转型背景下，欧美国家正在全球范围内推动甲烷减排运动，拟通过构建全球甲烷监测网络和监测、报告及核查体系标准，重塑能源行业竞争格局。在应对气候变化博弈中争夺主导权，中国应高度重视外部环境变化，尽早采取应对措施，掌握主动权。
一是根据能源资源禀赋和甲烷排放结构制定符合国情的甲烷减排行动计划。中国作为世界上最大的能源生产国和消费国，2020年煤炭消费占比约56.8%，尽管比上年降低0.9个百分点，但较世界平均水平仍高出约30个百分点，由此导致煤炭领域甲烷排放量占中国人为源排放总量的比重高达42%。面对欧美发起的《全球甲烷承诺》，中国应遵循《巴黎协定》中“共同但有区别的责任”原则，基于当前甲烷排放结构合理安排减排进度，制定符合中国具体国情的甲烷减排行动计划。
二是建立中国油气行业甲烷排放监测、报告及核查体系，掌握标准制定权。建议一方面在国家层面推动油气行业甲烷排放监管体系建设，明确各部门职责及分工，适时考虑设立专门监管机构，完善甲烷泄漏突发事件应急响应机制。另一方面，由国家相关主管部门统筹，科研机构、能源公司协作，细化甲烷排放清单，优化完善甲烷减排标准，依托“中国油气企业甲烷控排联盟”等组织，建立各层级统一的甲烷排放计算方法，加快形成监测、报告及核查体系标准，有效提升工作主动权。
三是加大甲烷等温室气体监测技术投入，推动关键减排技术取得突破。目前，中国已发射多颗温室气体监测卫星，已初步具备监测甲烷等多种温室气体浓度分布的能力。但整体看，中国与欧美国家在空间分辨率、测量精度及重访周期等指标上仍存在较大差距。建议进一步加大政策支持力度，对涉及高光谱遥感、甲烷泄漏检测与修复等关键技术项目给予相关税收优惠或设立专项资金支持技术研发。同时，定向发行针对甲烷减排技术创新的专项债券，以绿色金融杠杆撬动甲烷减排技术突破。
四是强化甲烷减排国际合作，主动参与构建相关标准体系。欧盟发布的甲烷战略提出，拟与中日韩3国建立买方联盟，推动建立国际甲烷监测、报告及核查体系标准，促进减排技术在全球范围推广。建议积极参与“全球甲烷行动倡议”和联合国环境规划署的“国际甲烷排放观测”项目等国际平台建设，加强国际甲烷数据共享，支持中国大型油气公司加入“全球油气甲烷伙伴关系（OGMP）”，在不同层面推动国际标准体系建设，有效掌握气候治理和生态保护国际合作主动权和主导权。
本文作者:张岑, 李伟｡本文转自《国际石油经济》,内容不做商用,仅用于信息传播,如有侵权,请与我们联系｡
