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1、中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要2022 年 11 月背景和致謝2022 年 1-6 月,來自 20 家中方、美方及國際科研機構的多名研究人員共同召開了兩次以上的研討會,探討推進中美甲烷相關研究工作的潛在機遇。特此感謝研討會全體參與人員所做出的貢獻。在研討會的基礎上,一支由多機構研究人員參與的核心研究團隊開展了深入的相關研究分析,并將研究結果完善成了此報告。上述研討會及報告均由美國馬里蘭大學全球可持續發展中心在能源基金會(中國)的支持下組織和編寫。作者團隊向為報告提供中肯意見的中國和國際研究機構審稿人致以誠摯的謝意。在此特別感謝美國馬里蘭大學的超級計算資源(http:
2、/hpcc.umd.edu)對本報告研究的支持。同時感謝報告中涉及的所有溫室氣體排放清單的建立團隊,包括全球大氣研究排放數據庫(EDGAR)、美國國家環境保護局(EPA)、社區排放數據系統(CEDS)、溫室氣體-大氣污染相互作用和協同模型(GAINS)的團隊,以及報告引用的其他研究的團隊。本報告中表達的觀點和意見均為作者個人觀點及意見,并不反映作者所代表的任何實體的意見或立場。免責聲明除特別說明的情況外,本報告中表達觀點均為作者個人觀點,并不代表能源基金會(中國)的意見。能源基金會(中國)不保證本報告所包含信息和數據的準確性,并且不對任何第三方因使用本報告所產生的、或與之相關的任何責任負責。本
3、報告對具體公司、產品和服務的提及,不代表能源基金會(中國)對這些公司、產品和服務相較于未提及的類似性質公司、產品和服務更加推薦或為其背書。Sha Yu1,2*,Jenna Behrendt1,Mengye Zhu1,Xinzhao Cheng1,Wenli Li1,Baobao Liu1,Jared Williams1,Haiwen Zhang1,Ryna Cui1,Meredydd Evans1,2,Nathan Hultman1,Haewon McJeon1,2,Steve J.Smith1,2,Qimin Chai3,Minpeng Chen5,Fei Guo6,Lena Hglund
4、Isaksson6,Nina Khanna8,Jiang Lin8,Yazhen Wu91 美國大學公園市,馬里蘭大學公共政策學院全球可持續發展中心2 美國大學公園市,西北太平洋國家實驗室全球變化聯合研究所3 中國北京,清華大學4 中國北京,中國人民大學5 奧地利拉克森堡,國際應用系統分析研究所(IIASA)6 美國伯克利市,勞倫斯伯克利國家實驗室7 中國北京,北京大學*通訊作者:shaumd.edu引用建議Yu,S.,J.Behrendt,M.Zhu,X.Cheng,W.Li,B.Liu,J.Williams,H.Zhang,R.Cui,M.Evans,N.Hultman,H.McJeon,
5、S.J.Smith,Q.Chai,M.Chen,F.Guo,L.Hglund Isaksson,N.Khanna,J.Lin,and Y.Wu.2022.“Roadmap for U.S.-China Methane Collaboration:Methane Emissions,Mitigation Potential,and Policies Summary for Policymakers.”Center for Global Sustainability,University of Maryland&Energy Foundation China,34pp.中美甲烷減排合作路線圖:甲烷
6、排放、減排潛力與政策決策者摘要2022 年 11 月02 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 術語列表(按漢語拼音順序排列)測量、報告和核查 MRV第 26 屆聯合國氣候變化大會 COP26噸二氧化碳當量 tCO2e非甲烷有機物 NMOC廢棄煤礦瓦斯(甲烷)AMM非政府組織 NGO公私合作伙伴關系 PPP吉克 Gg集中式動物飼養作業 CAFO甲烷CH4可再生能源配額制度 RPS聯合國氣候變化框架公約 UNFCCC綠色金融網絡 NGFS煤層氣(甲烷)CBM美國保護管道基礎設施與加強安全法案 PIPES Act美國超級基金修正與再授權法案 SARA美國國家環境保護局 EPA
7、美國國家危險空氣污染物排放標準 NESHAP美國國家污染物排放清除系統 NPDES美國垃圾填埋場甲烷減排拓展計劃 LMOP美國聯邦能源監管委員會 FERC美國煤層氣甲烷回收、利用、減排拓展計劃 CMOP美國(內政部)土地管理局 BLM美國農村能源計劃 REAP美國通脹削減法案 IRA美國溫室氣體報告項目 GHGRP美國新增源排放表現標準 NSPS美國資源保護和回收法案 RCRA美國綜合環境反應、賠償和責任法案 CERLA煤礦瓦斯(甲烷)CMM農林和其他土地利用 AFOLU千克 kg全球大氣研究排放數據庫 EDGAR“全球甲烷承諾”Global Methane Pledge中美甲烷減排合作路線圖
8、:甲烷排放、減排潛力與政策 03決策者摘要全球甲烷預算 GMB全球增溫潛勢 GWP社區排放數據系統 CEDS十億分比濃度 ppb市政固廢 MSW太克 Tg碳排放交易機制 ETS碳循環經濟 CCE通風瓦斯(甲烷)VAM溫室氣體 GHG溫室氣體-大氣污染相互作用和協同模型 GAINS污水處理廠 WWTP循環經濟 CE研發 R&D政府間氣候變化專門委員會 IPCC政府間氣候變化專門委員會第六次評估報告 AR6中國國家核證自愿減排量 CCER中國生態環境部 MEE中美格拉斯哥聯合宣言 Joint Glasgow Declaration中美清潔能源聯合研究中心 CERC04 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷
9、排放、減排潛力與政策決策者摘要 關鍵信息人為造成的氣候變化中,有20%來自甲烷(Forsteret al.,2021)。迅速、持續地減少甲烷排放對于穩步實現全球1.5攝氏度()目標而言至關重要。以往研究顯示,2030 年全球人為甲烷排放有望實現高達 45%的減幅,可使 2045 年全球升溫降低近 0.3,并關鍵性地降低峰值升溫水平(CCAC&UNEP,2021a)。中國和美國分別是世界第一和第三大甲烷排放國,合占目前全球甲烷排放總量的 1/4(GMI,2022)。中美采取聯合行動減少甲烷排放將是緩解近期氣候變暖的關鍵,同時還能改善本土空氣質量,帶來經濟和健康方面的效益。中美兩國通過甲烷減排和各
10、自國家氣候目標的實現,為將全球升溫在有限超標的前提下控制在1.5范圍內做出重要貢獻。本報告中的建模分析結果顯示,在中國 2060 年前實現碳中和的情景下,2030 年、2050 年和 2060 年甲烷排放分別需要在 2020 年水平基礎上減少 35%即 19 太克甲 烷(TgCH4)(模 型 區 間 5-56%)、60%即32 TgCH4(模 型 區 間 46-78%)和 73%即 39TgCH4(模型區間 62-82%)。據美國長期戰略:2050 年溫室氣體凈零排放路徑(The Long-term Strategy of the United States:Pathwaysto Net-ze
11、ro Greenhouse Gas Emissions by2050;下文簡稱美國長期戰略)估算,如果要在 2050 年實現溫室氣體(GHG)凈零排放,美國 2030 年和 2050 年甲烷排放分別需要在 2020 年水平基礎上降低 30%和 40%(U.S.Department of State,2021)。最新分析結果顯示,借助全社會氣候戰略,配合從聯邦政府到州、城市、企業的各級行動,美國 2030 年甲烷排放將有望在 2020 年水平基礎上減少 9 TgCH4,降幅超過 30%(Zhao et al.,2022)。煤炭開采行業是中國的甲烷減排主力,其相關減排在中國 2030 年和 205
12、0 年較 2020 年水平的甲烷減排總量中,預計將分別占比 81%和 62%。該行業甲烷減排在近期主要依靠技術(例如提高甲烷回收率和通風瓦斯甲烷氧化)的快速推廣應用,而中國在碳中和轉型過程中的煤炭減產還會在長期帶來大量的額外減排。美國的甲烷減排也主要受能源部門減排驅動。根據 Zhao et al.(2022)的分析研究結果,美國能源部門甲烷排放在 2020-2030 年期間可以減少44%。能夠實現這一減排幅度的方式包括:對已有的和新的油氣源采用甲烷減排相關標準,廣泛實施泄漏檢測和維修要求,限制排氣和燃除,以及采取行動削減活躍和廢棄煤礦的甲烷排放等。中美兩國總減排潛力的一半以上可以通過低成本技術
13、(成本在 0.25 美元/千克甲烷即 kgCH4或 10美元/噸二氧化碳當量即 tCO2e,及以下)實現;這部分低成本減排中,兩國能源部門的共同貢獻超過 82%。因此,煤炭行業和油氣行業應該分別成為中國和美國在甲烷減排中的首要目標。除能源部門外,兩國還可以在畜牧業和垃圾填埋行業通過技術推廣應用實現相對較大的甲烷減排。但兩國還需要采取更多措施促進技術進步和排放活動減少,對化石能源生產而言尤其如此。甲烷減排具有多種協同效益,包括空氣質量、公共健康、食品和能源安全、作業安全、經濟繁榮等方面。在 2030 年將本國甲烷排放較同年基準水平減少50%對中美而言都會產生一系列顯著的協同效益,包括但不限于(1
14、)近地面臭氧分別減少 0.3 十億分比濃度(ppb)和 0.25 ppb;(2)民眾與哮喘相關的急診就診次數分別減少 900 次和 150 次;(3)過早死亡分別減少 4800 例和 1050 例;(4)兩國作物產量損失分別減少 50 萬噸。不僅如此,如果中國 2030 年能將煤礦瓦斯抽采率提高 1%,每年就可以避免 100-150 例煤礦死亡。在美國,油氣行業甲烷減排預計每年能創造 8.5 萬個油氣相關就業機會(Keyser et al.,2015)。兩國都在聯合國氣候變化格拉斯哥會議之前很早就建立起了促進甲烷減排的政策框架,但依然存在重要政策空白需要填補。兩國目前都以關注甲烷減排協同效益的
15、政策為主,特別是針對作業安全、污染防治和能源安全的政策。中美分別對煤炭行業和油氣行業予以了密切關注。美國為實現甲烷減排采取了更加氣候導向型的法規,并且具備覆蓋大部分甲烷排放部門/行業的強制性溫室氣體排放報告系統。此外,美國還有四個區域碳市場,覆蓋了全部主要的甲烷排放源,而中國的全國碳排放權交易市場目前尚未覆蓋甲烷排放。中國更加關注甲烷利用,包括煤礦瓦斯、煤層氣和沼氣利用,并對糞便管理及利用給予了更大力度的政策支持,對此美國的重視程度則相對較低。在政策工具方面,美國更多地利用了監管性工具,以及多樣化的基于激勵的工具,例如聯邦撥款、貸中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 05決策者摘要
16、款和碳市場等;中國則主要采用規劃性工具和甲烷利用相關補貼/稅收減免。中美均需要實施更多以氣候變化為導向的甲烷政策,并對甲烷減排目標進行更好的量化。除此以外,兩國還需要更加關注現有甲烷相關政策框架尚未充分覆蓋的部門/行業,包括牲畜腸道發酵、水稻種植和廢棄煤礦瓦斯等。兩國都應高度關注“超級排放者”,以及現有監管框架尚未充分覆蓋的小規模高排放場所。中美兩國在甲烷減排中,需要解決四方面的挑戰:技術經濟信息不足且存在不確定性,缺乏基于市場的解決方案,政策效力不足,以及制度性障礙。兩國均需對監測系統和報告機制進行改善,并提高技術經濟信息的準確度,包括排放數據、減排成本及潛力等。甲烷減排面臨的一項關鍵挑戰即
17、是在估算歷史人為甲烷排放和編制排放清單過程中的不確定性。為提高排放清單、減排成本及潛力的準確度,相關工作應將地質因素、交易成本和實地考察情況納入考量。美國應促進相關單位嚴格遵守強制性溫室氣體報告機制;中國則應建立起甲烷排放監測和報告體系。兩國都要注意防止數據少報漏報的問題,并加強對甲烷排放的監測,尤其是針對大型排放設施。中美可以圍繞清單編制方法,以及測量、報告和核查(MRV)標準展開合作,從而提高估算排放數據的數據質量。兩國都需要加強甲烷減排相關的市場機制建設和支持性供應鏈(例如輸送管道和電網)發展以支持轉型及科技創新。這對那些利用潛力大、但因缺乏更直接的政策支持或財務激勵而難以實現實際利用的
18、甲烷排放(例如通風瓦斯甲烷)而言,以及對一些財務風險承受力較差的小型企業主體來說,都非常重要。針對現有市場機制較少的甲烷排放部門/行業,例如牲畜腸道發酵和水稻種植等,必須建立創新型商業及融資模式(例如公私合作伙伴關系即 PPP)和排放交易體系,通過市場化手段促進甲烷減排。兩國必須提高甲烷減排領域的政策效力。兩國都需要清楚區分資源導向型政策(例如產業政策)和污染導向型政策(例如稅收),并平衡好“胡蘿卜”政策(例如補貼)和“大棒”政策(例如收費)。政策執行也需加強。兩國必須采取措施應對甲烷減排中的制度性障礙,包括土地所有權和采礦權競爭、地區及城鄉不平衡和部分地區能力不足,以及社會和政治經濟方面的挑
19、戰等。中美在甲烷減排方面擁有巨大的合作潛力。潛在的合作部門/行業包括煤炭開采、石油和天然氣、垃圾填埋,以及牲畜腸道發酵等。具體合作機會包括開展關于循環經濟和再生農業的實踐探索,促進政策和甲烷減排體制機制交流學習,開發創新的商業模式,以及加強兩國在地方層面和非政府主體層面的合作。06 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 背景人為造成的氣候變化中,有20%來自甲烷(Forster et al.,2021)。迅速、持續地減少甲烷排放對于穩步實現全球 1.5 攝氏度()目標而言至關重要。以往研究顯示,2030 年全球人為甲烷排放有望實現高達45%的減幅,可使 2045 年全球升
20、溫降低近 0.3,并 關 鍵 性 地 降 低 峰 值 升 溫 水 平(CCAC&UNEP,2021a)。中國和美國分別是世界第一和第三大甲烷排放國,合占目前全球甲烷排放總量的 1/4(GMI,2022)。中美采取聯合行動減少甲烷排放將是緩解近期氣候變暖的關鍵,同時還能改善本土空氣質量,帶來經濟和健康方面的效益。本報告對中國和美國甲烷減排相關的機遇和挑戰進行了新的深入分析,并探討了中美如何通過合作活動及研究提升甲烷減排效果。報告對兩國甲烷排放現狀、相關政策框架和減排機會進行了全面概述,為兩國梳理了甲烷減排方案,并明確了兩國在排放清單編制、政策和標準、技術推廣應用等方面的合作機會。不僅如此,報告還
21、在開展新的多模型建模分析和近期文獻調研的基礎上,為中美在碳中和或凈零排放路徑下的甲烷減排潛力提供了量化基礎。中美甲烷排放現狀國家排放清單中的甲烷排放中美兩國的甲烷排放在排放規模、部門/行業構成,以及時間變化趨勢上,均呈現出不同。在兩國都存在國家通報的排放數據的最新年份,2014 年,中國和美國甲烷排放分別為 55 太克甲烷(TgCH4)和 28 TgCH4(China NCCC,2018;EPA,2022a)。根據兩國的國家排放清單數據,中美甲烷排放都主要來自能源、農業和廢棄物處理部門(圖 1),其中能源部門在兩國的占比均為約 40%。煤炭生產是造成中國能源部門絕大多數甲烷排放的原因(Chin
22、a NCCC,2018),而石油和天然氣生產則占到了美國甲烷排放總量的 1/3(EPA,2022a)。兩國農業部門占各自甲烷排放總量的比重均達到 1/3 以上,主要排放源都包括牲畜腸道發酵和糞便管理。水稻種植在中國是一個重要的排放源,約占甲烷排放總量的 15%,但在美國的占比卻很少。廢棄物部門在中國的甲烷排放占比略高于 1/10,在美國則為 1/5;兩國廢棄物相關排放均有過半來自固體廢棄物,其余則來自污水處理。中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 07決策者摘要圖 1.2014 年中國和美國甲烷排放及來源構成。該圖表基于兩國的國家排放清單(數據)。中國在 1994,2005,201
23、0,2012 和 2014 年編制了官方的溫室氣體(GHG)排放清單;美國作為聯合國氣候變化框架公約“附件一”國家,每年提交國家溫室氣體排放清單。由于 2014 年是兩國都存在官方溫室氣體排放清單數據的最新年份,本報告在此對兩國 2014 年甲烷排放進行比較。注:圖上“其他能源”指除煤礦和油氣逸散排放外,其他與能源相關的甲烷排放;由于數據舍入取整,兩國各自的部門/行業占比總和可能不等于 100%。2%38%5%16%18%6%1%3%7%5%中國55 TgCH432%10%2%2%7%4%17%3%美國28 TgCH4煤炭開采水稻種植石油和天然氣糞便管理其他農業其他能源用地變化固體廢棄物牲畜腸
24、道發酵污水處理24%歷史甲烷排放的不確定性并不是所有的排放清單都與國家通報的歷史排放數據相一致(圖 2)。要制定實施有雄心、有效力的政策,離不開能夠反映事物真實趨勢的歷史數據。但由于復雜的甲烷排放過程、薄弱的監測系統,以及局限的經驗觀察,對人為甲烷排放的準確估算充滿了挑戰。大部分甲烷排放來自煤礦、石油和天然氣作業等逸散排放源,或是水稻浸種、畜牧業、垃圾填埋等生物排放源;而這兩類排放源的甲烷排放速率取決于排放場所的具體情況和作業程序,因此存在高度不確定性。甲烷排放的估算常采用兩種方法:(1)基于歷史活動水平,利用排放因子或過程模型進行自下而上的排放量估算;(2)通過對大氣進行測量,一般還會結合大
25、氣模型的計算結果,對某地區排放進行自上而下的估算。不同地區和行業的排放清單數據范圍可能變化較大,這是由于采用了不同的方法和假設所引起的(圖 3)。本報告對不同排放清單間的差異性進行評估,以便更好地理解歷史甲烷排放的不確定性,并為中美兩國制定相關政策和減排目標提供依據。08 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 圖 2.中國和美國全國甲烷排放總量。注:由于溫室氣體-大氣污染相互作用和協同模型(GAINS)沒有美國數據,因此圖上只有中國圖表包含了 GAINS 模型的估算數據。美國圖表中的誤差線是基于美國國家環境保護局(EPA)為甲烷制定的不確定性區間(-8%-+11%)(EP
26、A,2022a)。圖上出現的許多清單僅提供數年內的年均排放數據;為方便這類數據的呈現,圖表中將其作為所在平均時段最末年份上的一個單一數據點1。由于全球甲烷預算(GMB)的數據是多個清單的集合,為體現不同清單的排放數據范圍,圖上只呈現了 GMB 數據的最大和最小值。陰影區域代表所有自下而上清單的排放數據區間。圖上三角形數據點代表自上而下(清單)的數據;圖中涉及的自下而上清單包括:社區排放數據系統(CEDS)、全球大氣研究排放數據庫(EDGAR)、EPA、GAINS,以及中華人民共和國氣候變化第二次國家信息通報(China NCCC)和美國溫室氣體清單(US GHGI)。來源:Chen et al
27、.,2022;Deng et al.,2022;Lu et al.,2021;Miller et al.,2019;Qu et al.,2021;Sheng et al.,2021;Stavert et al.,2022;Wang et al.,2021;Worden et al.,2022;Zhang et al.,20211 譯者注:例如 2001-2005 年期間的年均甲烷排放,在圖上體現為 2005 年的甲烷排放。Lu et al.2021Zhang et al.2021Worden et al.2022Chen et al.2022Qu et al.2021Wang et al.20
28、21Sheng et al.2021Deng et al.2022GMBv2020Miller et al.2019Stavert et al.2021GMBv2020Lu et al.2021Worden et al.2022中國美國19902000201020201990200020102020051015202530354045505560657075051015202530354045505560657075排放(TgCH4)Bottom-Up EmissionsChina NCCCUS GHGICEDSv2021_04_21EDGARv6EPAv2019_10_31GAINSv4GM
29、Bv2020Lu et al.2021Deng et al.2022Zhang et al.2021Sheng et al.2021Chen et al.2022Qu et al.2021Worden et al.2022Stavert et al.2021Wang et al.2021Miller et al.2019中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 09決策者摘要圖 3.清單估算的 2017 年中美各部門/行業甲烷排放及不確定性。由于綜合各個清單 2017 年數據最全,柱狀圖形表示圖 2 包括的所有清單中各部門/行業 2017 年估算排放量的中位數;誤差線表示各部門/行業排
30、放量在中位數+/-1 個標準差的范圍。美國中國總量 石油和天然氣煤炭開采水稻種植 糞便管理牲畜腸道發酵 固體廢棄物污水處理02040600204060排放(TgCH4)總量煤炭開采石油和天然氣水稻種植牲畜腸道發酵糞便管理固體廢棄物污水處理能源部門能源部門對中美兩國而言都是主要的甲烷排放源;根據兩國國家通報的排放數據,煤炭生產和油氣生產是造成能源部門排放最重要的原因。廢棄煤礦瓦斯(AMM)在中國是一類重要的排放源,并且隨著中國關閉煤礦數量增加而愈加重要,但目前廢棄煤礦瓦斯的甲烷排放規模仍然存在很大的不確定性(Gao et al.,2021;Peng et al.,2016;Zhang et al
31、.,2014)。此外,煤礦甲烷排放還會隨煤炭質量和礦井深度而變化(Gao et al.,2020;Zhu et al.,2017)。而這些高度本土化的煤礦條件可能無法在綜合性或全球性的排放因子中得到體現。美國的情況則是,自上而下清單中油氣生產相關的甲烷排放量高于國家通報和其他自下而上清單中的對應數據;這意味著自下而上的估算方法可能無法充分反映意外事件排放與/或短時排放(Alvarez et al.,2018;Vaughn et al.,2018;Zavala-Araiza et al.,2017)。農業部門中美農業部門甲烷排放主要來自水稻種植、糞便管理和牲畜腸道發酵。不同清單對水稻種植相關甲烷
32、排放的估算差異在一定程度上可能源于對水稻種植生態系統中持續性浸沒的不同假設(Cheewaphongphan et al.,2019)。一些清單包括了淡水養殖業的甲烷排10 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 放;淡水養殖通常與稻田共生2,或者由稻田轉化而來(Sheng et al.,2021)。不同清單采用的糞便成分及其變化量度、糞便儲存時長,以及氣溫、風力等環境因子也存在差異(Hristov et al.,2018)。此外,相對于不同氣候條件下糞便管理系統的多樣化而言,排放清單采用的農場實地數據有限,并且對不同農場之間糞便的特性差異缺乏了解(National Acad
33、emies of Sciences,Engineering,and Medicine,2018)。各個清單在計算牲畜腸道發酵排放時,對飼料干物質攝入量和牲畜日常飲食結構的假設也有所不同(Hristov et al.,2018;National Academies of Sciences,En-gineering,and Medicine,2018)。廢棄物部門中美廢棄物相關甲烷排放主要來自固體廢棄物和污水處理;其中固體廢棄物部門涵蓋了有管理和無管理的固體廢物處置場,包括垃圾填埋場。固體廢棄物方面,不同填埋場甲烷排放存在較大的空間和時間差異;相關文獻對于政府間氣候變化專門委員會(IPCC)200
34、6 年國家溫室氣體清單指南垃圾填埋排放估算方法中相關假設的理解也存在爭議:例如假設填埋垃圾總質量和甲烷年排放量之間存在穩定的相關性,以及假設固定質量的廢棄物在處置當年甲烷排放最高并在隨后呈指數下降(National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,2018;Spokas et al.,2015)。污水方面,缺乏污水處理相關數據,以及大多數清單采用不考慮地區差異和具體情況差異的默認排放因子,都是造成中國污水相關排放不確定性的原因(Du et al.,2018)。默認的 IPCC 排放因子長期以來發生了顯著的變化,從而也會影響清單對排放
35、量的估算(Wang et al.,2022)。另外,某些特定的假設會影響對污水相關甲烷排放的估算,包括下水道的影響、季節引起的污水溫度變化,以及污水中的亞硝酸鹽濃度等(Zhao et al.,2019)。污水甲烷排放還受 pH 值、停留時間和磷含量的影響(Wang et al.,2022)。此外,污水相關排放的估算可能存在口徑差異,這主要取決于估算時是否同時涵蓋了工業和生活/市政污水處理廠(Wang et al.,2022)。2 譯者注:如常見的蟹稻共生和稻花魚養殖。甲烷排放的空間分布甲烷排放隨時間空間而變化,因此理解甲烷排放的分布規律對于準確地估算歷史排放和更好地指導未來政策制定而言都非常重
36、要。不同清單間的差異很大程度上來自所采用排放因子的差異,以及背后不同的地理空間信息。中美各自甲烷排放最高的 10 個省和州大多分布在主要的農業地區、能源生產地區,與/或人口稠密的城市地區(圖 4)。美國各州的甲烷排放規模差異巨大。全國排放第一和第二高的德克薩斯州和北達科他州,其甲烷排放較排名第三的加利福尼亞州高出 40%-80%,而前十名的其余各州排放均在 1.1 TgCH4左右或以下。中國各個排放清單中,甲烷排放最高的省份都是山西,但排名第二和第三的省份有所不同。其中兩個清單將山東和河南分別計為甲烷排放第二和第三高的省份,而另一個清單則將河南排在第二、內蒙古第三、山東第五。高排放省份在不同清
37、單中的排名差異在一定程度上可能源于排名前十的后 9 個省份排放水平較為接近,都在 1.9-4.1 TgCH4之間。而如前所述,山西省在各個清單中的甲烷排放都毫無爭議地顯著高于其他省份,比排名第二的省份高出 62%-152%。這些高排放州或省能夠對全國排放總量產生重大影響。德克薩斯州和北達科他州排放分別為 3.7-7.3 TgCH4和 2.1-3.5 TgCH4,占美國甲烷排放總量的 18%和 9%。在全部三個排放清單中,中國排放最高的 10 個省份合占全國甲烷排放總量的比重都超過了 56%。排名第一的山西省排放總量為 5.9-9.2 TgCH4,占全國甲烷排放總量的 10%以上。上述三個高排放
38、地區德克薩斯州、北達科他州、山西省都是其所在國家的能源生產中心,能源部門分別占當地甲烷排放總量的 60%-74%,90%-95%,89%-93%。這些高排放州或省有機會通過針對性的能源部門的減排政策實現甲烷減排。中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 11決策者摘要圖4.美國(左)和中國(右)各排放清單中甲烷排放前十名的州/省農業、能源和廢棄物部門甲烷排放。注:圖上展示的排放前十名州/省基于各清單中的甲烷年排放總量確定。由于具體分支部門數據無法獲取,圖上僅包括了能源、農業和廢棄物部門的排放。GAINS 模型數據為 2020 年數據,CEDS 和 EDGAR 數據為 2018 年數據;
39、GAINS 模型 2020 年數據為預測數據而非歷史數據。圖上 Tg a-1為 Tg/年;Gg a-1為吉克(Gg)/年。02468俄亥俄 賓夕法尼亞排放(TgCH4)GAINS0.02.55.07.510.0山西四川山東黑龍江湖南陜西江蘇河北02468北達科他德克薩斯加利福尼亞新墨西哥俄克拉荷馬俄亥俄伊利諾伊佛羅里達紐約排放(TgCH4)CDES0.02.55.07.510.002468排放(TgCH4)EDGAR0.02.55.07.510.0部門/行業農業能源廢棄物河南內蒙古山西安徽湖南四川廣東江蘇江西山東 河南湖北山西安徽山東 河南黑龍江湖南四川河北湖北江蘇賓夕法尼亞北達科他德克薩斯加
40、利福尼亞俄克拉荷馬新墨西哥伊利諾伊佛羅里達紐約北達科他德克薩斯加利福尼亞新墨西哥俄克拉荷馬賓夕法尼亞懷俄明愛荷華堪薩斯內布拉斯加12 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 測量、報告和核查采用根據當地具體情況優化的排放因子、技術和操作數據,同時提高排放因子的顆粒度,有助于減少不確定性。對活動水平數據和排放因子數據進行公開,也有利于在背后的假設和差異性方面對數據的不同清單來源進行比較。加強對活躍礦井和廢棄礦井甲烷排放數據的收集,從而更好地理解煤礦排放和廢棄煤礦排放,這對中國而言至關重要。而油氣行業,尤其是美國的油氣行業,應該通過更加頻繁的排放監測和排放因子更新,在自下而上的
41、計算中更好地納入意外和短期事件相關排放。在設施或農場層面,則應該收集更多關于稻田(即用于水稻種植的土地)灌水率和收獲面積的數據,以及更詳細的畜牧生產、固體廢棄物和污水處理數據。中美甲烷減排政府治理和政策現狀由于甲烷不僅是一種溫室氣體,同時還是易爆危險品和能源/工業資源,并對大氣化學產生重要影響,其減排在政府治理和政策維度也不單純只是一個氣候變化議題,而是政府所面臨的一項需要能源、廢棄物和農業部門進行分散式合作治理的多中心挑戰。在中美兩國,國家層面的甲烷減排責任都由各個不同的政府機構共同承擔。甲烷減排相關的關鍵行政管理要素包括制定國家戰略,減少和回收能源、農業及廢棄物部門甲烷排放,基于安全理由對
42、甲烷進行監管,預防運輸和管道輸送中的甲烷泄漏,以及出于礦產節約和利用目的最大限度地減少煤炭和油氣開采中的天然氣浪費等。中國生態環境部(MEE)和美國國家環境保護局(EPA)分別是兩國甲烷減排的核心監管機構。然而,由于美國采用更加分散的政府治理體系和土地所有權制度,該國甲烷減排在聯邦機構以外的政府治理結構較為復雜;州級及以下的地方主管部門也大量參與到了美國甲烷減排的政府治理當中。目前中美兩國已有許多政策直接或間接地治理甲烷排放問題,為未來行動奠定了堅實的基礎。表 1 對兩國甲烷相關的主要法律和聯邦/國家層面最新政策進行了重點梳理。Photo from Pixabay中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排
43、放、減排潛力與政策 13決策者摘要表 1.中美甲烷相關的關鍵法律和政策美國中國國家戰略 氣候行動方案:甲烷減排戰略(2014)美國甲烷減排行動方案(2021)中國應對氣候變化國家方案(2007)中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要(2021)中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見(2021)法律 固體廢棄物處置法案(1965)/資源保護和回收法案(RCRA)(1976)1980 年綜合環境反應、賠償和責任法案(CERLA)/超級基金修正與再授權法案(SARA)(1986)清潔空氣法案(2007)食品、環境保護和能源法案(
44、2008;又稱”農場法案“)能源政策法案(2005)農業法案(2014)保護管道基礎設施與加強安全法案(PIPES Act)(2016)兩黨基礎設施法(2021)通脹削減法案(2022)中華人民共和國固體廢物污染環境防治法(2020 年修訂)中華人民共和國可再生能源法(2005)中華人民共和國畜牧法(2005)中華人民共和國循環經濟促進法(2008)中華人民共和國水土保持法(2010)中華人民共和國大氣污染防治法(2015年修訂)中華人民共和國煤炭法(2016 年修正)中華人民共和國節約能源法(2018 年修正)能源部門 溫室氣體報告項目(GHGRP)鎂生產、地下煤礦、工業廢水處理及工業廢棄物
45、填埋強制性溫室氣體報告制度(2010)強制性溫室氣體報告制度:石油和天然氣系統(2010)石油和天然氣行業:新增、重建和改造源的排放標準(基于2012 年新增源排放表現標準即 NSPS 的 2016 年和 2020 年更新)防止天然氣浪費,征收使用費的生產活動與資源保護(2016)天然氣 STAR 伙伴關系計劃 甲烷減排挑戰計劃 煤層氣甲烷回收、利用、減排拓展計劃(CMOP)關于加快煤層氣抽采有關稅收問題的通知(2007)關于利用煤層氣(煤礦瓦斯)發電工作實施意見的通知(2007)煤層氣(煤礦瓦斯)排放標準(暫行)(2008)煤層氣產業政策(2013)關于進一步加強石油天然氣行業環境影響評價管
46、理的通知(2019)關于印發 的通知(2020)陸上石油天然氣開采工業大氣污染物排放標準(2020)關于進一步加強煤炭資源開發環境影響評價管理的通知(2020)2021 年能源工作指導意見(2021)“十四五”現代能源體系規劃(2022)14 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 美國中國農業部門 國家污染物排放清除系統(NPDES)許可條例與集中式動物飼養作業(CAFOs)污水限制指南和標準(2003)美國農村能源計劃(REAP)用于農業部門沼氣回收的 AgSTAR計劃 全國農業可持續發展規劃(2015-2030年)(2015)畜禽養殖業污染物排放標準(2001)關于完
47、善農林生物質發電價格政策的通知(2010)農村沼氣建設和使用考核評價辦法(試行)(2011)畜禽糞污土地承載力測算技術指南(2018)“十四五”推進農業農村現代化規劃(2021)關于促進畜牧業高質量發展的意見(2020)“十四五”土壤、地下水和農村生態環境保護規劃(2021)加快農村能源轉型發展助力鄉村振興的實施意見(2021)推進生態農場建設的指導意見(2022)農業農村污染治理攻堅戰行動方案(20212025 年)(2022)農業農村減排固碳實施方案(2022)廢棄物部門 溫室氣體報告項目(GHGRP)鎂生產、地下煤礦、工業廢水處理及工業廢棄物填埋強制性溫室氣體報告制度(2010)下水道污
48、泥使用或處置標準(1993)新增固定源排放表現標準與已有源控制指南:市政固廢填埋場(1996 年頒布,2016 年更新;NSPS)國家危險空氣污染物排放標準:市政固廢填埋場(2003 年頒布,2020 年更新;MSW landfills NESHAP)市政固廢填埋場排放指南與達標時間(2016)垃圾填埋場甲烷減排拓展計劃(LMOP)城鎮污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術指南(試行)(2010)生活垃圾填埋場污染控制標準(2008)減污降碳協同增效實施方案(2022)縣(市)域城鄉污水統籌治理導則(試行)(2014)農業農村污染治理攻堅戰行動方案(20212025 年)(2022)中美甲
49、烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 15決策者摘要在此基礎之上,中美兩國自 2021 年 10-11 月第26屆聯合國氣候變化大會(COP26)期間共同發布 中美關于在 21 世紀 20 年代強化氣候行動的格拉斯哥聯合宣言(下文簡稱格拉斯哥聯合宣言;Joint Glasgow Declaration)以來,又取得了顯著的政策進展。截至 2022 年 8 月,中美直接針對甲烷減排,分別又有 10 項政策和 14 項國會法案被提出、頒布或立法(具體參見完整報告)。其中,美國2022 年通脹削減法案(IRA)是其通過的一部歷史性氣候法案,也是該國迄今最嚴格的甲烷排放法規。中國最新政策彌補了甲
50、烷排放領域,尤其是農業部門排放的一些關鍵政策空白。不僅如此,中國正在制定首部甲烷減排國家行動方案,預計將于近期頒布。然而,兩國仍需采取進一步措施,加速未來的甲烷減排行動。通過理解現有政策框架如何對甲烷排放進行監管和治理,明確現有政策的重要空白,這對于中美甲烷減排而言都至關重要。本報告對兩國現有的聯邦和國家層面甲烷相關政策進行了系統梳理和評估(圖5);一共選取了約 500 項相關度最高的政策文件(中美各 250 項左右)進行回顧,并按照政策工具類型將其分類,包括戰略規劃、監管政策、基于激勵的政策,以及自愿性政策。圖 5:中美甲烷相關政策比較,按部門/行業和政策類型。甲烷(針對性)污水處理其他戰略
51、法律和法規標準和規程稅費補貼和稅收減免金融福利其他激勵自愿性項目美國中國政策梳理:系統回顧氣候變化其他廢棄物部門能源部門農業部門甲烷(包含)一般能源石油和天然氣一般農業一般廢棄物水稻種植煤炭開采垃圾填埋場牲畜腸道發酵糞便管理甲烷(針對性)其他甲烷(包含般能)一一般石油和天然氣植般廢水稻一種源煤炭開采污水處理填埋垃圾棄物場牲畜腸道發酵農業糞便管理16 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 基于對中美甲烷相關政策的深入評估,本報告對各部門/行業現有政策框架的制定進行了詳細梳理,對兩國已經采取的行動進行了總結,進而明確了現有政策框架存在的不足(圖 6):具有甲烷減排協同效益的政
52、策,尤其是針對作業安全、污染治理和能源安全的政策,為兩國現階段減排行動做出了主要貢獻。這反映出甲烷減排與其他方面效益進行協同的重要性。例如,安全措施曾推動甲烷監測和泄漏檢測系統在中美兩國實現最初的部署應用,而這些系統是為排放清單進行數據收集的基礎。美國垃圾填埋行業和中國油氣行業均為非甲烷烴類(非甲烷碳氫化合物)污染物減排設立了量化目標,這也會為甲烷減排帶來協同效益。中國近期的油氣行業空氣污染監管條例也在致力于加強甲烷泄漏檢測。此外,出于能源安全目的對煤礦瓦斯(CMM)、煤層氣(CBM)、沼氣等資源中的甲烷進行回收利用,對于推動兩國尤其是中國的甲烷政策制定起到了重要作用。兩國現有政策框架為更好地
53、支持各自的甲烷減排行動奠定了基礎,并且在一定程度上已經起到了幫助抑制甲烷排放增加的作用。兩國都需要更好地量化各自的甲烷減排目標,并制定實施更多直接支撐這些目標的氣候政策。目前,美國相對于中國制定實施了更多氣候相關的甲烷減排政策。例如,美國通過在“全球甲烷承諾”(Global Methane Pledge)中倡議 2030 年減排30%的集體目標,支持了量化的甲烷減排目標的實施。該國要求地下煤礦、工業廢水處理、工業廢棄物填埋,以及石油和天然氣系統進行強制性的溫室氣體排放報告。美國還有四個區域碳排放交易體系,覆蓋了主要的甲烷排放源,包括廢棄煤礦瓦斯、牲畜腸道發酵和水稻種植。中國的甲烷政策框架尚不包
54、含以上內容。但兩國目前均未有針對整個經濟系統的甲烷減排目標;除油氣行業外,也幾乎沒有部門/行業的減排目標。美國油氣行業設置了一定程度的強制甲烷減排量化目標(如濕式密封離心壓縮機和氣動泵的甲烷排放減少 95%),中國則有一些大型油氣公司(均為國有企業,合占中國石油和天然氣產量的 90%以上)做出了關于甲烷排放強度降低的量化目標承諾。除關于安全和污染的量化技術標準外,中國還有許多行業相關的量化目標,如煤礦瓦斯/煤層氣和沼氣的發展目標等。兩國對不同部門/行業的關注不均衡,因而需要通過必要的部門/行業政策來彌補這種差距。中美分別對煤炭開采(主要是煤礦瓦斯及煤層氣)和油氣行業予以高度重視。同時兩國都對牲
55、畜腸道發酵、水稻種植和廢棄煤礦瓦斯領域關注最為不足。具體而言,美國聯邦政府相對更加重視:(1)油氣行業,并在該行業采用了一定程度的直接甲烷減排要求和經濟激勵,以及針對甲烷收費;(2)垃圾填埋行業,并在該部門通過具體目標對作為甲烷排放替代指標的非甲烷有機物(NMOCs)進行控制。聯邦政府對下列部門/行業關注不足:(1)牲畜腸道發酵行業,除通脹削減法案保障的廣泛用于農業部門溫室氣體減排的資金支持機會外,聯邦層面為該行業制定的具體監管條例寥寥無幾;(2)煤炭開采行業,聯邦政府幾乎沒有為該行業的煤礦瓦斯和廢棄煤礦瓦斯甲烷減排制定實施過政策法規;(3)水稻種植行業,現有政策框架幾乎沒有對該行業開展監管活
56、動。中國政府更加關注:(1)煤炭開采行業,該行業的煤礦瓦斯/煤層氣甲烷回收和相關發展得到了各項產業政策的大力支持;(2)牲畜糞便管理行業,該行業實施強制性的糞便利用,特別是沼氣回收得到了普遍推廣。中國政府關注最少的部門/行業包括:(1)牲畜腸道發酵和水稻種植行業,這兩個行業沒有專門用于甲烷排放治理的政策;(2)廢棄煤礦瓦斯甲烷排放,該領域在現有政策框架中沒有得到針對性的管理。兩國常用的政策類型各異,這為中美之間進行經驗分享和政策交流學習創造了機遇。美國主要利用監管性政策工具,通過提出強制要求和督促法律合規來限制甲烷排放;該國也會采取更加多樣的經濟激勵,例如聯邦撥款、稅收抵免、優惠性貸款(通脹削
57、減法案重點內容),以及碳市場。中國則更多地采用規劃性政策工具,特別是產業政策和五年規劃,來鼓勵甲烷利用;同時該國傾向于將補貼和稅收減免作為關鍵的基于激勵的政策工具。中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 17決策者摘要圖 6.重點政策領域一覽。本圖表對中美甲烷減排相關的重點政策領域進行了總結。圖上“氣候變化”一欄中的*號表示美國基于氣候變化原因部分承諾了甲烷減排目標?!坝蜌庑袠I”一欄中的*號表示中國只有油氣公司層面甲烷減排目標。FIGURE 2.4:SUMMARY OF KEY FINDINGS:THIS FIGURE SUMMARIZES THE KEY POLICY AREAS
58、OF THE U.S.AND CHINA RELATED TO METHANE MITIGATION.氣氣候候變變化化煤煤炭炭開開采采(煤煤礦礦瓦瓦斯斯)煤煤炭炭開開采采(廢廢棄棄煤煤礦礦瓦瓦斯斯)石石油油和和天天然然氣氣輸送、泄漏和儲存新增源已有源垃垃圾圾填填埋埋場場新增源已有源污污水水處處理理糞糞便便管管理理牲牲畜畜腸腸道道發發酵酵水水稻稻種種植植美美國國中中國國無無不不適適用用部部門門/行行業業安安全全監監管管政政策策污污染染監監管管政政策策碳碳市市場場溫溫室室氣氣體體導導向向型型監監管管政政策策直直接接 減減排排目目標標國國家家層層面面的的甲甲烷烷回回收收激激勵勵強強制制性性溫溫室室氣
59、氣體體排排放放報報告告 *18 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 中美甲烷減排挑戰考慮到現有的政策空白,中美兩國想要實現強有力的甲烷減排行動都需要克服一系列的挑戰?,F將中美各部門/行業關鍵問題梳理如下(表 2)。表 2.美國和中國甲烷減排分部門/行業關鍵問題梳理美國中國煤炭開采 現有政策框架尚未充分解決廢棄煤礦瓦斯甲烷排放問題 缺乏針對低濃度甲烷尤其是通風瓦斯甲烷回收和商業化的有效市場機制/財務支持 煤礦和煤礦瓦斯/煤層氣/廢棄煤礦瓦斯開采許可重疊 煤礦瓦斯/煤層氣抽采和盈利過程中所固有的物理和地質方面的挑戰 缺乏針對煤炭開采行業甲烷減排或利用的聯邦政策/監管條例 與
60、土地所有權和廢棄煤礦所有權相關的制度性障礙 排放清單、減排成本及潛力估算過程中使用的技術經濟數據不足/不準確 煤礦企業少報漏報煤礦瓦斯相關數據 缺乏輸氣設施,對中小型煤礦尤其如此 現有針對煤礦瓦斯/煤層氣甲烷減排的支持性政策效力不足 煤炭需求增加,煤炭退出計劃存在不確定性石油和天然氣 油氣公司對甲烷泄漏的處理不足 與土地所有權或采礦權相關的制度性障礙 現有政策框架對無主礦井甲烷排放關注不足 該行業排放數據可能存在少報漏報 當前政策法規尚未完全覆蓋小型礦井 小型或財務狀況不佳的企業可能無法負擔封堵廢棄礦井及其他昂貴的甲烷減排措施(的費用)(內政部)土地管理局(BLM)廢物/廢氣防治條例實施不力B
61、LM 受限于法律層面的障礙,從未實施過氣體捕集相關要求(GAO,2022)EPA 對替代性技術的審批不靈活(GAO,2022)聯邦能源監管委員會(FERC)沒有用于處理管道泄露的明確方案(Daly,2022)通脹削減法案中針對風電租賃的新規定可能會促進而不是抑制石油和天然氣產量增加 排放清單、減排成本及潛力估算過程中使用的技術經濟數據不足 針對油氣相關甲烷排放的政策法規不足 沒有官方設立的國家層面甲烷減排目標 一些技術方案的成本效益不高,因而需要更多資本投入/財務支持中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 19決策者摘要美國中國垃圾填埋場 主要依靠沼氣相關的產業政策,針對直接甲烷減排
62、的政策法規不足 政策制定者和投資者目前對垃圾填埋場甲烷排放的關注不足 現有政策法規未覆蓋小型垃圾填埋場,因此美國僅半數垃圾填埋場擁有氣體回收系統(RRS,2021)該行業甲烷排放大部分來自小型垃圾填埋場(日處理能力 0.1-10 萬噸)(RRS,2021)影響垃圾填埋場甲烷回收的其他障礙包括場地條件相關的信息問題、許可問題、財務問題,以及難以尋找能源用戶的問題 排放清單、減排成本及潛力估算過程中使用的技術經濟數據存在高度不確定性 沼氣生產場大規模推廣和商業化所面臨的挑戰 現有垃圾填埋場未廣泛使用垃圾填埋氣收集設備 農村地區廢棄物管理面臨廢棄物收集、分類和運輸等方面的挑戰污水處理 污水處理行業針
63、對甲烷排放的政策法規不足 污水甲烷回收的商業化因高昂的資本成本而備受挑戰 污水處理設施產生的甲烷排放通常被燃除或焚燒,極少得到回收利用(Ha et al.,2022)所有州級的可再生能源配額制度(RPS)項目都不將沼氣視為一種可再生能源(Ha et al.,2022)老舊的污水處理廠(WWTP)運行維護往往受到嚴格的財務和預算限制(Seiple et al.,2020)該行業甲烷回收技術的效益未被很好地傳達給決策制定者和公眾(Ha et al.,2022)排放清單、減排成本及潛力估算過程中使用的技術經濟數據存在高度不確定性 市政污水處理廠數量增加和處理能力提升共同導致該行業甲烷排放增加(Zha
64、o et al.,2019)污水處理廠甲烷排放量大,但會隨地區和技術差異顯著變化(Zhang et al.,2021a)農村污水處理依然比較落后,給甲烷減排留下了巨大的不確定性(Xu et al.,2020)糞便管理 厭氧消化池的大規模推廣和沼氣生產的商業化面臨挑戰 所有州都未將沼氣納入可再生能源 配額制(RPS)該行業針對甲烷減排的政策法規不足 主要依靠沼氣相關的產業政策,針對直接甲烷減排的政策不足 盡管政府大規模推廣沼氣設施并予以經濟激勵,但其在許多農村地區尚未得到充分利用 排放清單、減排成本及潛力估算過程中使用的技術經濟數據不足牲畜腸道發酵 飼料添加劑和糞便處理系統的成本較高 現有政策框
65、架和企業實踐對該行業(甲烷排放問題)關注較少 該行業需要創新性的解決方案來促進相關技術方案的推廣應用,例如腸道甲烷抑制劑的開發需要藥品監管程序給予支持(Tricarico et al.,2022)各種技術方案和政府治理手段存在巨大的不確定性20 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 美國中國水稻種植 尚未納入國家政策議程 未被通脹削減法案覆蓋 該行業甲烷減排將與食品安全目標發生沖突 缺乏促進地方政策實施的激勵措施 該行業屬于逸散排放源,因而要求農村地區政府治理效力高、能力強,還需要創新型政策工具的配合 針對該行業經濟、技術可行性以及政府治理模式的探討依然不足本報告就以下四
66、類甲烷減排相關的關鍵挑戰展開探討:技術經濟信息存在不確定性、缺乏基于市場的解決方案不足、政策效力不足,以及各個甲烷排放部門/行業在減排過程中面臨的制度性障礙。技術經濟信息不足且存在不確定性。目前兩國在數據收集過程中仍存在很大不足,并且數據準確度也存在很大的不確定性,中國尤其如此。排放清單信息不足且不準確。歷史排放數據的差異性在很大程度上是因為,這些數據非常依賴于對生產活動水平及排放因子的相關假設和估算,而不是基于實時、實地的測量(UNECE,2021)。美國各個自下而上排放清單之間的一致性較高,一定程度上是由于該國已經建立了較為完善的強制性溫室氣體排放報告機制;中國則尚未針對甲烷排放建立起系統
67、的監測和報告機制。然而兩國均有案例顯示,即使是存在排放報告體系的情況下,由于相關單位對數據少報漏報、估值偏低以及設備不足或損壞等情況,數據還是有可能不準確(Duren et al.,2019;U.S.House of Representative Com-mittee on Science,2022;Zhang,2021)。不僅如此,一些部門/行業甚至完全沒有對甲烷排放進行監測和報告;特別是廢棄煤礦的甲烷排放雖然美國每年提交給聯合國氣候變化框架公約(UNFCCC)的清單中都包含了廢棄煤礦瓦斯的甲烷排放,但中美兩國都未對廢棄煤礦排放進行強制性監測。技術成本及減排潛力的不確定性。甲烷減排的技術成本
68、及減排潛力也存在不確定性。估算時未能計入交易成本(例如談判或監管成本),各國技術成本數據有爭議且不準確,以及物理和地質稟賦差異等,都可能引起減排成本的劇烈波動。未來活動水平的不確定性。未來活動水平預測值及相關甲烷排放同樣面臨巨大的不確定性,然而這些活動水平數據及其趨勢取決于復雜且難以預測的社會經濟/社會政治因素及相關政策,因而可能造成甲烷排放估算的高度不確定性。缺乏基于市場的解決方案。為甲烷減排活動提供激勵,例如建立市場機制、開發商業模式等,對于最大限度降低甲烷排放的社會成本而言很有必要。對此,中美兩國都存在一些不足。缺乏促進成本效益不高的技術推廣應用的市場機制/商業模式。例如低濃度甲烷的回收
69、利用從經濟角度而言一直是一個世界性難題,特別是甲烷濃度低于 0.4%的通風瓦斯(VAM)。但通風瓦斯往往占到煤礦瓦斯甲烷排放總量的70%左右;缺乏市場機制來降低技術成本、提高通風瓦斯甲烷回收的產出率,是煤礦瓦斯甲烷減排的一項主要挑戰。通風瓦斯相關制造商在確認市場需求之前,也缺乏動力開展進一步的設計改良和成本下降相關研發工作(CSIRO&GMI,2018)。此外,現有的甲烷減排市場機制鼓勵采取常見的“排放-回收”模式,但對于直接預防排放卻缺乏探索。牲畜腸道發酵和水稻種植行業缺乏對商業模式的理解和探索。尤其突出的是,由于其他甲烷排放部門/行業針對減排的市場激勵大多面向甲烷氣體利用,這兩個行業面臨的
70、最大挑戰之一就是甲烷回收困難。因此采取措施減少中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 21決策者摘要牲畜腸道發酵和稻田的甲烷排放,僅僅是一種向社會提供公共物品3的行為,而難以實現私人收益。在沒有健全的碳(補償)市場的情況下,如果牧場主和農場主是唯一為此付出,卻得不到普遍社會效益以外的回報的群體,他們就不會有太多動力進行減排(Foster,2022;Searchinger&Waite,2014)。缺乏融資機制會對小型企業主體產生更大的威脅,而這類企業對甲烷排放的影響往往也更大。許多小規模企業,例如處理能力較低的垃圾填埋場或污水處理廠,通常會面臨更嚴格的財務限制和更緊張的預算。在缺乏適當
71、的市場及融資機制支持的情況下,這類企業也更容易受到甲烷減排相關規定的影響。但與此同時,部分小規模企業又能對甲烷排放產生重大影響,如小型垃圾填埋場和小型油氣公司等;后者可能會因為財務問題對一些礦井進行廢棄,廢棄的油氣礦井會產生大量甲烷排放,且封堵成本高昂。政策缺乏效力。盡管中美目前都有大量甲烷相關政策,但兩國現有甲烷減排政策框架未必能達成理想的結果。制定政策“工具包”的原則不清晰。要想采取有效的甲烷減排政策,應該先理清一個基本問題:甲烷排放應該在多大程度上被視為一種危險品/污染物,多大程度上被當作一種資源?另外,政府應該對排放者的減排行為予以鼓勵和獎勵,還是對不減排的排放者進行處罰?如果甲烷排放
72、被當作一種資源,那么政策自然會聚焦于支持甲烷回收利用;但同時也會更注重甲烷氣體的生產,而非甲烷排放的削減。這樣一來,在相關政策的作用下,社會對甲烷生產活動的需求就會增加,進而從長期上引起甲烷排放增加。而如果甲烷排放被視作一種危險品/污染物,法律法規等監管政策就應該強制要求排放者減排,并在其不遵守相關規定時予以處罰。在上述關于“資源 vs.污染物”的二分討論以外,關于政府應該采取何種態度也存在分歧:一種觀點傾向于利用“胡蘿卜”政策(例如優惠政策、補貼、稅收減免等)對減排行為進行獎勵,從而鼓勵減排;另一方則認為應該通過“大棒”政策(例如稅收、罰款和其他處罰措施等)對不減排的排放者進行處罰。兩種原則
73、各有利弊,而政府政策面臨的挑戰在于如3 譯者注:此處強調甲烷減排作為一種公共物品所帶來的普遍的社會效益。何平衡二者并設定邊界,明確何時適用“胡蘿卜”政策,什么情況下又該使用“大棒”政策。政策實施缺乏效力和一致性低。部分現有政策并沒有得到很好的實施。例如在美國,EPA 和土地管理局(BLM)在實施油氣行業甲烷排放相關法規的過程中,遇到了一些行政和法律方面的挑戰。頻繁變動的監管規章勢必會在實施過程中造成混亂并導致一些規章遵守方面的問題。而在中國,政策實施問題大多發生在煤礦瓦斯甲烷回收利用和農村地區糞便管理這兩個行業。由于種種長期存在的問題,包括技術難度大、經濟效益低、支持設施不足(例如無法接入輸送
74、網絡和管道等),以及行政障礙等,該國煤礦瓦斯/煤層氣甲烷利用目標從未得以實現(Lau et al.,2017;Tao et al.,2019;Yang,2009)。對于糞便管理,盡管中國已經對農村沼氣設施投入了價值數十億的財務資源,沼氣依然只占中國農村能源消費的 1%,同時其利用率還在不斷下降(Chen et al.,2020)。由于種種社會經濟因素,中國許多地區都普遍存在糞便沼氣池閑置的現象。制度性障礙是指現有制度(包括政治體系、行政安排、土地產權等)所固有的、非重大改變難以解決的系統性挑戰。中美兩國都需要更為努力應對甲烷減排面臨的多重制度性障礙。土地所有權和采礦權。所有權界定不清晰,容易導
75、致不同的資源所有者之間出現各種各樣的沖突,從而妨礙甲烷減排進程。特別是在兩國現有的礦業監管體系下,煤礦瓦斯和煤礦的采礦權通常是分離的(Banks,2012;Denysen-ko et al.,2019)。這種分離會增加煤礦瓦斯甲烷回收利用的交易成本,并且使廢棄煤礦瓦斯的甲烷捕集和利用變得復雜。而如果無法對不同資源的采礦權進行有效協調,就可能給煤礦安全帶來威脅,并導致煤礦瓦斯/煤層氣產出率低下。土地所有權也會對甲烷減排措施的效果產生重要影響。中國的集中式土地所有權和開發權審批程序,讓礦業甲烷排放相關的法律法規實施起來相比之下更加簡單明了。美國由于土地和礦產資源所有權結構要復雜得多,因此相關政策的
76、實施也更加繁瑣;不同行政區域土地利用及礦業活動的監管框架不同,使得跨行政區域的活動更具挑戰。22 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 社會經濟差距和地區及城鄉間減排能力不平衡。由于不同地區間存在巨大的社會經濟差距和不平衡,甲烷減排能力也有所不同。經濟欠發達地區由于財務、人力資源不足,以及缺乏健全的政府治理制度,通常難以實現理想的政策效果。這些問題只能通過采取措施縮小地區間的社會經濟差距來解決。另一方面則應當明確甲烷減排措施是否有助于地區發展和緩解地區間的不平衡。但上述兩方面的問題目前都鮮少有人關注。比如這一類制度性障礙在中國農村地區的甲烷排放部門/行業就非常突出,包括農
77、村垃圾填埋場、農村污水處理、牲畜糞便和腸道發酵,以及水稻種植。因此,農村發展問題涵蓋了中國目前大部分、也是最難解決的甲烷問題。4 本段落中,至此出現的所有來自建模分析的數據,均取各模型模擬結果中位數。社會接受度和政治經濟挑戰。由于甲烷減排存在成本,政府不斷提升的甲烷減排雄心不可避免將在短期內使一部分人受惠,一部分人的利益受到損害。問題的關鍵在于誰來承擔這些成本。兩國都有例子證實,阻止更進一步甲烷減排行動的往往是一些社會和政治經濟因素,而這比簡單地推廣應用成本效益好的技術要復雜得多。這些社會挑戰會使甲烷減排的間接成本增加。例如,在關于未來甲烷減排路徑的政策對話中,人們就產生了關于能源和食品安全的
78、擔憂。中美削減甲烷排放的機遇關于減排潛力的建模分析本次研究利用四組全球和國家模型開展了多模型模擬分析,模擬情景與中國最新的國家自主貢獻及長期戰略目標相一致。據本報告建模分析估算,在中國 2060 年前實現碳中和的情景下,中國 2030 年、2050 年、2060 年甲烷排放需要分別較 2020 年水平減少 35%即 19 TgCH4(模型區間 5-56%)、60%即 32 TgCH4(模 型 區 間 46-78%)和 73%即 39 TgCH4(模型區間 62-82%)(圖 7)。大部分模型的模擬結果顯示,中國未來甲烷減排將主要依靠削減煤炭相關排放,尤其是在近期;具體而言,2030 年和 20
79、50 年甲烷減排總量中,煤炭行業分別占 81%和62%4。但各組模型對其他部門/行業減排規模及潛力的模擬結果各不相同。建模結果顯示,2050 年中國甲烷減排總量中,水稻種植、牲畜腸道發酵及油氣三個部門/行業的占比均為約 8%。中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 23決策者摘要圖 7.碳中和情景下,中國 2020-2030 年分部門/行業甲烷減排。本報告利用多模型比較對中國甲烷減排進行評估。各組模型的基準排放、部門/行業分辨率、建模方法、模型假設和排放路徑都有所不同,因此模擬出的甲烷減排路徑也有微小差別。本圖表展示的是全球變化分析模型基于“中國在 2025 年左右二氧化碳排放達峰、
80、2050 年左右二氧化碳排放凈零、2060 年左右溫室氣體排放凈零”的情景,給出的中國 2020-2030 年甲烷減排。盡管其他幾組模型在甲烷排放和減排的絕對量上和全球變化分析模型存在細微差別,但都顯示 2020-2030 年期間中國超過 70%的甲烷減排將來自能源部門。01020304050602020年排放能源農業廢棄物其他2030年剩余排放排放(TgCH4)據美國長期戰略估算,為了在 2050 年實現溫室氣體凈零排放,美國 2030 年和 2050 年甲烷排放需要分別較 2020 年水平減少 30%和 40%(U.S.Department of State,2021)。最新分析結果顯示,
81、借助全社會氣候戰略,配合從聯邦政府到州、城市、企業的各級行動,包括通脹削減法案提出的對甲烷收費,美國 2030 年甲烷排放將有望在 2020 年水平基礎上減少 9 TgCH4,降幅超過 30%(Zhao et al.,2022)(圖 8)。24 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 圖 8.聯邦、州、地方、企業行動作用下的美國 2020-2030 年分部門/行業甲烷減排。根據 Zhao et al.(2022)的分析研究結果,美國在 2020-2030 年期間采取的綜合行動將能帶來大幅的甲烷減排,主要來自能源和農業部門。注:本圖表中展示的關于美國的分析(Zhao et a
82、l.,2022),以及圖 7 中展示的關于中國甲烷減排的分析,均在不同建模分析和情景的基礎上開展,并根據具體國家的情況而異。5 譯者注:low-hanging fruit,通常指非常重要又容易取得的成果。01020304050602020年排放能源農業廢棄物其他2030年剩余排放排放(TgCH4)基于技術減排潛力的各部門/行業工作重點本報告基于 2030 年各部門/行業甲烷排放占比及低成本減排潛力(此處將低成本技術定義為成本在0.25 美元/千克甲烷即 kgCH4或 10 美元/噸二氧化碳當量即 tCO2e 及以下的技術)(圖 9),進一步分析了各部門/行業的工作重點,并梳理了可以作為“低垂的
83、果實”5的部門/行業。美國方面,51%的總減排潛力來自低成本技術。油氣行業和煤炭開采行業排放影響大且減排容易取得成效。到 2030 年,油氣行業和煤炭開采行業將分別有 65%和 83%的減排潛力通過成本在 0.25美元/kgCH4及以下的技術實現。畜牧業和垃圾填埋行業大有可為,但需要克服一些技術手段上的挑戰。畜牧業能夠通過低成本技術實現的甲烷減排在絕對量上相對較大,但需要尋求適當的商業模式和政策支持來更加有效地降低技術成本。在垃圾填埋行業,69%的減排潛力可以通過低成本方式實現。為此必須對該行業采取行動鼓勵技術進步和創新,以及減少排放活動。污水處理和水稻種植行業的緊迫性較低,但仍應把握機會采取
84、行動。這兩個行業的甲烷排放占比都不高,并且減排潛力小、成本高,因此可能并不是美國甲烷減排的重點行業。但在條件允許的情況下,這兩個行業還是應該采取適當的行動應對甲烷排放相關挑戰。中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 25決策者摘要中國方面,到 2030 年約有 62%的總減排潛力將由低成本技術實現。煤炭開采行業排放影響大且減排容易取得成效。該行業 75%的減排潛力可以通過低成本技術實現。垃圾填埋行業和畜牧業能夠通過低成本方式實現相對較大的減排量。兩個行業通過低成本方式實現的減排量之和將是中國油氣行業通過各種成本手段能夠實現的整體減排潛力的兩倍以上。但想要提高這兩個行業的減排潛力,為其
85、降低技術成本,則還需要克服一些挑戰;畜牧業和垃圾填埋行業的減排潛力中,低成本減排占比分別只有 34%和 44%。油氣行業對全國甲烷排放總量的影響較小,但其減排充滿潛力?,F有技術可以為該行業削減約一半排放,而 47%的行業減排潛力可以通過低成本技術實現。污水處理和水稻種植兩個行業的甲烷減排成本較高。這兩個行業大部分的減排潛力只能通過高成本技術實現。圖 9.2030 年中美各部門/行業甲烷技術減排潛力(TgCH4)。圖表顯示了 2030 年兩國各部門/行業按減排成本(美元/kgCh4)區分的潛在甲烷減排量,圖表內容基于不同技術的減排成本曲線構建而成。此處將低成本技術定義為成本在 0.25 美元/k
86、gCh4(通過IPCC 第四次評估報告中 100 年時間尺度下的全球增溫潛勢即 GWP系數可換算為 10 美元/噸二氧化碳當量)及以下的技術。數據來源:EPA Non-CO2 Greenhouse Gas Data Tool(EPA,2022b)畜牧業垃圾填埋場污水處理煤炭開采石油和天然氣水稻種植中國美國中國美國中國美國051015051015甲烷減排(TgCH4)成本$0.5/kgCH4成本=$0.25/kgCH4$0.25/kgCH4 成本=$0.5/kgCH426 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 中美合作條件及潛力本報告為中美明確了幾個近期最適宜開展甲烷減排工
87、作并且合作潛力最大的部門/行業和政策領域(圖10)。為此,報告選取了一系列指標來評估在以下各部門/行業開展中美合作的條件完備程度和減排潛力,包括煤炭開采、石油和天然氣、垃圾填埋、污水處理、牲畜糞便、牲畜腸道發酵,以及水稻種植??偨Y起來,中美關于甲烷減排的合作可以聚焦以下方面(按合作條件完備程度從高到低):(1)煤炭開采行業,該行業基礎扎實、潛力巨大,并且已經為兩國未來合作做好了充分的準備;(2)油氣行業,中美兩國在該行業已經開展了大量的科研合作;(3)垃圾填埋行業,盡管該行業排放水平相對較低,但存在重要的潛在合作機會。值得注意的是,雖然牲畜腸道發酵行業目前開展的工作有限,但該行業甲烷排放水平高
88、,因此未來可能成為潛在的焦點行業。圖 10.各部門/行業的中美合作潛力。圖上用于評估各部門/行業中美合作潛力的四個指標包括:科研合作通過各部門/行業中國和美國機構的研究人員合寫同行評審期刊文章的數量進行衡量;伙伴關系合作機會衡量各細分行業是否存在中美共同參與的活動,以及中美商業或非盈利機構合作機會的數量;國際參與通過各部門/行業國際項目/行業組織的數量進行衡量;以及各部門/行業在 2020 年的中美甲烷排放量之和。各項指標的值已通過最大值-最小值法進行了標準化處理,使其取值范圍轉化到 0-100 之間。將各部門/行業四項指標的值相加,得到該部門/行業關于合作潛力的最終得分。色塊面積大小代表得分
89、高低。水稻種植污水處理石油和天然氣牲畜腸道發酵垃圾填埋場煤炭開采糞便管理科研合作伙伴關系合作機會部門/行業甲烷排放國際參與甲烷減排的協同效益甲烷減排在空氣質量、公共健康、食品安全、作業安全、經濟繁榮方面具有多種協同效益。在 2030年實現本國甲烷零排放(極端假設條件),對中美兩國產生的協同效益包括近地面臭氧分別減少 0.6 十億分比濃度(ppb)和 0.5 ppb;民眾與哮喘相關的急診就診次數分別減少 1800 次和 300 次;過早死亡分別減少 9600 例和 2100 例;兩國作物產量損失分別減少 100 萬噸(圖 11)。在 2030 年將本國甲烷排放減少 50%對中美兩國而言也會產生一
90、系列顯著的協同效益,包括近地面臭氧分別減少 0.3 ppb 和 0.25 ppb;民眾前往醫院就診次數分別減少 900 次和 150 次;過早死亡分別減少4800 例和 1050 例;兩國作物產量損失分別減少 50萬噸。不僅如此,如果中國 2030 年能將煤礦瓦斯抽采率提高 1%,每年就可以避免 100-150 例煤礦死亡。在美國,僅油氣行業的甲烷減排每年預計就能創造 8.5萬個就業機會(Keyser et al.,2015)。中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 27決策者摘要圖 11.2030 年實現甲烷零排放(極端假設條件)的甲烷減排協同效益6。估算過程中采用的協同效益系數來
91、自氣候和清潔空氣聯盟(CCAC&UNEP,2021b)。6 近地面臭氧、作物產量損失、民眾就診次數和過早死亡(減少)方面的協同效益是基于影響系數和 2030 年甲烷排放總量進行的估算。煤礦安全方面的協同效益是基于氣體抽采增加 1%對應的百萬噸(煤炭產量)死亡率下降和 2030 年煤炭產量進行的估算。FIGURE 5.2:CO-BENEFITS OF METHANE MITIGATION IN 2030 ASSUMING ZERO METHANE EMISSIONS 近近地地面面臭臭氧氧減減少少0.6ppb中中國國減減少少前前往往醫醫院院就就診診次次數數中中國國減減少少過過早早死死亡亡9,600
92、例例中中國國減減少少作作物物產產量量損損失失1百百萬萬噸噸中中國國1,800 次次氣氣體體抽抽采采增增加加1 1%,煤煤礦礦死死亡亡減減少少100-150例例中中國國每每年年創創造造油油氣氣相相關關工工作作機機會會85,000個個美美國國美美國國0.5ppb美美國國300次次美美國國2,100例例美美國國1百百萬萬噸噸(基于2015-2019年情況進行的估算)關于中美兩國甲烷減排的政策建議中美兩國可以采取一系列行動來應對目前的政策挑戰,加強甲烷減排:填補現有政策空白。兩國應立即采取行動,啟動或加快針對以下部門/行業的政策制定或立法程序。中美都應該(1)填補針對廢棄煤礦瓦斯、牲畜腸道發酵和水稻種
93、植甲烷排放的政策空白;(2)采用更多從緩解氣候變化角度出發、直接針對甲烷減排的政策。美國還應(1)提高對煤礦瓦斯的關注;(2)強化針對小型和無主礦井的監管政策;(3)改善農業部門的測量、報告和核查(MRV)。中國則應(1)加大對油氣行業、農村垃圾填埋場和污水處理行業的重視程度;(2)在各部門/行業建立綜合、健全的溫室氣體報告機制和 MRV 體系;(3)將甲烷納入國家碳排放權交易市場。通過提高數據來源的透明度,開發適用于當地情況和具體技術的排放因子等方式,提升技術經濟信息的質量和歷史排放估算結果的置信度。兩國都應該推動建立完善的 MRV 體系,并在排放清單、減排成本及潛力估算過程中,將物理/地質
94、因素、交易成本和實地考察情況納入考量,以提高估算結果的準確性。兩國也都需要采取措施防止數據少報漏報。對美國而言:(1)由于油氣行業存在排放數據少報漏報的情況,該國可以提高其強制性溫室氣體報告機制的合規性要求。此外,美國可能也低估了垃圾填埋場的甲烷排放;(2)應當鼓勵對農業部門的甲烷排放進行追蹤,并考慮將其納入現有的溫室氣體報告機制;(3)加強對油氣生產設施意外、短期事件排放的監測。28 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 對中國而言:(1)由于該國目前沒有對甲烷排放進行監測的系統,各排放部門/行業應盡快建立起針對甲烷排放的 MRV 機制;(2)即使是在對甲烷減排準備已經
95、相對充分的煤炭開采行業,各個煤礦作業的甲烷濃度數據少報漏報情況依然普遍,因此提高數據報告的合規性也很重要;(3)介于甲烷減排的非技術和交易成可能會很高并且不容易被全面考慮,針對甲烷減排成本進行仔細深入的實地調查非常關鍵;(4)對廢棄煤礦甲烷排放進行監測。更好地量化甲烷減排目標。兩國都應為甲烷減排設定更加直接和可量化的目標。但與此同時,兩國也迫切需要制定更多在定量目標缺位情況下可實施的基于技術的量化標準。增強甲烷減排的協同效益,并利用更多氣候變化導向型政策來追求更高的減排目標。甲烷減排的協同效益,例如環境質量、采礦安全和產業發展等的提升,是目前甲烷減排相關行動的主要驅動因素。從創造更大的社會效益
96、、撬動盡可能多的資源,以及減輕甲烷減排所面臨的政治障礙等角度出發,增強這些協同效益是非常有必要的。但中美都需要針對甲烷減排制定實施更多的溫室氣體/氣候變化導向型政策;與之形成強烈對比的是在兩國都已經相當完善的安全和污染導向型監管政策(但實現這些協同效益依然有其重要性和政治可行性)。氣候變化導向型的甲烷減排政策能夠反映更高的減排目標和雄心,并可以為進一步行動提供不同的激勵。強化市場機制的作用。兩國應該探索更多的商業模式和金融模型,用來支持通風瓦斯等利用潛力大但尚不完全具備成本效益的甲烷減排領域,以及牲畜腸道發酵和水稻種植等市場激勵尚不明確的甲烷減排領域。對甲烷排放相關小規模企業應予以特殊關注。相
97、關行動包括:(1)促進兩國碳市場發展,特別是碳補償市場的發展,這對牲畜腸道發酵和水稻種植等甲烷排放難以回收的部門/行業來說尤其重要;(2)重啟中國國家核證自愿減排量(CCER)相關機制;(3)為技術創新提供財務支持,特別是針對能夠直接防止或削減甲烷排放的技術;(4)改善支持性基礎設施和供應鏈,例如促進回收甲烷氣體接入輸氣管道和電網等;(5)撬動私營部門及社會投資,例如針對牛飼料特殊添加劑等能夠防止或直接捕獲、削減甲烷排放的技術的風險投資和公私合作伙伴關系(PPP)。聚焦“超級排放者”和小規模高排放場所。兩國都應高度重視“超級排放者”以及小型設施但甲烷排放量較高的排放源。這些小型排放源尚未納入現
98、有政策監管體系,例如美國的小型的垃圾填埋場及廢棄天然氣井等。研究表明小型設施往往會產生較高甲烷排放。同時,本次分析研究顯示,主要農業地區、能源生產地區和人口稠密的城市地區排放較高。針對甲烷排放嚴重超標設施和最高排放州/省的排放源采取措施,將對總體甲烷減排產生重要影響。在選擇適當的政策“工具包”時,清楚辨別甲烷作為資源和污染物的兩種屬性,同時平衡好“胡蘿卜”,例如優惠政策、補貼和稅收減免和“大棒”,例如稅收、罰款和其他處罰措施等政策。加強政策落實。采取措施應對各種制度性障礙,包括土地所有權和采礦權相關制度、欠發達及農村地區能力建設,社會接受度以及相關方利益的政治經濟等,從而保證甲烷減排行動的健全
99、和公正。通過消除對天然氣轉讓權利的限制無論其將作為天然氣出售還是轉化為電力,解決與土地所有權和采礦權相關的沖突。推動欠發達地區和社群開展能力建設,從而確保甲烷減排行動的健全和公正。特別是在中國,健全的農村政府治理和制度是解決許多甲烷相關挑戰的關鍵,包括農村垃圾填埋場和污水處理、牲畜糞便管理、牲畜腸道發酵,以及水稻種植等部門/行業的問題。政策還應強調提高低收入社群的福利。充分理解社會和政治經濟方面的挑戰。在政策制定前有必要開展利益相關方分析,從而減少相關方可能對進一步行動提出反對的情況。因地制宜,鼓勵政策試驗。甲烷減排沒有“放之四海皆準”的政策。兩國應當鼓勵示范項目、自愿性項目、城市試點這樣的政
100、策試驗,在探索甲烷減排最佳實踐的過程中,充分考慮當地具體情況。優先考慮低成本減排潛力大的部門/行業(表 3)。(1)優先保障相關技術在排放影響大且減排易取得成效的“低垂的果實”部門/行業進行推廣應用和實施;(2)鼓勵技術改進和創新;(3)減少甲烷技術減排潛力小的部門/行業相關排放活動;(4)對減排潛力大但成本高的部門/行業,利用創新商業模式和有力的政策促進技術成本下降。中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策 29決策者摘要表 3.甲烷減排的重點部門/行業。美國中國 油氣行業和煤炭開采行業是“低垂的果實”。畜牧業和垃圾填埋行業有很大機會通過低成本方式實現相對較大的甲烷減排量。水稻種植和
101、污水處理行業在甲烷排放總量中占比較小,且甲烷減排成本較高。煤炭開采行業是“低垂的果實”。該行業減排近期主要來自減排措施,但遠期來看,煤炭產量下降可能成為主要減排推手。然而為了全面評估該行業減排潛力,中國還應對廢棄煤礦瓦斯現階段甲烷排放及其隨時間變化的趨勢進行深入了解。垃圾填埋行業和畜牧業可以通過低成本方式將可觀的甲烷減排潛力變成現實,但需要采取更多措施降低技術成本并加速創新,從而開發出更好的減排方案。污水處理和水稻種植行業的甲烷減排尤其困難。中美潛在合作領域基于合作條件完備程度和減排潛力選擇重點部門/行業?;趯Ω鞑块T/行業所具備合作條件和減排潛力的評估,中美甲烷減排合作應該優先考慮煤炭開采、
102、石油和天然氣、垃圾填埋和牲畜腸道發酵行業的合作機會。循環經濟或成關鍵合作領域。大多數循環經濟相關的甲烷減排機會都來自生物能/生物經濟領域,尤其是在廢棄物和農業部門。循環經濟追求廢棄物產生量最小化和利用率提高,因此堆填垃圾、污水和牲畜糞便中有機物產生的沼氣與循環經濟在廢棄物和農業部門的應用直接相關?;诶普託獾难h經濟需要對廢棄物管理、沼氣生產及利用,以及相關的政策支持進行整合(Kapoor et al.,2020)。循環經濟還能通過另一種方式促進垃圾填埋行業甲烷減排,即利用好氧或半好氧生物反應器等技術減少甲烷的產生。以下是循環經濟可能有助于甲烷及其他溫室氣體減排的幾種機制:通過再生農業封存
103、碳排放并抑制甲烷排放,該機制同時還能增加土壤有機碳和有機氮含量,并利用適當的管理措施減少氮流失。再生農業下的畜牧管理系統也能夠通過更好的糞便管理有效削減甲烷排放;更重要的是該系統能夠通過為牲畜提供高品質、易消化的飼料,降低抗生素需求,從而實現牲畜腸道發酵的甲烷減排。通過碳循環經濟(CCE)實現對碳的循環利用。碳循環經濟的核心理念是將碳排放作為一種可以進行減量化、再利用、再循環的原料,在閉環系統中通過全面的碳排放捕集與封存對其進行清除,再經化學反應轉化為新的產品。就甲烷減排而言,中美兩國的主要排放源都是煤炭開采行業和油氣行業。碳循環經濟框架有望促進這兩個行業進行廢氣減排和回收。建立關于政策工具選
104、擇和體制機制的對話。在政策制定的策略上,中美兩國各有長短。另外,兩國可以就 MRV 等有助于提高技術經濟數據準確性的措施展開合作。政策交流學習對于發揮甲烷相關政府治理手段和政策框架的效力而言也非常重要,并可以通過兩國之間的大量對話和交流實現。鼓勵兩國在地方和非政府層面開展合作,包括城市、產業、非政府組織,以及研究機構。中美已經擁有豐富的氣候合作經驗;例如在地方層面,美國加州就與中國一些城市開展了大量關于低碳城市戰略的合作。兩國過去在氣候變化領域開展合作的主要成就包括 2014 年中美氣候變化聯合聲明的發布,中美清潔能源聯合研究中心(CERC)的建立,以及其他一些成果。在過去的合作中,兩國收獲了
105、關于成功的經驗,也增長了關于失誤的教訓。未來中美關于甲烷的合作可以建立在過去合作經驗和平臺的基礎之上。30 中美甲烷減排合作路線圖:甲烷排放、減排潛力與政策決策者摘要 主要結論面向整個經濟體的甲烷迅速減排對于全球實現1.5路徑將至關重要。中美均已在格拉斯哥聯合宣言中強調了甲烷減排的緊迫性,但兩國都需要采取強有力的甲烷減排行動,才能實現 1.5目標這一頗具雄心的全球理想結果所需要的減排幅度。作為全球甲烷排放前三的兩個國家,中國和美國非常適合引領全球甲烷減排行動,并應在甲烷相關政策、技術、戰略等方面展開合作。在促進甲烷減排的過程中,兩國都面臨一些挑戰和阻礙,包括歷史排放估算數據和減排潛力的不確定性
106、,市場機制不足,以及制度性障礙等。但與此同時,兩國也擁有一些采取聯合行動的機遇,包括梳理“低垂的果實”減排機會,以及實現甲烷減排的協同效益,如空氣質量和公共健康水平的提升。本次研究結果顯示,中美應該分別優先對煤炭生產和油氣生產采取減排措施;這兩個行業都是具有較大的低成本減排潛力的排放源,并且分別占中美各自甲烷排放總量的 1/3 以上。兩國合作的其他關鍵領域包括加強甲烷排放監測和測量、建立針對甲烷排放回收的市場,以及參與地方和國家層面的跨國對話,共同探討甲烷減排的監管框架。兩國還能有效地就中美普遍存在的高減排潛力排放源開展戰略方面的合作,并行動起來迅速削減甲烷排放,從而提高人類將全球升溫限制在
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