中国甲烷排放量居世界首位。如果政策得当、补贴到位，中国能克服在获取和利用煤矿甲烷过程中遇到的资金和技术难题。
近年来，因一些国家未能履行《巴黎协定》下的减排承诺，气候领域开始将减少温室气体排放、控制全球气候变暖的努力转移到非二氧化碳气体上。甲烷是一种强效温室气体，是仅次于二氧化碳的第二大环境污染物。
中国已加入减少甲烷的全球行动中，但正如俗话所说，细节决定成败。
01
煤矿排放
中国能源行业的甲烷排放主要来源于煤炭行业。根据中国最新发布的《国家温室气体清单》，2018年，中国的甲烷排放量约为6411万吨。其中42%的排放来自能源系统——39%来自煤矿，3%来自石油和天然气。这与发达国家的情况截然相反：在欧美国家，油气行业是甲烷排放的主要源头。
中国煤矿甲烷的排放中有大概80%来自煤矿地下开采，其余则主要来自于露天煤矿及矿后活动。地下开采产生的煤矿甲烷主要来自煤矿瓦斯，一种甲烷和其他气体的混合物。因此，煤矿瓦斯中的甲烷浓度因矿而异，不同浓度水平的煤矿瓦斯需要相对应的技术和政策响应。
露天煤矿
94%的煤矿瓦斯甲烷浓度低于30%。据估计，煤矿瓦斯中83%以上为风排瓦斯，也就是为了防止井下发生安全事故，矿井通风系统对煤矿瓦斯气体稀释后的气体。风排瓦斯的甲烷浓度一般在0.75%以下。由于甲烷含量极低，且缺乏相应的政策支持与技术支撑，风排瓦斯中的高效捕集与利用面临严峻挑战。正因为如此，2006年至2020年间，中国未能实现“十一五”“十二五”和“十三五”规划中对煤矿瓦斯的开发利用目标。
随着中国煤炭产量的下降，煤炭开采所产生的煤矿瓦斯预计也将下降。但研究表明，从2015年到2030年，煤炭开采过程中产生的甲烷排放量仍会占据相当大的比例，大约在39%到44%之间。预计到2050年，这一占比仍将占中国甲烷排放量的四分之一。
不过，上述数据尚未考虑到废弃煤矿所带来的甲烷排放。随着中国向低碳能源转型，到2030年，中国废弃矿井数量将达到1.5万处，这些矿井所带来的甲烷排放将成为中国煤矿甲烷的主要排放源。最新研究也显示，废弃矿井排放的甲烷量被大大低估，若无进一步政策干预，其排放量将大幅上升。
02
成本高昂
煤矿瓦斯排放量巨大，但因缺乏强制性的政策要求且存在安全风险，煤矿企业对低浓度煤矿瓦斯利用的动力不足。当前，中国的煤矿瓦斯排放标准只针对浓度在30%或以上甲烷含量的煤层，对于低浓度煤矿瓦斯（甲烷体积分数<30%）的随意排放行为并无任何管制措施。而且，由于煤矿瓦斯本身就是爆炸性的，一旦发生安全事故，煤矿企业将面临停工停产，因此瓦斯利用不在煤矿企业的优先考虑之中。
在此背景下，低浓度煤矿瓦斯的利用通常由新能源企业与煤矿企业签订合同，由前者对瓦斯利用进行运营和管理。不过，由于现有技术通常并不具有成本有效性，此类项目高度依赖政府补贴，因而易受政策变动影响。例如，2019年到2021年间，山西省煤矿瓦斯发电补贴锐减三分之一。
风排瓦斯利用项目的经济可行性低，处境尤为困难。中国部分新能源企业采用蓄热氧化（RTO）技术，通过将低浓度瓦斯与风排瓦斯掺混后进行发电，但此类项目需要依靠政府补贴才有可能实现商业可行性。根据绿色创新发展研究院（iGDP）6月份发布的报告，一项使用蓄热式热氧化技术开发的15兆瓦电力项目，前期投入高达2亿元人民币。其缺点显而易见：因初始费用高昂、依赖政府补贴，风排瓦斯发电项目无法像风光发电项目那样受到投资者的青睐。
需要指出的是，中国在利用低浓度煤矿瓦斯（尤其是甲烷浓度在9%到30%之间的瓦斯）上已有一些成功的实践和成本效益较高的技术。我们也发现了一些在1%至8%浓度范围内安全利用煤矿瓦斯的技术创新。
03
抓住机遇
2023年11月，生态环境部等11部门发布《甲烷排放控制行动方案》，为各政府部门和地方政府制定相关行动方案提供了总体指导。虽然该计划并没有为甲烷排放设立明确的减排目标，但彰显了中国领导人在减少该强效温室气体排放问题上与国际社会达成了高度共识。一周后，中美两国在关于加强合作应对气候危机的《阳光之乡声明》中也将甲烷确定为两国合作的关键领域，推动双边合作朝着正确方向前进。
中国甲烷行动方案中提到在2025年前“有效提升”甲烷的监测和监管体系，并在2026到2030年期间“大幅度改善”这些体系。该计划还旨在减少油气井的燃烧排放，并解决煤矿中的甲烷泄漏问题。但决策者们仍需对此进行深入研究，并制定出相应的政策，以应对降低煤矿瓦斯利用所面临的特定技术和资金方面的挑战。只有根据中国煤矿瓦斯特性采取有针对性的政策，才能确保中国甲烷减排战略不只是空谈。
财政刺激措施在扩大解决方案方面扮演了关键角色。在清洁发展机制（CDM）的支持下，煤矿瓦斯综合利用已成为一种极具吸引力的投资方式。清洁发展机制是一种国际碳信用认证，允许发达国家可从发展中国家购买二氧化碳排放削减量以履行《京都议定书》规定的减排义务。但是，一旦清洁发展机制被取消，这类项目的利润率就会大大降低。
新能源公司希望中国重启国家核证自愿减排量（CCER）机制，这样既能为风排瓦斯利用提供资金上的激励，又能减少前期投入。
7月30日，生态环境部发布中国核证减排量方法学的公开征求意见稿，其中包括煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯的捕集与利用。这一新方法学重点关注甲烷体积浓度不超过8%的煤矿瓦斯和风排瓦斯，旨在将低浓度煤矿瓦斯的减排工作更好地纳入国家核证自愿减排量机制中。
除了市场激励措施外，差异化的煤矿甲烷补贴还可以帮助企业解决在低浓度煤矿瓦斯捕集与利用过程中面临的资金难题。
最后，要紧跟技术发展的步伐，及时修订煤矿甲烷排放标准。监管机构正在朝着正确的方向努力：2024年7月31日，国家公布了关于公开征求国家标准《煤层气（煤矿瓦斯）排放标准》（修订征求意见稿）意见的通知。拟议新标准旨在限制煤矿瓦斯排放浓度超过8%，与目前的30%限值相比，新的排放标准将更为严格。新标准一经执行，煤矿企业将需要采取更加积极的措施来减少煤矿甲烷排放。
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文字/陈美安 Diego Montero 刘虹桥
排版/包林洁
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