众所周知，煤矿瓦斯的主要气体组成是甲烷。由于甲烷的全球变暖潜能是二氧化碳的21倍，煤矿面临着严重的环境挑战。
能源经济与金融分析研究所（IEEFA）的研究发现，澳大利亚煤矿的甲烷排放量一直被低估了80%。
根据GlobalData的数据，澳大利亚拥有1503亿吨煤炭——这是世界第三大煤炭储量，而且澳大利亚有128个煤矿。根据《全球甲烷减排承诺》，这些目标与澳大利亚到2030年将甲烷排放量从2020年的水平至少减少30%的目标之间存在很大阻力。
澳大利亚气候变化、能源、环境和水资源部（DCCEEW）指出，甲烷约占澳大利亚温室气体总排放量的30%。
由于甲烷的全球变暖潜能是二氧化碳的21倍，煤矿面临着减轻其运营过程中甲烷释放的挑战。
诸如催化氧化和瓦斯抽放系统等技术，如果实现商业化，有可能使煤炭开采进一步走向澳大利亚所追求的可持续未来。
在围绕澳大利亚政府如何继续平衡其气候和能源转型计划，同时保持煤炭行业及其850亿美元出口价值的问题中，甲烷发挥着重要作用。
甲烷排放使燃煤对气候的影响增加了17%
排放报告与逸散性甲烷
甲烷气体通过抽取、煤层断裂以及顶板和巷道坍塌产生的碎片从地面、露天和地下煤矿中排放出来。
它也可能通过煤炭的储存和运输间接释放。这些无意的甲烷释放被称为“逸散性”排放，且未被报告。
来自能源智库Ember Climate的煤矿甲烷分析师Sabina Assan博士解释说：“澳大利亚的地下矿山需要报告排放，但很多都只是进行点测量，而我们需要的是连续测量。露天矿山使用带有自己估算的排放因子，导致整个行业报告不足。”
根据《2007年国家温室气体和能源报告法》，澳大利亚政府的保障机制立法要求排放量达到或超过2.5万吨二氧化碳当量（tCO2e）或企业集团达到或超过5万吨二氧化碳当量的矿业公司每年报告其排放量。
反过来，政府会公布关于最新排放量的《国家温室气体清单》报告。其针对特定国家的方法使用国家数据和“外部数据源”来确定增长率，“在没有合适数据的情况下，该方法假设排放量保持不变”。
估算澳大利亚煤矿的甲烷排放量
通过比较国际能源署（IEA）2020至2022年的数据和澳大利亚政府的季度更新，IEEFA发现了澳大利亚甲烷排放报告中的重大差异。
IEA估计，澳大利亚煤矿的甲烷排放量比国家清单数据高出约81%，这相当于2020至2022年期间约2800万吨二氧化碳当量的差异。
DCCEEW指出，用于测试和提高排放数据质量和稳健性的“自上而下”反演建模技术，重点关注甲烷，“已被引入澳大利亚的清单中，这仍然是国家温室气体清单系统中使用这些技术的罕见示例”。
这种数据不匹配的情况并不仅限于澳大利亚的煤矿。IEA表示，不准确的清单以及基于测量活动、科学研究和官方公共机构报告的排放量水平之间存在“全球和地方层面”的巨大差异。
澳大利亚矿产委员会透露：“澳大利亚在强制报告煤矿逸散性排放方面处于世界领先地位。其他六个主要海运煤炭出口国（加拿大、哥伦比亚、印度尼西亚、南非、俄罗斯和美国）在报告煤炭开采温室气体排放方面的准确性和覆盖范围均未达到澳大利亚的水平。中国或印度也没有，这两个国家的煤炭产量占全球的60%以上。”
澳大利亚2024年第一季度公布的国家清单显示，逸散性甲烷排放量下降了1.7%，至80万吨二氧化碳当量。DCCEEW将此归因于地下煤炭产量的下降。
但展望未来，GlobalData预测澳大利亚的煤炭产量下降幅度将仅为边际水平，从2023年的5.329亿吨降至2030年的5.257亿吨。仅依靠关闭煤矿——其中30个计划在十年内退役——将不足以解决甲烷污染问题，尤其是废弃矿山仍然会产生排放。
需要行业和政府采取进一步的行动和投资。Ember Climate的一份报告发现，仅关注煤矿，澳大利亚就可以在2030年之前将其年度甲烷排放量减少18%，将此视为澳大利亚的“一张特殊王牌”。
缓解技术
在测试减少甲烷排放的前沿是瓦斯抽放和排水钻孔的不断扩大过程。
在活跃的矿山中，瓦斯抽放系统采用垂直或水平井来在采矿之前或期间捕获甲烷，通常是为了保护矿工免受爆炸性危害。
Assan博士解释说，直到“两三年前，我们甚至还没有意识到露天矿山的预排水对减少整体排放有巨大影响。但现在我们已经意识到这一点。”
反过来，除了燃烧捕获的甲烷之外，减排技术的发展也避免了排放。这种气体可用于包括煤炭干燥、发电、供热、锅炉燃料和天然气管道等应用。根据浓度和数量，这可以为矿业公司在竞争激烈的全球煤炭出口市场中提供额外收入。
代表澳大利亚最大煤炭生产州的昆士兰州政府已经认识到回收甲烷的潜力。8月，它宣布了与煤炭开采公司Stanmore Resources合作的价值3.49亿美元的低排放投资伙伴计划下的首个项目。
该为期15年的项目旨在捕获南沃尔克里克露天开采冶金煤矿的煤层甲烷，并将其转化为电力。预计该矿的20兆瓦煤层气发电站将于2027年完工。
随着这些项目的成功实施，澳大利亚有望成为提供可再利用煤矿甲烷的领导者，因为IEA预测，广泛利用可能产生约40太瓦时的全球电力。
应对来自煤矿的通风空气甲烷
澳大利亚矿业研究与创新公司Mining3和非营利性投资基金低排放技术澳大利亚（LETA）正在利用他们的催化氧化项目，推动低甲烷开采的愿景。
这些合作伙伴正在研究不同条件下催化剂的性能，以应对通风空气甲烷，这是一种通过排气井稀释井下气体的系统。
催化氧化有望为甲烷含量较低的矿山提供解决方案，这些矿山无法使用燃烧系统（一种称为蓄热氧化的过程）来减少排放。Mining3和LETA的目标是使这项技术商业化，以便在澳大利亚广泛部署。
LETA首席执行官Mark McCallum确认，该项目“目前处于第一阶段，因为我们继续从众多供应商中选择催化剂进行测试，并最终确定催化剂测试实验室的选择和测试程序”。
根据澳大利亚矿产委员会的说法，澳大利亚矿山的通风空气甲烷通常远低于1%。“目前可用于减少这种情况的技术涉及高温热系统，达到1000°C。这带来的风险是，它提供了一个点火源，如果通风流中存在爆炸性气体混合物，尽管这种情况很少见但有可能发生，这可能会导致矿山内部发生爆炸，带来灾难性后果。
“澳大利亚在开发安全系统以防止此类事件发生方面已经开展了工作，而且煤炭行业正计划展示一些可安全使用的技术。”该组织表示。
虽然这样的研究很有希望，但Assan博士指出了一种阻碍全行业减排的模式。“澳大利亚已经进行了许多试点项目，但没有一个通过这个阶段，因为没有经济激励。能够在较低温度和甲烷浓度下进行氧化的新技术将使事情变得更便宜，但仍然会有成本。”
根据Ember的报告，到2030年，使用减排技术每年减少37万吨煤矿甲烷排放预计将耗资约6600万美元，仅占澳大利亚煤炭行业2023年收入340亿美元的0.2%。
Mark McCallum肯定，对矿山企业来说，相关成本取决于一系列因素：“矿山的排放强度、技术解决方案的成本和可用性，以及其他减排选择。
“我们正在开展的工作将继续帮助了解这些技术的成本，以及它们与其他减排选项相比的情况，因为我们已经为通风空气甲烷减排项目分配了近4000万美元的资金。”他说。
最终，商业可行性和监管执法的结合对于在国家层面成功减少煤矿甲烷排放至关重要。
甲烷在澳大利亚煤炭开采不确定未来中的作用
9月下旬，澳大利亚政府批准了新南威尔士州（NSW）的三个煤炭项目延期：Whitehaven Coal的Narrabri煤矿、MACH Energy的Mount Pleasant矿场，以及Glencore和Yancoal的Ashton-Ravensworth矿区。
随着这些煤矿的运营寿命现在延长到2060年代，预计其生命周期内的二氧化碳排放量将达到13.57亿吨，而同时期的甲烷排放量将是二氧化碳的21倍。
此类批准由《1999年环境保护和生物多样性保护法》支持，根据该法，煤炭开采提议和延期可以从州监管机构转交给联邦环境部进行审议。该法律审查“具有国家环境意义的事项”，但目前尚未将气候变化影响视为其中之一。
然而，甲烷排放正成为煤炭开采提议和审批中越来越重要的因素。由于新南威尔士州规划官员对温室气体排放表示担忧，Glencore和Yancoal已被要求重新评估其联合提出的Hunter Valley Operations Continuation项目。Assan博士证实，这在澳大利亚是“第一次”。
在煤炭开采部门，公共和私人利益之间的这种紧张关系将通过成功商业化有希望的减排技术来缓解。
澳大利亚矿产委员会指出：“行业将继续与政府监管机构和研究人员合作，以改进温室气体的测量、报告和减排工作。对于使用新技术和实践可能带来的改进或增强，保持开放态度非常重要。”
以国际范例为例，澳大利亚可以借鉴欧盟的《甲烷法规》，该法规为欧洲大陆煤炭行业制定了首个测量、监测、报告、核查和采取减少甲烷排放行动的规定。
“人们对甲烷排放及其可用技术的认识不断提高，这意味着没有理由不进行减排。”Assan博士断言。
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