中國由煤炭到頁巖氣的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變能否實現(xiàn)溫室氣體減排？

編者按：這項研究首次估算了中國頁巖氣的生命周期溫室氣體排放量，并對頁巖氣在中國的減排效果進(jìn)行了全面、深入的分析。理論上，燃燒天然氣的確比燃燒煤炭排放更少的二氧化碳，但是頁巖氣在開發(fā)和生產(chǎn)過程中由于各種原因會導(dǎo)致甲烷泄露，而甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20多倍，因此對頁巖氣行業(yè)的甲烷泄露控制必須提出較高的要求。文章最后也強(qiáng)調(diào)了，即使頁巖氣行業(yè)完全排除甲烷泄漏問題，天然氣仍然只是中國能源脫碳過程的一個中期步驟，全脫碳新能源的開發(fā)是減緩氣候變化的最終途徑。

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中國擁有豐富的頁巖氣資源，用頁巖氣替代燃煤可減少終端燃燒過程的二氧化碳排放。但是，頁巖氣上游開采中存在著具有較大不確定性的甲烷泄露問題。因此，由煤炭到頁巖氣的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變并不一定能夠帶來預(yù)期的氣候減緩效應(yīng)。本文采用全生命周期分析方法，基于頁巖氣與常規(guī)天然氣在開采過程中的溫室氣體排放差異，中美頁巖氣地質(zhì)特征比較，以及中國四川第一口頁巖氣井開采的實地數(shù)據(jù)，估算了中國頁巖氣在民用、火電及工業(yè)源應(yīng)用中的全生命周期溫室氣體排放量。同時，將其與中國常規(guī)天然氣及煤炭在這些行業(yè)中提供等量終端能量所排放的溫室氣體進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn)，在平均甲烷泄露水平下，中國頁巖氣在不同行業(yè)的全生命周期溫室氣體排放量比煤炭行業(yè)低30~50%。但是，在高甲烷泄露水平下，頁巖氣的全生命周期溫室氣體排放量則比煤炭行業(yè)高出15~60%。

由于政策制定時主要關(guān)注最高排放值，因此文章還計算了采取不同政策管制及工業(yè)措施后，頁巖氣在不同行業(yè)的最高溫室氣體排放量。研究發(fā)現(xiàn)，如果頁巖氣開采過程中能夠使用綠色完井（green competition）技術(shù)（即捕集完井過程中的泄露甲烷）或者是完全燃燒水力壓裂后的回流氣體（即將泄露的甲烷完全燃燒轉(zhuǎn)化為二氧化碳），那么在應(yīng)用于民用炊事時，頁巖氣的最高溫室氣體排放量將低于燃煤產(chǎn)生的排放。值得注意的是，在美國大力推行的綠色完井技術(shù)已被證明具有經(jīng)濟(jì)可行性，并具有在中國頁巖氣開采過程中推廣的潛力。尤其是針對中國天然氣價格高于美國的現(xiàn)狀，綠色完井技術(shù)對中國頁巖氣開采商來說更為有利。另外，甲烷以及伴隨甲烷泄露的揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）都是臭氧的重要前體物，會加重中國的空氣污染問題。 本/文-內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

此外，文章對頁巖氣在不同行業(yè)替代煤炭的最高允許甲烷泄露水平進(jìn)行了估計，并研究其如何隨著煤炭行業(yè)甲烷回收率的提高以及終端使用行業(yè)能源效率的提高而變化。研究表明，在民用、火電及工業(yè)源的應(yīng)用中，中國頁巖氣的甲烷泄露必須控制在6.0%、7.7%和4.2%之內(nèi)，才能夠?qū)崿F(xiàn)凈溫室氣體減排。與美國煤炭來自于地表開采不同，中國95%的煤炭來自于地底開采，且開采過程中甲烷回收率偏低，這導(dǎo)致中國煤炭行業(yè)具有更高的碳排放。因此，相較于美國，頁巖氣替代燃煤在中國更有可能帶來凈溫室氣體減排。但需要注意的是，隨著中國不斷提高煤炭終端燃燒效率（如升級火電設(shè)備，更多的臨界、超臨界火電廠取代落后的燃煤電廠）以及煤層氣的開發(fā)（提高煤炭開采過程中的甲烷回收率），中國煤炭的單位能量碳排放會不斷降低，因此也對頁巖氣行業(yè)的甲烷泄露控制提出了更高的要求。 本@文$內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

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