知识科普 | 浅析甲烷排放源头和应对措施

2021年，中美两国针对气候变迁问题发表《格拉斯哥联合宣言》。此次中美联合宣言首次提上了甲烷排放治理。关于甲烷的行动计划被放在第八条，在二氧化碳排放治理的前面，可见甲烷治理对气候危机的缓解至关重要，受到了中美两国极大的重视。

回顾这一年，全球唱响了“碳中和”，但实际上温室气体的治理却远远不止于二氧化碳。今天，我们来聊聊甲烷的排放源头和应对措施。

甲烷：25倍的温室效力

在全球范围内，50-65%的甲烷排放来自人类活动，天然湿地等自然资源也会排放甲烷。人为导致的甲烷排放来自于能源、农业、废物处理和工业活动。

能源活动

煤炭行业是我国能源产业的大宗，其中煤炭开采是最大的甲烷逃逸排放源。

随着国家能源产业的转型，我们可以预见越来越多的关闭煤矿，以及由此产生的废弃矿井瓦斯排放，这将成为一个不容忽视的甲烷排放源。另一方面，来自石油天然气行业的甲烷排放将会逐年增加。甲烷是天然气的主要成分，在天然气的生产、加工、储存、传输和分配以及原油的生产、精炼、运输和储存过程中，甲烷会排放到大气中。

农业活动

农业造成的甲烷排放不容小觑。在我国和日本等国家，水稻种植是主要的农业甲烷排放源头。在欧美等国，大部分的农业甲烷排放来自畜牧业，来源包括各类家畜肠道发酵以及各类畜禽粪便管理。

稻田甲烷排放量，是产甲烷菌在厌氧环境下的稻田中，利用田间植株根际部的有机物质转化成甲烷的量，再除去水稻根际部甲烷氧化菌对甲烷氧化后的剩余量。可以通过适当的施肥、灌水管理措施，水稻品种和肥料的选择，减少水稻田的甲烷排放。

畜牧业的甲烷排放在欧美已经有了广泛的研究，饲料的成分、畜舍环境设计、牲畜排泄物处理方法、沼气回收等措施都能够一定程度上降低甲烷排放。

废弃物处理

废水处理过程中的厌氧环境下，有机物经厌氧分解产生大量的甲烷。其产生的甲烷量决定于废水中可降解有机物量、温度处理系统的类型和技术。如今先进的生活污水处理包含了具有甲烷回收和燃烧处理功能的厌氧系统。而工业废水有机物浓度通常较高，需要进行厌氧生物处理，可以采用一个带有甲烷收集器的厌氧反应消化器处理后再排放到厌氧塘。废水处理过程中回收的甲烷可以用于发电或产生热能。

城市固体垃圾填埋场内的有机物分解产生垃圾填埋气（LGF），一般含有50%甲烷、50%二氧化碳以及少量的非甲烷有机化合物。对于垃圾填埋气的监测和利用可以预防甲烷排放到大气中，经过抽采的垃圾填埋气可通过燃烧用于发电，或提纯后直接使用，或经处理后成为替代汽车燃料的管道天然气来源。

天禹智控自主研发的温室气体分析仪，主要基于非分散红外光电(NDIR)检测技术和自主设计的长光程气体吸收池（L-Cell）技术而实现的气体在红外波段的定量分析；此仪器主要测量 CO₂、CO、CH₄ 等气体浓度，具有精度高，稳定性好，响应时间快等特点，完全满足典型行业(火电、钢铁、石油天然气开采、煤炭开采、废弃物处理等)的固定源排放口的温室气体监测。