多年以來，美國環保協會就開始關注甲烷排放問題，開展了多個深入的研究項目，并與行業伙伴開展了一系列行動以推動甲烷的監測與減排。2018年7月，美國環保協會在Science(《科學》)雜志發表題為“美國油氣行業供應鏈甲烷泄漏評估”的研究報告2(Assessment of methaneemissions from the U.S. oil and gas supply chain)，對美國油氣行業的甲烷排放情況與影響進行了深入分析。研究結果顯示，2015年，美國油氣行業的甲烷實際泄漏量要比美國環保局公布的數據高60%。這一研究結論有助于相關利益方重新認識美國乃至全球石油和天然氣行業的甲烷排放問題以及天然氣行業減排的潛在氣候效益，并可為中國天然氣行業的低碳發展和應對氣候變化政策的制定提供有益借鑒。
美國環保協會的甲烷泄漏研究文章刊登在2018年7月13日刊出的《科學》雜志上。
01 研究背景
甲烷是一種導致全球氣候變暖的強效溫室氣體，盡管甲烷在大氣中的壽命只有12年，但它20年的暖化效應是二氧化碳的84倍，100年內的暖化效應是二氧化碳的28倍。我們今天感知到的由人為造成的全球暖化效應的25%歸結于甲烷3。大氣中的甲烷主要來自煤礦開采、石油天然氣生產、垃圾填埋、牲畜、稻田、生物質燃燒等人為源的排放，占全球甲烷排放的50%～65%。根據預測，到2020年全球油氣和煤炭開采行業所排放的甲烷將占人為排放量的30%左右，甲烷減排潛力巨大。油氣行業甲烷減排具有寶貴的經濟、氣候和環境價值。根據國際能源署數據，全球每年甲烷的泄漏量超過7500萬噸，造成的經濟損失達340億美元，如果這些甲烷能得到有效利用，可以滿足世界6%的電力需求。75%的甲烷排放可以用現有的技術進行有效控制，其中50%的減排沒有額外成本。
就美國而言，2008年，由于水平鉆井和水力壓裂技術的發展，美國油氣產量大幅增長。美國有超過30個州約100萬個油井在生產石油，同時也有許多油井同時生產天然氣、石油以及其他液態烴。由于存在甲烷泄漏風險，油氣行業的快速發展及天然氣的大量使用也引發了人們對其產生的氣候影響的擔憂。美國油氣行業每年泄漏的甲烷足夠滿足7百萬戶家庭的供暖和炊事燃料需求，價值約20億美元，大約相當于240座燃煤電廠排放所帶來的氣候影響。如果不加以控制，石油和天然氣行業的甲烷排放可能會削弱使用天然氣帶來的潛在氣候效益，影響到能源行業的低碳發展。
自2012年起，美國環保協會陸續開展了16個獨立的甲烷泄漏研究項目，對6個油氣田中433個井場和大量過程設施的甲烷測量值進行了評估。這些研究涵蓋了石油和天然氣供應鏈的全過程：包括生產、收集、加工、長輸管道、存儲和地方配送，以及一些天然氣的終端消費者，如商用燃氣卡車和加氣站。
美國環保協會研究顯示，2015年美國油氣行業甲烷泄漏量比美國環保局的估計值高60%
02主要發現
研究發現：2015年美國油氣行業甲烷的泄漏量為1300萬噸，其中85%來自于天然氣的生產、收集和處理過程;美國油氣行業大多數的甲烷排放源于泄漏、設備故障和其他“非正常”運行情況，而2015年，因這些原因導致的排放對氣候產生的影響，與美國燃煤電廠二氧化碳排放造成的影響相當。具體而言：
生產過程 在生產中，主要的甲烷排放源包括生產井的甲烷泄漏、卸液過程中的甲烷泄漏以及用于控制生產井常規功能的氣動調節器的甲烷泄漏。研究中監測到的僅基于排放源(source-based)的甲烷泄漏就有320萬噸，基于場地(site-based)的甲烷泄漏量(包含排放源)則為760萬噸。
收集和處理 這一過程中甲烷的泄漏量為332萬噸，同樣高于美國環保局溫室氣體排放清單中274萬噸的估算值。采取積極的甲烷泄漏檢測和修復政策，將對減少甲烷排放產生重要作用。
運輸和存儲 研究表明，在運輸和存儲過程中，甲烷泄漏的主要來源是壓縮機泄漏和天然氣設備泄漏。
甲烷的泄漏監測中沒有包括天然氣本地分銷和終端使用中的甲烷排放。
對波士頓和印第安納波利斯兩個城市甲烷排放的研究發現：城市天然氣輸送系統中甲烷泄漏量巨大，尤其是在美國東北部地區配送設施比較老舊的區域。在波士頓，甲烷的泄漏量比官方宣稱的數據要高出兩倍以上。總體來看，美國環保協會研究計算的2015年美國油氣行業甲烷泄漏量要比美國環保局公布的數據高60%。表1比較了本研究實際監測到的甲烷排放量與美國環保局溫室氣體清單中的甲烷排放量。
表1 美國環保協會實地監測甲烷泄漏量與美國溫室氣體排放清單數據的差異
03結論與展望
通過對16個獨立的甲烷排放研究的結果進行綜合分析，美國環保協會得出結論：2015年美國油氣行業甲烷泄漏量要比美國環保局估計的高出60%，即比美國環保局估算的800萬噸的泄漏量高出500萬噸左右;通過科學研究和實踐，美國環保協會找到了可行的、具有成本效益的解決方案，例如與全球有影響力的油氣企業合作，幫助他們制定甲烷泄漏清單;通過技術的創新與應用，開發新的解決方案;例如即將于2021年發射的用于甲烷監測的衛星將幾乎能監測到地球上任何一個角落的人為甲烷排放，衛星所獲得的數據將與公眾免費共享，從而幫助政府和企業追蹤甲烷泄漏問題。
鑒于甲烷泄漏的確鑿證據，研究建議相關利益方立刻采取行動，美國環保協會也將與決策者以及油氣行業分享該研究的方法和內容，進一步推動聯邦與州政府立法控制甲烷污染。
