一個(gè)月前，我國(guó)甲烷控排的頂層設(shè)計(jì)文件——《甲烷排放控制行動(dòng)方案》正式下發(fā)。這是我國(guó)第一份全面、專門的甲烷排放控制政策性文件，不僅對(duì)進(jìn)一步控制甲烷排放具有重要指導(dǎo)意義，也必將對(duì)生態(tài)環(huán)境建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
針對(duì)甲烷泄漏逃逸性的排放特點(diǎn)，《甲烷方案》提出將加強(qiáng)甲烷監(jiān)測(cè)、核算、報(bào)告和核查體系建設(shè)作為首項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，要求煤礦、油氣田、養(yǎng)殖場(chǎng)、垃圾填埋場(chǎng)以及污水處理廠等大型排放源將逐步實(shí)現(xiàn)定期數(shù)據(jù)報(bào)告，國(guó)家和省級(jí)區(qū)域甲烷排放數(shù)據(jù)也將實(shí)現(xiàn)常態(tài)化核算。
事實(shí)上，全球針對(duì)甲烷排放相關(guān)的法規(guī)和限制都在火熱進(jìn)行中。近日，歐盟委員會(huì)提議2030年起，對(duì)進(jìn)口能源和燃料的甲烷排放強(qiáng)度實(shí)施測(cè)量、監(jiān)管和限制，旨在迫使主要油氣供應(yīng)國(guó)、化石燃料生產(chǎn)商進(jìn)一步減少甲烷排放和泄漏。那么，為什么要限制甲烷排放？有哪些地方可以有效減排？當(dāng)前又有哪些有效的甲烷減排監(jiān)測(cè)方案？
甲烷——一種強(qiáng)溫室氣體
甲烷是最簡(jiǎn)單的烴，國(guó)標(biāo)編號(hào)21007，CAS號(hào)74-82-8，無色無味氣體，分子量16.04，蒸汽壓53.32kPa/-168.8℃，閃點(diǎn)-188℃，熔點(diǎn)-182.5℃，沸點(diǎn)-161.5℃，微溶于水，溶于醇、乙醚，相對(duì)密度（空氣=1）0.55，危險(xiǎn)標(biāo)記4，易燃。
全球甲烷排放主要來源于人類活動(dòng)，如農(nóng)業(yè)、油氣行業(yè)、煤炭行業(yè)、廢物處理等，以及自然過程，如濕地、沼澤等。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)第六次評(píng)估報(bào)告顯示，全球人為甲烷排放量約占人為溫室氣體凈排放量的1/5，其中油氣行業(yè)甲烷排放量約占人為甲烷排放量的1/5。
甲烷是全球第二大溫室氣體，具有增溫潛勢(shì)高、壽命短的特點(diǎn)，是比二氧化碳更強(qiáng)效的溫室氣體。遏制甲烷排放是應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵，因?yàn)樗脑鰷貪摿Ρ榷趸即蟮枚啵阂?0年為計(jì)算周期，其增溫效應(yīng)比二氧化碳高出80倍。
同時(shí)，與二氧化碳可以在大氣中停留數(shù)百年不同，甲烷在大氣中的壽命要短得多，約為10年。這意味著解決甲烷問題將對(duì)減緩全球變暖產(chǎn)生更直接的影響。
英國(guó)利茲大學(xué)教授皮爾斯·福斯特（Piers Forster）告訴中外對(duì)話：“短期內(nèi)大幅削減甲烷排放量可以實(shí)現(xiàn)雙贏?！?他解釋說，到 2030 年將全球甲烷排放量削減 30% 可以將變暖速度減半，并通過減少空氣污染來拯救許多生命。
減少甲烷排放的方法
（一）能源方面
化石能源在燃燒過程中，通過排氣、泄漏和不完全燃燒等方式產(chǎn)生甲烷，開采中或廢棄的深層礦井也會(huì)產(chǎn)生甲烷排放。目前，針對(duì)泄漏等產(chǎn)生的甲烷，通常采用加強(qiáng)設(shè)備檢修等方式減少甲烷的排放，針對(duì)開采過程中產(chǎn)生的濃度甲烷，通常采用收集、濃縮后用于發(fā)電的方式進(jìn)行處理處置。
（二）農(nóng)業(yè)方面
農(nóng)業(yè)中的甲烷排放大部分來源于反芻類動(dòng)物，其在消化反芻過程中產(chǎn)生甲烷，如牛、羊等；另外一部分源自于水稻的生產(chǎn)與耕作方式的甲烷排放。
目前，部分畜禽養(yǎng)殖公司通過利用飼料添加劑、改變飼料結(jié)構(gòu)和配比、對(duì)糞便進(jìn)行規(guī)范化處理等方式以減少甲烷的排放；農(nóng)作物水稻則通過改變種植過程的水分管理模式：即由長(zhǎng)期淹水改為間歇灌溉等手段來減少甲烷的排放。
（三）廢棄物方面
廢棄物排放的甲烷大多來自露天垃圾場(chǎng)與垃圾填埋場(chǎng)，通常因廢棄物未及時(shí)清理處置，造成厭氧發(fā)酵，進(jìn)而產(chǎn)生甲烷。針對(duì)此類逸散排放，建議及時(shí)對(duì)垃圾場(chǎng)進(jìn)行清理及處理處置，減少甲烷的排放。并且可以將甲烷排放進(jìn)行捕獲，作為可再生天然氣進(jìn)行回收出售，從而達(dá)到減少排放的效果。
數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)是關(guān)鍵
最新出臺(tái)的甲烷控排方案表示，中國(guó)甲烷控排工作起步晚，基礎(chǔ)弱，《方案》把加強(qiáng)甲烷的監(jiān)測(cè)核算報(bào)告和核查體系建設(shè)作為首項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范的制定，夯實(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)等任務(wù)，逐步提高提升中國(guó)甲烷控排的基礎(chǔ)能力。
一般來說，環(huán)境中甲烷氣體的濃度很低，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)需要高精度的儀器設(shè)備，氣相色譜法和吸收光譜法是常用的兩種測(cè)定方法。在氣相色譜法分析中，利用甲烷分子沒有電極性和分子量較小等特征，在色譜柱中將甲烷與其他氣體分離以達(dá)到檢測(cè)目的吸收光譜法則利用甲烷分子特有的吸收波段(中心波長(zhǎng)1.65微米)，通過樣品對(duì)該波段的吸收量來計(jì)算其甲烷含量。無論是氣相色譜法還是吸收光譜法，甲烷檢測(cè)精度均可達(dá)1 ppb以上。 甲烷樣品的采集技術(shù)依據(jù)排放源差異會(huì)有所不同。 對(duì)于稻田、濕地、水體等單位面積排放強(qiáng)度低的排放源，多采用箱法采集。基于渦度相關(guān)的觀測(cè)是一種微氣象學(xué)的測(cè)量方法，采用渦流協(xié)方差原理計(jì)算氣體通過傳感器的垂直通量，配合實(shí)時(shí)甲烷分析儀可實(shí)現(xiàn)對(duì)排放源的直接、高頻 、實(shí)時(shí)測(cè)算。 對(duì)于煤礦、輸氣設(shè)備等發(fā)生的高濃度甲烷泄漏排放，目前更多地關(guān)注其環(huán)境中的甲烷濃度變化監(jiān)測(cè)，并結(jié)合通氣量來測(cè)算排放量。在甲烷濃度變化檢測(cè)方面，除前述的吸收光譜特性外，還可以利用甲烷的熱導(dǎo)和熱效特性來測(cè)定。 總的來說，借助高精度測(cè)定儀器及系統(tǒng)設(shè)備對(duì)各種排放源開展觀測(cè)是了解其甲烷排放量大小及變化特征最根本的手段。因此，高精度、高分辨率、高性能的甲烷傳感器在助力環(huán)境治理上扮演著十分重要的角色。
