转
自：Young Earth Scholar
作为全球变暖的第二大驱因，自工业革命以来，大气中甲烷（CH₄）浓度已增加约150%，主要归因于化石燃料开采和农业活动的扩张。中国作为全球最大的甲烷人为排放国，其煤炭生产和水稻种植的规模使其在这一全球性问题中占据关键地位。为应对这一挑战，生态环境部于2023年11月发布了首个《甲烷排放控制行动方案》，要求对能源、农业、废弃物管理及污水处理领域的甲烷排放进行精准核算和优先控制。过去三十年的经济快速增长推动了中国化石燃料消费量的三倍增长，显著增加了煤炭开采与利用过程中的甲烷排放。同时，畜禽类型（如奶牛、肉牛等）及饲养方式的变化影响了畜牧业甲烷排放水平。相较之下，水稻种植面积的缩减及农业实践的改进在一定程度上降低了稻田甲烷排放。为有效落实“行动方案”，亟需对当前甲烷排放格局及其驱动因素进行全面评估
。
本文采用自下而上的方法，构建了涵盖1990至2020年期间中国大陆地区的化石燃料和食品系统的动态人为甲烷排放清单。该清单在国家和省级尺度上构建，并以0.1°分辨率进行下行至区域层级。研究应用对数平均迪维西亚指数（LMDI）方法量化了甲烷排放与社会经济发展之间的关系。研究结果为制定中国甲烷减排的针对性策略提供了重要见解，支持中国“双碳”目标，并有助于全球《巴黎协定》的实现
。
中国的人为源甲烷排放量从1990年的29389.1 Gg增长至2020年的40365.6 Gg，并在2015年达到峰值46448.4 Gg。总体而言，人工甲烷排放的时间趋势可分为三个阶段：第一阶段为波动性增加（1990−2005年），其中2000年出现意外的急剧下降；第二阶段为快速增加（2005−2015年）；第三阶段为稳定下降（2015−2020年），各阶段的年均变化率分别为1.9%、2.2%和−2.6%。1995年和2015年的下降与煤炭开采量的减少密切相关。此外，2019年COVID-19的爆发也导致了甲烷排放的进一步减少。
甲烷排放在各省的差异显著，主要由于省际经济发展水平和资源禀赋的差异。1990年，化石燃料系统和食品系统分别占全国甲烷排放的40.1%和59.9%。在排放量前十的省份中，山西、河南和黑龙江的主要排放源为化石燃料系统，其中超过40%的排放来自煤链，而湖南、湖北、广东、广西和江西则以食品系统为主，超过60%的排放来自稻田和牲畜。2000年，由于亚洲经济危机的影响，煤炭产业遭受重创，煤链排放大幅下降，食品系统成为全国及各省甲烷排放的主要来源
对于化石燃料系统，甲烷排放增加的主要驱动因素是人均GDP，国家经济的发展伴随着甲烷排放的增加。在生产阶段，人均GDP分别占煤矿和油气开采排放增加的89.6%和80.9%，尤其是在华北和西北地区。这些地区是中国重要的能源基地，主要为资源型城市，矿产资源是这些地区的主导产业，对全国经济的贡献超过60%。在使用和处置阶段，人均GDP是华北和华东地区排放增长的主要驱动因素，这些地区人口密集，能源消费基础大。随着经济增长驱动力的转变和新型城镇化的持续推进，这些地区仍将是全国能源消费增长的主要区域。此外，甲烷排放强度对油气使用阶段末端排放的增长有显著的正向驱动效应。
图3.
化石燃烧系统甲烷排放驱动力分析
图4. 食物系统甲烷排放驱动力分析
对与化石燃料相关的甲烷排放，提高能源效率是减少生产阶段甲烷排放的最有效途径。然而，由于天然气开采和消费的急剧增加，石油和天然气行业的甲烷排放预计到2050年将增加至少70%。因此，在大力推动可再生能源的应用时，应同等重视其勘探和利用过程中产生的排放。此外，行动计划规定，到2025年煤矿甲烷利用量应达到60亿立方米。对于与食品相关的甲烷排放，提高农业生产效率是减少生产阶段甲烷排放的最有效途径。在中国，大多数牲畜是在小型农场上饲养的，2020年规模化生产比例约为30%。为此，亟需推动大规模集约化养殖，并逐步淘汰传统的小中型养殖单位。提高精饲料比例已被证明有可能将反刍动物的肠道甲烷排放减少约17%；然而，精饲料中硝酸盐对牲畜生产效率的影响仍不明确。进一步的努力仍然需要推动高效生产的育种工作。此外，推动稻田间歇性灌溉、改进有机肥料回田技术以及调整水稻品种等措施，可有效减少水稻种植中的甲烷排放。
*
本公众号发布的学术论文、科研成果和研究资料，仅供课题组内部学习与交流，
如需转载或有其他任何疑问，请联系公众号后台，谢谢!
Wang, X., Wang, K., Liu, H., Chen, X., Liu, S., Liu, K., Zuo, P., Luo, L. and Kao, S.-J. 2024. Dynamic Methane Emissions from China
’
s Fossil-Fuel and Food Systems: Socioeconomic Drivers and Policy Optimization Strategies. Environ. Sci. Technol.
