崔翔宇，刘光全，薛明，翁艺斌，徐文佳

（中国石油集团安全环保技术研究院有限公司）

0 引言

中国国家主席习近平于2020年9月向全世界庄严承诺中国2060年前实现“碳中和”目标，这一具有划时代里程碑意义的宣示，彰显了负责任大国的担当和决心，对我国国计民生各行各业必定产生广泛而深刻的影响。一方面，我国“碳中和”的实现可极大提升科技创新实力与水平，摆脱能源安全的束缚，推动并完成经济由高速发展向高质量发展的转变；另一方面，我国是温室气体排放第一大国，且碳排放量还将继续上升，由“顶峰”降到“中和”只有30年或略多点的时间，而我国的科研水平在许多领域还欠发达，难度和挑战不言而喻。

目前，油气是我国仅次于煤炭的重要能源，即使在为实现“碳中和”目标严控化石燃料使用的情况下，未来天然气作为低碳过渡能源，达峰前其消费量仍将快速攀升。天然气的主要成分甲烷是全球第二大温室气体，因其与油气行业的紧密联系，成为当今世界油气行业最大的“政治”。在全球众多国家及多个石油公司宣布“碳中和”目标后，甲烷排放控制的意义愈发彰显。

1 油气行业甲烷管控的压力与挑战

1.1 面临的压力与挑战

甲烷对全球变暖的贡献率约为四分之一［1］，据《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》显示，2014年我国甲烷排放量为5 529.2万吨，其中化石能源活动甲烷排放占比为 44.8%。因此，控制甲烷排放成为世界能源行业当前及未来应对气候变化的重大举措之一，也是企业竞争、政府监管、投资者质询、公众热议的焦点。

在全球能源转型的背景及对可再生能源发展的预判下，国际石油巨头已经确立或正在调整公司战略，以期取得未来低碳发展的主动权［2］。石油公司均将天然气作为面向未来能源转型的重要过渡，天然气将长期占据能源转型的主导地位。近年来，我国能源转型明显加快，煤炭占一次能源消费比例已低于60%，非化石能源和天然气消费量明显提升，其中天然气比重同比快速攀升。甲烷因其既是燃料资源又是温室气体的双重属性，对其管理与控制，无疑成为行业热点和必然选择。

鉴于此，多国政府、石油巨头、国际联盟均发布了雄心勃勃的减排目标，如，油气行业气候倡议组织（OGCI）提出 2025年组织内整体将上游天然气和石油运营的甲烷平均排放强度由 0.32%降至0.25%以下，并努力达到 0.2%［3］；美国、加拿大、墨西哥三国共同协议 2025年前将削减 45%油气行业甲烷排放；道达尔公司计划到2030年将可再生能源业务占比提高到总业务的20%。中国石油天然气集团有限公司发布《甲烷排放管控方案》，争取到2025年甲烷排放强度较2019年降低50%。

2019年5月香港联交所发布关于修订《环境、社会及管治报告指引》的咨询文件，此新规给环境、社会及管治报告的编制工作带来的挑战主要集中在温室气体数据披露方面。同年9月纽约联合国气候变化峰会上，为全面支持《巴黎协定》的实施，130家国际银行签署《负责任银行原则》并声明，未来几年将减少对油气行业的支持和投资，迫使油气生产商减少对气候和环境的影响，将气候变化和其他环境挑战的相关风险纳入考量。

1.2 存在的主要问题

在全球一体化的趋势下，公开化、透明化、合规化是迈向国际化的必备要素，在内外各方压力下，我国石油公司需着力解决以下三个主要问题：

一是强度偏高。相较于国际主要石油公司，国内公司排放强度显著较高。这固然有单井产量低、井数多、边远零散井密闭流程难度大等客观因素，但公司管理、技术创新等主体责任和因素更受关注。

二是数据欠准。由于油气行业流程长、装置多样及地域地质差异大等原因，长期以来甲烷排放量的准确快速核算一直是未解的难题。石油公司温室气体排放清单的最大不确定度来自于甲烷，而管控的先决条件是全面详细的数据。排放数据源项区分不够详尽细致，不能满足来自国内和国际日益增长的不同目的、不同方法、及时快速报告的要求。

三是路径不明。甲烷管控工作涉及面广，各下属企业情况各异，且生产条件时有变化，需要资金、人力、物资等通力配合，没有简单明了的解决路径可循，减排路线、时序、机制等亟待明晰。

2 油气行业甲烷管控的举措

据国际能源署估计，由于甲烷具有回收利用价值，约 40%～50%的甲烷排放可在净零成本情况下减少［4］。因此油气行业应主动适应气候变化的要求，构建甲烷质量管理体系，提升信息化和智能化管理水平，对公司发展及国内大气整治、国家低碳战略都有着重大意义［5］。

2.1 排放检测核算与报告

国家发展和改革委员会于2015年发布的《中国石油天然气生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》中规定：“甲烷逸散排放因子应优先采用企业实测值，无实测条件的企业可从附录二表2.2中选用缺省值”。附录缺省值属场站级排放因子，年代较久，已经越来越不适用于油气行业现状。因此，甲烷排放清单亟需由当前的场站级细化至设备（施）级，部分具备条件的可细化至组件级，并且需扩展覆盖更广泛的排放源范围，使清单保持与国际接轨的完整性。甲烷的排放部位及成因主要有：放空、火炬、泄漏、气动仪表设备、压缩机、储罐、伴生气、排液过程、脱水装置及废水油泥处置处理等［6］。生产（销售）企业应自行或者委托第三方开展广泛的多频次的实地检测，收集并上报本企业设备（或组件）活动水平数据，统计计算排放因子。

建议对现有温室气体管理系统进行升级优化，提高包括甲烷在内的统计数据的准确度、细致度、透明度，提升系统的功能性、易用性与安全性，满足不同监管要求和不同组织对标分析对数据报告的需求。

2.2 减排措施

2.2.1 方案评估与设计

生产（销售）企业，联合各级设计院、研究院，开展全面系统的甲烷减排措施评估与设计。全面评价本企业各类源项减排方案的技术和经济可行性，分析减排潜力。对于减排潜力较大、经济性排序靠前且具有共性现场条件的，逐一项目开展可行性研究和初步设计。随着各企业现场实测及其他相关工作的推进，数据、信息和经验日益丰富的情况下，持续滚动开展。

2.2.2 泄漏检测与修复

借鉴炼化企业泄漏检测与修复的经验和成果，在油气田与销售企业全流程开展甲烷、挥发性有机物（VOCs）泄漏检测试点，协同控制甲烷与VOCs排放。

我国发布环办〔2015〕104号《石化企业泄漏检测与修复工作指南》，但目前上游油气行业甲烷检测标准仍为空白。各石油公司应开展上游甲烷逸散排放检测与控制技术研究及示范应用，并参与国家有关技术标准的制修订，促进行业甲烷排放管控能力提升。

2.2.3 储罐与伴生气

固定顶烃类储罐因大小呼吸特别是压力变化引起的闪蒸，将向大气中排放包括甲烷在内的轻质烃类气体，建议合理采用拱顶罐改造为浮顶罐、氮封、原油稳定等技术手段有效减少排放；此外，鼓励采用适宜的挥发气回收新技术和新手段。

边远井场的零散低压井口套管气，严格杜绝冷放空，更应依据现场条件，通过压缩、分离、发电、收集、回注等方式加以回收利用。

2.2.4 放空与火炬

加强放空与火炬管理，推进常规火炬熄灭计划，提高安全应急火炬效率，降低放空频次和时长。开发适用于试采放空和管道临时放空气体回收工艺和装备。

2.2.5 其他

加强气动仪表设备、压缩机、排液过程、脱水装置及废水油泥处理等环节的排放控制，推广绿色完井、柱塞举升、天然气回注、压裂返排液携气控制等技术应用，攻关稠油蒸汽开采、非常规油气开发等特殊过程管控。

2.3 工艺开发与设备研制

针对排放量大且现阶段回收难度大的重点排放源，加大攻关力度，研制既安全适用又经济高效，满足多种规模条件的橇装模块化的回收工艺和设备；开发太阳能、风能、地热等新能源利用的工艺和设备，降低现有部分排放甲烷生产设备和工艺的使用率，进而完成替换。

3 结论与建议

我国油气行业甲烷管控承载着保障能源安全与能源低碳化的重任，对比国际石油巨头，目前仍存在排放强度较高、数据不准确、减排路线欠明晰等问题。面向2060年“碳中和”目标，更需加大投入和攻关，形成明确的路径并扩大成熟技术的推广。

在甲烷排放检测核算方面，建议开发、验证与推广快速大范围的检测方法和手段；抓紧对重点源项如伴生气、冷热放空、试采或临时排放等气体的收集；大力攻关安全适用、橇装模块化、经济高效的回收工艺和设备等。