IIGF觀點(diǎn) | 范欣宇:煤礦瓦斯減排新航向:溫室氣體自愿減排項(xiàng)目方法學(xué)解析與展望
溫室氣體自愿減排項(xiàng)目方法學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“CCER項(xiàng)目方法學(xué)”)是指導(dǎo)特定領(lǐng)域溫室氣體自愿減排項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)施、審定和減排量核算、核查的主要依據(jù),是支撐全國(guó)溫室氣體自愿減排交易市場(chǎng)規(guī)范高效運(yùn)行的必要配套技術(shù)規(guī)范文件。2023年10月24日,根據(jù)《溫室氣體自愿減排交易管理辦法(試行)》,生態(tài)環(huán)境部制定發(fā)布了造林碳匯、并網(wǎng)光熱發(fā)電、并網(wǎng)海上風(fēng)力發(fā)電、紅樹(shù)林營(yíng)造等4項(xiàng)CCER項(xiàng)目方法學(xué)。繼首批方法學(xué)頒布后,2024年7月24日,生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了第二批CCER項(xiàng)目方法學(xué)的征求意見(jiàn)函,即《溫室氣體自愿減排項(xiàng)目方法學(xué)煤礦低濃度瓦斯和風(fēng)排瓦斯利用》和《溫室氣體自愿減排項(xiàng)目方法學(xué)公路隧道照明系統(tǒng)節(jié)能》,這意味著CCER項(xiàng)目將延伸至2個(gè)新領(lǐng)域。本文擬從方法學(xué)出臺(tái)背景、內(nèi)容要點(diǎn)和實(shí)踐意義等維度,解析《溫室氣體自愿減排項(xiàng)目方法學(xué)煤礦低濃度瓦斯和風(fēng)排瓦斯利用》,以期為煤礦瓦斯CCER項(xiàng)目實(shí)施提供理論指引和參考。
一、方法學(xué)出臺(tái)背景
煤礦瓦斯作為煤礦開(kāi)采過(guò)程中伴生的烴類氣體,以甲烷為主要成分。煤礦通過(guò)通風(fēng)和抽采等方式排出低濃度瓦斯和風(fēng)排瓦斯,但若直接排放將造成大量甲烷進(jìn)入大氣,加劇溫室效應(yīng)?!稖厥覛怏w自愿減排項(xiàng)目方法學(xué)煤礦低濃度瓦斯和風(fēng)排瓦斯利用》旨在規(guī)范引導(dǎo)將甲烷體積濃度不超過(guò)8%的低濃度煤礦瓦斯和風(fēng)排瓦斯經(jīng)收集、摻混后,通過(guò)無(wú)焰氧化技術(shù)進(jìn)行高溫分解銷毀,并利用分解產(chǎn)生的熱量發(fā)電,從而實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排。經(jīng)估算,當(dāng)前已建項(xiàng)目可產(chǎn)生的年減排量約為450萬(wàn)噸二氧化碳當(dāng)量(CO2e),至2030年減排量可增加至約2000萬(wàn)噸CO2e[1]。推動(dòng)煤礦低濃度瓦斯和風(fēng)排瓦斯減排利用,制定相應(yīng)的CCER項(xiàng)目方法學(xué),具有多重考量和深遠(yuǎn)意義:
第一,助力國(guó)家實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)。政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第六次評(píng)估報(bào)告顯示,甲烷是僅次于二氧化碳的第二大溫室氣體,其帶來(lái)的增溫效應(yīng)是二氧化碳的28倍。根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)數(shù)據(jù),在我國(guó),能源部門是最大的甲烷排放來(lái)源,約占總量的45.57%,而能源活動(dòng)的甲烷排放量主要來(lái)源于煤炭開(kāi)采行業(yè),占比高約82.88%。大力推動(dòng)煤礦瓦斯治理與利用,減少甲烷直接排放,對(duì)于控制溫室氣體濃度、緩解全球變暖具有重要意義。
第二,低濃度瓦斯蘊(yùn)藏量大但利用不足,減排空間廣闊。當(dāng)前,我國(guó)已基本構(gòu)建完善了煤礦瓦斯防治政策體系,瓦斯利用主要聚焦高濃度瓦斯,30%以上的高濃度瓦斯基本得到了相對(duì)充分的利用,以提純發(fā)電、液化、制天然氣等為主。然而,雖然我國(guó)的低濃度瓦斯和風(fēng)排瓦斯資源豐富,但由于缺乏強(qiáng)制性的政策要求且存在安全風(fēng)險(xiǎn),煤礦企業(yè)對(duì)低濃度煤礦瓦斯利用的動(dòng)力不足。相比高濃度煤層氣的抽采利用,低濃度瓦斯和風(fēng)排瓦斯的減排潛力在國(guó)內(nèi)仍有待進(jìn)一步挖掘。與煤礦開(kāi)采相關(guān)的甲烷排放中,有83%來(lái)自濃度低于0.75%的煤礦風(fēng)排瓦斯[2],其每年的排放量相當(dāng)于西氣東輸1年的輸氣量,產(chǎn)生的溫室氣體效應(yīng)約為2億噸CO2e[3];此外,有11%來(lái)自其他的低濃度煤礦瓦斯,僅有6%來(lái)自高濃度煤層氣[4]。因此,我國(guó)將低濃度煤礦瓦斯和風(fēng)排瓦斯開(kāi)發(fā)成符合要求的CCER 項(xiàng)目,既能填補(bǔ)低濃度瓦斯開(kāi)發(fā)利用的空白,調(diào)動(dòng)煤礦企業(yè)低濃度瓦斯利用積極性,又能進(jìn)一步釋放技術(shù)減排潛力,對(duì)提升煤炭資源利用效率、減少甲烷排放具有重要意義。
第三,有助于煤礦瓦斯減排利用產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和技術(shù)成本下降。當(dāng)前,我國(guó)煤礦瓦斯無(wú)焰氧化項(xiàng)目仍處于起步階段,受制于前期投資大、運(yùn)營(yíng)成本高等因素,項(xiàng)目整體經(jīng)濟(jì)性較差,收益率普遍低于行業(yè)基準(zhǔn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)投運(yùn)的此類項(xiàng)目?jī)H20個(gè)左右[5],遠(yuǎn)未形成規(guī)?;l(fā)展態(tài)勢(shì)。在現(xiàn)有市場(chǎng)條件下,煤礦企業(yè)自主投資積極性不高,并高度依賴于政府補(bǔ)貼等扶持政策。本方法學(xué)采用豁免額外性論證的方式將低濃度煤礦瓦斯減排項(xiàng)目納入CCER 交易體系,允許其減排量在全國(guó)碳市場(chǎng)進(jìn)行交易,可為項(xiàng)目創(chuàng)造穩(wěn)定的收益預(yù)期,提升投資吸引力。通過(guò)自愿減排交易機(jī)制支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展,有望實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)創(chuàng)新,推動(dòng)煤礦瓦斯減排成本下降,減少對(duì)財(cái)政補(bǔ)貼的依賴。
綜上,選擇煤礦低濃度瓦斯和風(fēng)排瓦斯利用路線,契合碳達(dá)峰碳中和的戰(zhàn)略需求,填補(bǔ)行業(yè)減排方法學(xué)空白,為推進(jìn)煤炭清潔低碳高效利用,擴(kuò)大碳減排規(guī)模,提供科學(xué)范式,意義重大而深遠(yuǎn)。
二、方法學(xué)適用條件解析
本方法學(xué)在適用條件方面作出了明確規(guī)定和限制,體現(xiàn)出方法學(xué)制定的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性,對(duì)指導(dǎo)企業(yè)開(kāi)展煤礦低濃度瓦斯和風(fēng)排瓦斯減排利用項(xiàng)目具有重要意義。
首先,方法學(xué)明確了項(xiàng)目應(yīng)采用無(wú)焰氧化技術(shù)進(jìn)行瓦斯銷毀處理。無(wú)焰氧化是一種先進(jìn)的低濃度甲烷治理技術(shù),通過(guò)精確控制反應(yīng)溫度和氧氣濃度,在高溫下實(shí)現(xiàn)甲烷充分分解,不產(chǎn)生明火和二次污染物,具有安全環(huán)保、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)。將該技術(shù)作為減排手段,可確保項(xiàng)目焚燒瓦斯不對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。同時(shí)方法學(xué)允許銷毀產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電等能源回收利用,但不做強(qiáng)制要求,為項(xiàng)目實(shí)施提供了靈活性。
其次,方法學(xué)對(duì)項(xiàng)目瓦斯來(lái)源的甲烷濃度范圍進(jìn)行了明確限定。根據(jù)規(guī)定,本方法學(xué)適用于甲烷體積濃度不超過(guò)8%的煤礦瓦斯和風(fēng)排瓦斯無(wú)焰氧化利用的具體項(xiàng)目類型。實(shí)踐中,風(fēng)排瓦斯甲烷濃度通常低于0.75%,更高濃度的風(fēng)排瓦斯會(huì)帶來(lái)安全隱患。
本方法學(xué)聚焦這些尚未得到有效利用的瓦斯資源,鼓勵(lì)煤礦企業(yè)采用先進(jìn)工藝對(duì)這部分此前難以利用的瓦斯進(jìn)行減排利用,在發(fā)揮資源價(jià)值的同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排。實(shí)踐中,可將濃度相對(duì)較高的抽采瓦斯與風(fēng)排瓦斯進(jìn)行摻混,使混合氣體甲烷濃度達(dá)到最佳氧化條件,兼顧減排量和經(jīng)濟(jì)性。
此外,方法學(xué)在適用范圍上明確排除了廢棄或關(guān)閉的井工煤礦。隨著煤炭資源開(kāi)發(fā)由東部礦區(qū)向中西部轉(zhuǎn)移,以及能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和去產(chǎn)能政策實(shí)施,東部地區(qū)大量煤礦面臨關(guān)停并轉(zhuǎn),廢棄礦井?dāng)?shù)量不斷增加。據(jù)預(yù)測(cè),到2030年全國(guó)廢棄礦井將達(dá)1.5萬(wàn)處[6],屆時(shí)其甲烷排放量將成為煤礦甲烷的主要排放源。然而,當(dāng)前針對(duì)廢棄礦井瓦斯的抽采利用尚處于起步階段,在政策扶持、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)監(jiān)管等方面都有待進(jìn)一步完善。廢棄礦井長(zhǎng)期處于無(wú)人管理狀態(tài),瓦斯抽采系統(tǒng)損毀嚴(yán)重,排放量監(jiān)測(cè)難度大,數(shù)據(jù)可靠性低,經(jīng)濟(jì)性和減排量難以保障。此外,各地區(qū)廢棄礦井瓦斯資源賦存條件差異很大,單一技術(shù)路線難以全面適用,削弱了方法學(xué)的普適性?;趯徤髟瓌t,方法學(xué)不將廢棄礦井納入適用范圍,避免減排量核算中的不確定性。
最后,關(guān)于項(xiàng)目邊界的劃定,本方法學(xué)從煤礦瓦斯和風(fēng)排瓦斯的利用流程及減排機(jī)理出發(fā),對(duì)項(xiàng)目涉及的各子系統(tǒng)進(jìn)行了清晰界定。項(xiàng)目邊界涵蓋了風(fēng)排瓦斯收集、煤礦瓦斯安全輸送、摻混配氣、無(wú)焰氧化、發(fā)電等核心環(huán)節(jié),同時(shí)考慮到項(xiàng)目發(fā)電并網(wǎng)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的影響,將項(xiàng)目所在電網(wǎng)納入項(xiàng)目邊界。這一劃定思路體現(xiàn)了系統(tǒng)性原則,明確了各關(guān)鍵活動(dòng)及設(shè)施設(shè)備與溫室氣體減排的內(nèi)在聯(lián)系。同時(shí),雖然煤礦瓦斯來(lái)源于地面瓦斯抽采泵,但瓦斯抽采過(guò)程本身并不直接產(chǎn)生溫室氣體減排量,因此將抽采泵及其上游排除在項(xiàng)目邊界之外。這樣的邊界設(shè)定一方面聚焦了煤礦瓦斯和風(fēng)排瓦斯的減排利用核心,另一方面通過(guò)減少邊界內(nèi)非關(guān)鍵減排環(huán)節(jié)和設(shè)備的納入,一定程度上簡(jiǎn)化了項(xiàng)目溫室氣體排放源的識(shí)別、參數(shù)的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)的獲取,有利于提高項(xiàng)目的可操作性。此外,本方法學(xué)在項(xiàng)目邊界內(nèi)識(shí)別了基準(zhǔn)線情景和項(xiàng)目情景下的所有溫室氣體排放源,包括煤礦瓦斯和風(fēng)排瓦斯直接排空產(chǎn)生的排放、電力消耗產(chǎn)生的排放等。通過(guò)全面梳理排放源,可準(zhǔn)確核算項(xiàng)目實(shí)施前后溫室氣體排放量的變化,確保減排量計(jì)算的科學(xué)性和可靠性。
綜上所述,本方法學(xué)在充分考慮低濃度煤礦瓦斯利用技術(shù)特點(diǎn)、成本效益和減排潛力的基礎(chǔ)上,從無(wú)焰氧化工藝要求、瓦斯來(lái)源濃度限定、廢棄礦井排除、項(xiàng)目邊界劃定等多個(gè)維度,對(duì)方法學(xué)的適用條件進(jìn)行了系統(tǒng)規(guī)范。這些規(guī)定一方面確保了納入項(xiàng)目的技術(shù)先進(jìn)性、減排有效性和數(shù)據(jù)可靠性,另一方面在抓住減排利用的關(guān)鍵核心的同時(shí),嘗試通過(guò)適度靈活的安排來(lái)提升企業(yè)參與度。但目前來(lái)看,符合方法學(xué)要求的項(xiàng)目數(shù)量仍然有限,市場(chǎng)普適性有待進(jìn)一步提高,未來(lái)應(yīng)在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步優(yōu)化完善適用條件設(shè)置,在確保減排質(zhì)量的前提下最大限度激發(fā)市場(chǎng)活力??梢灶A(yù)見(jiàn),本方法學(xué)或?qū)⒂辛ν苿?dòng)更多煤礦企業(yè)開(kāi)展低濃度瓦斯減排利用實(shí)踐,在助力煤礦甲烷逃逸減排、改善區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型等方面發(fā)揮積極作用。
三、展望未來(lái):推進(jìn)煤礦瓦斯高質(zhì)量綜合利用
隨著“雙碳”目標(biāo)的提出和甲烷減排行動(dòng)受到更多的關(guān)注,煤礦瓦斯減排利用有望迎來(lái)更大的發(fā)展機(jī)遇。2023 年11 月,生態(tài)環(huán)境部等 11 部門聯(lián)合發(fā)布《甲烷排放控制行動(dòng)方案》,為各部門和地方甲烷治理工作提供頂層設(shè)計(jì)和行動(dòng)指南,彰顯了我國(guó)深度參與全球甲烷減排治理、推動(dòng)應(yīng)對(duì)氣候變化的堅(jiān)定決心。方案明確,到2025年將顯著提升甲烷排放監(jiān)測(cè)監(jiān)管水平,到2030年將大幅改善甲烷排放監(jiān)測(cè)監(jiān)管體系,并著力加強(qiáng)煤礦瓦斯等領(lǐng)域的甲烷泄漏管控。這為進(jìn)一步加大煤礦瓦斯減排力度、深化國(guó)際合作提供了重要政策保障。
在具體實(shí)施層面,亟需加強(qiáng)煤礦瓦斯特性研究,因地制宜制定精準(zhǔn)管控政策。例如,在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面,應(yīng)緊跟技術(shù)進(jìn)步步伐,及時(shí)修訂完善煤礦瓦斯排放標(biāo)準(zhǔn)。2024年7月,國(guó)家發(fā)布了《煤層氣(煤礦瓦斯)排放標(biāo)準(zhǔn)》(修訂征求意見(jiàn)稿),擬將煤礦瓦斯排放濃度限值由現(xiàn)行的30%大幅降低至8%,這一修訂方向契合當(dāng)前低濃度瓦斯利用技術(shù)的快速發(fā)展,有利于倒逼企業(yè)加大瓦斯抽采利用力度,推動(dòng)煤礦瓦斯減排水平整體提升。在財(cái)政補(bǔ)貼方面,可加大對(duì)低濃度煤層氣開(kāi)發(fā)、瓦斯發(fā)電的支持力度,建立差異化補(bǔ)貼機(jī)制,緩解高成本低收益矛盾。在金融支持方面,近年來(lái)人民銀行、原銀保監(jiān)會(huì)等金融管理部門已將煤層氣開(kāi)發(fā)利用、煤礦瓦斯綜合治理等項(xiàng)目納入綠色金融工具和專項(xiàng)再貸款政策支持范圍,為項(xiàng)目實(shí)施提供了重要的融資渠道。未來(lái)可進(jìn)一步創(chuàng)新和豐富金融產(chǎn)品和服務(wù),加大對(duì)低濃度煤礦瓦斯減排項(xiàng)目的精準(zhǔn)滴灌。
此外,考慮到廢棄礦井瓦斯排放的減排潛力巨大,建議未來(lái)加強(qiáng)針對(duì)性研究,制定專門的減排方法學(xué)予以規(guī)范引導(dǎo)??稍谙嚓P(guān)政策、技術(shù)更加成熟時(shí),率先在廢棄礦井開(kāi)展瓦斯抽采利用試點(diǎn)示范,并建立科學(xué)規(guī)范的減排量核算、報(bào)告與核查體系,將 CCER 交易機(jī)制延伸至廢棄礦井甲烷減排領(lǐng)域,以市場(chǎng)化手段調(diào)動(dòng)企業(yè)參與廢棄礦井瓦斯治理的內(nèi)生動(dòng)力,最大限度挖掘煤礦瓦斯減排潛力。
總之,推進(jìn)煤礦瓦斯高質(zhì)量綜合利用,是落實(shí)國(guó)家甲烷控排戰(zhàn)略、推動(dòng)煤炭清潔低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵舉措。本方法學(xué)的發(fā)布實(shí)施,為煤礦瓦斯減排項(xiàng)目提供了規(guī)范的技術(shù)指引和量化方法,有助于調(diào)動(dòng)各方參與低濃度瓦斯治理的積極性,加快相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。展望未來(lái),應(yīng)在更高站位審視煤礦瓦斯的資源屬性和減排價(jià)值,加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),深化部門協(xié)同,強(qiáng)化科技創(chuàng)新,健全市場(chǎng)機(jī)制,推動(dòng)形成政府引導(dǎo)、企業(yè)主體、社會(huì)參與的多元共治格局,為如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)貢獻(xiàn)煤炭行業(yè)力量。
原標(biāo)題:IIGF觀點(diǎn) | 范欣宇:煤礦瓦斯減排新航向:溫室氣體自愿減排項(xiàng)目方法學(xué)解析與展望
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溫室氣體,CCER
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