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中国油气行业甲烷排放估算与减排分析

天然气工业 2024年第4期44卷 160-170页

作者：李兴春程鑫薛明王玉希贾国伟闫业涛孙剑毅贾宇石油石化污染物控制与处理国家重点实验室中国石油集团安全环保技术研究院有限公司中国石油大学(北京) 山东电力建设第三工程有限公司中国21世纪议程管理中心南方石油勘探开发有限责任公司中国石油塔里木油田公司实验检测研究院中国石油西南油气田公司

甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,据统计全球甲烷排放中石油天然气行业排放占比高达三分之一,加强甲烷排放管控对推动“双碳”目标的实现具有重要的意义。为此,结合油气消费量预期、行业控排预期等,估算了2021—2060年中国油气行... 详细信息

甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,据统计全球甲烷排放中石油天然气行业排放占比高达三分之一,加强甲烷排放管控对推动“双碳”目标的实现具有重要的意义。为此,结合油气消费量预期、行业控排预期等,估算了2021—2060年中国油气行业甲烷排放量;并进一步分析了减排目标下技术减排潜力和减排成本,最后结合各类排放源占比及现有减排技术的成本效益,测算了2030年与2060年2个时间节点油气行业甲烷减排的边际成本。研究结果表明:①2021—2060年期间,油气行业甲烷排放量略有下降,天然气系统甲烷排放量增速变缓,其中运输和输配环节有较大减排潜力;②油气行业90%的甲烷排放量集中在30%的排放源中,有10%~20%的甲烷无法彻底通过技术减排;③在2030年、2060年实施的减排技术中,具有收益的技术比例分别达22.0%和44.4%;④2030、2060年的甲烷平均单位减排成本分别为22.33元/m^(3)和14.57元/m^(3)。结论认为,中国油气行业在中长期需要加快推进甲烷排放检测、报告、核查体系的建设,推动排放数据的精细化,并通过绿色金融、中国碳减排核证方法学开发等多种方式,持续提升行业甲烷减排积极性。

关键词：油气系统甲烷排放核算减排边际成本碳价格

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井工煤矿甲烷排放精准监测与核算

煤炭科学技术 2024年第4期52卷 119-130页

作者：解北京李晓旭张景顺栾铮李军陈伟王兹尧汤效平中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 华电电力科学研究院有限公司北京100071

甲烷作为全球第二大温室气体,具有增温潜势高、寿命短的特点,主要来源于煤炭、油气生产、农业、畜牧业和废弃物处理等领域。积极稳妥有序控制甲烷排放,兼具减缓全球温升的气候效益、能源资源化利用的经济效益、协同控制污染物的环境效... 详细信息

甲烷作为全球第二大温室气体,具有增温潜势高、寿命短的特点,主要来源于煤炭、油气生产、农业、畜牧业和废弃物处理等领域。积极稳妥有序控制甲烷排放,兼具减缓全球温升的气候效益、能源资源化利用的经济效益、协同控制污染物的环境效益和减少生产事故的安全效益。甲烷也是煤矿生产排放中最主要的温室气体,目前对煤矿甲烷的排放监测及其在煤矿三维立体空间内的浓度分布研究将成为我国甲烷排放控制行动的重点,对煤矿企业更好顺应国家战略具有重要意义。选取山西某高瓦斯矿井、陕西某低瓦斯矿井进行甲烷排放监测核算,以固定监测、手工监测、无人机监测及矿后活动监测等方式研究我国高低瓦斯矿井甲烷分布,并对其甲烷排放量开展分析。结果表明:①美国Climate TRACE网站公布的山西某高瓦斯矿井、陕西某低瓦斯矿井2022年度甲烷排放量与实测法计算的结果差异较大,其中公布的某低瓦斯矿井年度甲烷排放量为实测法计算结果的10.92倍,自上而下的监测核算方法准确性不足,无法为碳交易提供可靠的数据支持。②矿后活动监测核算发现,采用IPCC缺省值计算的矿后活动甲烷排放量是实测法计算的3~5倍,且不同粒径和暴露时间下煤样反馈的矿后活动排放量差异较大。亟需一套统一精准的测试标准,为未来碳市场交易提供公平准确的数据。

关键词：井工煤矿甲烷排放 IPCC缺省值精准监测核算排放因子

豆渣混贮对青年期奶牛生长性能、营养物质表观消化率、瘤胃发酵及甲烷排放的影响

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动物营养学报 2024年第3期36卷 1724-1733页

作者：普宣宣王荣张秀敏肖俭平李志才魏仲珊谭支良王敏中国科学院亚热带农业生态研究所长沙410125 湖南农业大学动物科学技术学院长沙410128 湘潭县农业农村局湘潭411228 湖南德人牧业科技有限公司常德415000

本试验以豆渣、麦麸和玉米粉为原料,按鲜重基础8∶1∶1的比例进行混合发酵(混合后水分含量65%),获得豆渣混贮,并用该混贮替代青年期奶牛基础饲粮中的豆粕、麦麸和玉米,探究豆渣混贮对奶牛生长性能、营养物质表观消化率、饲养成本、血清... 详细信息

本试验以豆渣、麦麸和玉米粉为原料,按鲜重基础8∶1∶1的比例进行混合发酵(混合后水分含量65%),获得豆渣混贮,并用该混贮替代青年期奶牛基础饲粮中的豆粕、麦麸和玉米,探究豆渣混贮对奶牛生长性能、营养物质表观消化率、饲养成本、血清生化指标、瘤胃发酵和甲烷(CH_(4))排放的影响。采用单因素随机试验设计,选取体重[(311.0±29.8)kg]相近的青年期荷斯坦奶牛24头,随机分为对照组和豆渣混贮组,每组12头。结果表明:豆渣混贮具有良好的发酵品质,主要表现为低pH和高乳酸含量。与对照组相比,豆渣混贮组干物质(DM)和有机物(OM)采食量没有显著变化(P>0.05),酸性洗涤纤维(ADF)采食量则显著升高(P排放量及瘤胃主要发酵参数均无显著影响(P>0.05)。综上所述,豆渣混贮对青年期奶牛生长性能、瘤胃发酵和血清生化指标无不利影响,可作为一种较经济的精料资源用于奶牛生产。

关键词：豆渣混贮生长性能甲烷排放瘤胃发酵血清生化指标

水稻根系和土壤性状与稻田甲烷排放关系的研究进展

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中国水稻科学 2024年第3期38卷 233-245页

作者：陈浩田秦缘钟笑涵林晨语秦竞航杨建昌张伟杨扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室江苏扬州225009 扬州大学/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

甲烷(CH_(4))是大气中最主要的温室气体,对全球气候变暖具有重要影响。稻田是农业生态系统中CH_(4)的主要排放源,水稻根系与土壤是影响稻田CH_(4)排放的关键因素。因此,探究水稻根系和土壤性状与稻田CH_(4)排放的关系对于缓解温室效应... 详细信息

甲烷(CH_(4))是大气中最主要的温室气体,对全球气候变暖具有重要影响。稻田是农业生态系统中CH_(4)的主要排放源,水稻根系与土壤是影响稻田CH_(4)排放的关键因素。因此,探究水稻根系和土壤性状与稻田CH_(4)排放的关系对于缓解温室效应具有重要的意义。本文综述了稻田CH_(4)产生和排放的机理及其与水稻根系和土壤性状间的内在关系,并展望了进一步探究水稻和土壤性状与稻田CH_(4)排放关系的研究方向,为实现水稻丰产与固碳减排协同提供参考。

关键词：水稻根系特征土壤性状甲烷排放

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东北黑土地区稻田甲烷排放时空演变及排放潜力分析

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生态学报 2024年第9期44卷 3814-3829页

作者：李志慧王艺霏邓祥征中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

稻田甲烷排放是农业源甲烷排放的主要来源。东北黑土地区是我国最大的粮食生产基地,农业温室气体减排是实现黑土地永续利用的关键议题之一。运用稻田甲烷排放模型(CH4MOD)核算并分析了2009—2018年东北黑土地区稻田甲烷排放的时空演变特... 详细信息

稻田甲烷排放是农业源甲烷排放的主要来源。东北黑土地区是我国最大的粮食生产基地,农业温室气体减排是实现黑土地永续利用的关键议题之一。运用稻田甲烷排放模型(CH4MOD)核算并分析了2009—2018年东北黑土地区稻田甲烷排放的时空演变特征,结合GOSAT卫星遥感数据探究了水稻生产与区域甲烷排放的时空动态联系,进一步量化了稻田甲烷对区域甲烷排放的贡献程度及不同情景下的排放潜力。结果表明,受水稻生产面积扩张和排放强度提高的影响,东北黑土地区稻田甲烷排放总量从2009年的39.05万t增加到2018年的79.53万t。东北黑土地区区域甲烷排放在季节变化和栅格单元上表现出与稻田甲烷排放较为一致的时空动态,大规模的稻田耕作可能会增加水稻生产与区域甲烷排放直接相关的可能性。随着水稻持续扩种稳产,2018年东北黑土地区水稻生产贡献了区域甲烷排放总量的15.04%,其中黑龙江省的贡献率高达31.06%。在基准发展情景下,预计2035年东北黑土地区稻田CH_4排放量较2018年增加19.5%;在粮食供给保障情景下,维持当前稻田耕作面积,水稻生产集约化程度提高,预计其稻田CH_4排放量较2018年减少0.88%;在此基础上,采取促进秸秆还田、增施有机肥、实施节水间歇灌溉等稻田管理措施将使稻田CH_4排放量增加17.8%—63.6%。以满足膳食需求和供给保障为导向,优化水稻种植结构、控制稻田耕作面积,推动技术进步、品种改良以提升单产水平,采取化肥和有机肥搭配施用、节水间歇灌溉等途径能够缓解稻田甲烷排放。研究综合运用自上而下的遥感数据和自下而上的模型运算,刻画了水稻生产与区域甲烷排放的时空联系,进一步评估了稻田甲烷的排放潜力及减排措施的减排效果,为促进东北黑土地区农业甲烷减排和生产布局优化提供了理论依据和决策参考。

关键词：甲烷排放水稻生产温室气体减排时空动态 CH4MOD模型东北黑土地区

蚂蚁筑巢对热带橡胶人工林土壤甲烷排放季节动态的影响

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应用生态学报 2024年第6期35卷 1695-1704页

作者：王郑钧王邵军肖博解玲玲郭志鹏郭晓飞李瑞罗双夏佳慧杨胜秋兰梦杰西南林业大学生态与环境学院昆明650224

蚂蚁筑巢能够通过改变土壤甲烷氧化/还原微生物及理化环境,调控森林土壤甲烷排放过程及季节动态。以西双版纳热带橡胶人工林群落为研究样地,采用静态箱-气相色谱法测定蚁巢和非巢土壤甲烷排放通量的季节变化,分析蚂蚁筑巢引起热带人工... 详细信息

蚂蚁筑巢能够通过改变土壤甲烷氧化/还原微生物及理化环境,调控森林土壤甲烷排放过程及季节动态。以西双版纳热带橡胶人工林群落为研究样地,采用静态箱-气相色谱法测定蚁巢和非巢土壤甲烷排放通量的季节变化,分析蚂蚁筑巢引起热带人工林土壤功能微生物、微生境及土壤养分改变对甲烷排放通量的影响规律。结果表明:1)与非巢地相比,蚂蚁筑巢显著降低了橡胶人工林土壤甲烷排放,年均通量减少59.9%。干季蚁巢土壤是甲烷汇(-1.770μg·m^(-2)·h^(-1)),相较非巢地减少了87.2%;湿季蚁巢土壤则为源(0.703μg·m^(-2)·h^(-1)),其甲烷排放量增加了152.7%。2)蚂蚁筑巢改变了土壤温湿度及碳氮养分含量。相较于非巢地,蚁巢土壤温度、湿度及碳氮组分含量年均增幅达4.9%~138.5%,其对甲烷排放通量的解释率分别为90.1%、97.3%、27.3%~90.0%。3)蚂蚁筑巢改变功能微生物多样性及群落结构。相较非巢地,蚁巢年均甲烷产生菌群落多样性指数(Ace、Chao1、Shannon和Simpson)变幅为-9.9%~61.2%,且高于甲烷氧化菌群落(-8.7%~31.1%),产甲烷菌和甲烷氧化菌优势属相对丰度变幅分别为46.8%和-6.3%。甲烷产生菌对排放通量的解释率(78.4%)高于氧化菌(54.5%),甲烷产生菌与甲烷氧化菌优势属对排放通量的解释率共为68.9%。4)结构方程表明,甲烷产生菌、氧化菌、土壤含水率为甲烷排放通量的主控因子,其对土壤甲烷排放的贡献率分别为95.6%、95.0%和91.2%,而土壤温度、碳氮组分的贡献(73.1%~87.7%)次之。因此,蚂蚁筑巢主要通过改变甲烷功能微生物多样性及土壤水分状况而影响甲烷排放季节动态。

关键词：蚁巢甲烷排放甲烷产生菌甲烷氧化菌热带橡胶林

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稻鱼共生养鱼密度对稻田甲烷排放的影响

农业环境科学学报 2024年第9期43卷 2174-2182页

作者：欧茜熊瑞周文涛钟康裕龙攀徐莹傅志强湖南农业大学农学院长沙410128 袁创超级稻技术有限公司湖南永安410323

为探究不同密度稻鱼共生模式对双季稻田甲烷(CH_(4))排放及有机碳的影响,本研究于2022—2023年在湖南省长沙县路口镇进行大田试验,设置双季稻不养鱼常规种植(CK)、双季稻养鱼3000尾·hm^(−2)(DY1)、6000尾·hm^(−2)(DY2)3个处理,采用大... 详细信息

为探究不同密度稻鱼共生模式对双季稻田甲烷(CH_(4))排放及有机碳的影响,本研究于2022—2023年在湖南省长沙县路口镇进行大田试验,设置双季稻不养鱼常规种植(CK)、双季稻养鱼3000尾·hm^(−2)(DY1)、6000尾·hm^(−2)(DY2)3个处理,采用大区试验设计,分析不同密度稻鱼共生模式对双季稻田CH_(4)排放及土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WDOC)及微生物量碳(MBC)的影响。结果表明:与CK相比,两年的稻鱼共生模式增加了CH_(4)季节累积排放通量和周年累积排放量;不同密度稻鱼处理之间相比,DY1处理2022、2023年CH_(4)周年累积排放显著高于DY2处理17.67%、13.35%(P排放,但CH_(4)排放随养鱼密度增加而降低。本研究发现,稻鱼共生模式对双季稻田CH_(4)减排具有意义,且当养鱼密度在6000尾·hm^(−2)时效果最佳。

关键词：双季稻稻鱼共生养鱼密度甲烷排放有机碳

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水稻品种间作对甲烷排放的影响

浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第2期50卷 270-279页

作者：那好为刘瑛涵赵璐峰唐建军胡亮亮陈欣浙江大学生命科学学院浙江杭州310058

作物品种多样化种植是提高农业生态系统功能的有效措施,但不同品种混合种植能否影响温室气体排放仍然缺乏研究。本研究以水稻为例,通过原位盆栽试验,研究品种间隔种植(间作)对甲烷排放的影响。以甲烷高排放品种常农粳8号、皖稻153以及... 详细信息

作物品种多样化种植是提高农业生态系统功能的有效措施,但不同品种混合种植能否影响温室气体排放仍然缺乏研究。本研究以水稻为例,通过原位盆栽试验,研究品种间隔种植(间作)对甲烷排放的影响。以甲烷高排放品种常农粳8号、皖稻153以及甲烷低排放品种苏香粳100、Ⅱ优084为供试材料,设置8个处理,包括4个水稻品种单一种植(单作),即常农粳8号单作(记作CN)、皖稻153单作(WD)、苏香粳100单作(SX)、Ⅱ优084单作(ⅡY),以及2个甲烷高排放品种与2个甲烷低排放品种间作,即常农粳8号+Ⅱ优084间作(CN+ⅡY)、常农粳8号+苏香粳100间作(CN+SX)、皖稻153+Ⅱ优084间作(WD+ⅡY)、皖稻153+苏香粳100间作(WD+SX)。间作品种按1∶1的株数比例间隔种植。结果表明,4个间作处理均能显著增加或维持水稻产量。不同间作处理的甲烷排放通量存在显著差异,与期望值相比,CN+SX处理显著降低甲烷的排放,而CN+ⅡY、WD+ⅡY处理则显著增加甲烷排放。与甲烷高排放品种的单作处理相比,苏香粳100与2个甲烷高排放品种间作时均能显著降低生长季土壤产甲烷古菌mcrA基因平均丰度,但Ⅱ优084仅在与皖稻153间作时有显著作用。除CN+SX外,其余3个间作处理下生长季土壤甲烷氧化菌pmoA基因平均丰度均显著低于所对应的单作处理。本研究认为可以通过水稻品种间作在获得增产的同时降低甲烷排放,但品种间作组合需要仔细筛选。

关键词：水稻品种间作甲烷排放产甲烷古菌甲烷氧化菌水稻产量

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植物甲烷排放及其产生机制的研究进展

生态学杂志 2024年

作者：刘晓帆刘梦冉邱潮鑫孙艳敏郭红甫王淑利马盼盼丁会纳濮阳市农林科学院河南大学农学院濮阳市科学技术研究院

甲烷是产甲烷菌在厌氧条件下产生并通过植株传输到大气中的重要温室气体。但最近研究发现，植物在有氧环境下自身也能产生甲烷，这一结论还存在很大争议。植株是否排放甲烷以及甲烷产生的机制是什么需要进一步的研究。有研究发现，果胶... 详细信息

甲烷是产甲烷菌在厌氧条件下产生并通过植株传输到大气中的重要温室气体。但最近研究发现，植物在有氧环境下自身也能产生甲烷，这一结论还存在很大争议。植株是否排放甲烷以及甲烷产生的机制是什么需要进一步的研究。有研究发现，果胶、木质素、纤维素、蛋氨酸和蜡质层是植株排放甲烷的主要前体，在正常或环境胁迫下可以检测到甲烷的排放。高温、紫外辐射、机械损伤和干旱胁迫等外界刺激下可以诱导植物甲烷的排放，有人认为甲烷的增排与植株体内产生的活性氧积累有关。逆境胁迫下，植株内产生的活性氧攻击细胞壁中的多聚糖链使之降解，进而使细胞中的甲氧基增多，导致甲烷的排放量增加。目前，对于植物体内甲烷排放前体认识还不够全面，甲烷的排放机制了解还不够清晰，是否把植物作为一种重要的甲烷排放源也还存在争议，需要更多的研究来完善植物体内甲烷的产生前体以及产生机制，这些研究将为更好地统计大气甲烷排放源进而更准确估算全球的甲烷排放提供科学依据。

关键词：有氧环境甲烷排放碳循环果胶活性氧