2030年全球甲烷评估：基线报告

发布时间：2024-02-02
实施时间：2024-02-02
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伟大的小毛驴

双智云平台创始人，生态环境部环境影响评价技术评估专家库入库专家、中华环保联合会综合技术专家组委员、中国环保产业协会环保管家精讲班高级讲师，土壤导则编制参与人，毛驴说原创。

知识要点

发文部门联合国环境规划署
发文文号无
适用对象甲烷

知识库 / 应对气候变化 / 甲烷减排计划

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本报告是全球甲烷评估(GMA)的产物，GMA详细介绍了各种基线情景下到2030年的人为甲烷排放预测，并评估了实现全球甲烷承诺目标的气候效益与这些基线排放的影响。

2021年，CCAC和环境署发布了《全球甲烷评估:减缓甲烷排放的效益和成本》(UNEP,CCAC 2021)，其中确定减缓甲烷是迅速降低变暖速度的最具成本效益的战略之一，并对全球将气温上升限制在1.5°C的努力作出重大贡献。GMA的关键结论之一是，到2030年，目前可用的技术措施和政策可将三个主要人为甲烷排放部门的排放量减少高达基准排放量的45%(2030年约为每年1.8亿吨)。基线排放情景假设执行现有政策和承诺，但不包括额外的缓解行动。此外，这种减排将与政府间气候变化专门委员会(IPCC)在本世纪将全球变暖限制在1.5°C的最低成本途径中所要求的甲烷减排范围相一致，只要与此同时减少其他主要气候因素，包括二氧化碳和短期气候污染物。

在2021年全球甲烷评估结论的推动下，全球甲烷承诺于2021年11月在格拉斯哥举行的缔约方会议(COP26)上启动。参与承诺的各方同意采取自愿行动，为集体努力作出贡献，到2030年将全球人为甲烷排放量在2020年水平上至少减少30% (GMP 2022)。

在2022年，GMP合作伙伴要求环境署对基准排放情景进行进一步分析，以建立到2030年在不采取额外行动的情况下甲烷排放预期增长的统一估计，并将GMP的影响与这些基准排放进行比较。本报告的目标包括更完整地描述未来基线排放，以及简化将GMA结论与2030年的大致基线排放水平与GMP目标与2020年排放水平进行比较。这一分析还使我们能够强调早期和有针对性的甲烷减排的重要性，方法是评估在基准排放情景下，GMP目标的气候效益与预期的甲烷排放增加之间的关系，并将其与仅通过脱碳战略解决甲烷问题的影响进行比较。

在第一章中，我们更新了2021年GMA数据，以了解大气中甲烷丰度的最新知识和近期趋势。本章还探讨了甲烷排放的人为和自然来源的最新估计以及与这些估计有关的不确定性。

在第二章中，我们详细介绍了GMA报告中使用的11种不同模型，并建立了一种方法来协调它们。在第3章中，我们分析了每个模型中人类活动甲烷排放的全球、区域和部门预测变化。我们详细描述了模型结果中排放的平均变化以及各个模型的预测。

在第4章中，我们分析了GMP相对于平均基线预测的气候影响，并介绍了气候对广泛脱碳努力和快速和深度减少甲烷排放的响应，以说明这些战略的不同和互补影响。

2021年全球甲烷评估(GMA)报告称，2010年代期间，大气甲烷丰度迅速上升，到该十年结束时达到了自20世纪80年代以来从未见过的五年平均增长率，而且这些甲烷含量远高于政府间气候变化专门委员会(IPCC) 2013年评估中使用的2ºC情景(UNEP和CCAC 2021)。自2021年GMA发布以来，进一步的分析得出了2020年的官方大气值，世界气象组织(WMO)全球大气监测计划(GAW)现场观测网络显示，2020年全球甲烷平均表面值达到了1889±2ppb。这一数值相当于工业化前(1750年以前)水平的262%。2019年至2020年的增加量以两个年平均值(11 ppb)之差计算，高于2018年至2019年观测到的增加量，也高于过去十年的平均年增长率(WMO温室气体公报2021)。对美国国家海洋和大气管理局(NOAA)海洋边界层站点(约占GAW网络的40%)数据的分析发现，2021年(1月1日至12月31日)甲烷增长量为17.0 ppb，是38年来的最高记录。WMO和NOAA的数据不能直接比较，因为它们包括不同的地点，代表不同时期的平均值。

卫星总柱数据对甲烷生长速率的初步分析(基于SRON的SCIAMACHY/ENVISAT和TANSO-FTS/GOSAT产品)显示，这一比率在2021年上升到每年16.3 PPB，是2003-2021年记录中的最高值。因此，根据地面和卫星观测，随着世界进入21世纪20年代，大气中的甲烷将继续迅速增加。

全球碳计划(Kirschke et al 2013, Saunois et al 2016, Saunois et al 2020)记录并定期审查了大气中甲烷的主要来源。自底向上清单主要依据个别来源的活动数据(例如垃圾填埋场数量)和排放因素(例如每个垃圾填埋场的排放量)得出估计，《联合国气候变化框架公约》包括国家报告的数据，而其他清单也包括非官方数据来源。后者包括CEDS库存(Hoesly et al2018年)、EDGAR清单(Crippa等人2018年)、美国环保署的全球非二氧化碳预测(EPA 2019年)和IIASA清单(Höglund-Isaksson等人)

2020)。1本报告在很大程度上依赖于这四个现有清单来评估当前(2020年)按部门和地区划分的甲烷排放量。此外，自上而下的清单是从大气测量中产生的，其模型用于推断特定来源对观测中看到的总量的贡献。

然而，这些通常不包括世界上所有的国家。人为来源包括农业(反刍动物、粪便和水稻)、废物管理(垃圾填埋场、废物和废水处理)、能源(化石燃料，即煤、石油和天然气的生产和使用;生物燃料燃烧)和开放式生物质燃烧。

自然来源主要是湿地，但也包括内陆淡水系统(湖泊、河流、水库、河口等)、地质渗漏、白蚁和野生动物。在全球层面上，人为来源是众所周知的，自下而上和自上而下的估计都显示2008-2017年的排放量为每年约3.6亿吨(不确定性范围为340- 3.8亿吨/年;Canadell et al 2021)。全球总排放量受到全球大气就地甲烷浓度测量和甲基氯甲烷测量的很好约束，因为保护要求总排放量必须等于总去除率加上任何大气增长。

在部门一级，人为来源的不确定性很大(T able 1.1)。同位素测量为解决来源归属提供了证据(例如Zhang等)

2021)，但与同位素源特征相关的不确定性(Howarth 2019;Lan等人2021)和一些自然来源的量级(例如。

Hmiel et al 2020);Thornton et al 2021)坚持。

特定行业的T ops -down估计仍然有限(Deng et al 2022)。区域层面的不确定性也很大(T可测1.1)。逆模拟研究可得出区域排放估算值，但在大多数区域，现场测量密度不足以提供高度准确的信息，特别是在热带地区(Tunnicliffe等，2020年)。近年来，基于卫星的甲烷遥感取得了重大进展，相关活动数据的收集也有所增加，这将有助于了解导致各类源排放的过程，更好地指导缓解工作，并为未来排放的预测提供信息(其他讨论见方框1)。

尽管排放估计值之间存在很大分歧，而且当前数据在更好地约束这些值方面存在局限性，但当前甲烷排放的许多特征是明确的。农业和能源在规模上相当，排放量大约是废物部门的两倍(可量化1.1)。国际能源机构(IEA)根据类似的自下而上、以排放因素为基础的方法对能源部门进行的分析显示出与全部清单中的值相似的价值;国际能源署报告称，2020年能源需求为每年1.3亿吨(其中1.2亿吨来自化石燃料，其中4400万吨来自煤炭，900万吨来自生物能源)。关于在化石源、生物源和生物质燃烧之间分配甲烷排放的指导，以识别甲烷同位素和大气中碳氢化合物比例为基础，参见开始栏1进行进一步讨论。在分行业层面，不同的库存可能存在很大差异，例如石油和天然气基础设施的排放可能存在不止一个因素的差异的两个。检查评估单个部门或分部门排放的个别研究也可以显示出巨大的差异，例如，化石燃料相关或煤炭相关排放的值远远大于这些清单中的值(每年120-170万吨和8600万吨;Schwietzke et al 2016和Kholod et al 2020)。

客观地说，没有一个清单比其他清单“更好”，因此，尽管在任何给定的研究中都有可能存在偏见，但本报告将所有清单视为同等有效。在废物和气体部门，美国环保署全球估价值略低于其他估价值，其总量接近IPCC AR6报告的2008-2017年范围的低端(Canadell et al 2021;自那以后，排放量有所增加)。外推的EDGAR值处于其他估计值范围的上限，特别是农业部门的估计值(总量高于IPCC第六次评估报告给出的范围，但由于这些是后一年的估计值，因此它们看起来仍然一致)。美国环保署利用国家报告的数据来支持基线/预测，《联合国气候变化框架公约》也是如此。由于这是一种不同于其他团体使用的方法，它们可以导致不同的价值。例如，经合组织90+欧盟国家向联合国气候变化框架公约报告的价值为每年5600万吨，大大低于除美国环保局以外的任何库存中的价值。这与国际能源署的调查结果一致，即与几乎所有其他库存相比，《联合国气候变化框架公约》报告中的甲烷总量似乎低估了总排放量，特别是能源部门的排放量，农业每年1.3亿吨，能源每年7900万吨，废物每年5500万吨(国际能源署2022年)。虽然目前的数据使各国能够跨部门采取缓解行动，但排放量的大小和位置的不确定性(如估计数之间的分歧所示)强调了在世界跟踪减排努力的进展并寻找进一步缓解机会的过程中纳入基于测量的方法的重要性。