说到全球变暖，所有新闻报道都会提到二氧化碳。但二氧化碳并不是唯一的温室气体，它的效应甚至不是最强的。只是我们人类社会每年都会释放出几十亿吨的二氧化碳，[1]因为我们燃烧着地球上数百万年前形成的化石燃料。
相比之下，每年有 5.7 亿吨甲烷释放到大气中，这听起来并不那么糟糕。[2]然而，甲烷是一种强效隔热温室气体，将热量反射回地球，影响是每单位质量二氧化碳的 86 倍。正是这一事实以及我们快速增长的排放，使得甲烷成为全球变暖的第二大推动因素。[3]它也是地面臭氧的主要来源，每年造成多达 100 万例过早死。[4]
科学家们还怀疑甲烷是我们地球地质历史中之前快速变暖事件的原因。在高压下，跟海深中的那些气体一样，我们了解的表面气体会固化为一种名为甲烷水合物的泥状材料。 大量的甲烷以这种状态被“冻结”在海底。这些水合物通常很稳定，除非受到能量输入的干扰，如较热的水。
大约 5,500 万年前，地球经历了一次变暖事年，一些科学家认为这是由不稳定的水合物引发的。大量甲烷从海底渗入大气，随着这些气体在大气中捕获热量，温度急剧快速上升。如今，当甲烷气泡在遥远北方的森林湖泊中冻结时，你可以看到这种效果。
在近代环境中，甲烷浓度急剧上升。与 1750 年相比，浓度如今超过了 150%。尚不清楚这种情况是否会继续，但联合国政府间气候变化委员会 (IPCC) 警告称，控制甲烷排放对防止全球进一步变暖至关重要。
减少甲烷排放对实现净零目标至关重要。好消息是，这比减少二氧化碳排放要容易。坏消息是，我们行动的速度不够快。
什么是甲烷？它来自何处？
甲烷是最简单的有机烃分子；一种气体（在地球温度和压力下），在整个宇宙中广泛存在，由一个碳原子和四个氢原子构成：CH4[5]。
人类产生的（人类活动引起的）甲烷的三大来源是[6]：
- 农业 (42%)： 牛，或更具体地说，牛肠道中的微生物会产生作为消化副产物的甲烷。在淹水稻田中滋生的细菌也会产生甲烷，而且会产生很多。全世界有 14 亿头牛，随着对牛肉和乳制品的需求增加，这一数字还在增长，并且是与其他食草动物一起增长。仅牲畜排放量就占人类甲烷排放量的 32% 以上。[7]森林火灾和燃烧生物质也增加了总量。
- 化石燃料 (36%)：甲烷是天然气的主要成分，从煤矿、泄漏的油气管道以及汽车、卡车和公共汽车的尾气中逸出。[8]最近的研究表明，仅美国的油井产生的甲烷就比美国国家环境保护局之前估计的要多约 60%。[9]
- 人类废弃物 (18%)： 垃圾填埋场、露天垃圾堆和污水为释放甲烷的微生物提供了一场名副其实的盛宴。
我们应该对甲烷有多担心？
有两个关键特征决定了不同温室气体对气候的影响，即它们在大气中停留的时间长短以及它们吸收能量的能力。甲烷的大气寿命远短于二氧化碳（约 12 年，相比之下，二氧化碳为几个世纪），但作为绝缘体和能量吸收体的较高效应使其更加令人担忧。
在计算甲烷对全球变暖的影响时，IPCC 指出，在 20 年时间里，甲烷的全球变暖潜力值 (GWP) 为 84-87，而当考虑其在 100 年时间里的影响时，潜力值为 28-36。这意味着，如果考虑 100 年期间的影响，1 吨甲烷相当于 28 至 36 吨二氧化碳，或者说 20 年间为 84 至 87 吨。换句话说，甲烷在其最初二十年中捕获的热量是二氧化碳在大气中所捕获热量的 80 多倍。
问题不仅在于甲烷的效应。甲烷排放量还以 20 世纪 80 年代创下有记录以来的最快速度增长。现在空气中的甲烷是工业前时期的 2.5 倍，在 2020 年期间，甲烷甚至在二氧化碳减少时还在快速增加，这主要是由于新冠肺炎疫情的影响。[10]总部位于巴黎的数据公司 Karryos 的数据显示，在 2020 年前八个“封锁”月，甲烷大量泄漏增加了约 32%[11]。
一个简单的事实是，如果甲烷排放持续上升，那么我们降低多少二氧化碳排放都将无关紧要，我们也会无法将全球变暖控制在巴黎协定 1.5°C 的目标以下。不过，事实是，尽管甲烷具有作为温室气体的效应，但其降解速度非常快，这意味着，现在采取的行动可以对地球温度产生几乎立即的冷却效果，从而为我们赢得更多宝贵时间，以缓解从化石燃料转型并确保有望实现净零目标。
我们对甲烷排放可以做些什么？
为什么甲烷排放量如此之高？ 我们对动物蛋白质的需求增加是最大的罪魁祸首之一。随着全世界人口接近 100 亿，而且比以往任何时候都更有能力购买肉类，预计到 2050 年这一需求将增长高达 70%。[12]
那么，可以做些什么呢？ 其实，我们可以做很多事。根据联合国环境署 (UNEP) 的数据，通过采用目前可用和（大部分）具有成本效益的方法，几乎可以将每年释放的 3.8 亿公吨甲烷减少一半。[13]到 2050 年，这种方法可将全球温度降低 0.18°C。
如果这听起来不算多的话，那就考虑这会让我们将温度保持在巴黎协议目标之内的 20% 到 45% 之间。[14]更不用说真接的健康益处了。据 UNEP 称，后续地面臭氧的减少将能防止 260,000 例过早死、775,000 例哮喘相关医院就诊、730 亿小时极热劳动力损失以及每年 2,500 万吨农作物损失。[15]
幸运的是，我们有很多选择。我们需要这些选择。甲烷排放是间歇性的，而且分布广泛，因此难以捕获数据、协调行动和支付一切费用。
农业尤其具有挑战性，因为它包括分散在全球的无数生产者和小农。许多甲烷消减解决方案也需要权衡取舍。例如，油气行业泄漏的检测和修复通常比煤炭开采行业的泄漏检测和修复更具成本效益。同样，改变动物饲料可能会减少甲烷排放，但也会导致产量降低。当全球对动物蛋白质的需求上升时，这并不理想。简而言之，减少甲烷排放需要技术解决方案和改变消费模式。然而，由于改变消费模式是出了名的难以实现，特别是在全球范围内，因此压力来自科技。
消费更少
UNEP 粮食系统和农业顾问 James Lomax 表示，全世界需要从“重新思考我们农业种植和畜牧生产的方法”开始。[16]食品方面的“甲烷足迹”可能会有所帮助。转向富含植物的饮食和蛋白质替代来源可能会吸引富裕国家注重健康的人们。然而，期望中等收入国家/地区的人们放弃现在吃的相对较少的肉类是不现实的，特别是在增加蛋白质对改善他们的健康至关重要时。
生产更少
据麦肯锡公司称，农业、化石燃料和废弃物管理行业到 2030 年可将全球每年的甲烷排放量减少 20%，到 2050 年减少 46%。[17]方法如下：
农业
使用现有和现成的技术可大大减少大量农业甲烷的排放。改善牛饲料和使用添加剂可以减少其排放的甲烷的数量。例如，喂牛吃海藻可以减少多达 80% 的排放。[18]土地管理是另一个关键方面。间歇性地排掉稻田里的水，而不是一直保持潮湿，可以减少一半的排放，同时省钱省水。[19]麦肯锡在报告中称，通过采用这些及其他可用的解决方案，农业部门可以在 2050 年将排放量减少 30%。[20]
联合国正在积极支持粮食生产者解决其中部分问题。例如，2017 年由联合国粮食及农业组织建立的克罗尼维亚农业联合工作，将帮助生产者在不断变化的气候环境下提高效率，而 2021 年 9 月在纽约举行的粮食系统峰会则呼吁各国采取更多措施，支持向更可持续的粮食生产系统过渡。农业排放也被列入联合国气候变化框架公约的议程，成为 2021 年 10 月和 11 月在英国举行的第 26 届联合国气候变化大会上讨论的一个关键主题。
化石燃料
油气部门拥有许多成熟的技术来解决甲烷排放问题，包括泄漏检测与修复项目 (LDAR)、电气化、仪表空气系统和蒸汽回收装置。[21]到 2050 年，这些技术可以将排放量减少 70%。[22]
虽然煤炭开采排放量较难以测量和捕获，但到 2050 年会减少 13%。中国占全球煤炭开采排放量的 70%，因此，中国在减排方面率先并引导投资具有经济和环境意义。
废弃物管理
有几种方案可以处理来自人类废弃物的甲烷。在可能的情况下，有机废弃物可以转移并转化为堆肥，食品工业可以转向厌氧消化。在那之后，问题是如何最大限度减少废弃物的甲烷排放。
对于固体废物，可以归结为收集、捕获和使用填埋气体。同样，对于废水管理，覆盖的泻湖和微藻可以恢复或防止形成气体。[23]其中许多方案需要进行昂贵的升级而且抵消成本的机会有限，这可能会导致它们在某些国家/地区难以普及。不过，到 2050 年，固体废物和废水的比例仍可能分别减少 91% 和 77%。[24]
那么，这一切要花多少钱呢？
实施此类甲烷减排措施的成本在 30 年间可能高达 5.1 万亿美元[25]。
幸运的是，与二氧化碳不同，甲烷是一种有价值的商品，因此更容易抵消减排努力。所捕获的额外甲烷通常可直接货币化，而这在油气部门通常比能源行业的其他部门更容易。这意味着减排可以带来经济节约或以低成本进行。例如，据国际能源署 (IEA) 估计，石油和天然气部门 40% 的排放量可以在无净成本的情况下消除。尽管这不便宜，但本来可能要高得多。[26]
测量和报告
正如开尔文勋爵 William Thomson 在 1883 年所说，“做过才能进行评价！”（转述） 目前，太多的甲烷数据是基于估算和最佳猜测。政府、非政府组织和行业需要增加投资和协作，以改进测量结果。例如，石油和天然气公司非常擅长收集数据，但他们通常对数据保密。这种情况需要改变。将甲烷排放与二氧化碳排放分开来报告也可带来急需的清晰度，同时加强对最大排放者的审查，并支持低排放产品的市场。
联合国油气甲烷合作伙伴关系 (OGMP) 正致力于在其 66 家成员公司中实现甲烷排放数据的标准化，这些成员公司生产 30% 的全球石油和天然气。[27]
OGMP 会很快将其数据提供给国际甲烷排放观测站，这是 UNEP 和欧盟委员会联合发起的一项举措，旨在处理私营和公共部门的排放。[28]
所有这些数据将如何收集？ 这就是技术可以发挥重要作用的地方。
任何时候，全世界都有大约 100 个主要甲烷泄漏点和无数较小的泄漏点。[29]问题在于它们是散乱的，很容易就不注意到。地面传感器的覆盖范围有限。飞机和无人机勘察费用高昂且耗时，在某些地方禁止飞行。这就是卫星发挥作用的地方。
过去五年中已推出过许多产品，还有更多产品正在开发中。其中最令人印象深刻的可能是 Carbon Mapper，这是一项联合计划，包括美国宇航局、加州空气资源委员会、卫星公司 Planet、大学和非营利组织，以及来自私人捐赠者（如彭博慈善基金会）的资助。[30]
该项目将于 2023 年发射两颗卫星，计划让多达 20 颗卫星在全球各地提供几乎全天候的甲烷监测。同时，还将于 2022 年发射另外一颗卫星 MethaneSAT。[31]这颗同名卫星的运行轨道要低得多，分辨率为 1 平方公里，可帮助精确确定更多微小的甲烷释放，尤其是石油和天然气行业的甲烷释放。
这仅仅是开始
虽然法规和国际协议不是很全面，[32]但有一些令人鼓舞的迹象表明，全世界的人们开始认识到甲烷。欧盟此前希望将 2030 年的排放量减少到 2005 年排放量的 29%。欧盟现在已将目标提高到 35%~37%。[33]2021 年 9 月，美国和欧盟宣布了一项在 2030 年将甲烷排放量减少 30% 的全球甲烷承诺，到 2050 年将全球变暖幅度限制在 0.2°C。[34]该承诺在 COP26 大会上正式启动，已有 100 多个国家/地区签署，占全球 GDP 的三分之二以上[35]。2021 年 11 月，美国还发布了有关甲烷减排行动计划[36]的提案，其中包括一系列措施，以应对美国石油和天然气钻井平台泄漏的甲烷。
在非政府组织领域，2021 年 9 月，20 个慈善组织承诺提供 2.23 亿美元支持甲烷减排，这是迄今为止最大的一笔出资。[37]
甲烷可能不会像二氧化碳几十年来那样成为头条新闻，但全世界正越来越多地采取行动遏制这种无处不在且日益危险的温室气体的威胁。
我们还有很多工作要做，但减少甲烷排放却是迫在眉睫。
我们有很多现成的选择，在大多数情况下，它们比减少二氧化碳排放更直接。但我们不能浪费时间，现在就必须行动起来。
[1] https://www.theworldcounts.com/challenges/climate-change/global-warming/global-co2-emissions/story
[2] https://www.iea.org/reports/methane-tracker-2020
[3] https://www.carbonbrief.org/scientists-concerned-by-record-high-global-methane-emissions
[4] https://www.ccacoalition.org/en/slcps/tropospheric-ozone
[5] https://www.epa.gov/ghgemissions/overview-greenhouse-gases#methane
[6] https://www.ccacoalition.org/en/slcps/methane
[7] UN Environment Programme August 20, 2021
[8] https://www.americangeosciences.org/geoscience-currents/methane-emissions-oil-and-gas-industry
[9] https://www.science.org/doi/10.1126/science.aar7204
[10] https://research.noaa.gov/article/ArtMID/587/ArticleID/2742/Despite-pandemic-shutdowns-carbon-dioxide-and-methane-surged-in-2020
[11] https://www.reuters.com/article/us-climate-change-energy-methane-idUSKBN26Z1DA
[12] https://www.wri.org/blog/2018/12/how-sustainably-feed-10-billion-people-2050-21-charts
[13] https://www.unep.org/news-and-stories/press-release/global-assessment-urgent-steps-must-be-taken-reduce-methane
[14] https://www.economist.com/science-and-technology/2021/04/03/those-who-worry-about-co2-should-worry-about-methane-too
[15] https://www.unep.org/news-and-stories/story/methane-emissions-are-driving-climate-change-heres-how-reduce-them
[16] UN Environment Programme August 20, 2021
[17] McKinsey September 23, 2021
[18] https://theconversation.com/feeding-cows-a-few-ounces-of-seaweed-daily-could-sharply-reduce-their-contribution-to-climate-change-157192
[19] https://ccacoalition.org/en/resources/rice-global-economy-strategic-research-policy-issues-and-food-security
[20] McKinsey September 23, 2021
[21] https://www.mckinsey.com/industries/oil-and-gas/our-insights/the-future-is-now-how-oil-and-gas-companies-can-decarbonize
[22] McKinsey September 23, 2021
[23] https://www.ccacoalition.org/en/slcps/methane
[24] McKinsey September 23, 2021
[25]https://www.mckinsey.com/business-functions/sustainability/our-insights/curbing-methane-emissions-how-five-industries-can-counter-a-major-climate-threat
[26] https://www.iea.org/reports/methane-tracker-2020
[27] https://globalmethane.org/challenge/ogmp.html
[28] https://fsr.eui.eu/international-methane-emissions-observatory-a-new-step-in-limiting-global-ghg-emissions/
[29] https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-5P/Mapping_methane_emissions_on_a_global_scale
[30] https://carbonmapper.org/
[31] https://www.methanesat.org/
[32] https://www.iea.org/reports/driving-down-methane-leaks-from-the-oil-and-gas-industry
[33] https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/eu_methane_strategy.pdf
[34] https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/IP_21_4785
[35] https://www.theguardian.com/environment/2021/nov/02/joe-biden-plan-cut-global-methane-emissions-30-percent
[36] https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2021/11/US-Methane-Emissions-Reduction-Action-Plan-1.pdf
[37] https://www.bloomberg.org/press/leading-philanthropic-organizations-partner-and-commit-to-over-223m-to-reducing-methane-emissions/
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