温室气体排放现状如何体现

煤层气开发，既能为国家提供紧缺的清洁能源，又能减少煤矿安全事故和温室气体的排放，能带来显著的社会效益和环境效益。因此，煤层气开发具有正的外部性。但是煤层气开发相对于天然气而言，初期投资高、风险大、投资回收期长。在上述沁水盆地两个开发方案评价中，综合考虑了国家税收补贴政策，故两个方案在经济上可行。如果没有国家优惠的财税政策的支持，煤层气开发就不具有经济性。在建立煤层气项目经济评价模型时，不仅要从经济效益考虑，还要考虑其社会效益和环境效益，即建立煤层气项目开发的综合性经济评价模型。由于煤层气项目开发的社会效益主要以定性分析为主，所以本书主要将煤层气开发的环境效益予以量化。煤层气综合经济效益包括经济效益、社会效益和环境效益。经济效益主要是项目的财务经济效益，社会效益体现在降低煤矿安全事故损失带来的效益，环境效益是减少温室气体排放带来的效益。

从社会效益来看，煤层气开发可以减少煤矿安全事故、防治矿井瓦斯灾害、保障社会稳定。我国国有重点煤矿高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井抽采率偏低，矿井瓦斯抽采系统装备不足，还不能真正实现瓦斯先抽后采，地方国有煤矿和乡镇煤矿大多数没有进行抽采，全国平均瓦斯抽采率不足30%，部分煤矿企业瓦斯灾害仍然很严重。煤矿瓦斯事故仍是“第一杀手”。据统计，新中国成立至2005年7月全国煤矿共发生19起一次死亡百人以上的特大事故，共死亡3162人。其中，15起是瓦斯爆炸事故，死亡2140人，事故起数和死亡人数分别占79%和68%［146］。2005年至2007年9月发生重特大瓦斯事故329起、死亡3082人，占煤矿同类事故起数的58.6%、死亡人数的64.6%［147］。据国家安全生产监督管理总局统计:2008年全国发生较大瓦斯事故63起、死亡290人重特大瓦斯事故18起、死亡352人。2009年2月22日，山西焦煤集团西山煤电公司屯兰煤矿特大瓦斯爆炸事故，造成70多人死亡。实现煤矿安全生产的重点是防治瓦斯，只有在煤炭生产中先抽煤层气后采煤，才能有效地减少采煤过程中的矿井瓦斯涌出量。

从环境效益看，开发利用煤层气可以有效减少温室气体的排放。甲烷是一种主要的温室气体，其温室效应是二氧化碳的21倍(表7－8)，其对全球气候变暖的贡献占15%，仅次于CO2。与CO2相比，甲烷在大气中的滞留时间只有8～12年，而CO2则超过200年，这就意味着甲烷的温室效应是在散发后几十年中完成的，而CO2引起的气候变暖则是在几百年内逐渐实现的，而且其浓度的提高会使对流层的臭氧增加，平流层中的臭氧减少。甲烷对臭氧层的破坏能力是CO2的7倍，臭氧层的破坏将加剧温室气体的产生［148］。甲烷是在成煤的地质变化过程中大量产生的，伴随每吨煤产生的甲烷量可高达200m3。其中的大部分甲烷产生后会从煤中逸出。然而对于未经开采的煤层，每吨煤中吸附的甲烷仍可达25m3。根据国外科学家的研究结果表明:全球甲烷排放量为(520±80)Tg/a，其排放源有稻田、反刍动物、生物质燃烧、天然湿地、垃圾填埋和煤矿开采等，其中煤矿甲烷每年排放量约为(35±10)×106t［149］。

表7－8 温室气体全球变暖潜力值

(据《联合国气候变化框架公约》，1995整理)

注:单位重量温室气体排放在100年周期内对大气温室效应的贡献，取二氧化碳GWP=1。

《京都议定书》于2005年2月16日正式生效，目前国际上碳减排交易十分活跃。我国GDP的增长严重依赖化石能源消费，而且煤炭在能源供给中占据了较大比重，从而导致了大量的温室气体排放(图7－3)。我国是发展中国家，根据《京都议定书》的规定，无需承担温室气体减排的义务。但我国减排的温室气体可以参与国际碳交易。自2005年以来，我国政府通过国家气候变化对策协调委员会制定了CDM项目的三个优先领域:提高能源效率开发利用新能源和可再生能源回收利用甲烷和煤层气。中国开始实行CDM活动的时间较晚，从2006年初开始中国CDM项目出现了显著增长，我国批准的碳交易数量逐年增多。2007年中期，每个月中国主办的CDM项目提交审定的数量大约是全世界的一半［150］。其中开发利用煤层气的CDM项目能带来较好的经济效益。

图7－3 中国、美国和西欧二氧化碳排放趋势(据EIA，2009数据整理)

全球每年消耗的石油大约在40多亿吨左右，2019年全世界排放的二氧化碳则为330亿吨，所以地球上的二氧化碳并不是全部来自石油燃烧，那只是一部分而已！每天产生那么多二氧化碳，都到哪里去了呢？

在大家的印象中，二氧化碳的排放应该几乎都来自石油制品的燃烧，但即使所有的石油都是烧掉的，也无法达到330亿吨的规模，所以这每年330亿吨的二氧化碳中，石油制品比如汽油和柴油的燃烧只占一部分，那么其余的二氧化碳来自哪些行业呢？

排放占比最高的能源行业

根据世界资源研究所（WRI）提供的数据，全球温室气体（主要以二氧化碳为主）排放的统计数据中，占比最高的是能源行业，占全球排放总量的72%，其次则是工业过程、农业以及废弃物和土地利用变化与林业，最后则是船用燃料等！

其实能源行业除了我们熟悉的石油以外，还有一个超级排放大户：煤炭行业，据国际能源署（IEA）发布最新报告称，2017年增长的1.7%的温室气体排放中，有1/3的增幅都是煤炭行业，而 亚洲国家仍在新建燃煤电厂 是背后真正的原因。

其次的工业过程排放二氧化碳

全球二氧化碳排放的25%来自工业过程，比如使用石化燃料是包括钢铁、化工生产等在内的许多工业生产过程中，二氧化碳的的产生与排放是一个必然过程，另外在一些工业活动中，二氧化碳排放并非来自燃烧化石燃料，而是用于生产特定产品如水泥等的化学过程中产生的不可避免的副产品！

令人意外的农业温室气体排放

还有一个比较有意思的是农业过程产生的二氧化碳，比如烧秸秆等行为，这是我们看得到的，还有养殖牛羊等粪便以及牛羊等产生的温室气体，包括二氧化碳和甲烷气体！

牲畜的温室气体排放不可小觑

在畜牧业中牛肉和牛奶的生产过程温室气体排放是最高的，占比农业排放比例的65%以上，猪肉生产占比9%，鸡肉禽蛋8%，其他反刍动物占6%。

植物会吸收二氧化碳，排出氧气，所以要提倡多种树吸收二氧化碳，这并没有错，但地球上吸收二氧化碳最多的却不是陆地上的森林，而是海洋中的藻类植物，它们释放的氧气占了大气层氧气的70%以上，所以各位想当然的地球之肺亚马逊有点言过其实啊！

地球上的碳储存库

地球上有两个最大的碳储存库，一个是岩石圈，另一个是化石燃料，两者的含碳量占了地球上碳总量的99.9%以上！在岩石圈中碳的存在主要以碳酸盐的方式存在，总量超过2.7*10^16吨！化石燃料中的碳以碳氢化合物或其衍生物存在，总量超过4.13*10^11吨！

化石燃料固定碳的过程估计大家都了解一些，植物吸收二氧化碳排出氧气，将碳累积起来，最终庞大的森林固化了碳元素后被逐渐被掩埋于地下，经过复杂的生物地质变化，最终形成了化石燃料石油或者煤炭或者天然气等形式！

岩石圈的碳是怎么固定下来的？上文中我们提到了碳酸盐是岩石圈碳的主要存在形式，它有两大来源，其一是外生成因，海相沉积层可形成大面积分布的碳酸盐沉积岩，另一个则是内生成因，比如火山沉积成因和岩浆贯入成因等（超基性岩浆衍生的碳酸盐岩浆结晶生成或者碱超基性岩浆分离出的富CO2热液交代碱性岩或超基性岩生成）。

三个碳临时储存库

除了两个几乎永久性的碳储存库外（还是会通过火山喷发以及风化和人类开采活动重新进入碳循环），地球上还有快速循环的三个碳库，分别是大气圈、水圈和生物圈。

大气圈中的碳大都以气体二氧化碳和一氧化碳等形式存在，总量约为2*10^12吨。

水圈中则以多种形式比如气体溶解的方式和水体溶解的岩石圈中的碳酸盐后的碳酸根离子和钙离子方式存在，被地下水带到了河流、湖泊最终汇集到海洋，这些物质被生物吸收制造自身的骨骼和外壳，死亡后沉积到了海底，形成了沉积岩，最终循环到岩石圈内！大气圈和水圈的二氧化碳会相互交换，但总量基本相等，所以大气层中的二氧化碳增加，会加剧海洋酸化。

生物库中的碳形式就比较复杂了，几乎所有生物体内的有机物都是以碳为基础的化合物，所以地球生命被称为碳基生命！而在固定碳的大军中，森林则是主要的碳库，总共固定了超过4.82*10^11吨的碳，这些碳会因为生物体死亡分解或者燃烧与称为石化燃料后被开采利用等，重新进入碳循环！

全球变暖的主要因素是人类活动影响导致的！1996年时IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）认为人类是气候变化的主要因素，2001年时这个认为变成了66%，2007年时是90%，2013年时达到了95%！

所谓的人类活动指的就是温室气体排放，人类要生存和发展必然会存在温室气体排放，但在这些排放的温室气体中，有很多是可以通过更换替代能源或者提升生产技术等来实现节能减排，比如我们将燃煤电厂的锅炉升级成超超临界，发电效率得到大幅提高，另外也可以实现煤炭的粉尘燃烧已达到更高的效率，从而在取得同样能源的基础上减少了煤炭的消耗，也就降低了温室气体的排放。

“京都议定书”

因此联合国在1992年5月通过了《联合国气候变化框架公约》，1997年12月在日本京都府京都市的国立京都国际会馆召开的联合国气候变化框架公约第三次会议中又通过了它的补充条款，这就是后来“ 京都议定书 ”的由来！

IPCC（政府间气候变化专门委员会）预计如果不加以控制的话，从1990年到2100年，全球气温将升高1.4 至5.8 ，人类将难以承受由此带来的冰盖融化，洋流改变，海洋酸化以及海平上升等极其严重的后果！但后经评估，京都议定书的目标设定过低，即使完全执行也只能在2050年之前温升幅度减少0.02 至0.28 ！

“巴黎协定”

2015年12月12日，联合国气候峰会在巴黎通过气候协议，取代“京都议定书”，目标是将全球平均气温的温升控制在工业革命前水平的2 之内，并且升幅尽量控制在1.5 之内！当然前提是不威胁粮食生产的方式增强气候抗御力和温室气体低排放发展！

2017年12月2日，一年一度的联合国气候会议在波兰卡托维兹召开，195国仍然在讨论执行细节，当然这个庞大的减排计划并不那么容易就被执行下去，因为这个降低温室气体排放而面临减产或关闭的化石燃料工业应该安排转型，能源转型过程中还要兼顾劳工权益等等，未来将面临问题将非常严峻！

2020年4月29日，《自然·通讯》期刊发表了《盘点各国气候政策以评估的执行情况》，当前各国执行的到2030年减排目标，仅只有《巴黎协定》中设置目标的1/3！所以关于全球气候变暖这个沉重的话题，到现在为止仍然非常不乐观！

以前问过的，我也写过。地球大气循环也存在碳循环，植物通过光合吸收，吃进二氧化碳，释放出氧气，通过降雨，含有二氧化碳的雨水降落地面，被植物吸收，成为营养成份，周而复始，形成碳循环，但太多了处理不了会形成酸雨，损害环境。

只要是有机物燃烧，都是碳与氧气反应生成二氧化碳为主。 有机物就指的是含碳的物质。

那么，二氧化碳会排放到大气中，然后植物吸收二氧化碳进行光合作用，变成纤维素、葡糖糖、蛋白质、甚至油脂等等，同时呢还释放氧气。

你看这就是大自然巧夺天工的循环。问题是我们短时间燃烧埋在地下上万年的积蓄：植物变成的煤炭，动物尸体变成的石油天然气，就会引起空气中二氧化碳浓度升高，引发温室效应。其结果是冰山融化，尘封千万年前的细菌病毒都散发开来。

所以，有人提出来少开车，节约化石能源。同时开发了其他新型能源，充分利用太阳能，风能，甚至核能。

地球上每天燃烧那么多汽油煤炭天然气什么的，产生的二氧化碳都到哪去了呢？其实就在大气中了。而大气中的二氧化碳，又会被绿植进行光合作用变成有机物和氧气。

其实这就是一个循环的过程，可想而知植物有多重要，这也是不要破坏绿化的一个重要原因了。但现在我们每天排出的二氧化碳实在太多了，多到已经超出了地球上的植物转化能力，所以，就出现了温室效应。

二氧化碳是一种温室气体，所以大气中二氧化碳的含量越多，地球的热量就越难散出去，那温度就会一起保存在地球里面，气温就会越来越热，全球温室效应就是这样产生的。

所以现在很多城市都开始搞碳化了，在一些街道和公路两边都种上植物，这些植物的主要作用也是用来吸收 汽车 排出的二氧化碳。现在的很多城市补贴电动 汽车 ，其实也是为了减少二氧化碳等气体。

大气层，植物也会吸收一部分

一部分在大气中但日久把大气增厚所以地球越来越热，南极到20 。另部分光合作用都绿色植物吸。

循环系统中被吸收转化。

被植物吸收了

这些产生的二氧化碳都去了大气层

空中和被地球万物吸收！

全球每一年耗费的石油大约在40多亿吨上下，2019年全球排放的二氧化碳则为330亿多吨，所以地球上的二氧化碳并并不是所有来源于石油燃烧，那仅仅一部分而已！每日产生那么多二氧化碳，都到哪里去了呢？

在大伙儿的印象中，二氧化碳的排放应当基本上都来源于石油产品的燃烧，但即便 全部的石油都是烧毁的，也没法做到330亿多吨的经营规模，所以这每一年330亿多吨的二氧化碳中，石油产品例如汽油和柴油的燃烧只占一部分，那么其他的二氧化碳来源于什么行业呢？

依据世界资源研究所（WRI）给予的数据信息，全球温室气体（关键以二氧化碳为主导）排放的数据统计中，占比最大的是能源行业，占全球排放总产量的72%，次之则是工业生产过程、农牧业及其废料和土地资源利用转变 与林业，最终则是船用燃料等！

实际上能源行业除开大家了解的石油之外，还有一个非常排放种植大户：煤炭企业，据国际能源署（IEA）公布最新报告称，2017年提高的1.7%的温室气体排放中，有1/3的增长幅度都是煤炭企业，而东南亚国家仍在新创建火电站是身后真真正正的缘故。

全球二氧化碳排放的25%来源于工业生产过程，例如应用石油化工燃料是包含钢材、化工厂生产制造等以内的很多工业化生产过程中，二氧化碳的的产生与排放是一个必定过程，此外在一些工业生产活动中，二氧化碳排放并不是来源于燃烧化石燃料，而是用以生产制造特殊商品如混凝土等的有机化学过程中产生的难以避免的副产品！

还有一个较为有趣的是农牧业过程产生的二氧化碳，例如焚烧秸秆等个人行为，它是大家看获得的，也有饲养羊牛等排泄物及其羊牛等产生的温室气体，包含二氧化碳和甲烷气体汽体！

在畜牧业中牛羊肉和牛奶的生产制造过程温室气体排放是最大的，占比农牧业排放占比的65%之上，生猪肉生产制造占比9%，鸡肉禽蛋8%，别的食草动物占6%。

绿色植物会消化吸收二氧化碳，排出来氧气，所以要倡导多种多样树消化吸收二氧化碳，这并没有错，但地球上消化吸收二氧化碳数最多的却并不是陆上上的森林，而是海洋中的藻类植物，他们释放出来的氧气占了地球大气层氧气的70%之上，所以诸位想当然的地球之肺亚马逊有点言过其实啊！