遏制煤矿甲烷排放或可减缓全球变暖

捕获或燃烧全球煤矿逸出的甲烷将有助于减缓气候变化,并提高安全性

清洁空气任务小组 (CATF) 的一份报告指出,捕获全球煤矿排放的甲烷可以显著减少大气中吸热气体的数量,并有助于改善矿山安全和当地空气质量。

化石燃料消耗产生的排放占全球温室气体排放的大部分,但石油、天然气和煤炭的开采也会排放温室气体,特别是经常与煤层或油气矿藏混合的甲烷。

化石燃料开采产生的排放量造成的近期升温几乎相当于燃烧化石燃料造成的升温量的一半。


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通常,温室气体排放的影响是在 20 年或 100 年的时间范围内研究的。二氧化碳占全球温室气体排放总量的近 80%,可以在大气中停留数百年,在从工厂、汽车尾气管或干燥的热带泥炭藓释放出来后很长时间内仍能吸收热量。

甲烷在大气中停留的时间短得多,但其吸热能力是二氧化碳的 70 倍。这使得减少甲烷排放成为许多环保主义者和对解决全球变暖感兴趣的政策制定者的短期目标。

根据 CATF 的数据,煤矿释放的甲烷占全球甲烷排放量的 8%。

CATF 高级气候政策顾问兼报告的主要作者乔纳森·班克斯表示:“[煤矿甲烷排放] 在许多层面上都很重要。” “我认为,首先,它们是一个重大问题,因为甲烷排放的温室效应比其他气候污染物强 70%。这事关重大。更重要的是,这不仅仅关乎气候变化,还关乎矿山安全和传统空气质量。”

班克斯说,甲烷浓度在 5% 到 15% 之间代表“爆炸范围”,这导致每年有数万名矿工死于井下爆炸。

班克斯说:“[取] 决于您所在的位置,煤矿甲烷可能会导致当地的臭氧烟雾问题。” “因此,如果矿山位于荒郊野外,并且没有其他污染源,那么释放的甲烷就只会成为全球背景的一部分。但是,如果矿山位于一个具备必要因素的地区,例如其他甲烷或氮氧化物或其他挥发性有机化合物的来源,那么煤矿衍生的甲烷就会加剧当地的影响。”

捕获主要的能源
CATF 报告描述了现有技术如何在煤炭开采过程中捕获甲烷气体,并提供超越矿山安全和环境改善的好处。 “当甲烷被释放时,这是一种能源浪费。它是一种有价值的产品。它可以非常清洁地燃烧,”班克斯说。

他说,根据气体的质量,矿业公司可以使用捕获的甲烷为设备供电或发电。甲烷动力燃烧器可用于干燥煤炭,或者公司可以捕获气体并直接出售给管道。

班克斯说:“我们应该捕获甲烷的原因和用途有很多。”

大型通风系统用于将空气进出地下矿井。这些系统通过降低甲烷浓度进入“爆炸范围”的风险来确保矿工的安全。然而,CATF 认为,这些系统会将低浓度的甲烷释放到大气中,而现有技术可以处理这些甲烷,将其氧化。

减少甲烷排放的另一种方法,无论是在地下还是在地表采矿轨道上,都是在开采前对煤层进行脱气。

在将有机物质转化为不透明硬块煤炭的数百万年漫长过程中,也会产生小分子甲烷。因此,当这些燃料块从中国北方的地表深处被拉出,或被阿巴拉契亚山顶的炸药爆炸暴露出来时,也会有看不见的甲烷气体羽流渗出。

班克斯说,一种称为“脱气”的过程可以在采矿作业之前去除甲烷。它的工作原理类似于页岩油气生产过程中地下页岩层的压裂。该过程还可以减少采矿过程中矿井通风的需要,以降低空气中的甲烷浓度。

中国是煤矿开采甲烷排放的最大贡献国,占全球估计 2010 年因煤矿开采释放的 2780 万公吨甲烷的一半以上。

中国的矿山,一个巨大的排放源
根据班克斯的说法,2010 年,中国开采了 30 亿公吨煤炭,而美国为 8 亿公吨。“中国煤炭的含气量更高,甲烷含量[比美国]更高,但这并不能解释这种差异。他们只是开采了更多的煤炭。”

CATF 分析了中国、美国、印度、俄罗斯、波兰和乌克兰的煤矿甲烷排放量。

虽然现有技术可以帮助减少甲烷排放,但班克斯认为,一些法律和金融解决方案也可能证明有效。

他说,在美国和中国,矿产权协议将煤炭与地表以下的气体分开。换句话说,煤矿公司拥有他们开采的煤炭,但不拥有与其混合并在生产过程中释放到大气中的甲烷。

班克斯认为,协调这些权利协议可能会导致煤矿公司看待甲烷气体的方式发生转变,将其视为潜在的收入来源,而不是需要作为安全或环境问题处理的逸散气体。

他说:“无论您是共和党人还是民主党人,这都是有道理的,”他说,“这听起来几乎很普通,但实际上意义重大。”

班克斯说,一系列税收减免和其他财政激励措施可以帮助启动甲烷捕获技术的使用和采矿前脱气的部署。他补充说,在激励减少甲烷排放方面,没有什么策略比通过碳交易计划为排放定价更有效。

他说:“这是具有众多好处的问题之一。” “有很多赢家:气候、空气质量、矿山安全和能源安全。”

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