为了减少二氧化碳的排放，近年来人们一直都积极的利用天然气代替煤碳，可是天然气真的环保吗？

十年前，美国一半的电力都是由煤炭发电提供的。今天，这个数字已经下降到三分之一。同期，天然气的发电量从20%上升到33%。随着天然气成为美国人获得电力的主要方式，预计这一趋势仍将继续下去。

虽然我们知道天然气的二氧化碳排放量比煤少，但这并不意味着天然气不产生其它的气体排放，比如甲烷。实际上，过去5年里，大量工作聚焦于天然气的甲烷排放量可能会限制用天然气取代煤所带来了气候益处。

为了增进对天然气是否真的比煤炭对环境有好处的理解，卡内基梅隆大学工程与公共政策系的研究人员对天然气的甲烷排放量进行了新的评估，比较用天然气替代煤进行发电所带来的气候益处。

“结果表明，新的天然气联合循环发电厂比新的煤电厂对气候影响小，只要它的甲烷排放不是非常高，”工程与公共政策系博士生，该研究论文第一作者DeVynne Farquharson说。

Farquharson和工程与公共政策系副教授宝琳娜·哈拉米略，研究科学家凯利·克利马，博士后德里克·卡尔森，以及助理教授康斯坦丁·萨马拉斯，博士生Greg Schivley对二氧化碳的生命周期和一个新的燃煤电厂，一个新的天然气联合循环发电厂和一个新的超(超)临界燃煤发电厂的甲烷排放量进行了模型研究，对比了存在或不存在碳捕获封存两种条件。根据这个模型，该团队测量了每一种发电厂超过100年的时间范围里对气候的影响，也评估了不同甲烷排放量的影响(天然气产生的1%-5%的甲烷排放)。

虽然之前的研究已经对天然气的利弊进行过分析，但是“除了全球变暖潜在可能:对于煤炭和天然气发电生命周期评估的气候影响指标的比较应用”发表在第八期《工业生态学》期刊上的这篇论文与以往的研究有所不同，因为它在评估煤炭和天然气排放的时候，使用了四种不同的气候指标:全球变暖潜在可能，累积的辐射强迫，技术导致的全球变暖趋势，以及全球温度变化潜在趋势。

“如果没有碳捕获封存，所有指标表明，在超过100年的时间范围里，天然气联合循环发电厂的甲烷排放低于8.5%，对气候影响小于燃煤电厂或超(超)临界燃煤发电厂”Farquharson解释说。“但是，如果进行了碳捕获封存，燃煤电厂和超(超)临界燃煤发电厂对气候影响小于天然气电厂，如果进行了碳捕获封存的天然气电厂的甲烷排放量超过2%的话。”

“我们的研究表明，一个新的天然气电厂比一个新的燃煤电厂对气候影响小，即使我们考虑了天然气行业的甲烷排放问题，” Farquharson说。“在深度脱碳方面，使用化石燃料的电力行业需要进行根本性转变，也包括天然气行业。”

这是煤炭与天然气对气候产生最小负面影响方面所进行的竞争。

石油天然气行业的发展导致甲烷排放增加40%

《大气化学和物理学》（Atmospheric Chemistry and Physics）期刊发表题为“石油和天然气生产对大气中甲烷再次增加的贡献（2007—2014）：来自乙烷和甲烷观测的自上而下估算”（Contribution of oil and natural gas production to renewed increase in atmospheric methane (2007–2014): top–down estimate from ethane and methane column observations）的文章指出，全球甲烷浓度的增加至少有40%来自北半球石油和天然气行业的排放。

1990—2014年，同一时间序列的大气中甲烷和乙烷的平均摩尔分数来自于在楚格峰（Zugspitze）和Lauder的太阳能傅里叶变换红外（FTIR）测量值。长期的趋势分析显示，自2007年以来，楚格峰和Lauder的甲烷含量每年分别再次增加6.2ppb和6.0ppb。最近的几项研究表明，甲烷含量的再次增加可能由两个因素驱动：（1）热带湿地排放的甲烷增加；（2）石油和天然气生产的增长导致产热甲烷的排放增加。

德国卡尔斯鲁厄理工学院和新西兰国家水和大气研究所的研究人员利用大气中乙烷（作为产热甲烷排放的示踪剂）的长期测量值量化了第二种来源的贡献度。经过多年的略微下降后，2007年楚格峰的乙烷时间序列显示出突然的显著上升趋势（2007—2014年每年为0.023ppb），而在Lauder呈显著的下降趋势（2007—2014年每年为0.004ppb）。在2007—2014年的同一时间序列上，楚格峰的甲烷和乙烷呈显著相关性，可以将12%-19%的乙烷与甲烷的比率（EMR）分配给产热甲烷排放。

根据长期的趋势观测，研究人员推断，2007—2014年来自石油和天然气的乙烷排放总量每年增加1-11Tg，甲烷总量每年增加24-45Tg。基于这些结果，石油和天然气对甲烷排放再次增加的贡献可以通过使用具有特定EMR范围的三种不同排放情景来推导。参考情景1假设为石油和天然气相关的排放（EMR=7.0%-16.2%），该排放最小的贡献为大于39%，除了最可能的情景1外，研究人员考虑了两种不现实的极端情况，即纯石油相关的排放（EMR=16.2%-31.4%）和纯天然气相关的排放（EMR=4.4%-7.0%），这两种排放的贡献分别为大于18%和大于73%。研究结果表明，长期的乙烷平均观测值为甲烷排放变化的来源贡献提供有价值的约束归因，为制定有效的气候变化减缓策略提供基础依据。

英国未来生物甲烷产能可使英减少1/4的液化天然气进口

英国可再生能源协会的生物甲烷行业组织发布的一份新报告指出，到2035年英国生物甲烷每年产量潜能相当于45艘液化天然气油轮价值的可再生天然气。

2015年，英国的生物甲烷行业是全球发展最快的，到2016年底产量将相当于4艘液化天然气邮轮价值的气体，将直接注入英国的天然气电网。目前生物甲烷的产量水平支持10万家庭的供热和烹饪需求。

生物甲烷是和天然气具有相同化学成分的可再生气体。目前英国已经有广泛的天然气交通和配电网存在。

2015年底，有50个生物甲烷项目完成，预计2016年会有额外15个项目完工。到2016年底英国国内生产的绿色气体将超过2014年米尔福德港进口的液化天然气。

如果行业增长达到2035年的预期水平，英国生物甲烷的产量将是2014年米尔福德港和谷岛港口液化天然气进口量的2.4倍多。这一产能将使英国能够减少1/4的液化天然气进口。

气候变迁的隐形杀手，美国终于要认真对付甲烷排放问题

就算没二氧化碳那么恶名昭彰，但甲烷为地球带来的问题却与日俱增。甲烷是天然气的主要成分，也会随着开采石油散发到空气中，虽然只占美国温室气体排放量的11%，产生温室效应的吸热程度却比同单位二氧化碳强84倍，已经对地球气候变迁造成超过30%的冲击。

直到最近，为了解决气候变迁问题，对甲烷排放的关注才逐渐浮上台面。2016年3月，美国总统奥巴马与加拿大首相贾斯汀·杜鲁多共同宣布两国将调整现行的石油与天然气事业，以在2025年前减少40-45%的甲烷排放量。美国国家环境保护局（EPA）4月也将追踪甲烷排放量列为2016年首要工作，并将于近期针对新的钻油井与天然气井，提出控制排放条例。

现行运作中的石油与天然气设施是排放甲烷的主要元凶，排放量预计在2018年会达到全美的90%，但至今仍只有靠企业自主或是其他空污标准来规范。对即将投入的新开采与探勘活动立下法规，是未来几年降低排放与减缓气候变迁的关键下一步。环境保护局准备推出法案的时间点，正好紧接在2015年10月底加州亚里索峡谷天然气管线破裂之后几个月，这是美国史上最大的甲烷外泄事件。殷鉴不远，导致如今有将近70%美国选民支持环境保护局的决定。如果说有什么事能让美国人在这个因选举而躁动不安的2016年站到同一阵线，看来就是对抗甲烷了。

甲烷排放最大的比例来自天然气产业，2014年共排放了1.76亿公吨，将近1/4的总排放量；其次为牛只消化，占总排放量22.5%；而石油产业则占9.3%。为了对抗气候变迁，从能源专家、能源公司到部分环保人士，莫不把天然气当作燃煤过渡到可再生资源的必要燃料对外宣传。但许多持不同意见的环保人士出面说明，甲烷的高度暖化能力足以抵销一切使用天然气的好处，若要为了降低碳排放，以天然气取代燃煤，首先得要彻底解决甲烷排放问题才行。石油与天然气的相关企业每年光是在制造、处理和运送过程中就会逸失将近1,000万公吨甲烷，即使美国能源情报署（EIA）预测天然气发电在2040年将达到31%，但像这种外泄情况若持续下去，天然气便会成为威胁环境的不定时炸弹。

每次一谈到气候问题，总是得靠几个互不友好的团体彼此合作，包括政府、产业界与环保人士，才有可能获得改善。然而，近期几个相关采访与纪录片拍摄，揭露了企业用水力压裂法采集天然气造成的后果，世人看到水龙头因此流出可以燃烧的水、地震被诱发而更加频繁，使得油气产业感到芒刺在背，而他们更担忧新的法案会限制公司的利益与产能。

同时，“反水力压裂团体”继续游说各州和联邦政府官员对相关产业加强限制或勒令暂停，他们在纽约州成功让政府宣布禁止水力压裂法开采，获得重要胜利。这些人将水力压裂法视为洪水猛兽，因此即便限制甲烷排放的新法案推出后，他们也不会停止对政府与油气产业施压。彼此放下成见似乎遥遥无期。

另一方面，政府与产业的合作则是渐露曙光。就在3月30日，环境保护局宣布一个为期五年的“甲烷挑战计划（Methane Challenge Program）”自主协议，加入的各公司企业承诺将减少甲烷排放。成员包含了美国最大的能源公司Duke Energy，以及必须对亚里索峡谷天然气外泄事件负责的SoCal gas。

为何能源公司会自愿加入减少甲烷排放的行列？原因可能在于，回收外泄甲烷也是个蛮划算的生意，毕竟能够收集后利用回生产制程中，环保人士与环境保护局也强调这能大量节省成本。管理咨询公司ICF International估计，消除甲烷排放量的代价每1,000立方英尺天然气花费不到一美分。不过话说回来，目前也只有41家公司加入，且相关的能源企业则表示，侦测外泄的设备价格不斐，根本没有所谓的节省成本这回事。

不过，世界资源研究所（WRI）指出，2013年时天然气有19%的甲烷排放是因为从管线密封泄漏所导致，一般只要每年定期维护，确认运输管线密封程度，便能有效遏止甲烷排放。此外，设置调节温度、压力和天然气流量的设备，也能再减少1/3的排放。如果环境保护局最后通过的法案和原本提案的版本类似，能源公司将没有选择必须遵从，这时就能参考这些作法以限制排放，即时定位并维修有外泄的地方。

亚里索峡谷天然气外泄期间，科学家用红外线摄影机建构出气体泄漏的样貌，当这些甲烷飘浮在空气中幽灵般的影像出现在网络上后，成为公众讨论焦点。而在5月初公布的一项研究中，使用红外线摄影机观测美国七大盆地的8,000多口天然气井，发现其中494口井有甲烷排放，有些甚至是大规模外泄。红外线摄影机能帮助油气生产商监控厂房设备，在意外发生时能更快找到问题并减低损害，因此也被纳入环境保护局的法案中。

即便成功减少甲烷的排放，但因为水力压裂法开采导致水源污染等副作用，环保团体仍会继续对这类天然气事业进行抗议；同时，油气产业的游说团体也会继续反对新法案的推行。但至少阻止甲烷排放这件事已经备受瞩目，并且成为全球一致的短期内气候改善目标。