马来西亚油气系统第二层级国家特定排放因子综合开发以提升温室气体清单质量

《Atmospheric Environment: X》：Comprehensive Development of Malaysia’s Tier 2 Country-Specific Emission Factors for Enhanced Greenhouse Gas Inventory in Oil and Natural Gas Systems

　　

油气（Oil and Gas，O&G）系统对全球温室气体（Greenhouse Gas，GHG）排放贡献显著，约占人为排放总量的15%。这些排放主要来源于燃烧（flaring）、天然气有组织放空（venting）以及生产、加工和输送系统中的无组织逸散（fugitive）排放。在马来西亚，国家向《联合国气候变化框架公约》（United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCCC）提交的清单中，油气系统持续被识别为GHG排放的主要贡献源，尤其以燃烧和放空活动为主。第三次和第四次双年更新报告（Biennial Update Report，BUR 3和BUR 4）均将油气系统列为方法学改进的优先类别，特别是在排放因子开发和活动数据精化方面。马来西亚第一次双年透明度报告（Biennial Transparency Report，BTR 1）表明，油气系统仍主要依赖基于2006年IPCC指南的第一层级（Tier 1）默认值，并明确优先发展第二层级（Tier 2）国家特定排放因子（Country-Specific Emission Factor，CSEF）以强化《巴黎协定》下的国家报告。为弥补这一空白，本研究旨在为马来西亚油气系统中的放空、燃烧及所有其他逸散排放开发Tier 2 CSEF。研究整合了包括气体组成在内的运行数据，依据与IPCC一致的方法学推导排放因子。所推导的排放因子为提升国家GHG清单准确性提供了坚实的技术基础，支持以证据为基础的政策制定，并促进马来西亚在UNFCCC框架下从依赖Tier 1默认值向Tier 2 CSEF报告的过渡。

论文解读：马来西亚油气系统Tier 2国家特定排放因子的综合开发

一、研究背景与问题提出

油气系统是全球温室气体排放的重要来源，约占人为排放总量的15%。这些排放主要源于燃烧、天然气有组织放空以及生产、加工和输送过程中的无组织逸散。在马来西亚，油气系统在国家提交给UNFCCC的清单中持续被识别为GHG排放的主要贡献源。第三次和第四次双年更新报告均将油气系统列为方法学改进的优先类别，特别是在排放因子开发和活动数据精化方面。马来西亚第一次双年透明度报告明确指出，油气系统仍主要依赖基于2006年IPCC指南的Tier 1默认排放因子，并优先发展Tier 2 CSEF以强化《巴黎协定》下的国家报告。

Tier 1 IPCC默认排放因子虽支持初始报告，但无法反映碳氢化合物组成、工艺效率、燃烧条件或设备特定泄漏特征的差异，导致不确定性偏高。鉴于马来西亚油气价值链中技术和运行条件的多样性，依赖Tier 1默认值可能无法充分代表实际运行排放。加拿大、挪威和澳大利亚等发达国家已成功通过整合行业运营商的实测数据过渡到Tier 2 CSEF和Tier 3方法学。马来西亚在燃煤发电领域开发Tier 2 CSEF的经验也证明了利用国家代表性数据和不确定性分析实现层级提升的可行性。然而，马来西亚油气系统中放空、燃烧及所有其他逸散排放的Tier 2 CSEF及其相关不确定性仍然有限。因此，本研究旨在开发马来西亚油气系统的Tier 2 CSEF，以提升国家GHG清单的准确性。

二、研究内容与主要结论

本研究系统整合了IPCC和API方法学，利用2020至2024年五年的运行数据，为马来西亚油气系统的放空、燃烧和所有其他逸散排放开发并评估了Tier 2 CSEF。研究覆盖马来西亚半岛29个资产、沙巴15个资产和砂拉越43个资产，这些资产累计代表全国油气系统GHG排放的80%以上。研究结果表明，所推导的Tier 2 CSEF相比Tier 1 IPCC默认值更能准确反映马来西亚的运行条件、气体组成和设备性能。

在油气两个系统中，Tier 2 CSEF的CO₂、CH₄和N₂O值均与Tier 1 IPCC默认值存在显著差异。对于放空，Tier 2 CSEF的CO₂值显著升高而CH₄值一致降低，反映了本地放空气流中较高的CO₂含量以及相对于全球平均水平的改进甲烷管理实践。对于燃烧，Tier 2 CSEF的CO₂、CH₄和N₂O排放因子在量级上与Tier 1 IPCC默认值大致相当，表明关于燃烧效率的默认假设在马来西亚运行条件下总体适用。对于所有其他逸散排放，Tier 2 CSEF的CO₂和CH₄在生产、加工、输送和储存环节均一致低于Tier 1默认值，表明全球默认因子显著高估了马来西亚情境下的泄漏率。

Tier 2 CSEF的开发直接强化了马来西亚国家测量、报告和核查（Measurement, Reporting, and Verification，MRV）系统。设施级测量、标准化活动数据和透明排放因子推导的整合，增强了油气价值链中报告排放的一致性、可追溯性和可信度。该研究发表在《Atmospheric Environment: X》。

三、关键技术方法

研究人员采用了以下主要关键技术方法：基于2021年API指南和2006年IPCC指南的排放因子计算方程推导；气体组成分析采用气相色谱法（Gas Chromatography，GC），采样和校准依据GPA 2166-05、GPA 2286-14、GPA 2661及ISO 14749标准；放空和燃烧体积采用超声波流量计直接测量，不确定度约10%，依据ISO 5168和ISO 17089标准；无法直接测量时采用物料平衡方法，不确定度为20%至33%；所有其他逸散排放采用符合OGMP 2.0 Level 3要求的组件级测量方法，基于API纲要默认泄漏率和固定运行天数计算；不确定性量化采用t分布95%置信区间和IPCC误差传播方法。

四、研究结果

油气系统Tier 2 CSEF结果

对于放空，Tier 2 CSEF的CO₂排放因子显著高于Tier 1 IPCC默认值，方差为27888.30%，原因是实测放空气体中CO₂摩尔分数（0.3725）远高于IPCC默认假设（0.0026）。CH₄排放因子比Tier 1默认值低81.27%，反映放空气体中CH₄分数（0.545）低于全球基线组成（0.973）。对于燃烧，Tier 2 CSEF的CO₂略高于Tier 1默认值，方差约4.03%；CH₄低26.23%；N₂O高4.03%。所有其他逸散排放仅评估了生产与升级环节，CO₂低15.54%，CH₄低81.22%。

油气系统不确定性分析

Tier 2 CSEF显著降低了不确定性。放空CO₂的不确定性从Tier 1的±75%降至±1.92%，燃烧CO₂降至±5.82%，所有其他逸散排放CO₂降至±4.46%。CH₄方面，放空降至±1.70%，燃烧降至±5.42%，所有其他逸散排放降至±26.31%。相比之下，Tier 1默认值对所有其他逸散排放的不确定性范围为-12.5%至+800%。

天然气系统Tier 2 CSEF结果

对于放空，Tier 2 CSEF的CO₂比Tier 1默认值高1709.53%，原因是实测CO₂含量（0.0616）高于默认假设（0.0026）；CH₄低14.12%。对于燃烧，CO₂高6.62%，CH₄低22.64%，N₂O高6.62%。所有其他逸散排放方面，生产环节CO₂低47.91%、CH₄低96.72%；加工环节CO₂低99.42%、CH₄低98.24%；输送与储存环节CO₂高639.18%、CH₄低57.97%。

天然气系统不确定性分析

放空CO₂的不确定性从Tier 1的-40%至+250%降至±4.31%，燃烧CO₂降至±8.42%。所有其他逸散排放方面，生产、加工、输送与储存环节CO₂不确定性分别降至±13.71%、±12.47%和±73.55%。CH₄方面，放空降至±4.36%，燃烧降至±12.65%，生产、加工、输送与储存环节分别降至±14.94%、±7.56%和±73.55%。

五、讨论与结论

研究结论指出，持续依赖Tier 1 IPCC默认值会导致排放的系统性高估或低估，特别是对以甲烷为主的排放源。Tier 2 CSEF的开发直接强化了马来西亚国家MRV系统，增强了报告排放的一致性和可信度。未来工作可考虑应用蒙特卡洛模拟等概率不确定性方法，以更全面地表征不确定性分布和参数交互作用，支持向Tier 3方法学的推进。总体而言，本研究因使用实际运行数据而具有充分稳健性，覆盖了全面的资产范围，结果代表马来西亚油气行业现状，足以改进国家GHG清单。研究证明Tier 2 CSEF开发在马来西亚技术上可行且制度上可实现，所建立的综合方法框架和经验推导的Tier 2 CSEF可直接应用于马来西亚的GHG清单报告和政策评估，强化部门特定减缓规划的经验基础，支持马来西亚在UNFCCC框架下向更高层级报告的过渡。