天然气的主要成分是甲烷（CH4），其全球变暖潜势是二氧化碳（CO2）的29.8倍。天然气作为能源结构改革中煤炭的重要替代品，其广泛应用不仅会抵消煤炭替代所获得的减排收益，还可能延缓我国碳中和目标的实现进程。
为弄清“煤改气”的气候收益，我们在中国科学院大气物理研究所铁塔220m建立CO2和CH4通量协同观测平台。研究发现，北京市天然气消费量与CO2和CH4通量显著相关，这表明天然气已成为CO2和CH4的共同排放源。即燃烧过程释放CO2，而泄漏过程则排放CH4。基于走航观测数据证实，在天然气的生产、储存及使用环节，均存在不同程度的天然气泄漏现象。结合城市尺度天然气消费数据估算，北京市天然气泄漏率上限可达1.12 % ± 0.22 %；这意味着在20年时间尺度上，CH4对气候变化的贡献高达CO2的23 %。结合统计数据估算，天然气泄漏将使中国的碳中和进程至少推迟四年。本研究强调我国碳中和的实现必须警惕天然气的泄漏风险。
该研究成果近期发表于《Atmospheric Chemistry and Physics》上。论文的第一作者为大气所博士生陈颢元，通讯作者为宋涛副研究员和唐贵谦研究员。研究成果凝炼成政策报告《重视“煤改气”过程中天然气行业的甲烷泄漏》，被全国政协采用。
本研究得到中国科学院战略性先导科技专项（XDB0760200）、国家重点研发计划（2023YFC3706103）、北京市自然科学基金（8244071）和北京市生态环境领域科技项目（BJST20250105）的资助。
文章信息：
Chen, H., Song, T., Chen, X., Wang, Y., Cheng, M., Wang, K., Liu, F., Liu, B., Tang, G., and Wang, Y., 2026: Carbon emission reduction requires attention to the contribution of natural gas use: Combustion and leakage, Atmos. Chem. Phys., 26(2), 1359–1371, https://doi.org/10.5194/acp-26-1359-2026.
“煤改气”后二氧化碳和甲烷协同排放示意图
