| 自2020年9月中国向世界郑重宣布“双碳”目标后，全面推进绿色转型已经成为各行业未来发展的题中之义。家用燃气具行业也不例外，加速踏上低碳发展之路的需求变得愈发迫切。 家用燃气具行业的低碳措施与其他制造业有一定的共性，包括全产业链和全生命周期两个主要维度。其中，产业链维度主要涉及原材料供应链、绿色工厂、绿色配送等环节，产品生命周期纬度则涉及产品设计、制造、使用、废弃和再利用等环节。从产品自身来看，低碳特性主要取决于在设计阶段对产品的资源属性、能源属性、环境属性和产品属性的定义。具体到家用燃气具产品，这类产品能源转换器具的属性决定了其碳排放量的90％以上产生于使用过程。因此，产品的功能和性能对家用燃气具行业的碳排放水平具有决定性作用。 然而，值得注意的是，家用燃气具在待机、点火和熄火过程中的天然气泄漏，以及天然气在燃烧过程中产生的氮氧化物，同样是碳排放控制工作中不可忽视的问题。能源的绿色转型将给家用燃气具行业的未来发展带来巨大的影响，可再生燃气的发展将助力行业应对碳中和挑战。 天然气的温室效应 以天然气为代表的燃气是如今家用燃气具使用过程消耗的燃料。天然气是化石能源的一种类型，在燃烧过程不可避免地产生碳排放。碳排放控制措施的目的在于减少大气中温室气体排放，行业需要对燃气使用生命周期的温室气体排放给予关注。除了燃烧过程中排放二氧化碳（CO2），与天然气相关的主要温室气体还包括未燃烧的天然气，以及天然气在燃烧过程中产生的二氧化氮（NO2）等。 在天然气开采、储运以及使用过程中的直接泄漏（包括燃气具在待机过程中燃气泄漏），所产生的温室效应大致达到了在燃烧过程中碳排放效应相同的数量级。据清华大学的研究数据，甲烷按100年计算的温室效应是二氧化碳的24倍，按20年计算为二氧化碳的84倍。甲烷减排对近期控制温升速度的影响和作用更大，同时对改善环境质量也有重要作用。 燃气具在待机状态下，微量的燃气泄漏不可避免，虽然微量泄漏不会导致着火等安全问题，但是对温室效应产生的影响不可忽视。国内外研究均表明，天然气燃气具在使用过程中（包括点火、燃烧以及熄火阶段），均会不同程度地带有不完全燃烧的甲烷，其中点火和熄火的时候，甲烷的排放量最大。总体来说，减少待机过程和使用过程中点火与熄火的燃气泄漏量，将成为家用燃气具减碳工作的新课题。 此外，近十年的研究结果确认，氮氧化物（NOx）中的二氧化氮在大气中的温室效应约为二氧化碳的300倍。由此可见，氮氧化物不仅是主要的空气污染气体，也是主要的温室气体，因此，降低家用燃气具燃烧过程中排放的氮氧化物水平，对于温室效应的控制也具有重要的意义。目前，国内家用燃气具行业在降低氮氧化物的技术措施方面已经有了较多的储备，但是除了部分地区对氮氧化物排放有较严格的要求之外，采用低氮氧化物技术的产品在市场上的份额较小。究其原因，一方面是因为采用低低氮氧化物技术的产品的制造成本较高，另一方面是因为主流的低氮氧化物技术方案在实施过程仍然存在设计、制造方面的技术瓶颈。例如，采用全预混技术的燃气采暖热水炉，具有显著的氮氧化物排放量低和热效率高的特点，但是，欧洲企业的典型技术方案对燃气的气源质量、使用环境的空气质量以及例行的维护服务都有较高的要求，导致相应的产品在中国市场，尤其在二三线市场运行情况不理想。上述问题均是目前家用燃气具产品实现低碳发展需要攻克的重要课题。 燃气的零碳路径 家用燃气具的碳排放控制，目的在于减少燃气使用过程中产生的温室气体，未燃烧的天然气直接排放、燃烧过程中二氧化碳和二氧化氮排放都是碳排放控制的重点。长远来看，燃气的零碳路径探索，将助力家用燃气具摆脱“天然气”的束缚，真正实现绿色低碳发展。可再生能源不仅可以转换为电力，也可以转换为燃气。家用燃气具用可再生燃气的研究和开发工作，目前主要围绕生物天然气、合成天然气和氢气的开发利用课题展开。 可再生燃气的碳排放属性通常具备低碳或零碳特征，虽然生物天然气和合成天然气的成分与常规的化石天然气相同，主要成分为甲烷，在燃烧时排放二氧化碳水平与常规天然气无异，但是，生物天然气和合成天然气的制备过程是减碳过程。制备生物天然气的植物在生长过程中需要吸收大气中的二氧化碳，从而减少大气中的二氧化碳；利用二氧化碳和氢气制备合成天然气的过程中，所需的二氧化碳通常是从二氧化碳排放源中获得，从而避免了这些二氧化碳的排放。由此可见，生物天然气和合成天然气是以碳循环方式实现零碳排放，未来将成为城镇天然气的组成部分，对燃气行业实现碳达峰、碳中和目标发挥积极的作用。 氢气则是完全避免与碳排放过程相关，当氢气制备过程是利用可再生能源实现，从制备到燃烧就都不存在碳排放问题。因此，当氢气成为可再生能源载体，本身就是零碳燃气。零碳燃气进入城镇燃气管网，必将有效减少家用燃气具的碳排放影响。 下文将对燃气实现零碳的三大路径分别进行探讨，希望能够为家用燃气具行业探索低碳发展之路时提供新的思路。 |
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