焦化企業(yè)溫室氣體排放核算方法實例解析

段慧，高山

（山西焦煤碳資產管理有限公司，太原 030024）

引言

目前，全球氣候變化對人類生存的威脅日益嚴峻，氣候變化問題已成為國際社會關注的熱點和焦點，也是人類面臨的共同挑戰(zhàn)之一。積極應對氣候變化，采取有效的減排措施，已成為國際社會的廣泛共識。山西省是全球最大的焦炭生產基地，焦化行業(yè)作為傳統(tǒng)的資源消耗型產業(yè)，是山西省的主導產業(yè)之一，也是溫室氣體排放的重點行業(yè)。近幾十年來，焦化行業(yè)在為山西省創(chuàng)造GDP的同時，也消耗了大量資源能源，并排放了大量溫室氣體。2017年底，全國碳排放權交易市場將正式啟動，其內涵在于通過市場機制實現溫室氣體減排，促進相關行業(yè)企業(yè)轉型低碳發(fā)展。全國碳市場啟動后，碳排放將成為企業(yè)發(fā)展的限制性指標。焦化行業(yè)雖然不在第一階段納入的行業(yè)之內，但作為典型能源型工業(yè)，未來勢必納入全國碳市場。焦化行業(yè)溫室氣體排放核算是焦化行業(yè)參與全國碳市場的基礎，開展焦化企業(yè)的溫室氣體核算方法研究具有現實意義。本文以某典型化產回收型焦化企業(yè)為案例，對其溫室氣體排放進行了實例解析，并就焦化行業(yè)溫室氣體排放核算提出了相關建議。

1 焦化企業(yè)溫室氣體排放核算方法現狀

2013年10月，為逐步建立碳排放交易市場，國家發(fā)展改革委員會氣候司發(fā)布了10個重點行業(yè)溫室氣體核算的方法和報告指南，但其中并沒有焦化行業(yè)的溫室氣體排放核算指南。為了規(guī)范獨立焦化企業(yè)溫室氣體排放核算方法，參考IPCC（聯合國政府間氣候變化專門委員會）《國家溫室氣體清單指南》，國家發(fā)展改革委員會氣候司于2015年初發(fā)布了《中國獨立焦化企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》（下稱《指南》），為我國獨立焦化企業(yè)制定了一部統(tǒng)一的核算方法。2015年底，首批10個行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南已轉化為國家標準對外發(fā)布，但焦化行業(yè)核算指南至今并未轉化為國家標準，可見，關于焦化行業(yè)的溫室氣體排放核算方法仍在不斷完善和探索之中。

2 典型焦化企業(yè)溫室氣體排放源與核算邊界

2.1 溫室氣體排放源

根據《指南》，焦化企業(yè)溫室氣體排放源包括：化石燃料燃燒溫室氣體排放、工業(yè)生產過程溫室氣體排放以及外購電力、熱力的間接溫室氣體排放，若焦化企業(yè)涉及其他化工產品生產過程，則還應核算其生產過程中可能涉及的溫室氣體排放。

（1）化石燃料燃燒排放

化石燃料燃燒排放是焦化企業(yè)最大的溫室氣體排放源，其中最主要的化石燃料燃燒排放源為焦爐燃燒室燃燒焦爐煤氣產生的排放，此外還可能涉及化產管式爐、蒸汽鍋爐、煤氣預熱器等設備的煤氣燃燒排放。廠內機械設備、運輸車輛對于汽油、柴油的消耗，也在溫室氣體排放核算范圍之內。

（2）工業(yè)生產過程排放

焦化生產過程排放主要是指在煉焦生產過程中由于荒煤氣點火、放散等原因導致的溫室氣體排放。與化石燃料燃燒溫室氣體排放相比，這部分排放量可能很少。

（3）二次能源消費的隱含排放

焦化生產需從電網購入電力，同時，有些焦化企業(yè)可能涉及從其他單位購入蒸汽用于生產，這些外購的電力、熱力在其生產過程中都會導致溫室氣體排放，因此，在核算溫室氣體排放時需將這部分間接導致的排放考慮進來。

需要注意的是，若焦化企業(yè)回收二氧化碳作為生產原料或外供給其他單位，則這部分二氧化碳需從企業(yè)的排放量中扣除。

2.2 溫室氣體核算邊界

根據《指南》，焦化企業(yè)溫室氣體排放核算邊界包括企業(yè)的各組焦爐及化產回收系統(tǒng)、蒸汽鍋爐、供水、機修、化驗、廠內運輸等輔助生產系統(tǒng)及職工食堂、浴室等廠內附屬設施。典型焦化企業(yè)溫室氣體排放核算邊界如圖所示。

3 焦化企業(yè)溫室氣體排放核算方法

3.1 化石燃料燃燒排放核算方法

根據《指南》要求，常規(guī)化產回收型焦爐化石燃料燃燒二氧化碳排放按照公式①計算：

式中：

ECO2-燃燒為報告主體常規(guī)機焦爐（半焦爐）燃料燃燒產生的二氧化碳排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；

ADi為進入常規(guī)機焦爐（半焦爐）燃燒室的各個燃氣品種i（包括焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣等）的消費量，單位為萬標立方米（104Nm3）；

CCi為燃氣品種i的含碳量，單位為噸碳每萬標立方米（tC/104Nm3）；

OFi為燃料品種i的碳氧化率，以%表示；

i為燃氣品種類型代號。

3.2 工業(yè)生產過程排放核算方法

根據《指南》要求，常規(guī)化產回收型焦爐工業(yè)生產過程二氧化碳排放按照公式②計算：

式中：

ECO2-過程為焦化生產過程的二氧化碳排放量，單位為t；

PMr為第r類煉焦原料的消耗量，單位為t；

CCr為第r類煉焦原料的含碳量，單位為tC/t；

r為煉焦原料的種類；COK為焦炭產量（包括焦粉、焦粒等），單位為t；

CCCOK為焦炭含碳量，單位為噸C/t；

COG為焦爐煤氣總產量（包括焦爐、管式爐、鍋爐等廠內設施對自產煤氣的消耗量），單位為萬Nm3；

CCCOG為焦爐煤氣含碳量，單位為tC/萬Nm3；

COBp為第p類化產回收副產品產量，單位為t；

CCp為第p類化產回收副產品含碳量，單位為tC/t；

p為化產回收副產品種類（包括焦油、粗苯、輕苯等含碳副產品）。

3.3 二次能源消費隱含排放核算方法

根據《指南》要求，二次能源消費隱含排放按照公式③計算：

式中：

ECO2-隱含為電力、熱力消費所間接引起的隱含二氧化碳排放量，單位為t；

AD電力消費為電力消費量，單位為MWh；

EF電力為電力消費的二氧化碳排放因子，單位為tCO2/MWh；

AD熱力消費為熱力消費量（包括蒸汽、熱水等），單位為GJ；

EF熱力為熱力消費的二氧化碳排放因子，單位為tCO2/GJ。

4 某焦化企業(yè)溫室氣體排放試算

基于焦化企業(yè)的溫室排放源與各排放源的核算方法，本文以某化產回收型焦化企業(yè)（下稱焦化企業(yè)A）為例，對其溫室氣體排放進行了實際測算，測算結果分析如下。

4.1 企業(yè)概況

焦化企業(yè)A從事冶金焦生產，同時回收焦油、粗苯等化學產品作為副產品出售，不涉及其他化工產品生產過程。焦化企業(yè)A從電網外購電力用于生產，熱力生產自給自足，蒸氣不外購、不外供。核算邊界包括焦化企業(yè)A的各組焦爐及化產回收系統(tǒng)、蒸氣鍋爐、供水、機修、化驗、廠內運輸等輔助生產系統(tǒng)及職工食堂、浴室等廠內附屬設施。

4.2 活動水平數據來源

（1）化石燃料燃燒活動水平數據來源

焦化企業(yè)A化石燃料燃燒主要是各類燃燒設施對于焦爐煤氣的消費，此外還包括廠內機械、車輛對于汽油、柴油的消費。其活動水平數據來源如表1所示。

表1 化石燃料燃燒的活動水平數據來源

（2）工業(yè)生產過程活動水平數據來源

焦化企業(yè)A工業(yè)生產過程排放采用碳平衡法，所需活動水平數據主要是輸入、輸出焦化生產系統(tǒng)的碳源流的量，具體情況見表2。

表2 工業(yè)生產過程活動水平數據來源

（3）二次能源消費活動水平數據

焦化企業(yè)A二次能源消費溫室氣體排放只需核算外購電力的間接排放。該企業(yè)所用的電力全部從電網購買，不存在發(fā)電上網過程。因此，其外購電力活動水平數據即電力購入量，來源于其生產統(tǒng)計臺賬。

4.3 排放因子數據來源

（1）化石燃料燃燒排放因子數據來源

化石燃料燃燒排放測算所需排放因子主要包括各類燃料的熱值、單位熱值含碳量與碳氧化率。經實地調研，焦化企業(yè)A沒有單位熱值含碳量和碳氧化率的測定，因此全部采用《指南》缺省值。具體情況如表3。

表3 化石燃料燃燒的排放因子數據來源

（2）工業(yè)生產過程排放因子數據來源

工業(yè)生產過程排放測算所需的排放因子主要是各類含碳物料的碳含量。經實地調研，焦化企業(yè)A沒有相關物料的碳含量分析測定，因此只能采用熱值和單位熱值含碳量相乘的方法計算，同時單位熱值含碳量也沒有測定，只可采用《指南》缺省值。具體情況如表4。

表4 焦化生產過程排放因子數據來源

（3）二次能源消費排放因子

焦化企業(yè)A二次能源消費僅涉及外購電力，外購電力排放因子采用華北電網平均排放因子0.8843tCO2/MWh。

4.4 核算結果

經核算，焦化企業(yè)A化石燃料燃燒溫室氣體排放量為81萬噸二氧化碳；凈購入電力隱含排放為24萬噸二氧化碳。需要注意的是，焦化企業(yè)A工業(yè)生產過程排放結果為負值，屬于不合理現象。筆者對數據來源和計算過程進行了嚴密檢查，確定非計算錯誤。分析出現負值的原因，主要是由于焦化企業(yè)A數據統(tǒng)計體系不完善，工業(yè)生產過程排放計算過程中采用了大量的缺省值，而缺省值與物料的實際情況可能存在較大偏差。由于工業(yè)過程排放采用碳平衡法，在缺省值存在較高的不確定性的情況下，導致輸入焦化系統(tǒng)的碳含量低于輸出系統(tǒng)的碳含量，因此計算結果出現負值?？梢姡鶕壳啊吨改稀返臄祿?，焦化企業(yè)A的數據質量難以滿足核算方法需求。

5 結語

焦化行業(yè)雖然未列入2017年首批參與碳排放權交易的行業(yè)，但由于其屬于高耗能行業(yè)，未來必定會面臨較重碳減排的壓力。目前，焦化企業(yè)多存在管理水平不高、技術水平低、節(jié)能低碳意識薄弱等問題。企業(yè)應未雨綢繆，切實采取行動和措施，積極應對碳減排工作，建立完善的定期碳排放數據核算與報告制度，提高企業(yè)的數據管理質量，有利于在碳交易市場中取得交易決策主動權。另外還需建立企業(yè)碳排放管理體系與制度、建立企業(yè)溫室氣體排放監(jiān)測計劃、搭建信息化碳排放管理平臺、加強全員的低碳能力建設等。通過多途徑有效提升焦化企業(yè)碳排放管理水平，為實現碳減排目標奠定良好基礎。