企業自備電廠燃煤機組實測值對碳排放量的影響分析

郭桂艷

（中國石化上海石油化工股份有限公司，上海 200540）

1 背景

國家“十二五”規劃綱要中明確提出要逐步建立全國碳排放權交易市場，自2013年隨著深圳、上海、北京等7個試點地區碳排放權交易工作的不斷深化和全國碳排放交易體系的建設，2017年12月國家印發了《全國碳排放權交易市場建設方案（發電行業）》，全國碳排放權交易體系正式啟動[1]。2019年9月生態環境部發布了《2019年發電行業重點排放單位（含自備電廠、熱電聯產）二氧化碳排放配額分配實施方案（試算版）》，鋼鐵、石化等多家企業因有自備電廠，也被納入第一批發電行業（含自備電廠、熱電聯產）控排企業名單。

以某石化自備電廠為研究對象，該自備電廠共有7臺鍋爐，7臺汽輪發電機，裝機容量為425 MW，其中有4臺高壓煤粉鍋爐、3臺循環流化床鍋爐。計量統計單元分為0#－4#燃煤機組和5#－6#煤焦混合循環流化床機組。該公司從2013年起按照政府主管部門要求開展碳排放核算、報告、核查工作。2013－2015年自備電廠依據《中國石油化工企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》填報補充數據表，2016－2017年自備電廠依據《中國發電企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》填報補充數據表，2018年起主管部門要求自備電廠燃煤單位熱值含碳量和氧化率如無實測值則取缺省高限值。2019年該公司對自備電廠燃煤單位熱值含碳量和氧化率進行實測值核算，0#－4#燃煤機組（純燃煤，符合納入第一批配額分配范圍）使用實測值核算的碳排放量為2 788 292 t，使用缺省值核算的碳排放量為3 577 437 t，相比減少22%（789 145 t）。

2 化石燃料燃燒碳排放量計算方法

依據《中國發電企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》化石燃料燃燒碳排放量計算方法如下。

化石燃料燃燒二氧化碳排放量＝化石燃料的活動水平×化石燃料排放因子，計算公式見（1）：

1）發電企業（自備電廠）化石燃料燃燒的活動水平數據是熱量，即燃燒消耗量和平均低位發熱值的乘積，即：

2）發電企業（自備電廠）化石燃料燃燒的排放因子是單位熱值含碳量和碳氧化率的乘積再乘以二氧化碳與碳分子量之比，即：

3）發電企業（自備電廠）燃煤月度單位熱值含碳量為收到基元素碳含量除以月加權平均低位發熱值，計算公式如（4）：

4）燃煤機組的碳氧化率計算公式如（5）：

式中：OF煤燃煤的碳氧化率，%；G渣全年的爐渣產量，t；C渣爐渣的平均含碳量，%；G灰全年的飛灰產量，t；C灰飛灰的平均含碳量，%；η除塵除塵系統平均除塵效率，%；FC煤燃煤的消耗量，t；NCV煤燃煤的平均低位發熱值，kJ/kg；CC煤燃煤單位熱值含碳量，t/TJ。

5）如果元素碳含量實測值是干基，還需將其換算成收到基元素含碳量，計算公式如（6）：

3 計算案例

按照上文自備電廠化石燃料燃燒排放計算方法，以企業實際單位熱值含碳量和碳氧化率檢測值和缺省值為基礎對比計算2019年度0#－4#燃煤機組碳排放量，計算數據如表1、表2所示，計算結果見表3。

4 實測值不被采納原因分析及改進建議

目前自備電廠碳排放量需要通過企業根據方法學自行核算，提供充分證據供第三方機構進行碳核查，然后通過政府主管部門審定后作為最終碳排放量。當實測值不能滿足核查要求時便不被采納，最終核定的碳排放量只能選擇缺省值計算的結果。實測值不被采納無法通過核查的主要原因有以下4點：

表1 收到基元素碳含量、低位發熱值、單位熱值含碳量計算數據

表2 氧化率計算數據

表3 單位熱值含碳量和氧化率使用缺省值和實測值碳排放核算結果

1）檢測項目不全。要獲得燃煤機組元素碳含量及氧化率的實測值，需要進行元素碳含量（收到基或干基）、收到基低位發熱值、全水分含量、空干基水分含量、爐渣含碳量、飛灰含碳量、入爐煤日消耗量、爐渣月產量、飛灰月產量等實測數據，缺少任何一項實測數據，則可能無法通過實測值核查。

2）檢測樣本不符合要求。每一檢測項目都有檢測樣本的要求，如煤的元素碳含量檢測樣本目前對自備電廠是要求每天采集入爐煤縮分樣樣品，每月最后一天將該月每天獲得的縮分樣品混合。如果采樣是入廠煤樣或不進行縮分樣混合，就可能因樣本不符合要求而不被采納。

3）檢測頻次不符合要求。每一檢測項目都有最低檢測頻次要求，如煤的元素碳含量目前對自備電廠的檢測頻次要求是至少每月1次，而收到基低位發熱值要求的檢測頻次是每天1次。如果檢測頻次達不到要求，實測值也可能不被采納。

4）檢測標準[3-5]不符合要求。每一檢測項目都規定了檢測標準要求，如煤的元素碳含量檢測標準為 GB/T476－2008《煤中碳和氫的測定方法》，而收到基低位發熱值的檢測標準為GB/T 213－2008《煤的發熱量測定方法》。如果檢測標準不符合要求（主管部門同意使用其他標準除外），實測值也可能不被采納。

改進建議：燃煤機組實測值碳排放量核算結果若想通過核查，檢測項目必須齊全，檢測樣本、檢測頻次和檢測標準必須符合要求，燃煤消耗量和爐渣、飛灰產量必須計量準確且達到最低記錄頻次，現將煤的實測值檢測要求匯總成表4。

表4 煤的實測值檢測要求

5 實測值對未來碳履約影響

根據目前全國碳市場政策，發電行業可能第一批納入碳市場。2019年底生態環境部組織擬納入控排的企業根據發布的《2019年發電行業重點排放單位（含自備電廠、熱電聯產）二氧化碳排放配額分配實施方案（試算版）》進行了以機組為單位的碳配額和排放量的試算（數據為2018年度），因配額分配采用基準線法，對投產時間較早、規模較小的機組若以缺省值核算則基本是發放配額量小于核算排放量，缺少的部分則需要通過買入配額或其他允許的替代品來履約，給企業增加履約成本。以某企業0#－4#燃煤機組為例，根據配額分配方案一[6]試算結果，2018年度配額盈缺量（配額量－排放量）為–414 572 t。2019年度若繼續采用缺省值核算則配額盈缺量為–278 965 t，以上海市目前碳價40元/噸計算，履約成本為1 115.86萬元，若采用實測值核算并能提供充分證據通過核查，則配額盈缺量為510 180 t，企業可獲得盈利 2 040.72萬元。

6 結論

企業自備電廠燃煤機組元素碳含量及氧化率采用缺省高限值和實測值對碳排放核算量的影響很大，實測值不僅是企業實際碳排放量的真實反映，若被納入配額分配范圍，則直接影響企業的碳履約成本。若要實測值被采納，則必須做到燃煤檢測項目、檢測樣本、檢測頻次以及檢測標準符合相應要求，才能夠順利通過核查和審定。