雙碳背景下火電企業(yè)碳計量分析與建議

盧偉業(yè)，陳小玄，陸繼東，李越勝，姚順春,3

(1.華南理工大學(xué) 電力學(xué)院，廣東 廣州 510640；2.廣東省特種設(shè)備檢測研究院 順德檢測院，廣東 佛山 528313；3.廣東省能源高效清潔利用重點實驗室，廣東 廣州 510640)

0 引 言

隨著溫室氣體排放對氣候變化和生態(tài)環(huán)境的影響日益增大，世界各國對控制和減少碳排放已達成共識。我國是全球主要的溫室氣體排放國家之一，積極承擔了重要的減排義務(wù)與責任，政府明確提出“2030碳達峰、2060碳中和”的發(fā)展目標[1-2]。我國目前溫室氣體排放核算所用方法體系及排放因子主要源自西方發(fā)達國家[3]，在此基礎(chǔ)上，建立了國家及試點省市溫室氣體統(tǒng)計與核算體系，并建立全國碳市場，將電力行業(yè)首批納入全國碳市場行業(yè)。2021年1月起，我國碳市場啟動了首個履約周期，共2 225家發(fā)電行業(yè)的重點排放企業(yè)納入范圍，標志著全國碳交易市場正式全面啟動。

隨著碳市場上線、控排企業(yè)履約，碳核查計量體系下碳數(shù)據(jù)質(zhì)量成為關(guān)鍵。2013年國家發(fā)布了《中國發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》[4]，隨后生態(tài)主管部門根據(jù)核查工作實施情況對指南進行多次修訂完善，2023年開始施行最新版指南《企業(yè)溫室氣體排放核算與報告指南發(fā)電設(shè)施》《企業(yè)溫室氣體排放核查技術(shù)指南發(fā)電設(shè)施》[5]，是目前火電企業(yè)碳排放核查工作主要依據(jù)。為進一步發(fā)展碳計量技術(shù)，學(xué)習(xí)歐美碳核算先進模式，2018年，國家發(fā)改委在《關(guān)于委托中國電力企業(yè)聯(lián)合會開展發(fā)電行業(yè)碳排放交易相關(guān)工作的函》中提出在電力行業(yè)研究基于固定源煙氣溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測應(yīng)用的建議。2021年，生態(tài)環(huán)境部公布《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃綱要(2020—2035年)》，提出遵循“核算為主、監(jiān)測為輔”的原則，探索建立重點排放單位溫室氣體排放源監(jiān)測的管理體系和技術(shù)體系，在火電行業(yè)率先開展CO2排放在線監(jiān)測試點。在碳計量方面，國務(wù)院近2 a相繼發(fā)布了《2030年前碳達峰行動方案》《計量發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》，強調(diào)完善溫室氣體排放計量監(jiān)測體系，加強碳排放關(guān)鍵計量測試技術(shù)研究和應(yīng)用，健全碳計量標準裝置，為溫室氣體排放可測量、可報告、可核查提供計量支撐，充分體現(xiàn)多舉措發(fā)展碳計量的工作思路。

總體而言，我國目前碳排放核查方法與報告指南主要采用實測值與排放因子法。排放因子法存在準確度不高、人為干預(yù)過多等缺點，而碳排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)因數(shù)據(jù)可溯源、數(shù)據(jù)收集簡便、數(shù)據(jù)傳輸迅速而受到關(guān)注，可作為碳排放核查工作的重要技術(shù)支撐。然而，碳排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)在我國發(fā)展尚處于發(fā)展階段，沒有完整的碳排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范體系文件支撐。因此，筆者從目前溫室氣體核查體系出發(fā)，分析溫室氣體排放核查過程存在的問題，總結(jié)國內(nèi)外溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測經(jīng)驗，并提出開展火電企業(yè)碳計量的工作及建議，從技術(shù)手段提高碳排放數(shù)據(jù)質(zhì)量，服務(wù)全國碳交易市場。

1 溫室氣體排放核查過程存在的問題

碳核查是政府通過第三方核查獲得控排企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)的主要手段。企業(yè)碳排放核算與報告工作完成后，便啟動碳核查工作，碳核查工作涉及3個主體：企業(yè)、政府、核查機構(gòu)，其工作流程如圖1所示。從3個不同主體對碳核查常見問題進行分析。

圖1 碳核查工作流程Fig.1 Work flow of carbon verification

1.1 政府側(cè)

1)碳核查工作開展難度增大。首批控排行業(yè)為碳排放總量、強度較大的企業(yè)，主要為央企、國企或較大規(guī)模民企，對碳排放核查工作配合積極。隨著納入控排企業(yè)范圍加大，企業(yè)類型增多，碳核查資源及管理壓力驟增；近2 a能源價格暴漲，火電企業(yè)普遍虧損嚴重，碳排放履約帶來進一步經(jīng)濟壓力，不利于政府推動碳核查工作。

2)碳核查數(shù)據(jù)質(zhì)量造假頻發(fā)。現(xiàn)有核查是企業(yè)根據(jù)質(zhì)量控制計劃將基準年度的排放數(shù)據(jù)信息上報形成碳排放報告。部分企業(yè)擔心排放量過多需購買額外碳配額，以生產(chǎn)機密為由不提供，或刻意隱瞞真實的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，部分企業(yè)甚至在咨詢機構(gòu)配合下進行數(shù)據(jù)造假，全國碳市場首例碳數(shù)據(jù)造假案[6]曝出，直接擾亂碳市場，嚴重影響碳排放履約的公正性，這對政府監(jiān)管提出了更高要求。

1.2 核查機構(gòu)側(cè)

1)核查工期緊迫。碳核查機構(gòu)需在2～3個月集中資源完成文件評審、現(xiàn)場核查、出具核查結(jié)論、復(fù)查等全部工作。當出現(xiàn)不可控因素，如近3 a新冠疫情影響，異地核查人員調(diào)配困難，核查質(zhì)量難以保證。

2)核查隊伍建設(shè)滯后。控排行業(yè)企業(yè)不斷增加，所需碳核查從業(yè)人員增多，目前國內(nèi)缺乏系統(tǒng)的雙碳人才培養(yǎng)體系，碳核查機構(gòu)大多從事能源、環(huán)保相關(guān)業(yè)務(wù)，短期內(nèi)無法培養(yǎng)出足夠的核查專業(yè)人才，核查隊伍平均水平下降。

3)核查機構(gòu)水平參差不齊。各省的碳核查機構(gòu)多由政府公開招標選定，中標單位中部分核查機構(gòu)往往質(zhì)量管理體系較弱、專業(yè)核查人員配備不足，核查數(shù)據(jù)質(zhì)量不高。

1.3 企業(yè)側(cè)

1)技術(shù)人員流失變動嚴重。國內(nèi)電力、鋼鐵、紡織、石化行業(yè)均配套有自備電廠等發(fā)電設(shè)施，大多需納入全國碳市場。這些行業(yè)普遍產(chǎn)能過剩，受疫情影響部分處于停產(chǎn)或半停產(chǎn)狀態(tài)，人員流失變動嚴重，造成碳排放報告、核查工作難以有效開展。

2)企業(yè)碳排放計量體系建設(shè)不完善。核查機構(gòu)與控排企業(yè)容易在燃煤低位發(fā)熱量、元素碳含量、天然氣低位發(fā)熱量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)實測認定上產(chǎn)生分歧。且除電力企業(yè)外，大部分行業(yè)企業(yè)不具備燃料實測能力，相關(guān)燃料排放因子直接采用缺省值，導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏大。

總之，碳核查工作在社會成本、核查隊伍、數(shù)據(jù)質(zhì)量等方面還有很多問題亟需解決。因此，國內(nèi)學(xué)者引入實測及連續(xù)監(jiān)測技術(shù)等手段輔助核查工作。

2 溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀

溫室氣體連續(xù)監(jiān)測是利用檢測儀器對企業(yè)溫室氣體排放進行連續(xù)監(jiān)測，主要通過測量固定污染源排放煙氣流速、流量、溫室氣體濃度和溫濕度等參數(shù)計算排放總量，并通過構(gòu)建溫室氣體連續(xù)排放監(jiān)測平臺實現(xiàn)管控[7]。

2.1 國外現(xiàn)狀

美國和歐盟是全球溫室氣體排放的主要區(qū)域，溫室氣體排放監(jiān)測體系建立較早，歐盟委員會自2005年已啟動歐盟碳排放交易系統(tǒng)，正式開展CO2排放量監(jiān)測。監(jiān)測范圍覆蓋歐盟28個成員國和冰島、挪威、列支敦士登3個歐洲國家總計超過1萬家能源企業(yè)，涉及歐盟CO2排放總量的50%。采用的監(jiān)測方法包括核算法和基于連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)(Continuous Emission Monitoring System，CEMS)的實測法。

2.1.1 核算法

自20世紀末以來，國際權(quán)威組織如聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)、國際標準化組織(ISO)、世界資源研究所(WRI)和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會(WBCSD)、英國標準協(xié)會(BSI)等均已發(fā)布了相關(guān)溫室氣體排放核算標準、規(guī)范或指南文件(表1)，涵蓋了國家、企業(yè)(組織)、項目、產(chǎn)品和服務(wù)等層面[8]。其中，《IPCC 國家溫室氣體清單指南》是當前適用性較廣泛的標準，對各國制定減緩溫室氣體排放政策和應(yīng)對氣候變化行動有較大貢獻；ISO14064和GHG Protocol也是我國發(fā)布企業(yè)溫室氣體核算指南、標準的重要參考依據(jù)；PAS 2050、ISO 14040/14044、Product and Supply Chain GHG Protocol、ISO 14067四個標準主要針對產(chǎn)品和服務(wù)的溫室氣體核算標準。這些標準方法體系的實行，為促進全球碳核算和碳減排起到巨大推動作用。

2.1.2 實測法

目前22個歐洲國家中約有140臺機組采用實測法[9-11]。美國運行碳排放監(jiān)測體系時間較長，在《美國溫室氣體強制報告》《40 CFR part 75 Continuous Emission Monitoring》《RULE 218.1 Continuous Emission Monitoring Performance Specifications》等法規(guī)、標準體系下實現(xiàn)火電機組煙氣排放連續(xù)監(jiān)測閉環(huán)。美國環(huán)保署在2009年《溫室氣體排放報告強制條例》中規(guī)定，所有年排放超過2.5萬t CO2當量的排放源自2011年開始必須全部安裝煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)，并在線上報美國環(huán)保署。美國聯(lián)邦法律匯編中的第40卷75部分“煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)手冊”對碳排放監(jiān)測提出了嚴格細致的標準規(guī)范[9]。主要將火電機組分為2類，不同機組對應(yīng)不同火電機組碳排放監(jiān)測方法[12]，具體見表2。

表1 國外溫室氣體排放核算體系Table 1 Foreign greenhouse gas emission accounting system

表2 不同火電機組碳排放監(jiān)測方法[12]

美國環(huán)保署統(tǒng)計顯示2015年美國有73.9%火電機組采用連續(xù)監(jiān)測方法監(jiān)測CO2排放量，可見通過安裝CEMS設(shè)備進行碳排放監(jiān)測的方式在美國普及率較高[12]。2019年，德國環(huán)境部詳細分析了德國應(yīng)用連續(xù)監(jiān)測法獲得CO2排放量的現(xiàn)狀及特點，并對比核算法和連續(xù)監(jiān)測法優(yōu)缺點，發(fā)現(xiàn)在質(zhì)量保證體系全面和完善的情況下，連續(xù)監(jiān)測法和核算法同樣能夠提供高質(zhì)量、可比的CO2監(jiān)測數(shù)據(jù)[13]。

2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

國內(nèi)溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)尚處于試點探索階段。2018年，我國將CO2控排工作納入生態(tài)環(huán)境部門管理，定性為生態(tài)環(huán)境保護問題，基于國家政策層面的引導(dǎo)和實際需求，近幾年來我國已有部分省市開展碳排放在線監(jiān)測探索。其中，福建省已在2018年開展了碳排放在線監(jiān)測與應(yīng)用公共平臺建設(shè)，并選取了10家試點企業(yè)開展企業(yè)端個性化配置工作；華南理工大學(xué)和廣東省特檢院聯(lián)合研究團隊于2018年在大型火力發(fā)電企業(yè)千噸鍋爐上實現(xiàn)工程應(yīng)用示范，安裝了基于可調(diào)諧二極管激光吸收光譜原理的碳排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(圖2)，實現(xiàn)了CO2濃度連續(xù)監(jiān)測，為建設(shè)以CO2氣體排放源監(jiān)測系統(tǒng)為核心的連續(xù)監(jiān)測體系建設(shè)提供了技術(shù)手段及經(jīng)驗[14-15]。2021年，江蘇省推出了電力行業(yè)碳排放精準計量系統(tǒng)，并于8家發(fā)電企業(yè)11臺發(fā)電機組安裝了碳排放計量系統(tǒng)，開展碳排放連續(xù)測量試點，并構(gòu)建了適應(yīng)多行業(yè)的碳計量實測與核算模型[16]；2021年11月，國網(wǎng)湖北電科院在黃岡大別山電廠4號機組上線試運行碳排放在線監(jiān)測功能模塊[17]；2022年，國家能源集團龍源電力碳資產(chǎn)公司建設(shè)了碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)碳排放指標數(shù)據(jù)全自動實時采集、傳輸、計算和分析[18]。

圖2 碳排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)和直接監(jiān)測法與碳核算法結(jié)果對比[15]Fig.2 Continuous carbon emission monitoring system and the comparison of results between direct monitoring method and carbon accounting method[15]

在氣體排放監(jiān)測技術(shù)標準方面，國內(nèi)火電廠SO2、NOx和顆粒物等污染物在線監(jiān)測相對成熟，1996年，我國頒布實施GB/T 16157—1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》。2001年，國家環(huán)境保護總局發(fā)布了《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》，隨后于2007年和2017年分別對其修改并發(fā)布第2版和第3版《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》。基于上述標準，我國在部分試點開展了CO2排放連續(xù)監(jiān)測，并發(fā)布了相關(guān)標準。T/CAS 454—2020《火力發(fā)電企業(yè)二氧化碳排放在線監(jiān)測技術(shù)要求》和DL/T2376—2021《火電廠煙氣二氧化碳排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》填補了我國在電力行業(yè)領(lǐng)域碳排放監(jiān)測技術(shù)的標準空白，進一步完善了電力行業(yè)碳排放監(jiān)測核算技術(shù)體系，從技術(shù)標準層面為我國做好碳達峰、碳中和工作奠定了核心基礎(chǔ)。

3 開展火電企業(yè)碳計量所需工作及建議

從目前國際碳排放核算報告規(guī)則來看，基于指南的碳核算方法是主流，以該方法體系為主有利于碳數(shù)據(jù)與國際接軌。國內(nèi)連續(xù)監(jiān)測法相關(guān)標準及方法尚未成熟，連續(xù)監(jiān)測設(shè)備對企業(yè)硬件一次性投入有要求，對企業(yè)整體管理及人員水平要求較高，數(shù)據(jù)主要通過采集獲得，缺少臺賬且在材料溯源及交叉驗證能力上不及核算法。但連續(xù)監(jiān)測法具有數(shù)據(jù)精確度高、數(shù)據(jù)收集簡便、數(shù)據(jù)傳輸迅速等優(yōu)勢，隨著碳數(shù)據(jù)質(zhì)量要求及減輕核算壓力需求，發(fā)展核算為主、監(jiān)測為輔的碳計量方法是大勢所趨。

《企業(yè)溫室氣體排放核算與報告指南發(fā)電設(shè)施》《企業(yè)溫室氣體排放核查技術(shù)指南發(fā)電設(shè)施》的發(fā)布[5]，不斷加強碳核查指南法的實用性、科學(xué)性，提高碳排放數(shù)據(jù)質(zhì)量，完善數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，尤其采用第三方實測手段提升燃料低位發(fā)熱量、元素碳含量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)質(zhì)量，進一步加強了燃料取、制、化、存的要求，體現(xiàn)了核算為主、監(jiān)測為輔的原則。

我國現(xiàn)有行業(yè)中，電力行業(yè)是最大的碳排放部門，其CO2排放量約占全國排放總量的40%[19]，根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2021年我國發(fā)電結(jié)構(gòu)中，火力發(fā)電約占電力行業(yè)的68%(遠高于世界的40%)[20]。電力企業(yè)大多是國企，管理水平較高，數(shù)據(jù)統(tǒng)計基礎(chǔ)好，CEMS設(shè)備配套率高，且主要產(chǎn)品是熱和電，溫室氣體排放源固定，對開展溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測有良好基礎(chǔ)。目前，300 MW及以上等級機組占我國裝機容量比重越來越大，是我國當前火電廠的主力機組之一[21]。因此，筆者建議在個別省份單機容量300 MW以上火力發(fā)電企業(yè)機組開展試點，待試點成功后，總結(jié)經(jīng)驗，向水泥、造紙、鋼鐵等行業(yè)推廣。以下對相關(guān)工作提出一些建議。

3.1 核查為主

1)建立煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，保障碳排放數(shù)據(jù)的準確性。2021年10—12月，國家生態(tài)環(huán)境部組成31個工作組開展碳排放報告質(zhì)量專項監(jiān)督幫扶，在全國各地對控排企業(yè)碳排放報告開展抽查，將問題大致分為4類，質(zhì)量問題主要原因見表3。

表3 碳排放報告質(zhì)量抽查問題和原因分析Table 3 Analysis of problems and reason of carbon emission report quality spot check

碳排放報告存在問題主要集中在2～4，主要原因在于指南模糊性、數(shù)據(jù)獲取流程難以監(jiān)管等管理問題以及元素碳含量高限定值而引發(fā)的數(shù)據(jù)造假。火電企業(yè)燃煤碳排放核算是發(fā)電行業(yè)重點排放單位主要碳排放活動，采用實測值與指南缺省值偏差較大，碳排放量最大不確定度達38%(表4、圖3)。而同樣采用實測值，因煤質(zhì)數(shù)據(jù)獲取中取樣、制樣、化驗過程不規(guī)范，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不確定度誤差非常大[22]。

表4 發(fā)電企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)關(guān)鍵參數(shù)計算組合方式[22]Table 4 Calculation combination of key parameters of carbon emission data of power generation enterprises[22]

圖3 不同組合計算、測量方法不確定度[22]Fig.3 Uncertainty of different combination calculation and measurement methods[22]

近2 a碳排放煤質(zhì)數(shù)據(jù)造假問題頻出，導(dǎo)致政府和核查機構(gòu)難以掌握上報數(shù)據(jù)的可靠性，嚴重影響碳排放核算的準確性及核查的合規(guī)性。準確可靠的碳排放數(shù)據(jù)是碳排放權(quán)交易市場有效規(guī)范運行的生命線，面對當前碳排放數(shù)據(jù)造假及核查機構(gòu)服務(wù)能力和質(zhì)量等問題，建立完善的碳市場煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)迫在眉睫。

煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)包括主控模塊、數(shù)據(jù)模塊、煤質(zhì)判定模塊和煤質(zhì)指標化驗結(jié)果合理性分析模塊等。其中數(shù)據(jù)模塊應(yīng)包括行業(yè)分類、燃煤產(chǎn)地等樣品分類信息數(shù)據(jù)，以及燃煤低位發(fā)熱量、元素碳含量、水分等化驗檢測項目。煤質(zhì)指標化驗結(jié)果合理性分析模塊應(yīng)包括報告數(shù)據(jù)分析、規(guī)律性分析和排放因子分析等。

通過建立煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可實現(xiàn)碳市場煤種快速甄別，協(xié)助第三方核查機構(gòu)對企業(yè)煤質(zhì)數(shù)據(jù)做出合理性審查，并為生態(tài)環(huán)境部門制定常態(tài)化的監(jiān)管提供技術(shù)支撐，提升碳排放數(shù)據(jù)質(zhì)量。

2)引入煤質(zhì)快速分析計量技術(shù)，提高碳核查精度。目前，發(fā)電行業(yè)碳排放核算指南規(guī)定燃煤全水分、灰分、揮發(fā)分、全硫、低位發(fā)熱量及元素碳含量測定標準主要采用傳統(tǒng)的實驗室分析方法，操作復(fù)雜且耗時長。作為碳核查機構(gòu)，在開展現(xiàn)場核查過程中，無法對企業(yè)上報煤質(zhì)數(shù)據(jù)的真實性和準確性進行校驗。因此，建議有條件的碳核查機構(gòu)引入煤質(zhì)快速分析計量技術(shù)，實現(xiàn)燃煤低位發(fā)熱量和元素碳含量等參數(shù)的快速檢測。

近紅外光譜分析技術(shù)[23-24]、激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)[25-26]、X射線熒光技術(shù)[27]等快速光譜檢測技術(shù)在煤質(zhì)快速檢測領(lǐng)域已得到廣泛認可，通過引入上述煤質(zhì)快速分析計量技術(shù)，可實現(xiàn)第三方核查機構(gòu)在碳核查過程中對企業(yè)上報煤質(zhì)數(shù)據(jù)的快速校驗，從而提高燃煤熱值、元素碳含量等實測參數(shù)在采樣、制樣、送樣、化驗檢測、核算等環(huán)節(jié)的規(guī)范性和準確性，完善碳核查數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)管體系。

3.2 監(jiān)測為輔

1)盡快建立健全溫室氣體排放監(jiān)測標準體系及相關(guān)政策法規(guī)，指導(dǎo)工作有序開展。目前，溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)標準規(guī)定主要參考HJ 75—2017《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、HJ 76—2017《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》、HJ 870—2017《固定污染源廢氣二氧化碳的測定非分散紅外吸收法》以及T/CAS 454—2020《火力發(fā)電企業(yè)二氧化碳排放在線監(jiān)測技術(shù)要求》和DL/T 2376—2021《火電廠煙氣二氧化碳排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》。僅靠以上技術(shù)規(guī)范及要求無法支撐碳排放在線監(jiān)測有效實施，建議盡快建立健全溫室氣體排放監(jiān)測相關(guān)政策法規(guī)及標準，協(xié)助政府構(gòu)建以核算為主、監(jiān)測為輔的碳排放核算體系，服務(wù)碳交易市場。

火電企業(yè)CO2連續(xù)監(jiān)測的應(yīng)用推廣需建立一套政策—標準—運維體系，從而實現(xiàn)溫室氣體排放監(jiān)測管理。圍繞溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測，制定行業(yè)標準和質(zhì)保體系，需明確技術(shù)路線、監(jiān)測設(shè)備、監(jiān)測方法、設(shè)備性能參數(shù)、計量要求、日常維保、測試時間、數(shù)據(jù)采集頻次、設(shè)備維護、定期校準等[28-29]。形成有效完善的標準體系，可提高溫室氣體核算效率，減輕甚至免除企業(yè)配合溫室氣體核算的工作量和精力，有利于企業(yè)有序開展工作。

2)提升自主創(chuàng)新能力，攻克溫室氣體監(jiān)測技術(shù)難點。目前，溫室氣體連續(xù)監(jiān)測技術(shù)研究很多，但多停留在技術(shù)研究階段，很少建立成功應(yīng)用試點，對成套連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)及信息管控平臺的搭建也未形成共識[30-31]。國外已有經(jīng)驗無法直接生搬硬套，迫切需要符合我國國情的自主創(chuàng)新。

火電企業(yè)溫室氣體排放包括直接排放和間接排放，主要是化石燃料燃燒產(chǎn)生的直接排放。目前我國火力發(fā)電企業(yè)普遍安裝技術(shù)較成熟的CEMS環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)，基本實現(xiàn)了SO2、NOx等參數(shù)連續(xù)精確監(jiān)測，CEMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)與政府環(huán)境保護部門實時聯(lián)網(wǎng)，該套系統(tǒng)能測量煙氣成分和濕度等，在此基礎(chǔ)上只需增加溫室氣體濃度和流量模塊，結(jié)合相應(yīng)碳計量模型，可實現(xiàn)煙道中溫室氣體排放量的連續(xù)監(jiān)測。

煙氣流量測量是實現(xiàn)碳排放連續(xù)準確監(jiān)測的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，多采用差壓法[32]、熱導(dǎo)法[33]、超聲波時差法[34]及光學(xué)法[35]等方法[36-38]。煙氣流量測量本質(zhì)是流速的測量，不同煙氣流速測量方法對比見表5，其中超聲波時差法準確度高、抗干擾能力強，應(yīng)用廣泛，其工作原理如圖4所示。

表5 煙氣流速測量方法Table 5 Measuring method of flue gas velocity

續(xù)表

圖4 超聲波時差法的工作原理Fig.4 Working principle of ultrasonic time difference method

目前在條件較好，且安裝有CEMS系統(tǒng)的火電企業(yè)加裝一套溫室氣體監(jiān)測模塊成本為5萬～6萬元，加裝后無需專人管理，可長期使用。采用碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)能從數(shù)據(jù)溯源等方面極大提高核查效率，達到監(jiān)測目的，減少企業(yè)和政府管理成本[39]。

3)建立溫室氣體與大氣污染物協(xié)同監(jiān)管機制，共同推進企業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量提升。“十四五”期間，我國生態(tài)文明建設(shè)進入以降碳為重點戰(zhàn)略方向、推動減污降碳協(xié)同增效、促進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。實現(xiàn)溫室氣體和大氣污染物協(xié)同監(jiān)管具有科學(xué)基礎(chǔ)。降碳與減污之間有很好的協(xié)同效應(yīng)。CO2與污染物排放同根、同源、同過程，治理和減排路徑高度協(xié)同。同時，二者在管理手段上都突出源頭治理、系統(tǒng)治理和綜合治理。

通過建立溫室氣體與大氣污染物協(xié)同監(jiān)管機制，將監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域的超標判定和氣候變化領(lǐng)域的碳排放總量控制，有助于共同推進企業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量提升，且能協(xié)同各類社會資源，大幅降低管理成本，以更小行政成本實現(xiàn)更大管理效益。同時，實現(xiàn)減污降碳協(xié)同監(jiān)管，可避免對企業(yè)的重復(fù)檢查與執(zhí)法，最大限度降低生產(chǎn)干擾。

4)構(gòu)建溫室氣體排放數(shù)據(jù)信息管理平臺，研究挖掘數(shù)據(jù)價值。溫室氣體排放監(jiān)測及數(shù)據(jù)質(zhì)量保證對雙碳工作至關(guān)重要。試點行業(yè)實行連續(xù)排放監(jiān)測，政府須建立溫室氣體排放數(shù)據(jù)信息管理平臺，實現(xiàn)溫室氣體排放監(jiān)測數(shù)據(jù)、煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)等碳排放信息的實時自動報送，統(tǒng)一規(guī)范數(shù)據(jù)信息，減少人為因素影響，提升數(shù)據(jù)真實性。為減少資源浪費，建議將溫室氣體連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與環(huán)保部門現(xiàn)有環(huán)保監(jiān)測平臺系統(tǒng)中統(tǒng)一管理相互融合。

通過構(gòu)建溫室氣體排放數(shù)據(jù)信息管理平臺，研究挖掘其中數(shù)據(jù)價值。在溫室氣體排放量核查過程中，排放因子反映了單位活動水平的溫室氣體排放量。受燃料種類、燃燒機組負荷影響，目前我國溫室氣體排放核算方法與報告指南中排放因子缺省值均為固定值，與實際有一定偏差。可通過溫室氣體連續(xù)監(jiān)測設(shè)備的引入獲得較準確的運行參數(shù)，據(jù)此對指南中排放因子進行修正和完善，指導(dǎo)低碳生產(chǎn)。

4 結(jié) 語

2021年全國碳排放權(quán)交易市場正式啟動，發(fā)電行業(yè)率先進入全國碳排放交易體系，推動溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)有迫切的現(xiàn)實需求。本文從目前溫室氣體核查體系出發(fā)，分別從政府側(cè)、核查機構(gòu)側(cè)和企業(yè)側(cè)對碳核查常見問題進行分析，梳理和總結(jié)了國內(nèi)外溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測的經(jīng)驗，歐美等發(fā)達國家發(fā)展較早，初步形成了各自的碳計量體系，我國溫室氣體排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)尚處于試點探索階段，缺少完整的碳計量體系、標準及政策。為保證碳排放數(shù)據(jù)質(zhì)量，率先在國內(nèi)火力發(fā)電行業(yè)試點構(gòu)建以核查為主、監(jiān)測為輔的碳計量體系，提出以下建議：① 建立煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，保障碳排放數(shù)據(jù)的準確性；② 引入煤質(zhì)快速分析計量技術(shù)，提高碳核查精度；③ 盡快建立健全溫室氣體排放監(jiān)測標準體系及相關(guān)政策法規(guī)，指導(dǎo)工作有序開展；④ 提升自主創(chuàng)新能力，攻克溫室氣體監(jiān)測技術(shù)難點；⑤ 建立溫室氣體與大氣污染物協(xié)同監(jiān)管機制，共同推進企業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量提升；⑥ 構(gòu)建溫室氣體排放數(shù)據(jù)信息管理平臺，研究挖掘數(shù)據(jù)價值，以推動我國火電企業(yè)碳計量體系建設(shè)，助推“雙碳”目標實現(xiàn)。