大型火電廠碳排放數據規范化管理研究

方 力

（鄭州裕中能源有限責任公司，河南鄭州 450000）

1.火電廠碳排放數據管理現狀

對某火電廠現有碳排放量進行分析核算，包括凈購入電力、脫硫、燃油、燃煤形成的二氧化碳，最終得到該火電廠整體碳排放比，具體如表1 所示。

表1 燃煤機組各個工序的碳生成比例

通過表1 數據可以看出煤炭燃燒過程中產生的二氧化碳量已超過99%，故而燃煤參數作為影響碳排放量主要因素必須列為重點研究對象。而目前主要檢測參數為燃煤量、燃煤碳元素、碳氧化率、飛灰含量和產量、爐渣含量和產量以及其他相關燃料燃燒情況。在運行穩定的情況下時必須選擇最優質的碳排放量數據管理方法，使排放量最大限度降低、配額分配量最大限度提升，從而增加企業經濟效益。

目前來看很多火電廠雖然早已擁有相關標準數據監測能力，卻并未配置相關檢測人員和監測設施，尤其針對規模較大的火電廠其下屬分廠很多，在整體信息數據統計方面并沒有建立數字化管理系統故而很難做到統一管理。歸根結底在于很多國內企業并沒有真正意識到碳排放量數據管理的重要性，也沒有關注碳交易市場發展情況致使大部分碳資源浪費，嚴重影響企業整體經濟效益。

2.火電廠碳排放數據管理存在的問題

2.1 碳氧化率選取錯誤

可以按照《企業溫室氣體排放報告核查指南》規范選擇合理的實測值測試方法來計算碳氧化率，如運用此方法則需全程監測火電廠除塵效率、含碳量以及灰渣量等方面。經過一系列實際操作分析得出結論，二氧化碳排放量會隨著燃煤中碳氧化率的提升而增多。某火電廠經過檢測后碳氧化率選取情況，如表2 所示。

表2 某火電廠碳氧化率檢測數據表

由此可見該火電廠仍舊采用原始碳氧化率數據測試，其測試結果與真實數據相差很大。因此實時更新相關數據監測方法，從而保障碳排放量數據監測的準確性。

2.2 對產量的定義不明確

根據相關監測要求對于純發電企業來講，其整體供電總量等于整體發電量與廠用電量的差值，而對于熱電廠來說，其供電總量等于發電量與發電廠整體用電量的差值。將供電量用作熱電聯產機組或者上網用電單做發電量，并與廠區用量的差值進行計算的話，會導致不同程度的供電量降低現象發生，從而使配額分配造成影響。如某火電廠2021 年統計供電量時竟因產量定義錯誤導致偏差高達59913.89MW·H，如果按照0.042 供熱量來計算配額至少減少了5 萬噸，按照每噸40 元計算，將為該火電廠帶來200 萬以上的經濟損失。因此，產量定義在碳排放量數據管理過程中具有不可忽視的作用[1]。

3.火電廠碳排放數據規范化管理優化策略

3.1 碳排放配額管理

碳排放配額管理通常分為兩個部分進行，其中一部分是如何管理已經發放的配額，另一部分則是如何利用采集數據報送獲得更多的碳排放配額。因前者主要是關于碳交易市場方面的問題因此不做過多介紹，配額主要是改革委員會基于國家發展為前提發送至相關企業的相關數據指標，目前已頒布詳細的法律法規。其中主要碳排放配額參數是分配基準值，通常會由機組壓力參數和裝機容量來決定，越高的裝機容量其壓力參數越高而相應的基準值也就越小。通常會通過以下方式分配配額：配額分配總量為供電配額與供熱配額的總和，而供電配額則是排放基準、供電總量以及冷卻方式、燃料熱值和供熱量修正系數的乘積。排放基準會按安裝機組容量、燃料類型及壓力分成11 個不同分類，每個分類的排放基準值各不相同。燃料熱值和冷卻方式相關的修正系數對于很多機組來說都是一成不變的，只有供熱量會根據具體情況產生微變。火電廠通常為1-0.25×供熱比作為供熱量修正系數標準。

3.2 碳排放強度關鍵參數分析

通過對300MW 功率中13 臺熱電聯產機組進行供電煤耗和碳排放數據分析，可以得出結論，供電煤耗與碳排放強度整體趨勢基本保持一致狀態，第11 號機組供電煤耗與碳排放量強度相較其他機組較低。由此可見，若想將碳排放量有效降低則必須對其制定節能改造及優化運行措施，從而提升機組整體降耗水平。通過對以上實驗熱電比及碳排放數據持續跟蹤研究，供熱比和碳排放強度趨勢有所變化。能夠明顯看到供熱比與碳排放強度成反比例趨勢，也就是說供熱比熱高，其相應的碳排放量強度會隨之降低，這說明增加機組供熱量以及適當改造供熱設施，對機組能耗以及碳排放強度的降低具有正面作用。碳排放強度會隨著供熱比提升或者煤耗降低而減弱。在供熱量或供電量穩定的基礎上，碳排放量會隨著強度降低而減少，故而更加有利于穩固相關企業在碳交易市場中的地位。由此可見，運用合理措施將供熱比提高或者降低煤耗才是增強企業業績影響力的主要手段[2]。

3.3 碳排放自動采集與核算系統設計

3.3.1 系統設計

對大型火電廠而言通常會擁有多個下轄分廠，如果能夠將主廠與各個分廠之間的碳排放相關數據實現自動化、數字化采集、核算與傳輸，就將企業整體碳排放數據形成綜合統一管理模式從而增強管理效率。針對目前現有企業數據管理情況以及相關碳排放數據管理需求，應制定一套合理的數據核算與自動采集管理系統，以便于企業開展整體碳排放數據管理。

首先，在數據自動采集方面應根據具體情況配置相關設備，并通過火電廠MI、DCS 系統等現有數據統計和采集系統中提取相關數據信息，并將其傳輸至總廠系統管理服務器當中。其中主要包括電力熱力、化石燃料、原材料的消耗量以及碳含量和平均化石燃料消耗量、材料純度等相關數據參數。實施一系列數據自動采集并將其備案、存儲在數據庫系統當中，管理人員可以隨時查看并導出EXCEL 表格進行數據上傳匯報工作。對于難以實現自動采集的相關數據可通過填報頁面來進行人工輸入，不過針對碳排放量測算方面的詳細數據信息則必須根據國家相關法律法規進行填寫，其中包括數據計算方法、精度、測試方法、采集頻率等信息必須由相關工作人員進行手工輸入。手工填寫部分則必須上傳數據原始憑證、數據來源信息等重要文件，并在數據庫系統中進行詳細的數據備案和存儲。其次，相關工作人員可以通過EXCEL 表格形式將手工填報部分信息數據導出。還應在數據采集系統中設置相應閾值，對手工填報和自動采集數據信息進行一系列分開校核，一旦數據不在取值范圍之內則自動發揮警報提示。合理運用數據校核功能能夠充分保障相關數據信息的安全性和準確性，從而避免手動填寫產生的書寫錯誤和系統本身的異常情況。最后，需根據相關要求規范，將相關公式設定在系統后臺，再通過系統操作將收集到的全部碳排放量參數進行分析處理，便可得出精確的碳排放量數值，按照相關文件要求生產數據表和排放量報告，并提供在線瀏覽和導出功能，從而滿足第三方國家核查規范要求[3]。

3.3.2 應用效果預期

建設碳排放量數據信息核算與自動采集系統，可以有效提升火電廠整體數據管理效率與經濟效益，還能有效減少相關工作量，在大大降低了人力成本的同時提高工作效率。火電廠中相關工作人員可通過系統操作完成各個分廠的碳排放量統計以及匯報工作，從而減少人員投入避免工作冗余。碳盤查作為火電廠基礎工作崗位之一，在運用該數據管理系統后可直接省去大部分此類崗位的人員投入，同時，避免人工失誤造成數據誤差，大大增強了碳排放量統計的準確性和規范性，降低年度履約以及報送數據時因太多程序的介入導致數據延誤上報，從而將整體盤查工作中碳排放數據統計方法與數據來源統一管理。

由于當下第三方碳排放數據核查所涉及的費用多數由相關主管部門負責承擔，在未來第三方核查與碳市場認證體系趨于穩定后，核查費用一定會由相關企業自行承擔。碳排放數據核算與自動采集系統能夠實現統一管理數據來源以及相關數據信息，從而在縮短核查工作時間提升核查效率的同時減少第三方單位核查費用成本，從而將未來可能轉移到相關企業承擔的核查成本。除此之外，該系統也能夠為火電廠減碳技術推廣提供有力支持，可以通過數據搜集整理分析為決策層、管理層編制低碳規劃和節能減排目標，還能為火電廠未來發展提供準確的數據標準，從而使火電廠向著低碳、清潔、節能、高效的方向全面發展，為企業創造良好的社會效益。

3.4 制定數據監測計劃

3.4.1 碳排放量報告與數據核算目的

應在每年年初對碳排放量進行報告和量化之前，相關工作人員應當首先制定整體監測計劃，將本年度的碳排放量監測規范和其他相關目標加以明確，并下發至相關部門。相關部門根據具體監測計劃對碳排放量信息通過系統進行整理和收集，依據相關數據信息對碳排放量進行匯總、量化后出具詳細報告，并通過科學方法測算相應的配額分配量，從而為碳指標和碳排放計劃實施管理以及數據核查等方面提供可靠的數據依據，應以自然年為碳排放量統計期，在確認報告時間后進行詳細報告編寫。報告內容應包括相關部門聯系人、數據管理負責人、報告時間、排放概況、排放范圍以及企業基本信息。

因煤炭燃燒引起碳排放量相關信息應包括燃料種類、碳含量、整體使用量以及低位發熱量等詳細數據信息，從而將相關燃料類型以及燃燒排放因子所產生的整體碳排放量數據統一管理，并綜合供熱量、供電量、發電量以及整體用電量等信息編制相關報告。除此之外，還包括特別情況報送數據信息如企業生產說明、組織邊界信息、節能減排方案、數據流程匯總以及其他范圍變更說明等詳細信息。當上述信息異常情況發生大幅度改變時，則應按照具體情況在符合原有監測要求的前提下重新制定監測計劃。如某項數據信息發生變化但不影響整體計劃實施則應保留詳細數據記錄，從而為相關部門機構核查提供數據依據。

3.4.2 工作流程及數據核對

在編寫碳排放報告及數據信息核算之前，相關工作人員應將排放單位、排放設備、組織邊界、報告時間等重要信息重新核實，在確認信息無誤后方可按照實施流程編寫報告及相關數據核對。整體工作流程包括對數據資料記錄和監測、交叉核對數據信息、溫室氣體中碳排放量的核算工作、配額分配量的核算工作以及月度填報和企業填報等工作。相關負責人應根據具體情況合理制定年度生產計劃，其中包括煤耗、供熱、發電機組以及整體用煤量等方面的生產計劃安排。相關負責人應在每個月15 日之前收集和整理各個部門相關信息數據資料，并將其歸總整理作為數據基礎來計算配額量和碳排放量的相關參數，還應在第二年2 月份之前匯總和整理用于來年配額量和碳排放量相關參數的各項數據。在收到相關工序提供的原始數據參數以后，負責人應及時對其進行匯編和整理避免信息丟失。為保障整體數據的科學性、準確性和嚴謹性，應根據相關要求對全部數據實施交叉核對，確認無誤后才可編寫相關數據匯總表。除此之外，還需保留所有原始數據，以便第三方單位的數據核查工作。

3.4.3 數據報送過程中的注意事項

應使用平均單位計算燃料熱值含碳量因子，用于大部分火電廠并沒有配備相關的元素檢測儀器不能實施具體監測分析，很多企業仍然使用原始方法（各個煤種對比）來計算相關缺省值。因此，建議火電廠定期將縮分煤樣移交至相關化驗單位進行檢測并從檢測結果計算元素含碳量月均比例，進而將熱值含碳量準確計算，并根據缺省值與實測數據進行綜合分析選擇最為有利的生產方法。如果企業目前不具備爐渣飛灰含碳量檢測條件以及計量設備，則可以使用國家規定允許使用的缺省值來分析，但對于一些從沒有實施過此類試驗的火電廠，根據國家規定其缺省值計算已經嚴格到100%。故而企業應提前根據實際情況采取相關措施予以應對。CO2排放量整體脫硫過程到目前為止僅限于燃煤機組，并不納入計算交易配額盈虧范圍之內，但其數據報告仍然需要按照相關標準編制，同時需要重點關注石灰石粉以及石灰石整體用量是否一致。

4.結論

碳排放交易市場的開放為火電廠提供了全新的發展空間，同時也帶來了前所未有的挑戰，應合理利用現代科學技術建立精細化、自動化的碳排放量數據采集系統，并在不斷實踐使其更加完善、規范，從而提升火電廠整體數據信息管理水平，使企業在碳交易市場擁有更加穩固的社會地位。