廣東省石化企業(yè)碳排放核算及配額分配研究

夏磊 朱峰 劉慧 陳惠璇 馬家鳳 尹可怡 吳淑怡

（廣州綠石碳科技股份有限公司，廣東 廣州 510630）

1 引言

碳交易是以市場為基礎(chǔ)的碳定價(jià)工具，是一種以最具成本效益的方式減少碳排放的激勵(lì)機(jī)制［1］。廣東是我國碳交易試點(diǎn)省市之一，廣東省碳排放權(quán)交易試點(diǎn)于2012 年9 月正式啟動(dòng)，2013 年12 月正式上線運(yùn)行［2］。廣東碳市場先期納入電力、水泥、鋼鐵、石化四大行業(yè)，后續(xù)又納入造紙和民航行業(yè)［3］。2021 年全國碳市場啟動(dòng)以后，電力納入全國碳市場交易，目前廣東碳市場納入水泥、鋼鐵、石化、造紙和民航5 個(gè)行業(yè)，且正在考慮探索納入陶瓷、紡織等新行業(yè)。

石化行業(yè)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供必要的能源與材料，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和重要支柱，但其能源集中度較高，一直處在工業(yè)部門中高耗能、高碳排放行業(yè)之列［4］。“十三五”期間，我國石化行業(yè)以企業(yè)規(guī)模大型化和煉化一體化為主方向，開啟產(chǎn)業(yè)升級(jí)，煉油規(guī)模和乙烯產(chǎn)能呈規(guī)模化增長，同時(shí)帶來的是碳排放的增長［5-6］。根據(jù)測算，石化化工行業(yè)碳排放約占工業(yè)部門碳排放比例的10%［7］。根據(jù)《廣東省2022年度碳排放配額分配實(shí)施方案》［8］，2022 年度廣東省納入碳排放管理和交易范圍的石化企業(yè)12 家，新建項(xiàng)目企業(yè)4 家。

2 廣東省石化企業(yè)碳排放核算方法

2.1 核算范圍

根據(jù)《廣東省企業(yè)（單位）二氧化碳排放信息報(bào)告指南（2022 年修訂）》（以下簡稱“核算指南”）［9］，石化企業(yè)的核算范圍包括二氧化碳直接排放、間接排放和特殊排放。直接排放主要包括化石燃料燃燒產(chǎn)生的碳排放、生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的工業(yè)過程排放以及各種設(shè)備部件泄漏導(dǎo)致的逃逸排放。因逃逸排放具有不確定性、排放數(shù)量很小，所以暫不予以考慮。間接排放主要包括外購電力、熱力的消耗導(dǎo)致的排放。特殊排放包括二氧化碳作為純物質(zhì)、產(chǎn)品的一部分或作為原料輸出企業(yè)之外，如供給其他企業(yè)制作碳酸飲料、干冰、滅火劑、制冷劑、實(shí)驗(yàn)氣體、食品溶劑、化工溶劑、化工原料、造紙工業(yè)原料等二氧化碳轉(zhuǎn)移活動(dòng)。特殊排放僅報(bào)告不參與計(jì)算。石化企業(yè)二氧化碳排放單元和排放設(shè)備見圖1。

圖1 石化企業(yè)二氧化碳排放單元和排放設(shè)備

2.2 核算方法

石化企業(yè)二氧化碳排放總量＝直接二氧化碳排放總量＋間接二氧化碳排放總量，其中，直接二氧化碳排放總量＝固定源燃料燃燒直接排放量＋生產(chǎn)工藝過程直接排放量，間接二氧化碳排放總量＝凈外購電力排放量＋凈外購熱力排放量。

典型的石化企業(yè)二氧化碳排放核算項(xiàng)目分類見表1。

表1 石化企業(yè)二氧化碳排放核算項(xiàng)目及核算方法

3 廣東省石化企業(yè)碳排放配額分配方法

廣東省石化企業(yè)配額為納入全國碳市場自備電廠配額、煤制氫裝置配額與其他裝置工序及配套工程配額之和。其中，納入全國碳市場自備電廠配額等于其排放量，煤制氫裝置采用歷史強(qiáng)度下降法分配配額，其他裝置工序及配套工程采用歷史排放法分配配額。計(jì)算公式如下：

企業(yè)配額＝納入全國碳市場自備電廠配額＋煤制氫裝置配額＋其他裝置工序及配套工程配額

3.1 納入全國碳市場自備電廠

納入全國碳市場自備電廠配額＝納入全國碳市場自備電廠排放量。納入全國碳市場自備電廠碳排放量對應(yīng)的免費(fèi)配額比例為100%；納入全國碳市場自備電廠排放量按照核算指南要求進(jìn)行計(jì)算。

3.2 煤制氫裝置

采用歷史強(qiáng)度下降法分配配額，煤制氫裝置配額＝裝置產(chǎn)出氫氣歷史平均碳排放強(qiáng)度×氫氣產(chǎn)量×年度下降系數(shù)。其中，歷史平均碳排放強(qiáng)度取企業(yè)前3 年正常年份的單位氫氣產(chǎn)量的平均碳排放量，其碳排放量包括煤制氫裝置產(chǎn)生的燃料燃燒直接排放、工藝過程直接排放及凈外購電力和熱力所導(dǎo)致的間接排放，單位為gCO2/t，年度下降系數(shù)為1。

3.3 其他裝置工序及配套工程

對于石化企業(yè)的其他裝置工序及配套工程，采用歷史排放法分配配額，其他裝置工序及配套工程配額＝歷史平均碳排放量×年度下降系數(shù)。其中，歷史平均碳排放量取企業(yè)前3 年正常年份的平均碳排放量，包括燃料燃燒直接排放、工藝過程直接排放及凈外購電力和熱力所導(dǎo)致的間接排放，不包括煤制氫裝置和納入全國碳市場自備電廠涉及的排放，年度下降系數(shù)為1。

4 討論與分析

4.1 核算方法

4.1.1 火炬燃燒產(chǎn)生的排放

石化企業(yè)的火炬燃燒可分為正常工況下的火炬氣燃燒及事故導(dǎo)致的火炬氣燃燒兩種。在生產(chǎn)裝置正常運(yùn)行時(shí)，由于物料不平衡或裝置中的設(shè)備、管道上的安全閥、泄壓閥、排放閥等在正常操作時(shí)，會(huì)有少量的可燃?xì)怏w排往火炬，這屬于正常工況下的火炬排放。如果遇到裝置開停車或者事故情況下會(huì)有大量的可燃?xì)怏w排往火炬，這屬于事故排放。石化企業(yè)并不都會(huì)對火炬氣進(jìn)行定期的檢測和分析，且事故導(dǎo)致的火炬氣燃燒一般無法具體監(jiān)測，直接獲取火炬氣流量數(shù)據(jù)非常困難，因此都按照燃料燃燒方法進(jìn)行計(jì)算并不十分合理。建議參考《中國石油化工企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南（試行）》，將正常火炬和事故火炬分開核算，其中正常火炬主要基于火炬氣流量和含碳量計(jì)算排放量，事故火炬燃燒量以事故設(shè)施通往火炬的平均氣體流量及事故持續(xù)時(shí)間為基礎(chǔ)進(jìn)行估算，并進(jìn)而估算事故導(dǎo)致的火炬氣燃燒排放量。

4.1.2 CFB 鍋爐使用的石灰石產(chǎn)生的排放

CFB 鍋爐使用的石灰石主要用于脫硫，目前核算指南對于該部分排放采用的是碳含量法，即根據(jù)石灰石中含碳量和石灰石消耗量去計(jì)算排放量。實(shí)際上，大部分企業(yè)對石灰石含碳量幾乎沒有實(shí)測，所以該方法適用性不是特別強(qiáng)。建議可以參考廣東省其他行業(yè)核算指南，如鋼鐵行業(yè)，采用排放因子法，根據(jù)石灰石消耗量、石灰石純度、石灰石二氧化碳排放因子直接計(jì)算，這樣既與其他行業(yè)保持一致，同時(shí)也能盡量滿足企業(yè)實(shí)測情況，計(jì)算結(jié)果更符合企業(yè)實(shí)際。

4.1.3 氧化瀝青

氧化瀝青裝置一般安裝在煉油生產(chǎn)系統(tǒng)，主要以減壓渣油為原料生產(chǎn)道路瀝青、建筑瀝青和專用瀝青。氧化瀝青可使瀝青聚合和穩(wěn)定化，增加瀝青用于鋪裹屋頂和墻面裝修的耐氣候性。建議增加氧化瀝青排放量核算方法，可考慮采用排放因子法，根據(jù)瀝青產(chǎn)量和瀝青氧化過程中二氧化碳排放因子進(jìn)行計(jì)算。

4.1.4 石油焦煅燒

石油焦煅燒是將石油精煉中產(chǎn)出的含油焦轉(zhuǎn)化成具有一定結(jié)構(gòu)的近乎純碳產(chǎn)品，煅燒的焦炭通常用來生產(chǎn)電解鋁工業(yè)的陽極。石油焦煅燒排放可采用碳平衡法，碳輸入為生焦，碳輸出為石油焦成品和石油焦粉塵。

4.1.5 特殊排放

核算指南核算范圍中包括特殊排放，主要指的是二氧化碳作為純物質(zhì)、產(chǎn)品的一部分或作為原料輸出企業(yè)之外，如供給其他企業(yè)制作碳酸飲料、干冰、滅火劑、制冷劑、實(shí)驗(yàn)氣體、食品溶劑、化工溶劑、化工原料、造紙工業(yè)原料等二氧化碳轉(zhuǎn)移活動(dòng)。但特殊排放僅報(bào)告不參與最終排放量的計(jì)算。在碳達(dá)峰碳中和政策背景下，企業(yè)對于二氧化碳回收利用會(huì)越來越多，因此有必要考慮將此部分排放納入總排放量的核算當(dāng)中。如廣東石化2 000 萬t/a 重油加工工程項(xiàng)目開工后，每年排出近200 萬t 工業(yè)二氧化碳?xì)狻V東石化擬將這些工業(yè)二氧化碳?xì)馔ㄟ^華南化工銷售分公司對外有償銷售，供應(yīng)給凱美特氣體股份有限公司。凱美特氣體股份有限公司自籌資金投資建設(shè)二氧化碳回收裝置，針對廣東石化提供的二氧化碳?xì)庾孕邢幚恚偭繛?4 萬t/a。

4.2 配額分配

由于石化企業(yè)工藝復(fù)雜，裝置數(shù)量較多，所以目前國內(nèi)其他試點(diǎn)市場對于石化行業(yè)配額分配方法以歷史法居多，個(gè)別試點(diǎn)如福建碳市場采用了歷史強(qiáng)度法。廣東碳市場建立初期就納入了石化企業(yè)，其碳排放配額分配方法一直采用歷史法。從2021 年度開始，煤制氫裝置采用歷史強(qiáng)度法，其他部分依舊采用歷史法。未來的配額分配，重點(diǎn)可以考慮2 個(gè)方向：一是參考鋼鐵行業(yè)配額分配，根據(jù)不同的工序分別制定配額分配方法，由歷史法向歷史強(qiáng)度法和基準(zhǔn)法逐步過渡。在石化工序里，煉油、乙烯等工序或裝置應(yīng)該是基礎(chǔ)條件相對較為成熟的，可以向歷史強(qiáng)度法甚至是基準(zhǔn)法方向靠攏。二是對于以煉油為主的企業(yè)，可考慮以原油加工量以及能量因素等去衡量企業(yè)碳排放水平，從而制定配額分配方法。相對應(yīng)的，如果更多工序采用歷史強(qiáng)度法或基準(zhǔn)法，在核算方法層面也需要更加完善，以對應(yīng)核算該工序的排放量。