焦化企業(yè)溫室氣體排放核算方法實(shí)例解析

段慧，高山

（山西焦煤碳資產(chǎn)管理有限公司，太原 030024）

引言

目前，全球氣候變化對(duì)人類生存的威脅日益嚴(yán)峻，氣候變化問題已成為國(guó)際社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)，也是人類面臨的共同挑戰(zhàn)之一。積極應(yīng)對(duì)氣候變化，采取有效的減排措施，已成為國(guó)際社會(huì)的廣泛共識(shí)。山西省是全球最大的焦炭生產(chǎn)基地，焦化行業(yè)作為傳統(tǒng)的資源消耗型產(chǎn)業(yè)，是山西省的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，也是溫室氣體排放的重點(diǎn)行業(yè)。近幾十年來(lái)，焦化行業(yè)在為山西省創(chuàng)造GDP的同時(shí)，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(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)將正式啟動(dòng)，其內(nèi)涵在于通過市場(chǎng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型低碳發(fā)展。全國(guó)碳市場(chǎng)啟動(dòng)后，碳排放將成為企業(yè)發(fā)展的限制性指標(biāo)。焦化行業(yè)雖然不在第一階段納入的行業(yè)之內(nèi)，但作為典型能源型工業(yè)，未來(lái)勢(shì)必納入全國(guó)碳市場(chǎng)。焦化行業(yè)溫室氣體排放核算是焦化行業(yè)參與全國(guó)碳市場(chǎng)的基礎(chǔ)，開展焦化企業(yè)的溫室氣體核算方法研究具有現(xiàn)實(shí)意義。本文以某典型化產(chǎn)回收型焦化企業(yè)為案例，對(duì)其溫室氣體排放進(jìn)行了實(shí)例解析，并就焦化行業(yè)溫室氣體排放核算提出了相關(guān)建議。

1 焦化企業(yè)溫室氣體排放核算方法現(xiàn)狀

2013年10月，為逐步建立碳排放交易市場(chǎng)，國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)氣候司發(fā)布了10個(gè)重點(diǎn)行業(yè)溫室氣體核算的方法和報(bào)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(dú)立焦化企業(yè)溫室氣體排放核算方法，參考IPCC（聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)）《國(guó)家溫室氣體清單指南》，國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)氣候司于2015年初發(fā)布了《中國(guó)獨(dú)立焦化企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南（試行）》（下稱《指南》），為我國(guó)獨(dú)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(gè)行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南已轉(zhuǎn)化為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外發(fā)布，但焦化行業(yè)核算指南至今并未轉(zhuǎn)化為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可見，關(guān)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(jù)《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(chǎn)過程溫室氣體排放以及外購(gòu)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(chǎn)品生產(chǎn)過程，則還應(yīng)核算其生產(chǎn)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?fàn)t燃燒室燃燒焦?fàn)t煤氣產(chǎn)生的排放，此外還可能涉及化產(chǎn)管式爐、蒸汽鍋爐、煤氣預(yù)熱器等設(shè)備的煤氣燃燒排放。廠內(nèi)機(jī)械設(shè)備、運(yùn)輸車輛對(duì)于汽油、柴油的消耗，也在溫室氣體排放核算范圍之內(nèi)。

（2）工業(yè)生產(chǎn)過程排放

焦化生產(chǎn)過程排放主要是指在煉焦生產(chǎn)過程中由于荒煤氣點(diǎn)火、放散等原因?qū)е碌臏厥覛怏w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(fèi)的隱含排放

焦化生產(chǎn)需從電網(wǎng)購(gòu)入電力，同時(shí)，有些焦化企業(yè)可能涉及從其他單位購(gòu)入蒸汽用于生產(chǎn)，這些外購(gòu)的電力、熱力在其生產(chǎn)過程中都會(huì)導(dǎo)致溫室氣體排放，因此，在核算溫室氣體排放時(shí)需將這部分間接導(dǎo)致的排放考慮進(jìn)來(lái)。

需要注意的是，若焦化企業(yè)回收二氧化碳作為生產(chǎn)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(jù)《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?fàn)t及化產(chǎn)回收系統(tǒng)、蒸汽鍋爐、供水、機(jī)修、化驗(yàn)、廠內(nèi)運(yùn)輸?shù)容o助生產(chǎn)系統(tǒng)及職工食堂、浴室等廠內(nèi)附屬設(shè)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(jù)《指南》要求，常規(guī)化產(chǎn)回收型焦?fàn)t化石燃料燃燒二氧化碳排放按照公式①計(jì)算：

式中：

ECO2-燃燒為報(bào)告主體常規(guī)機(jī)焦?fàn)t（半焦?fàn)t）燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；

ADi為進(jìn)入常規(guī)機(jī)焦?fàn)t（半焦?fàn)t）燃燒室的各個(gè)燃?xì)馄贩Ni（包括焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等）的消費(fèi)量，單位為萬(wàn)標(biāo)立方米（104Nm3）；

CCi為燃?xì)馄贩Ni的含碳量，單位為噸碳每萬(wàn)標(biāo)立方米（tC/104Nm3）；

OFi為燃料品種i的碳氧化率，以%表示；

i為燃?xì)馄贩N類型代號(hào)。

3.2 工業(yè)生產(chǎn)過程排放核算方法

根據(jù)《指南》要求，常規(guī)化產(chǎn)回收型焦?fàn)t工業(yè)生產(chǎn)過程二氧化碳排放按照公式②計(jì)算：

式中：

ECO2-過程為焦化生產(chǎn)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(chǎn)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?fàn)t煤氣總產(chǎn)量（包括焦?fàn)t、管式爐、鍋爐等廠內(nèi)設(shè)施對(duì)自產(chǎn)煤氣的消耗量），單位為萬(wàn)Nm3；

CCCOG為焦?fàn)t煤氣含碳量，單位為tC/萬(wàn)Nm3；

COBp為第p類化產(chǎn)回收副產(chǎn)品產(chǎn)量，單位為t；

CCp為第p類化產(chǎn)回收副產(chǎn)品含碳量，單位為tC/t；

p為化產(chǎn)回收副產(chǎn)品種類（包括焦油、粗苯、輕苯等含碳副產(chǎn)品）。

3.3 二次能源消費(fèi)隱含排放核算方法

根據(jù)《指南》要求，二次能源消費(fèi)隱含排放按照公式③計(jì)算：

式中：

ECO2-隱含為電力、熱力消費(fèi)所間接引起的隱含二氧化碳排放量，單位為t；

AD電力消費(fèi)為電力消費(fèi)量，單位為MWh；

EF電力為電力消費(fèi)的二氧化碳排放因子，單位為tCO2/MWh；

AD熱力消費(fèi)為熱力消費(fèi)量（包括蒸汽、熱水等），單位為GJ；

EF熱力為熱力消費(fèi)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(chǎn)回收型焦化企業(yè)（下稱焦化企業(yè)A）為例，對(duì)其溫室氣體排放進(jìn)行了實(shí)際測(cè)算，測(cè)算結(jié)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(chǎn)，同時(shí)回收焦油、粗苯等化學(xué)產(chǎn)品作為副產(chǎn)品出售，不涉及其他化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程。焦化企業(yè)A從電網(wǎng)外購(gòu)電力用于生產(chǎn)，熱力生產(chǎn)自給自足，蒸氣不外購(gòu)、不外供。核算邊界包括焦化企業(yè)A的各組焦?fàn)t及化產(chǎn)回收系統(tǒng)、蒸氣鍋爐、供水、機(jī)修、化驗(yàn)、廠內(nèi)運(yùn)輸?shù)容o助生產(chǎn)系統(tǒng)及職工食堂、浴室等廠內(nèi)附屬設(shè)施。

4.2 活動(dòng)水平數(shù)據(jù)來(lái)源

（1）化石燃料燃燒活動(dòng)水平數(shù)據(jù)來(lái)源

焦化企業(yè)A化石燃料燃燒主要是各類燃燒設(shè)施對(duì)于焦?fàn)t煤氣的消費(fèi)，此外還包括廠內(nèi)機(jī)械、車輛對(duì)于汽油、柴油的消費(fèi)。其活動(dòng)水平數(shù)據(jù)來(lái)源如表1所示。

表1 化石燃料燃燒的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)來(lái)源

（2）工業(yè)生產(chǎn)過程活動(dòng)水平數(shù)據(jù)來(lái)源

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

表2 工業(yè)生產(chǎn)過程活動(dòng)水平數(shù)據(jù)來(lái)源

（3）二次能源消費(fèi)活動(dòng)水平數(shù)據(jù)

焦化企業(yè)A二次能源消費(fèi)溫室氣體排放只需核算外購(gòu)電力的間接排放。該企業(yè)所用的電力全部從電網(wǎng)購(gòu)買，不存在發(fā)電上網(wǎng)過程。因此，其外購(gòu)電力活動(dòng)水平數(shù)據(jù)即電力購(gòu)入量，來(lái)源于其生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)臺(tái)賬。

4.3 排放因子數(shù)據(jù)來(lái)源

（1）化石燃料燃燒排放因子數(shù)據(jù)來(lái)源

化石燃料燃燒排放測(cè)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(jīng)實(shí)地調(diào)研，焦化企業(yè)A沒有單位熱值含碳量和碳氧化率的測(cè)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(shù)據(jù)來(lái)源

（2）工業(yè)生產(chǎn)過程排放因子數(shù)據(jù)來(lái)源

工業(yè)生產(chǎn)過程排放測(cè)算所需的排放因子主要是各類含碳物料的碳含量。經(jīng)實(shí)地調(diào)研，焦化企業(yè)A沒有相關(guān)物料的碳含量分析測(cè)定，因此只能采用熱值和單位熱值含碳量相乘的方法計(jì)算，同時(shí)單位熱值含碳量也沒有測(cè)定，只可采用《指南》缺省值。具體情況如表4。

表4 焦化生產(chǎn)過程排放因子數(shù)據(jù)來(lái)源

（3）二次能源消費(fèi)排放因子

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

4.4 核算結(jié)果

經(jīng)核算，焦化企業(yè)A化石燃料燃燒溫室氣體排放量為81萬(wàn)噸二氧化碳；凈購(gòu)入電力隱含排放為24萬(wàn)噸二氧化碳。需要注意的是，焦化企業(yè)A工業(yè)生產(chǎn)過程排放結(jié)果為負(fù)值，屬于不合理現(xiàn)象。筆者對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算過程進(jìn)行了嚴(yán)密檢查，確定非計(jì)算錯(cuò)誤。分析出現(xiàn)負(fù)值的原因，主要是由于焦化企業(yè)A數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)體系不完善，工業(yè)生產(chǎn)過程排放計(jì)算過程中采用了大量的缺省值，而缺省值與物料的實(shí)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(dǎo)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(jì)算結(jié)果出現(xiàn)負(fù)值?？梢姡鶕?jù)目前《指南》的數(shù)據(jù)要求，焦化企業(yè)A的數(shù)據(jù)質(zhì)量難以滿足核算方法需求。

5 結(jié)語(yǔ)

焦化行業(yè)雖然未列入2017年首批參與碳排放權(quán)交易的行業(yè)，但由于其屬于高耗能行業(yè)，未來(lái)必定會(huì)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(shù)水平低、節(jié)能低碳意識(shí)薄弱等問題。企業(yè)應(yīng)未雨綢繆，切實(shí)采取行動(dòng)和措施，積極應(yīng)對(duì)碳減排工作，建立完善的定期碳排放數(shù)據(jù)核算與報(bào)告制度，提高企業(yè)的數(shù)據(jù)管理質(zhì)量，有利于在碳交易市場(chǎng)中取得交易決策主動(dòng)權(quán)。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(cè)計(jì)劃、搭建信息化碳排放管理平臺(tái)、加強(qiáng)全員的低碳能力建設(shè)等。通過多途徑有效提升焦化企業(yè)碳排放管理水平，為實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)奠定良好基礎(chǔ)。