加油站碳排放核算和“零碳”實現(xiàn)路徑研究

中國石化銷售股份有限公司江蘇石油分公司 石冬梅

一、前言

2020年9月22日，習近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！弊鳛槭澜绲诙蠼?jīng)濟體和最大的發(fā)展中國家，中國當前仍處于工業(yè)化和城市化發(fā)展中后期，能源總需求一定時期內(nèi)還會增長。從碳達峰到碳中和，發(fā)達國家有60-70年的過渡期，而中國只有30年的時間。這意味著，中國溫室氣體減排的難度和力度都要比發(fā)達國家大得多。過去的15年里，中國通過積極推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、推進重點行業(yè)節(jié)能減排、努力發(fā)展清潔能源等措施，累計減排二氧化碳617億噸，相當于減排32.5%,2019年中國碳強度較2005年下降48.1%。2020年12月12日，習近平主席在氣候雄心峰會上宣布“到2030年，中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上”。這意味著必須從既有減排路徑轉(zhuǎn)換到更快減排的新路徑上，對各領(lǐng)域能源轉(zhuǎn)型和環(huán)境治理提出了更高要求?！吨袊佑驼拘袠I(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》顯示，截至2019年，我國加油站數(shù)量為106556座，主要分為國企、民營、外企三大類。國企加油站以“三桶油”為代表，中石化有3萬多座加油站，中石油有2.2萬座加油站，中海油有800多座加油站，“三桶油”約占全國加油站數(shù)量的55%左右。10萬座加油站年溫室氣體排放總量相當于639.3萬噸二氧化碳，研究加油站的碳排放規(guī)律和碳中和實現(xiàn)路徑，對推動整個成品油銷售系統(tǒng)“零碳”轉(zhuǎn)型具有較強的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。本文從分析中石化江蘇某加油站碳排放規(guī)律為切入點，對加油站實現(xiàn)“零碳”路徑進行研究。

二、江蘇某加油站概況

該加油站年成品油銷量5000t，有30m3雙層油罐4只、24槍加油機4臺、16槍加油機2臺。管理和工作人員10名，24小時運營，全年運營365天。建有小食堂和司機之家等生活設(shè)施。站區(qū)實施雨污分流，雨水接入市政管網(wǎng)，洗車廢水、地面沖洗水和初期雨水經(jīng)隔油沉淀池處理后與生活污水一起接入市政污水處理廠。建有加油、卸油油氣回收系統(tǒng)和在線監(jiān)測系統(tǒng)。

三、溫室氣體排放邊界和排放源測算

（一）排放邊界

根據(jù)《工業(yè)其他行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》（發(fā)改辦氣候〔2015〕1722號），報告主體應(yīng)以獨立法人企業(yè)或視同法人的獨立核算單位為企業(yè)邊界，核算和報告在運營上受其控制的所有生產(chǎn)設(shè)施產(chǎn)生的溫室氣體排放。加油站為報告主體，設(shè)施范圍包括基本生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)以及直接為生產(chǎn)服務(wù)的附屬生產(chǎn)系統(tǒng)?；旧a(chǎn)系統(tǒng)包括加油機、儲罐、油氣回收系統(tǒng)、信息控制系統(tǒng)等，輔助生產(chǎn)系統(tǒng)包括站區(qū)內(nèi)的供電、供水、制冷、儀表、倉庫等，附屬生產(chǎn)系統(tǒng)包括站區(qū)內(nèi)為生產(chǎn)經(jīng)營服務(wù)的部門或單位，如職工食堂等。

（二）排放源和氣體種類

依據(jù)《工業(yè)其他行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》（見表1），結(jié)合加油站的特點，制定加油站溫室氣體排放源和排放量核算表。對于那些監(jiān)測成本較高、不確定性較大且貢獻細微（排放量占企業(yè)總排放量的比例<1%）的排放源，本文不予以考慮。

表1 溫室氣體排放源和排放量核算表

（1）化石燃料燃燒CO2排放，主要指加油站公務(wù)車、油品運輸車、發(fā)電機、通勤車等因化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2排放，加油站不涉及公務(wù)車、通勤車、發(fā)電機的使用。（2）企業(yè)凈購入電力的隱含CO2排放，下節(jié)將具體計算。（3）涉及的CO2滅火器的排放，因本站上年度CO2滅火器未出現(xiàn)泄漏或使用，未產(chǎn)生排放，因此本文不考慮。（4）CH4和含氟類溫室氣體逃逸排放，包括空調(diào)、冰箱、冰柜、化糞池、工業(yè)廢水等造成的CH4和含氟類溫室氣體，因目前仍無更加確定的測量和核算方法，且排放量占比極小，本文暫不考慮。

（三）計算依據(jù)

1.計算公式

企業(yè)凈購入的電力隱含的CO2排放按公式（1）計算：

ECCO2-凈電=AD電力×EF電力（1）

式中，

ECCO2-凈電凈電為企業(yè)凈購入電力隱含的CO2排放量，單位為噸CO2；

AD電力為企業(yè)凈購入的電力消費量，單位為兆瓦時（MWh）；

EF電力為電力供應(yīng)的CO2排放因子，單位為噸CO2/MWh。

2.活動水平數(shù)據(jù)的監(jiān)測和獲取

企業(yè)凈購入的電力消費量以企業(yè)和電網(wǎng)公司結(jié)算的電表讀數(shù)或企業(yè)能源消費臺賬或統(tǒng)計數(shù)據(jù)為依據(jù)，等于購入電量與外供電量的凈差。

3.排放因子的選擇

根據(jù)《中國外購電溫室氣體排放因子研究》（見表2），2016年華東區(qū)域電網(wǎng)二氧化碳排放因子為613gCO2/KWh（0.613噸/MWh）。

表2 2016年各區(qū)域電網(wǎng)CO2排放因子匯總

（四）本站凈購入電力隱含CO2排放量

本站電費開票記錄卡數(shù)據(jù)顯示，該站2020年度電力消費量為99.02兆瓦時。帶入公式（1），計算本站凈購入電力CO2排放量：ECCO2-凈電=AD電力×EF電力=99.02MWh×0.613噸/MWh=60.7噸CO2。

式中，

AD電力=99.02MWh；

EF電力=0.613噸/MWh

從計算可知，本站2020年度凈購入電力CO2排放量為60.7噸。

四、“零碳”加油站實現(xiàn)路徑研究

（一）策略

從第三節(jié)排放源分析可知，加油站的碳排放環(huán)節(jié)集中在外購電力，加油站“零碳”排放路徑可從外購電力二氧化碳的抵消進行考慮。加油站外購電力抵消最直接有效的方式是安裝分布式光伏發(fā)電，以清潔電力“自發(fā)自用”來中和二氧化碳排放。

（二）分布式光伏發(fā)電應(yīng)用可行性

江蘇省太陽總輻射、日照時數(shù)的分布形勢大致是由北至南減弱，北部地區(qū)的年均總輻射量為5034MJ/m2，標準光照下年均日照時間為4.13h，根據(jù)《太陽能資源評估方法》（QXT89-2018）為資源Ⅲ類地區(qū)，年發(fā)電小時數(shù)約為1250h。光照充足，無霜期長，氣溫適宜，降雨量較多，無風沙影響，有利于組件及整個光伏系統(tǒng)運行，適宜建設(shè)光伏發(fā)電項目。

（三）“零碳”目標下光伏設(shè)計

（1）設(shè)計依據(jù)。依據(jù)《建筑太陽能光伏系統(tǒng)設(shè)計與安裝》（10J908-5），光伏系統(tǒng)主要包括光伏組件、光伏接線箱、并網(wǎng)逆變器、儲能裝置及充電控制裝置、電能表和顯示電能相關(guān)參數(shù)的儀表組成。太陽能電池分為硅系太陽能電池（單晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜）、多元化合物薄膜太陽能電池，單晶硅、多晶硅太陽電池由于制造技術(shù)成熟、產(chǎn)品性能穩(wěn)定、使用壽命長、光電轉(zhuǎn)化效率相對較高的特點，被廣泛應(yīng)用于大型并網(wǎng)光伏電站項目。由于單晶硅組件的光電轉(zhuǎn)化效率高于多晶硅組件，成為主流產(chǎn)品，單位面積單晶硅組件的安裝功率為144.9W/m2。（2）光伏裝機容量設(shè)計。根據(jù)第三節(jié)的計算，該站2020年的電力消費量為99.02兆瓦時，該地區(qū)年發(fā)電小時數(shù)為1252小時，按照單晶硅組件安裝功率設(shè)計標準144.9W/m2進行計算，全部抵消該站外購電力需按照光伏裝機功率為：需發(fā)電裝機容量KW=99.02兆瓦*1000/1252h=79.09KW。全部利用屋頂安裝，至少需要的屋頂面積545.8m2，考慮到光伏組件壽命周期內(nèi)功率衰減，應(yīng)適當增加裝機容量。該站經(jīng)過設(shè)計，最大化利用現(xiàn)有屋頂、雨棚上方等區(qū)域，設(shè)計裝機容量122.5KWp，在系統(tǒng)運行期年發(fā)電量不低于128.8兆瓦，25年壽命周期內(nèi)累計發(fā)電總數(shù)不低于3520兆瓦。（3）“零碳”目標實現(xiàn)。該站通過光伏發(fā)電可實現(xiàn)的CO2減排量為：ECCO2-凈電=AD電力×EF電力=128.8*0.613=78.9噸CO2。上節(jié)計算該站2020年的CO2排放量為60.7噸CO2。通過應(yīng)用光伏發(fā)電，實現(xiàn)該站“零碳”排放，同時額外貢獻出18.7噸CO2的減排量。

五、結(jié)束語

（一）不確定性分析

因二氧化碳滅火器的排放總量占比較小，本文未考慮，也未包括空調(diào)、冰箱、冰柜等造成的含氟類溫室氣體排放的研究。若考慮以上不確定性，本研究的結(jié)果需在結(jié)合加油站溫室氣體無組織排放檢測的基礎(chǔ)上，確定加油站溫室氣體排放核算技術(shù)指南等標準，方可完成更進一步的研究。

（二）“零碳”加油站可行性

本文通過對江蘇某加油站2020年碳排放邊界、清單和排放量的計算，綜合評估加油站分布式光伏發(fā)電可利用建筑物資源，可以實現(xiàn)加油站凈購電力隱含二氧化碳排放的抵消，有條件實現(xiàn)碳中和。未來，結(jié)合加油站新改擴建工程，考慮光伏雨棚的承重設(shè)計后，輔助加油站站房等屋頂面積，加油站“零碳”排放路徑可行。