基于碳排放核查的火電廠碳資產(chǎn)管理應(yīng)用研究

孫林波

（上海優(yōu)咨環(huán)境科技有限公司，上海 201100）

1 引言

目前，電力行業(yè)的碳排放核算仍以核算法為準(zhǔn)，在線監(jiān)測法已開展試點(diǎn)。自2022年4月起，發(fā)電行業(yè)重點(diǎn)排放單位按《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南發(fā)電設(shè)施（2021年修訂版）》[1]（以下簡稱《核算指南（2021 修訂版）》）的要求開展核算核查。本文以某電廠一期兩臺(tái)（2×630 MW）機(jī)組2019年度的碳排放核查為例，依據(jù)《中國發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法和報(bào)告指南（試行）》[2]（以下簡稱《核算指南（試行）》）開展碳排放核算核查。

2 碳核算工作的程序和內(nèi)容

火電廠碳核算的具體工作程序和內(nèi)容見圖1。

圖1 工作程序

3 確定碳排放核算邊界和排放源

3.1 碳排放核算邊界確定

對于某電廠2019年度的溫室氣體排放核算邊界來說，以企業(yè)法人為界，包含廠區(qū)內(nèi)煙煤和柴油燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放、脫硫過程的碳排放、凈購入使用電力產(chǎn)生的碳排放，即1#和2#機(jī)組化石燃料燃燒排放量和購入電力產(chǎn)生的排放量。電廠廠界內(nèi)生活耗能導(dǎo)致的排放原則上不在核算范圍內(nèi)。

現(xiàn)場區(qū)域包括電廠一期（即本項(xiàng)目）和二期的所有設(shè)施，其中l(wèi)#和2#鍋爐、發(fā)電機(jī)組、脫硫設(shè)備、冷卻塔及其相關(guān)配套設(shè)備屬于電廠一期，也稱一廠，獨(dú)立核算；3#和4#鍋爐、發(fā)電機(jī)組、脫硫設(shè)備、冷卻塔及其相關(guān)配套設(shè)備屬于電廠二期，也稱二廠，且獨(dú)立核算；兩廠同在一個(gè)地理邊界內(nèi)，其他的所有設(shè)施包括煤場、水處理等區(qū)域均為共用，使用費(fèi)用各自獨(dú)立核算。

3.2 排放源確定

排放源及排放單位的設(shè)施邊界如表1所示。

表1 某電廠主要用能設(shè)施及能源種類

4 火電廠活動(dòng)水平數(shù)據(jù)和來源核查

根據(jù)火電廠的生產(chǎn)工藝核查活動(dòng)水平數(shù)據(jù)及來源，針對每一個(gè)排放因子的核算參數(shù)進(jìn)行核查，進(jìn)行核算邊界內(nèi)的碳排放核算，這既是整個(gè)碳核算核查的難點(diǎn)，也是重點(diǎn)。

4.1 主要的生產(chǎn)工藝

火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程就是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程，即燃料化學(xué)能（鍋爐燃燒）→熱能（爐內(nèi)傳熱）→機(jī)械能（汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)）→電能（發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)）。整個(gè)發(fā)電機(jī)組由鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)三大主機(jī)及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成。煤場的煤經(jīng)碎煤機(jī)處理后由輸煤系統(tǒng)皮帶輸送至煤倉間原煤斗，磨煤機(jī)研磨成煤粉，被一次風(fēng)攜帶至鍋爐各層燃燒器，噴入爐膛，產(chǎn)生高溫?zé)煔?。鍋爐內(nèi)的工質(zhì)（除鹽水）通過熱輻射、對流等形式吸收煙氣中的熱能，從不飽和水變?yōu)楦邷剡^熱蒸汽。具有一定能量的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸，對高壓缸轉(zhuǎn)子做功使之轉(zhuǎn)動(dòng)，具有一定動(dòng)能的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，最終以電流形式由發(fā)電機(jī)定子線圈輸出，經(jīng)主變送往輸電線路。汽機(jī)高壓缸的排汽進(jìn)入鍋爐的再熱器，吸收煙氣熱量之后再引入汽機(jī)中、低壓缸做功。低壓缸的排汽進(jìn)入凝汽器，凝結(jié)成水，再經(jīng)過水泵升壓，同時(shí)，經(jīng)過各級抽汽加熱器加熱、升溫，送入鍋爐，形成熱力循環(huán)。煤燃燒后，產(chǎn)生的灰、渣，通過除灰、除渣系統(tǒng)排放到灰場、渣場（部分被回收、綜合利用）。燃燒產(chǎn)生的煙氣由引風(fēng)機(jī)抽吸，通過選擇性催化還原法脫硝、電除塵器除塵、脫硫系統(tǒng)脫硫后排放到大氣。生產(chǎn)過程中的工質(zhì)（化學(xué)除鹽水），通過化學(xué)制水系統(tǒng)產(chǎn)生。整個(gè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水通過工業(yè)廢水系統(tǒng)處理合格后，回收再利用。

4.2 活動(dòng)水平數(shù)據(jù)和來源的核算核查

本項(xiàng)目對以下活動(dòng)數(shù)據(jù)按照規(guī)范開展日常監(jiān)測，原始數(shù)據(jù)來源均是直接計(jì)量、監(jiān)測獲得，均符合《核算指南（試行）》的要求，數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠。

4.2.1 化石燃料燃燒過程活動(dòng)水平數(shù)據(jù)的核查

活動(dòng)水平數(shù)據(jù)1：煙煤消耗量。入爐煤皮帶秤直接測量，并且皮帶秤每年由當(dāng)?shù)赜匈Y質(zhì)的計(jì)量測試鑒定部門校驗(yàn)。監(jiān)測頻次為連續(xù)監(jiān)測，每日記錄，按月匯總。按照100%的抽樣比例將《2019 火力機(jī)組月報(bào)表》和《2019 煤炭收耗存月報(bào)》進(jìn)行交叉核對，數(shù)據(jù)一致、真實(shí)、可信?；顒?dòng)水平數(shù)據(jù)2：煙煤低位發(fā)熱量。電廠化學(xué)專業(yè)煤分析室每日3 次取樣分析，月度總結(jié)形成《2019 火力機(jī)組月報(bào)表》。每班測量，取算術(shù)平均低位發(fā)熱量匯總成每日臺(tái)賬，填報(bào)到電廠內(nèi)部管理系統(tǒng)中，每月匯總。燃煤月平均低位發(fā)熱量采用日平均低位發(fā)熱量加權(quán)平均計(jì)算，其權(quán)重為每日燃煤消耗量；月平均低位發(fā)熱量采用月平均低位發(fā)熱量加權(quán)平均計(jì)算，其權(quán)重為每月燃煤消耗量。通過交叉核對，數(shù)據(jù)一致、真實(shí)、可靠?；顒?dòng)水平數(shù)據(jù)3：柴油消耗量。鍋爐點(diǎn)火用柴油每次消耗通過液位計(jì)計(jì)量，按月匯總形成《2019年火力機(jī)組月報(bào)表》，對鏟車等其他設(shè)施消耗柴油使用加油機(jī)計(jì)量，按月匯總形成《2019年柴油領(lǐng)用記錄》，一期、二期平攤移動(dòng)源消耗。消耗或領(lǐng)用柴油時(shí)監(jiān)測，每次記錄。對于機(jī)組用油來說，將《2019 火力機(jī)組月報(bào)表》中的1#機(jī)組和2#機(jī)組的合計(jì)用油量與《某電廠盤油表》中通過月初、月末結(jié)存量計(jì)算出的用油量進(jìn)行交叉核對，數(shù)據(jù)完全一致。移動(dòng)源柴油消耗無交叉核對。活動(dòng)水平數(shù)據(jù)4：柴油低位發(fā)熱量。這一活動(dòng)數(shù)據(jù)采用《核算指南（試行）》中附錄二的表2-1 柴油低位發(fā)熱量缺省值42.652 GJ/t 進(jìn)行核算，采用該數(shù)據(jù)合理。

4.2.2 脫硫過程活動(dòng)水平數(shù)據(jù)的核查

活動(dòng)水平數(shù)據(jù)5：石灰石消耗量。石灰石購進(jìn)每批通過電子汽車衡直接測量，消耗量通過每月盤庫形成《2019年脫硫》，汽車衡每年由當(dāng)?shù)赜匈Y質(zhì)的計(jì)量測試鑒定部門校驗(yàn)。將《2019年脫硫》中一期和二期的合計(jì)消耗量的合計(jì)值與《2019年石灰石粉到貨記錄表》中的合計(jì)使用量進(jìn)行交叉核對，數(shù)據(jù)基本一致，二者僅相差0.99 t，核查后認(rèn)為該誤差是可以接受的?；顒?dòng)水平數(shù)據(jù)6：石灰石碳酸鹽含量。該數(shù)據(jù)采用《核算指南（試行）》中脫硫劑中碳酸鹽含量的缺省值90%進(jìn)行核算。

4.2.3 凈購入電量消費(fèi)活動(dòng)水平數(shù)據(jù)的核查

活動(dòng)水平數(shù)據(jù)7：凈購入電力。該活動(dòng)數(shù)據(jù)由供電公司的結(jié)算電表（主表和副表）連續(xù)測量，由供電公司負(fù)責(zé)維護(hù)校驗(yàn)，灰場電表由供電公司統(tǒng)一管理。將《2019年購入電量統(tǒng)計(jì)表》《電廠灰場電費(fèi)》中每月網(wǎng)購電量與《2019 電力結(jié)算單》中的對應(yīng)月份網(wǎng)購電量進(jìn)行交叉核對，數(shù)據(jù)一致，核查后認(rèn)為凈購入電量數(shù)據(jù)真實(shí)可信。

5 排放因子和計(jì)算系數(shù)數(shù)據(jù)及來源的核查

5.1 燃煤的單位熱值含碳量

排放因子和計(jì)算系數(shù)1：燃煤的單位熱值含碳量。單位熱值含碳量數(shù)據(jù)由燃煤的含碳量和低位熱值計(jì)算而得。CC煤=C煤/NCV煤。式中，CC煤為燃煤月平均單位熱值含碳量，tC/GJ；C煤為月平均收到基碳元素含量，tC/t；NCV煤為燃煤的月平均低位發(fā)熱量，kJ/kg。電廠方委托省級有資質(zhì)的第三方實(shí)驗(yàn)室每月監(jiān)測燃煤的干燥基碳元素含量，煤樣每天采集，每月混合樣品縮分后送樣監(jiān)測，按月記錄匯總。入爐煤全水由電廠自測，收到基碳元素含量由干燥基碳元素含量和入爐煤全水計(jì)算而得。收到基碳元素含量=干燥基碳元素含量×（1-全水%）。C煤為收到基碳元素含量，元素碳含量的具體測量標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T 476—2008《煤中碳和氫的測定方法》的要求，入爐煤縮分樣品的制備符合GB 474—2008《煤樣的制備方法》的要求。經(jīng)核對，燃煤的單位熱值含碳量數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠、正確，第三方檢測數(shù)據(jù)真實(shí)可信。

5.2 燃煤的碳氧化率

排放因子和計(jì)算系數(shù)2：燃煤的碳氧化率。OF煤=1-。式中，OF煤為燃煤的碳氧化率，%；G渣為全年的爐渣產(chǎn)量，t；C渣為爐渣的平均含碳量，%；G灰為全年的飛灰產(chǎn)量，t；C灰為飛灰的平均含碳量，%；η除塵為除塵系統(tǒng)平均除塵效率，%；FC煤——燃煤的年消耗量，t；NCV煤為燃煤的平均低位發(fā)熱值，kJ/kg；CC煤為燃煤年單位熱值含碳量，tC/TJ。煙煤碳氧化率數(shù)據(jù)的核對見表2。

表2 煙煤碳氧化率的核查

FC煤、NCV煤和CC煤分別取上述已知實(shí)測數(shù)據(jù)；η除塵數(shù)據(jù)來源于有資質(zhì)第三方監(jiān)測報(bào)告；G渣、G灰數(shù)據(jù)由地磅稱量實(shí)測；C渣和C灰為爐渣和飛灰中的碳元素含量，數(shù)據(jù)由電廠方每月實(shí)測。每天采集，每月監(jiān)測一次，按月匯總。經(jīng)核對，數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠、正確，且符合《核算指南（試行）》要求。

5.3 柴油的單位熱值含碳量

排放因子和計(jì)算系數(shù)3：柴油的單位熱值含碳量。柴油的單位熱值含碳量采用《核算指南（試行）》中的缺省值0.0202tC/GJ。

5.4 柴油的碳氧化率

排放因子和計(jì)算系數(shù)4：柴油的碳氧化率。柴油的碳氧化率采用《核算指南（試行）》中的缺省值98%。

5.5 石灰石脫硫的排放因子

排放因子和計(jì)算系數(shù)5：石灰石脫硫的排放因子。石灰石脫硫的排放因子數(shù)據(jù)采用《核算指南（試行）》中的缺省值0.440 tCO2/t。

5.6 脫硫過程的轉(zhuǎn)化率

排放因子和計(jì)算系數(shù)6：脫硫過程的轉(zhuǎn)化率。脫硫過程的轉(zhuǎn)化率采用《核算指南（試行）》中的缺省值100%。

5.7 凈購入電力排放因子

排放因子和計(jì)算系數(shù)7：凈購入電力排放因子。該電廠采用國家發(fā)布的某區(qū)域電網(wǎng)平均排放因子0.703 5 tCO2/MWh。

綜上所述，上述排放因子和計(jì)算系數(shù)數(shù)據(jù)及其來源合理、可信，符合《核算指南（試行）》的要求。通過對該電廠2019年度的碳排放核算核查工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行分析梳理，得出結(jié)論：該電廠的排放監(jiān)測和排放數(shù)據(jù)管理規(guī)范。

6 火電企業(yè)碳資產(chǎn)管理工作重點(diǎn)

部分電力企業(yè)疏于對數(shù)據(jù)監(jiān)測的管理，有些數(shù)據(jù)沒有得到監(jiān)測而不得不選用高限值，使最終的碳排放核算失真，為后續(xù)的碳配額交易帶來很大的缺口。部分企業(yè)誤認(rèn)為發(fā)電行業(yè)沿用試點(diǎn)碳市場的“歷史法”分配配額，故將2019年燃煤數(shù)據(jù)以高限值計(jì)算，試圖提高“未來配額”。以某電廠為例，由于未重視2019年排放數(shù)據(jù)的管理，導(dǎo)致當(dāng)年配額缺口增大40 萬噸，缺乏合理的數(shù)據(jù)監(jiān)測管理。因此，碳排放數(shù)據(jù)的監(jiān)測和規(guī)范管理是碳資產(chǎn)管理的重中之重，也是根本和基礎(chǔ)。

6.1 制定年度碳排放監(jiān)測計(jì)劃

電力企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)碳排放數(shù)據(jù)管理，需要制定年度的碳排放監(jiān)測計(jì)劃，這是保證碳排放數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提。下文以某電廠碳排放年度監(jiān)測計(jì)劃[3]中燃料之一煙煤的監(jiān)測為例進(jìn)行說明。某電廠的燃料種類A 為煙煤，主要監(jiān)測因子有：消耗量、低位發(fā)熱量、單位熱值含碳量。這3 個(gè)監(jiān)測因子都要求實(shí)測值，因此，其監(jiān)測頻次和對應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備的校驗(yàn)頻次詳見表3，這是監(jiān)測計(jì)劃的關(guān)鍵點(diǎn)。

表3 某電廠燃料種類A 煙煤的碳排放監(jiān)測計(jì)劃

6.2 加強(qiáng)相關(guān)人員的碳減排知識(shí)培訓(xùn)

對電力行業(yè)來說，碳資產(chǎn)如果管理不當(dāng)，可能導(dǎo)致碳資產(chǎn)的流失，增加企業(yè)運(yùn)營成本，降低企業(yè)在碳市場的競爭力，對企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展不利。因此，企業(yè)必須重視碳資產(chǎn)管理，應(yīng)開展針對碳資產(chǎn)管理相關(guān)人員的專業(yè)培訓(xùn)。

6.3 明確火電廠碳資產(chǎn)管理的核心工作

火電廠為開展規(guī)范的碳資產(chǎn)管理[4]，需要開展碳排放數(shù)據(jù)的監(jiān)測和核算工作，摸清企業(yè)“碳家底”。對各活動(dòng)數(shù)據(jù)和排放因子數(shù)據(jù)來源開展實(shí)測，取得真實(shí)、可信的數(shù)據(jù)，開展監(jiān)測與分析，積極配合第三方核查碳排放核算報(bào)告，進(jìn)行碳配額、碳資產(chǎn)管理，合理合法開展碳配額交易，并做好碳交易管理。

發(fā)電企業(yè)只有掌握真實(shí)、可靠的碳排放數(shù)據(jù)，才能在后期實(shí)時(shí)跟蹤碳市場變化，積極完成碳配額履約，并參與市場交易，利用現(xiàn)有資源和市場波動(dòng)獲取額外的交易收益，優(yōu)化增值業(yè)務(wù)，挖掘碳資產(chǎn)金融屬性，根據(jù)抵消機(jī)制，開發(fā)綠色能源（中國自愿減排項(xiàng)目CCER）并核準(zhǔn)抵消量，降低履約成本，獲得碳減排的收益。長期的碳資產(chǎn)管理幫助火電企業(yè)在行業(yè)內(nèi)探索新技術(shù)，從技術(shù)上探索碳減排路徑，為行業(yè)進(jìn)一步降碳開辟新的盈利渠道。

7 結(jié)論與建議

綜上所述，電力行業(yè)涉及的碳排放資產(chǎn)管理需得到認(rèn)真對待，開展規(guī)范的碳排放監(jiān)測與分析，獲取真實(shí)、可信的碳排放數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)管理，只有這樣才能更好地完成碳配額履約。企業(yè)應(yīng)積極開發(fā)綠色能源抵消碳排放，降低履約成本，獲得碳減排的收益。從長遠(yuǎn)看，火電廠規(guī)范碳排放數(shù)據(jù)監(jiān)測和管理對企業(yè)的碳資產(chǎn)管理具有重要的意義。