建設項目環(huán)境影響評價中溫室氣體排放核算方法
——以火電項目為例

吳藝楠，李冬，趙芳，唐微，孟沖

生態(tài)環(huán)境部環(huán)境發(fā)展中心

氣候變化目前已經(jīng)成為人類面臨的全球性挑戰(zhàn)之一[1]，國內(nèi)外眾多研究[2-6]表明，環(huán)境影響評價制度作為我國源頭預防的基礎性制度，可以充分發(fā)揮對溫室氣體排放的管控作用。為實現(xiàn)碳達峰碳中和目標，推動實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效，生態(tài)環(huán)境部2021 年1 月出臺《關于統(tǒng)籌和加強應對氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護相關工作的指導意見》（環(huán)綜合〔2021〕4 號），要求推動將氣候變化影響納入環(huán)境影響評價（簡稱環(huán)評），2021 年11 月《中共中央 國務院關于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》中進一步明確將溫室氣體管控納入環(huán)評管理。2021 年7 月，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關于開展重點行業(yè)建設項目碳排放環(huán)境影響評價試點的通知》（環(huán)辦環(huán)評函〔2021〕346 號），組織開展了9 個省（市）200 余個重點行業(yè)建設項目碳排放環(huán)評試點工作，提出開展建設項目碳排放環(huán)評技術體系建設，構(gòu)建基于碳排放節(jié)點的建設項目能源活動、工藝過程碳排放量核算方法。

溫室氣體排放量核算是開展溫室氣體管控、量化溫室氣體排放水平、衡量溫室氣體減排的前提，但目前我國溫室氣體排放核算標準規(guī)范尚不健全[7]。溫室氣體排放的核算方法主要包括排放因子法、物料衡算法和實測法。排放因子法是指通過獲取排放源的活動數(shù)據(jù)及對應的碳排放系數(shù)核算碳排放量的方法?；顒訑?shù)據(jù)可以是燃料消耗量、原料投入量、產(chǎn)品輸出量等，用以量化某行為的活動水平。碳排放系數(shù)是指單位活動水平的碳排放量，可以包括1 種碳排放氣體，也可以是不同溫室氣體轉(zhuǎn)換成的二氧化碳當量。物料衡算法是基于生產(chǎn)系統(tǒng)中輸入輸出物料質(zhì)量守恒建立的核算方法。實測法是指通過科學合理的采樣分析，獲取某排放源具有代表性的煙氣流量及各污染物排放濃度，進而核算污染物排放量的方法[8]。受制于技術難度及技術普及程度，我國現(xiàn)階段在核算溫室氣體排放時極少使用實測法。國內(nèi)外針對省份[9]、行業(yè)[10-11]、企業(yè)[12-15]層面溫室氣體排放核算方法和標準開展了一系列研究，初步建立了溫室氣體排放環(huán)評評價方法體系[16]，為了更好地將現(xiàn)行溫室氣體排放核算方法納入建設項目環(huán)評，需系統(tǒng)梳理現(xiàn)行溫室氣體排放核算方法，分析其在環(huán)評過程中的適用性，以期為推動將溫室氣體管控納入建設項目環(huán)評管理提供技術支撐。

1 我國現(xiàn)行主要行業(yè)、企業(yè)溫室氣體排放核算體系梳理

近年由于不同管理需求，國家發(fā)展和改革委員會、生態(tài)環(huán)境部等相關部委借鑒國際經(jīng)驗，以排放因子法和物料衡算法為基礎，陸續(xù)出臺了行業(yè)、企業(yè)的溫室氣體排放核算方法標準和指南。筆者通過系統(tǒng)梳理和分析相關標準和指南后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有方法應用在環(huán)評制度中尚存在一定問題，因此以火電行業(yè)為例，提出了火電建設項目環(huán)評碳排放核算方法，技術路線見圖1。

圖1 技術路線Fig.1 Technical roadmap

1.1 行業(yè)溫室氣體清單編制核算方法

2013—2015 年，國家發(fā)展和改革委員會為有效落實《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》提出的建立完善溫室氣體統(tǒng)計核算制度，逐步建立碳排放交易市場的目標，加快構(gòu)建國家、地方、企業(yè)三級溫室氣體排放核算工作體系，先后印發(fā)了24 個行業(yè)的碳排放核算指南（簡稱《行業(yè)指南》），涵蓋發(fā)電，電網(wǎng)，鋼鐵，電解鋁，化工，鎂冶煉，平板玻璃，水泥，陶瓷，石油化工，焦化，煤炭生產(chǎn)，石油和天然氣生產(chǎn)，氟化工，工業(yè)其他行業(yè)，公共建筑運營，礦山，陸上交通運輸，食品、煙草及酒，飲料和精制茶，造紙和紙制品生產(chǎn)，其他有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)，電子設備制造，機械設備制造等行業(yè)類別。

2015—2018 年，國家標準化管理委員會出臺“1+12”碳排放核算標準，包括1 個《工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算和報告通則》及發(fā)電、電網(wǎng)、化工、鋼鐵、鋁冶煉、鎂冶煉、平板玻璃、水泥、陶瓷、民航、煤炭生產(chǎn)和紡織服裝12 個重點行業(yè)的《溫室氣體排放核算方法與報告要求》（簡稱《行業(yè)標準》）。

《行業(yè)標準》是對《行業(yè)指南》執(zhí)行效力的升級，二者計算體系保持一致。覆蓋行業(yè)方面，《行業(yè)標準》中除紡織服裝企業(yè)外，其他行業(yè)均在《行業(yè)指南》之列?！缎袠I(yè)指南》和《行業(yè)標準》均以企業(yè)法人為核算邊界（即包括主要生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)等）核算燃料燃燒、生產(chǎn)過程、調(diào)入調(diào)出電力熱力等范圍的溫室氣體排放，核算因子為6 種溫室氣體?！缎袠I(yè)指南》和《行業(yè)標準》結(jié)合行業(yè)的溫室氣體排放特點，提供了排放因子法或物料衡算法。同時，二者皆把燃料、生產(chǎn)原料的實際排放特性納入考慮，細化了參與溫室氣體排放量計算的特性參數(shù)（如燃料元素碳含量、碳氧化率、低位發(fā)熱量、物料純度等），并建議企業(yè)使用實測值，或使用推薦的缺省值。

1.2 配合碳排放權(quán)交易市場的溫室氣體核算方法

2021 年7 月，全國碳排放權(quán)交易市場正式啟動。根據(jù)《關于做好2022 年企業(yè)溫室氣體排放報告管理相關重點工作的通知》（環(huán)辦氣候函〔2022〕111號），納入市場的發(fā)電行業(yè)企業(yè)需按照生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南 發(fā)電設施（2022 年修訂版）》（簡稱《發(fā)電設施指南》）要求，以設施為邊界核算年度化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳直接排放和購入使用電力產(chǎn)生的間接排放，核算因子僅為二氧化碳。與《中國發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》和《工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算和報告 發(fā)電企業(yè)》相同，在核算化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量時，《發(fā)電設施指南》要求排放因子優(yōu)先根據(jù)燃料特性參數(shù)（如燃煤的單位熱值含碳量、元素碳含量、低位發(fā)熱量）的實測值進行測算，或使用《發(fā)電設施指南》規(guī)定的缺省值。

綜上，根據(jù)不同管理需求和應用目的，現(xiàn)行溫室氣體排放量核算方法在管理層次、核算邊界、核算范圍、核算溫室氣體種類和計算方法等方面存在差異，相關對比見表1。

表1 現(xiàn)行溫室氣體排放核算體系對比一覽Table 1 List of comparison of existing GHG emissions accounting systems

2 現(xiàn)行核算方法在環(huán)評制度中應用差異

現(xiàn)行溫室氣體排放核算方法主要用于現(xiàn)狀企業(yè)碳排放量核算，環(huán)評主要測算新建項目，現(xiàn)行溫室氣體排放核算方法直接應用于環(huán)評尚有困難，存在無法準確獲取核算參數(shù)、推薦缺省值有誤差等問題。建設項目環(huán)評的對象是單一項目，而同一企業(yè)法人下可能同時存在多個項目，現(xiàn)行溫室氣體排放核算邊界主要為企業(yè)法人邊界或設施邊界，和項目環(huán)評的評價對象不完全一致，因此現(xiàn)行指南和標準中的核算邊界難以直接用于環(huán)評。

2.1 現(xiàn)行指南和標準間部分參數(shù)缺省值存在差異

各指南和標準出臺年份不同，數(shù)據(jù)取值來源不同，管理要求不同，提供的部分參數(shù)缺省值不同。例如，發(fā)電行業(yè)《行業(yè)指南》《行業(yè)標準》《發(fā)電設施指南》中消耗燃料同為焦爐煤氣時，不同指南和標準間低位發(fā)熱值和單位熱值含碳量各不相同，《行業(yè)指南》中焦爐煤氣平均低位發(fā)熱值和單位熱值含碳量分別為127.26～179.81 GJ/(104Nm3)和13.58 t/TJ，《行業(yè)標準》中分別為179.81 GJ/(104Nm3)和13.58 t/TJ，《發(fā)電設施指南》中分別為173.54 GJ/(104Nm3)和12.1 t/TJ。

另外，計算外購電力碳排放時需使用的電網(wǎng)排放因子參數(shù)也存在差異，詳見表2。在計算耗電量較大項目的碳排放量時，采用不同因子計算結(jié)果將差異較大，以湖北電力建設項目碳排放計算為例，《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》（簡稱《省級指南》）中的華中區(qū)域排放因子為0.801 kg/(kW·h)，根據(jù)國家應對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心發(fā)布的數(shù)據(jù)，2012 年的華中區(qū)域排放因子為0.525 7 kg/(kW·h)，2012 年湖北 平均排 放因子 為0.352 6 kg/(kW·h)，《發(fā)電設施指南》排放因子為0.581 0 t/(MW·h)，最大計算偏差可達1 倍以上。因此，為統(tǒng)一評價基準，在建設項目環(huán)評碳排放核算中需要明確選取計算參數(shù)的標準和原則。

表2 現(xiàn)行電網(wǎng)排放因子對比一覽Table 2 Comparison list of current power grid emission factors

2.2 環(huán)評階段無法準確獲得各指南和標準中要求的核算溫室氣體排放量計算參數(shù)

《行業(yè)標準》《行業(yè)指南》《發(fā)電設施指南》中采用的活動水平數(shù)據(jù)（如化石燃料的消耗量和低位發(fā)熱量等指標）和排放因子數(shù)據(jù)（如單位熱值含碳量和碳氧化率等指標）均需通過實測獲得，在無實測條件時可利用缺省值。而在建設項目環(huán)評工作階段，此類參數(shù)主要來自可行性研究或工程設計報告中的工程設計數(shù)據(jù)，設計值與實測值存在一定偏差，會導致預測碳排放量不準確，對有效評價碳排放水平帶來挑戰(zhàn)。

2.3 碳排放環(huán)境影響評價核算邊界尚需進一步明確

無論是《行業(yè)標準》《行業(yè)指南》采用的企業(yè)法人邊界，還是《發(fā)電設施指南》采用的設備邊界的核算方法，直接應用于建設項目環(huán)評均會存在一定問題。一方面，同一個企業(yè)法人下可同時存在多個建設項目，采用企業(yè)法人邊界進行核算時，可能存在擬建項目、現(xiàn)狀項目輔助生產(chǎn)系統(tǒng)（如動力、供電、供水）和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)（如生產(chǎn)指揮系統(tǒng)）共用的情形，導致擬建項目碳排放核算邊界不清晰。此外，在項目環(huán)評階段核算輔助生產(chǎn)系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)碳排放是否必要也尚需論證。另一方面，采用設備邊界進行核算時，未考慮污染物末端處理設備（如脫硫、脫硝）環(huán)節(jié)的碳排放，不利于“減污降碳”措施的實施。因此，建設項目碳排放環(huán)評的核算邊界尚需進一步研究和明確。

3 火電項目環(huán)境影響評價碳排放核算

以上海、浙江、廣西、吉林、內(nèi)蒙古、新疆等地共100 家發(fā)電企業(yè)作為典型樣本，分析了不同邊界、范圍及計算參數(shù)下的二氧化碳排放量，選取企業(yè)碳排放量報告均通過省級生態(tài)環(huán)境主管部門核查，可看作企業(yè)實際排放量。樣本選取詳情見表3。

表3 火電項目樣本選取說明Table 3 Sample selection instructions for thermal power projects

3.1 核算邊界及碳排放源的確定

現(xiàn)行溫室氣體排放核算指南規(guī)定的核算邊界存在差異（圖2）?！缎袠I(yè)指南》和《行業(yè)標準》規(guī)定為企業(yè)法人邊界，主要涉及生產(chǎn)系統(tǒng)，包括主要生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)及附屬生產(chǎn)系統(tǒng)。核算范圍包括化石燃料燃燒的二氧化碳排放、脫硫過程（碳酸鹽分解）的二氧化碳排放和企業(yè)購入使用電力產(chǎn)生的二氧化碳排放等3 方面。其中化石燃料燃燒包括燃煤或燃氣發(fā)電煤或天然氣消耗，以及燃油消耗2 方面。《發(fā)電設施指南》規(guī)定為發(fā)電設施邊界，主要包括燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和脫硫脫硝等裝置的集合，但不包括廠區(qū)內(nèi)輔助生產(chǎn)系統(tǒng)以及附屬生產(chǎn)系統(tǒng)。核算范圍包括化石燃料燃燒的二氧化碳排放和企業(yè)購入使用電力產(chǎn)生的二氧化碳排放2 方面。從核算邊界來看，為便于后續(xù)銜接碳排放權(quán)交易管理，建議環(huán)評階段，采取與《發(fā)電設施指南》相一致的核算邊界，即發(fā)電設施邊界。

圖2 核算邊界示意Fig.2 Schematic diagram of accounting boundary

從納入考慮的碳排放源來看，通過統(tǒng)計100 家發(fā)電企業(yè)（包括96 家燃煤電廠和4 家燃氣電廠）溫室氣體排放核查報告數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，發(fā)電行業(yè)企業(yè)主要排放均來自化石燃料燃燒排放中的發(fā)電機組燃料消耗（即燃煤排放或燃氣排放），占比為93.5%～99.8%，平均占比達99.2%；脫硫過程（碳酸鹽分解）的二氧化碳排放占比為0～3.3%，平均為0.6%；企業(yè)購入使用電力排放占比為0～6.5%，平均為0.1%；化石燃料燃燒排放中的燃油排放（來自廠區(qū)內(nèi)叉車、鏟車、點火柴油等）、移動源排放等排放占比為0～1.4%，平均為0.1%。因此，建議在環(huán)評階段重點考慮化石燃料燃燒排放中的發(fā)電機組燃料消耗產(chǎn)生的碳排放，點火燃油消耗、移動源燃料消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放，脫硫過程（碳酸鹽分解）產(chǎn)生的二氧化碳排放與企業(yè)購入使用電力產(chǎn)生的二氧化碳排放可以忽略不計。

3.2 核算結(jié)果

現(xiàn)行指南中，火電行業(yè)化石燃料燃燒排放核算方法有2 種。一是依據(jù)《行業(yè)指南》《行業(yè)標準》進行核算（簡稱方法一），計算公式如下：

二氧化碳排放量=燃料消耗量×低位發(fā)熱量×單位熱值含碳量×碳氧化率×44/12

二是《發(fā)電設施指南》中新增的核算方法（簡稱方法二），計算公式如下：

二氧化碳排放量=燃料消耗量×元素碳含量×碳氧化率×44/12

2 種核算方法中，影響二氧化碳排放量的核算結(jié)果的主要參數(shù)包括碳氧化率、低位發(fā)熱量、單位熱值含碳量、元素碳含量。

碳氧化率從獲取途徑來看，該參數(shù)可由企業(yè)根據(jù)GB/T 212—2008《煤的工業(yè)分析方法》和DL/T 567.6—1995《飛灰和爐渣可燃物測定方法》的要求實測得到，也可采用缺省值，環(huán)評階段無法實際測量。從影響程度來看，根據(jù)火電企業(yè)碳排放核查報告統(tǒng)計結(jié)果，燃煤電廠碳氧化率均為98%～100%，燃氣電廠碳氧化率為99%左右，總體而言，碳氧化率參數(shù)的差異對溫室氣體排放量核算影響不大，建議在環(huán)評階段直接選用《發(fā)電設施指南》的缺省值，即99%。

元素碳含量從獲取途徑來看，該參數(shù)可依據(jù)GB/T 476—2008《煤中碳和氫的測定方法》、GB/T 31391—2015《煤的元素分析》等標準要求實測獲得，無缺省值，環(huán)評階段可以根據(jù)項目設計煤種實測得到。由于《發(fā)電設施指南》于2022 年3 月發(fā)布，本次研究樣本中尚無依據(jù)該參數(shù)核算二氧化碳排放量的企業(yè)。環(huán)評階段可采用方法二開展計算。

低位發(fā)熱量從獲取途徑來看，該參數(shù)可由企業(yè)根據(jù)GB/T 212—2008、DL/T 567.6—1995 和GB/T 11062—2020《天然氣發(fā)熱量、密度、相對密度和沃泊指數(shù)的計算方法》等標準要求實測獲得，也可采用缺省值，環(huán)評階段可以根據(jù)項目設計煤種實測得到。從影響程度來看，根據(jù)火電企業(yè)碳排放核查報告統(tǒng)計結(jié)果，100 家樣本企業(yè)中的所有燃煤電廠均采用實測值，取值為5.82～27.607 GJ/t（圖3），平均約為16.376 GJ/t，僅為缺省值（26.7 GJ/t）的61.33%，低位發(fā)熱量采用實測值或缺省值對二氧化碳排放量的核算結(jié)果影響較大。4 家燃氣電廠中有2 家低位發(fā)熱量為實測值，取值分別為340.13、342.19 GJ/(104Nm3)，分別較缺省值〔389.31 GJ/(104Nm3)〕低12.63%和12.10%，與缺省值間的差距較小。因此，如采用方法一開展核算，建議在環(huán)評階段盡量避免直接使用缺省值，優(yōu)先采用可研或設計文件中實測的平均低位發(fā)熱值。

圖3 樣本企業(yè)低位發(fā)熱量分布Fig.3 Low-level calorific value distribution of sample enterprises

單位熱值含碳量從獲取途徑來看，該參數(shù)可由已運行企業(yè)根據(jù)實測的元素碳含量和低位發(fā)熱值計算得出，也可采用缺省值，環(huán)評階段由于項目未運行無法準確測量該參數(shù)。從影響程度來看，燃煤電廠單位熱值含碳量實測值總體分布在0.025～0.030 t/GJ（圖4），其中有50 家采用缺省值，其余企業(yè)采用實測值，平均約為0.027 38 t/GJ，為缺省值（0.033 56 t/GJ）的81.59%。燃氣電廠單位熱值含碳量均采用缺省值。因此，如采用方法一進行計算，只能采用缺省值，可能會造成較大誤差。

圖4 樣本企業(yè)單位熱值含碳量取值分布Fig.4 Distribution of carbon content per unit calorific value of sample enterprises

為進一步分析方法一和方法二對于環(huán)評階段二氧化碳排放核算的適用性，選取4 家典型企業(yè)，基于環(huán)評報告中活動水平數(shù)據(jù)設置核算情景，分析不同參數(shù)條件下按照不同方法核算的溫室氣體排放量差異，結(jié)果見表4。從表4 可以看出，環(huán)評階段采用方法二核算二氧化碳結(jié)果較為準確，預估值與實測值的比值為1.00～1.09，即誤差不超過10%。采用方法一（低位發(fā)熱量采用環(huán)評實測值）時，預估值與實測值的比值為1.18～1.30，即誤差為18%～30%。采用方法一（均采用缺省值）時，會導致預估值過大，與實測值的比值為1.66～1.81，誤差為66%～81%。因此，建議在火電行業(yè)溫室氣體排放環(huán)評當中依據(jù)元素碳含量，采用方法二開展二氧化碳排放量的核算。

表4 典型企業(yè)化石燃料燃燒二氧化碳排放量計算結(jié)果匯總Table 4 Summary of calculation results of carbon dioxide emissions from fossil fuel combustion in typical enterprises

4 結(jié)論與建議

（1）各類溫室氣體排放量核算方法標準和指南在核算邊界、核算范圍、核算因子和計算方法上均有一定差異?，F(xiàn)行溫室氣體排放環(huán)評核算方法不能直接適用于建設項目環(huán)評工作，存在無法準確獲取核算參數(shù)、核算邊界不符合環(huán)評要求、推薦缺省值有誤差等問題。

（2）對于火電行業(yè)碳排放核算，基于元素碳含量核算二氧化碳排放量結(jié)果較為準確，誤差不超過10%，基于低位發(fā)熱量核算誤差達18%～30%，開展環(huán)評時建議基于元素碳含量開展核算。在二氧化碳排放核算邊界上，建議重點考慮發(fā)電機組燃料燃燒排放，忽略其他過程排放；在核算參數(shù)上，碳氧化率建議選取《發(fā)電設施指南》缺省值，燃煤電廠的燃料消耗量建議選用環(huán)評階段預估值，元素碳含量建議選用環(huán)評階段設計煤樣實測值，盡量避免使用《發(fā)電設施指南》低位發(fā)熱量和單位熱值含碳量的缺省值。