邵媛

(華電國際電力股份有限公司 技術(shù)服務(wù)中心，濟南 250014)

0 引言

國家于2015年開展2013—2015年火電行業(yè)碳盤查，掌握了火電行業(yè)的碳排放水平，并于2017年5月下發(fā)了《電力行業(yè)碳交易市場配額分配方案(討論稿)》，計劃于2017年開展全國碳排放交易，而碳排放數(shù)據(jù)是碳排放交易的基礎(chǔ)。對于火電企業(yè)，碳排放數(shù)據(jù)涉及化石燃料燃燒排放活動水平、排放因子、燃料消耗量、低位發(fā)熱量、單位熱值含碳量、碳氧化率等相當多的數(shù)據(jù)，如何從這么多的數(shù)據(jù)中選擇最優(yōu)數(shù)據(jù)，以及如何從根本上降低碳排放強度是火電企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)管理的重點。

1 碳排放量管理

通過對燃煤機組燃煤、燃油、脫硫、凈購入電力生成二氧化碳分別進行核算，得到二氧化碳排放比例，見表1。

表1 燃煤機組各環(huán)節(jié)二氧化碳生成比例 %

從表1可以看出，99%以上的二氧化碳是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的[1]，因此，本節(jié)主要考慮燃煤參數(shù)對碳排放量的影響。根據(jù)《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)》(以下簡稱《指南》)要求，發(fā)電企業(yè)產(chǎn)生的碳排放量計算公式為[2]

E=FC×NCV×EF，

(1)

EF=CC×OF×44/12 ，

(2)

CC=C/NCV，

(3)

(4)

式中：E為燃煤產(chǎn)生的二氧化碳排放量，t；FC為燃煤量，t；NCV為燃煤的平均低位發(fā)熱量，kJ/kg；EF為燃煤排放因子，tCO2/TJ；CC為燃煤月平均單位熱值含碳量，tC/TJ；OF為燃煤的碳氧化率，%；C為燃煤的月平均元素碳含量，%；G渣，G灰分別為全年的爐渣、飛灰產(chǎn)量，t；C渣，C灰分別為爐渣、飛灰的平均含碳量，%；η除塵為除塵效率，%。

碳排放量主要由以下幾個監(jiān)測參數(shù)決定[3]：燃煤量(皮帶秤計量得到)、燃煤碳元素含量(可每日測量通過加權(quán)平均得到月均值，也可測量月縮分后的煤樣直接得到)、碳氧化率(可直接測量，也可采用缺省值)、爐渣產(chǎn)量和爐渣含碳量、飛灰產(chǎn)量和飛灰含碳量、其他燃料碳排放量、凈購入電力。

數(shù)據(jù)管理的過程是選擇最優(yōu)數(shù)據(jù)的過程，在不改變實際情況的條件下，使碳排放量最小，配額量最大，為企業(yè)爭取利益。統(tǒng)計碳排放量時，在參數(shù)選取中容易出現(xiàn)以下幾點錯誤。

1.1 碳氧化率選取錯誤

根據(jù)《指南》要求，燃煤的碳氧化率可以采用實測值，也可以采用《指南》推薦值，但如果要用實測值，企業(yè)需要對灰渣量、含碳量、除塵效率等進行監(jiān)測。由式(1)～(4)可以看出，燃煤碳氧化率越高，排放的二氧化碳量越多，因此僅就計算碳排放量來說，碳氧化率越低越好，當監(jiān)測的碳氧化率高于默認值(98.00%)時，可以考慮選擇默認值。某電廠碳氧化率選取情況見表2，該電廠2015年度核查采用飛灰、爐渣的銷售量代替產(chǎn)量計算碳氧化率，計算出的碳氧化率為99.88%，比默認值98.00%高出許多，究其原因是灰渣銷售量和實際產(chǎn)生量的偏差較大，這種情況就應該采用默認值計算。

1.2 對產(chǎn)量的定義不明確

根據(jù)要求，對于純發(fā)電企業(yè)，供電量=發(fā)電量-廠用電量；對于熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，供電量=發(fā)電量-發(fā)電廠用電量。將供電量當做上網(wǎng)電量或熱電聯(lián)產(chǎn)機組將供電量當做“發(fā)電量-綜合廠用電量”進行計算，都會導致供電量減少，影響配額分配。如某電廠2015年供電量統(tǒng)計偏差59 913.89 MW·h，按供熱比0.042計算，配額分配減少約5萬t，假設(shè)市場上配額價格為40元/t，直接造成廠里經(jīng)濟損失200萬元。具體情況見表3。

表2 碳氧化率選取錯誤

表3 產(chǎn)量數(shù)值選取錯誤

表4 平均低位發(fā)熱量選取不當

1.3 分機組參數(shù)與全廠綜合值選取不當

分機組的熱值、單位熱值含碳量、碳氧化率等參數(shù)，理論上如果企業(yè)實現(xiàn)了分開監(jiān)測，應優(yōu)先使用分機組監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果沒有分開監(jiān)測，則用全廠綜合值。某電廠平均低位發(fā)熱量選取見表4，該電廠有分機組監(jiān)測數(shù)據(jù)，但實際采用的是全廠綜合熱值，這種取值方法導致全廠總排放量增多。

1.4 其他問題

出現(xiàn)的其他問題有機組類型填寫不正確、凈購入電力填寫不正確、電網(wǎng)排放因子取值不正確、生產(chǎn)用油與移動源用油未區(qū)分等，這些問題都會導致碳排放量統(tǒng)計出現(xiàn)錯誤，在碳排放統(tǒng)計過程中，《指南》明確的參數(shù)要嚴格按照《指南》選取，《指南》未明確的地方可根據(jù)實際情況選擇有利于企業(yè)的參數(shù)。

2 碳排放配額的管理

這里的管理分兩部分，一部分是發(fā)放的配額怎么管理，一部分是怎么通過數(shù)據(jù)報送爭取更多的配額。由于前一部分主要涉及交易的問題，在這里不進行詳細說明，主要說明后一部分。

配額是國家發(fā)展和改革委員會通過一定規(guī)則發(fā)放給企業(yè)的，目前國家電力行業(yè)碳排放分配方法已經(jīng)出臺。影響碳排放配額分配的幾個關(guān)鍵參數(shù)是：分配基準值，由機組類型決定(主要是裝機容量和壓力參數(shù))，裝機容量越大，基準值越小，壓力參數(shù)越高，基準值越?。还╇娏?；供熱量[4]。

《全國碳交易市場配額分配方案(討論稿)》制定的分配方案如下：配額分配總量=供電配額總量+供熱配額總量，其中供電配額總量=供電量×排放基準×冷卻方式修正系數(shù)×供熱量修正系數(shù)×燃料熱值修正系數(shù)。排放基準根據(jù)壓力、機組容量和燃料類型分了11個類型，各類型有不同的排放基準值。冷卻方式修正系數(shù)和燃料熱值修正系數(shù)對于絕大部分機組來說，都是固定的，唯一變化的是供熱量修正系數(shù)。燃煤電廠供熱量修正系數(shù)為1-0.25×供熱比，可以看出，供熱比會影響供電配額分配量。

2.1 同一機組煤耗拆分對供電碳排放配額的影響

根據(jù)DL/T 904—2015《火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟指標計算方法》要求，熱電聯(lián)產(chǎn)機組的供熱比可以根據(jù)供熱量/(主蒸汽流量×主蒸汽焓-鍋爐給水流量×鍋爐給水焓)計算，也可以按照(供熱煤耗×供熱量)/(供熱煤耗×供熱量+供電煤耗×供電量)計算，但由于前一種方法不方便計量，絕大部分還是根據(jù)后一種方法計算供熱比。因此，總煤量、供電量、供熱量一定，主要是供熱煤耗和供電煤耗的分攤影響碳配額的分配。目前，供熱煤耗一般認定為40 g/(kW·h)左右，剩下的煤耗由供電承擔，這種拆分方法相當于熱電聯(lián)產(chǎn)效率提高的部分讓利給供電，供熱量越大的機組供電煤耗就越低，導致供電排放強度就越低，當實際供熱煤耗比認定的低時，降低的煤耗歸了供電，這會導致供熱比增加，配額量減少。以某臺機組為例計算，該機組實際供熱煤耗約為36 g/(kW·h)，但仍認定供熱煤耗為40 g/(kW·h)，最終導致2013—2015年配額總量減少10 737 t。具體情況見表5。

表5 煤耗拆分對供電碳配額的影響計算

注：“認定”指按認定供熱煤耗核算，“實際”指按實際供熱煤耗核算。

從表5中可以得出結(jié)論：(1)當實際計算的供熱煤耗比認定的小時，供熱煤耗按低計，供熱比會降低，對配額分配更有利；(2)供熱煤耗按低計，則供電煤耗會增加，供電碳排放強度也會增加；(3)供熱量越多，供熱比越高，按照供熱煤耗低計算比原計算減少的供熱比更多，相應配額分配會更多，因此供熱量多的機組更應注意煤耗的拆分；(4)同一臺機組，供電量相差不多，供熱量增加，供熱比增加，供電碳排放強度及供熱碳排放強度均增加。

2.2 不同機組供電煤耗拆分對供電碳排放配額的影響

目前，電廠經(jīng)常存在機組耗煤量未分爐計量的情況，一般來說，供熱部分的煤耗由供熱全部承擔，剩下的煤耗分別拆分到熱電聯(lián)產(chǎn)機組和純發(fā)電機組。以某2臺330 MW機組(一臺為熱電聯(lián)產(chǎn)(#3機組)、一臺為純發(fā)電機組(#4機組))為例，研究在總煤耗量確定的情況下如何拆分機組煤耗對配額分配更有利。未分攤與分攤給#3機組3 g，10 g供電煤耗對供電碳排放配額的影響見表6。

從表6中可以得出結(jié)論：(1)供電煤耗拆分到熱電聯(lián)產(chǎn)機組越多，供熱比越低，有利于總體獲得越多的配額；(2)供電煤耗拆分到熱電聯(lián)產(chǎn)機組多，會導致熱電聯(lián)產(chǎn)機組供電碳排放強度增加，純發(fā)電機組供電碳排放強度降低；(3)供電煤耗的拆分對配額影響并不是很大，當拆分給熱電聯(lián)產(chǎn)機組的供電煤耗增加10 g時，熱電聯(lián)產(chǎn)機組配額僅增加400多t，純發(fā)電機組不增加，主要原因是10 g的供電煤耗占比較少，對配額影響也較小。

火電企業(yè)的機組類型、供電量和供熱量確定后，實際上只有供熱比變化會影響企業(yè)的碳配額，而主要是供電、供熱煤耗在一定程度上影響供熱比的大小，本節(jié)通過對同一機組供電、供熱煤耗的拆分，以及不同機組供電煤耗拆分對供電碳排放配額影響的數(shù)據(jù)挖掘，指導企業(yè)如何對機組煤耗進行拆分才能獲得更多的碳配額。

3 影響碳排放強度的關(guān)鍵參數(shù)

降低機組碳排放水平的關(guān)鍵是降低單位產(chǎn)量下的碳排放強度，通過分析一定周期內(nèi)機組碳排放強度變化，并分析煤耗、供熱比對碳排放強度的影響，進一步指導企業(yè)進行優(yōu)化調(diào)整或升級改造。

3.1 煤耗對碳排放強度的影響

表6 不同機組供電煤耗拆分對供電碳排放配額的影響

通過對13臺300 MW級熱電聯(lián)產(chǎn)機組2016年供電碳排放數(shù)據(jù)及供電煤耗的跟蹤分析，得出供電碳排放強度和供電煤耗的關(guān)系趨勢如圖1所示。由圖1可以看出，供電碳排放強度與供電煤耗趨勢基本一致，第11臺機組供電碳排放強度最低，其供電煤耗也最低，因此，降低供電碳排放強度的關(guān)鍵在于采取運行優(yōu)化或節(jié)能改造措施提高機組降耗水平。

圖1 供電碳排放強度和供電煤耗的關(guān)系趨勢

3.2 供熱比對碳排放強度的影響

通過對該13臺機組2016年供電碳排放數(shù)據(jù)及熱電比的跟蹤分析，供電碳排放強度和供熱比的關(guān)系趨勢如圖2所示。由圖2可以看出，供電碳排放強度與供熱比趨勢是相反的，即供熱比越高，供電排放強度越低，說明供熱改造或提高機組供熱量對于降低機組碳排放強度、降低機組能耗是有利的。

圖2 供電碳排放強度和供熱比的關(guān)系趨勢

降低煤耗或提高供熱比都會降低機組碳排放強度，在產(chǎn)量(供電量或供熱量)一定的情況下，碳排放強度越低，碳排放量越小，在碳交易市場中企業(yè)越處于有利的地位，因此，采取措施降低煤耗或提高供熱比，才是提高企業(yè)核心競爭力的有效手段[5]。

4 結(jié)束語

國家開展碳排放交易的最終目的是減緩因二氧化碳排放導致的全球變暖，全國統(tǒng)一碳交易市場后，隨著政府對碳配額逐漸收緊，碳價將會逐步上升，公司配額總量也會逐步降低，配額富余企業(yè)也可能成為短缺企業(yè)，導致公司需要付出更多成本購買配額。碳交易并不能改變企業(yè)二氧化碳排放總量，從長期看，無論是配額富余企業(yè)還是短缺企業(yè)，均應考慮通過降低能耗水平來達到減排目的，才能降低碳交易風險，使企業(yè)保持競爭力。

參考文獻：

[1]邵媛,張貫廷.發(fā)電企業(yè)碳資產(chǎn)情況分析與碳資產(chǎn)管理建議[J].電力科技與環(huán)保,2016,32(6):43-45.

[2]燕百強,史向峰,張禮興.發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法實例[J].節(jié)能與環(huán)保,2017(2):58-60.

[3]蔡宇,李保衛(wèi),胡澤春,等.燃煤機組碳排放指標計算及影響因素分析[J].電網(wǎng)技術(shù), 2013,37(5):1185-1189.

[4]徐國群,楊光俊,凌曉鳳,等.發(fā)電企業(yè)應對碳減排及碳配額制管理策略探討[J].環(huán)境與發(fā)展,2017(9):218-219.

[5]霍沫霖,韓新陽,單葆國.中國電力工業(yè)碳排放強度影響因素實證分析[J].中國電力, 2013,46(12):122-126.