張繼冰，喬小三

(鶴壁豐鶴發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 鶴壁 458008)

0 引言

2016年3月河南省對(duì)碳排放納入企業(yè)進(jìn)行了2013—2015年度的碳排放核查，2017年11月進(jìn)行了碳排放納入企業(yè)2016年度的碳排放核查。通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)核查人員溝通交流，大多數(shù)燃煤電廠未進(jìn)行入爐煤元素碳的實(shí)測(cè)工作，進(jìn)行碳排放量計(jì)算時(shí)，單位熱值含碳量和碳氧化率均采用《省級(jí)溫室氣體清單編制指南(試行)》提供的缺省值計(jì)算，同時(shí)文獻(xiàn)［1］也描述了電廠元素碳含量數(shù)據(jù)普遍缺失情況。由于入爐煤元素碳含量無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)而原煤燃燒碳排放計(jì)算中的單位熱值含碳量和碳氧化率均采用缺省值，燃煤碳排放因子即為缺省值。

《國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于做好2016、2017年度碳排放報(bào)告與核查及排放監(jiān)測(cè)計(jì)劃制定工作的通知》(發(fā)改辦氣候〔2017〕1989號(hào))附件3指出，從2018年起對(duì)燃煤?jiǎn)挝粺嶂岛剂亢吞佳趸嗜笔≈祵⒉扇「呦拗啤樘剿魅济旱奶寂欧帕坑捎谔寂欧乓蜃尤笔≈岛蛯?shí)測(cè)值而引起的差異，選定某電廠設(shè)計(jì)煤種、校核煤種，分別采用缺省值和實(shí)測(cè)值計(jì)算單位活動(dòng)水平的燃煤碳排放量，結(jié)果差異較大。分析了引起差異的影響因素，為發(fā)電企業(yè)應(yīng)對(duì)碳排放交易市場(chǎng)提供了參考。

1 原煤燃燒碳排放核算方法

根據(jù)《中國(guó)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(jiǎn)稱《指南》)，燃煤電廠原煤燃燒的碳排放量主要取決于原煤的燃燒量、低位發(fā)熱量、單位熱值的含碳量和碳氧化率，即

式中:E為原煤燃燒的碳排放量(以CO2計(jì))，t;AD為原煤的活動(dòng)水平，TJ;EF為原煤的排放因子，t/TJ。

原煤的活動(dòng)水平

原煤排放因子

式中:CC為原煤的單位熱值含碳量(以C計(jì))，t/TJ;OF為原煤的碳氧化率，%;C為原煤平均元素碳含量，%;Gz為爐渣產(chǎn)量，t;Cz為爐渣平均含碳量，%;Gh為飛灰產(chǎn)量，t;Ch為飛灰平均含碳量，%;ηc為除塵系統(tǒng)平均除塵效率，%。

通過(guò)《指南》中原煤燃燒碳排放計(jì)算公式可以看出，如果企業(yè)沒(méi)有原煤的元素碳含量實(shí)測(cè)值，則無(wú)法計(jì)算單位熱值含碳量和碳氧化率，進(jìn)而無(wú)法計(jì)算原煤的實(shí)際碳排放因子，只能采用缺省值進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)的碳排放因子數(shù)值即為碳排放因子缺省值。

2 碳排放量對(duì)比分析

為便于比較排放因子缺省值和實(shí)測(cè)值對(duì)碳排放量的影響，不同煤種選取相同的活動(dòng)水平。計(jì)算原煤燃燒碳排放量時(shí)，對(duì)于設(shè)計(jì)煤種、校核煤種的爐渣產(chǎn)量和飛灰產(chǎn)量采用DL/T 5142—2012《火力發(fā)電廠除灰設(shè)計(jì)規(guī)程》［3］中的方法進(jìn)行估算，鍋爐固體未完全燃燒的熱損失q4值按鍋爐廠提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，飛灰爐渣含碳量由q4設(shè)計(jì)值反推得到。

2．1 各計(jì)算參數(shù)

某電廠設(shè)計(jì)煤種、校核煤種各種參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 各煤種參數(shù)Tab．1 Parameters of various coal

活動(dòng)水平選取1 t標(biāo)準(zhǔn)煤熱值量，q4設(shè)計(jì)值為1．77%，電廠燃用煤種均屬于煙煤，單位熱值含碳量(以C計(jì))缺省值為26．18 t/TJ，碳氧化率缺省值為98．00%。

2．2 計(jì)算結(jié)果分析

根據(jù)《指南》和現(xiàn)行電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［3－4］，分別選取不同的參數(shù)采用缺省值計(jì)算碳排放量(以C計(jì))，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比可以得到以下結(jié)論。

表2 不同工況下各煤種碳排放量Tab．2 Carbon emissions of various coal under different working conditions t

(1)通過(guò)工況1發(fā)現(xiàn):無(wú)論任何煤種，在相同的活動(dòng)水平工況下，只要碳排放因子采取缺省值計(jì)算，得到的碳排放量是一樣的。

下面利用邊值關(guān)系和初始條件求解色散關(guān)系和待定系數(shù).將界面兩邊的電場(chǎng)、磁場(chǎng)用下標(biāo)1、2區(qū)別，對(duì)該模型而言，沒(méi)有自由電荷和自由電流，邊值關(guān)系為[15]：

(2)對(duì)比工況2和工況1:設(shè)計(jì)煤種碳排放量工況2高于工況1，主要是設(shè)計(jì)煤種計(jì)算得到的單位熱值含碳量為26．29t/TJ，高于單位熱值含碳量的缺省值26．18t/TJ;校核煤種碳排放量工況2低于工況1，主要是校核煤種計(jì)算得到的單位熱值含碳量為25．58 t/TJ，明顯低于單位熱值含碳量的缺省值26．18 t/TJ。

(3)對(duì)比工況3和工況2:設(shè)計(jì)煤種碳排放量工況3高于工況2，主要是設(shè)計(jì)煤種計(jì)算得到的碳氧化率為98．09%，高于碳氧化率的缺省值98．00%;校核煤種碳排放量工況3低于工況2，主要是校核煤種計(jì)算得到的碳氧化率為97．61%，明顯低于碳氧化率的缺省值98．00%。

(4)對(duì)比工況3和工況1:設(shè)計(jì)煤種碳排放量工況3高于工況1，主要是其單位熱值含碳量和碳氧化率均高于二者缺省值;校核煤種碳排放量工況3低于工況1，主要是其單位熱值含碳量和碳氧化率均低于二者缺省值。

通過(guò)對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)，原煤的元素碳含量是否采取實(shí)測(cè)值，對(duì)碳排放量會(huì)產(chǎn)生很大影響。目前，多數(shù)燃煤發(fā)電企業(yè)采用排放因子缺省值計(jì)算碳排放量，隨著全國(guó)碳市場(chǎng)的啟動(dòng)，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的強(qiáng)制要求，各企業(yè)的碳排放量會(huì)發(fā)生很大變化，應(yīng)引起燃煤發(fā)電企業(yè)的高度重視，提早制定合理的碳排放監(jiān)測(cè)計(jì)劃。

3 供電碳排放強(qiáng)度對(duì)比分析

依據(jù)第2部分的參數(shù)和計(jì)算結(jié)果，某電廠設(shè)計(jì)發(fā)電煤耗284 g/(kW·h)，假定機(jī)組在熱耗率驗(yàn)收工況(THA)各項(xiàng)參數(shù)均無(wú)變化，僅考慮煤質(zhì)中灰分、水分變化引起的發(fā)電煤耗變化［5］，廠用電率按6%計(jì)算，得到不同情況下的供電碳排放強(qiáng)度(以CO2計(jì))見(jiàn)表3。

表3 不同工況下的供電碳排放強(qiáng)度Tab．3 Carbon emission intensity of power supply under different working conditions g/(kW·h)

通過(guò)表3數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出:

(1)同一煤種，由于元素碳含量是否取實(shí)測(cè)值，會(huì)引起單位熱值含量及碳氧化率的取值不同，致使供電碳排放強(qiáng)度有明顯差異。

(2)碳排放因子采用缺省值計(jì)算時(shí)，2個(gè)煤種的碳排放量相同，但是供電碳排放強(qiáng)度有差異，主要原因是受煤質(zhì)影響，供電煤耗不相同。

(3)碳排放因子采用實(shí)測(cè)值計(jì)算時(shí)，2個(gè)煤種的碳排放強(qiáng)度差異較大，可見(jiàn)供電碳排放強(qiáng)度受煤種影響加大。

通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，碳排放計(jì)算參數(shù)值的選取和煤種對(duì)供電碳排放強(qiáng)度影響較大，應(yīng)引起燃煤發(fā)電企業(yè)的高度重視，制定合理的碳排放監(jiān)測(cè)計(jì)劃。

4 結(jié)論

隨著全國(guó)碳排放市場(chǎng)配額分配和履約的到來(lái)，燃煤發(fā)電企業(yè)應(yīng)做好碳排放的相關(guān)工作，準(zhǔn)確計(jì)算碳排放水平，把握碳排放交易市場(chǎng)的政策紅利。

(1)對(duì)于同一煤種，在相同活動(dòng)水平前提下，由于碳排放因子采用缺省值和實(shí)測(cè)值，碳排放量和供電碳排放強(qiáng)度有明顯差異，燃煤發(fā)電企業(yè)應(yīng)做好原煤元素碳含量的實(shí)測(cè)工作。

(2)校核煤種是比較理想的低碳煤種，考慮碳排放因素的影響可以優(yōu)先采用。

(3)近幾年的碳排放數(shù)據(jù)，多數(shù)燃煤發(fā)電企業(yè)依據(jù)碳排放因子缺省值計(jì)算得到，可以肯定與碳排放因子實(shí)測(cè)值有差異，企業(yè)應(yīng)正確認(rèn)識(shí)，制定合理的碳排放監(jiān)測(cè)計(jì)劃，做好碳排放計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)的建檔工作。