大唐蒲城（第二）發(fā)電有限責(zé)任公司 張群

一、引言

化石燃料燃燒不完全或者后續(xù)環(huán)保設(shè)備運(yùn)行不充分是導(dǎo)致碳排放增多的關(guān)鍵。本文基于筆者在大唐蒲城（第二）發(fā)電有限責(zé)任公司多年的工作經(jīng)驗(yàn)，在理論結(jié)合實(shí)際的前提下展開相關(guān)研究，對(duì)大型火電廠碳排放數(shù)據(jù)規(guī)范化管理措施探究提供建設(shè)性意見。

二、大型火電廠碳排放數(shù)據(jù)計(jì)算方法

2020年12月30日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《2019-2020年全國碳排放權(quán)交易配額總量設(shè)定與分配實(shí)施方案（發(fā)電行業(yè)）》《納入2019-2020年全國碳排放權(quán)交易配額管理的重點(diǎn)排放單位名單》的通知。根據(jù)《通知》，確定了2019年至2020年發(fā)電行業(yè)碳排放權(quán)分配實(shí)施方案。完全合格的以及使用混合生物質(zhì)熱的發(fā)電機(jī)組，不超過年平均水平的10%。

對(duì)于單一項(xiàng)目碳核算，首先要確定工廠核算限額。核算限額是根據(jù)發(fā)電廠的法人實(shí)體識(shí)別和計(jì)量限額內(nèi)所有生產(chǎn)設(shè)施產(chǎn)生的CO2排放量。CO2排放源包括化石燃料燃燒的排放、脫硫過程的排放以及從外部發(fā)電廠購買的電力的排放。其中，化石燃料包括發(fā)電用煤、鍋爐助燃燃料油（啟動(dòng)和燃燒穩(wěn)定）、工廠辦公車輛和生產(chǎn)車輛消耗的燃料。

脫硫過程：

CO2排放量=脫硫劑消耗量×碳酸鹽含量×排放因子×轉(zhuǎn)化率，例如，46446t=117287t×90%×0.44tCO2/t×100%

外購電力：

CO2排放量=外購電量×區(qū)域供電排放因子，例如

5968t=5955MWh×1.0021tCO2/MWh

排放合計(jì)：

企業(yè)總體排放=化石燃料燃燒的排放+脫硫排放+外購電力排放(計(jì)算)，例如

5999480t=5947000t+66t+46446t+5968t

其次，采用先進(jìn)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)，更方便的集成數(shù)據(jù)采集和微流控紅外氣體分析技術(shù)。首先，紅外光源發(fā)出的紅外光通過光刀進(jìn)入測(cè)量氣室。由CO2、CH4、N2O、CO等異質(zhì)原子組成的分子對(duì)紅外光有不同的吸收特性。如果測(cè)量氣室中存在上述氣體，則進(jìn)入測(cè)量。氣室中的一些紅外光將被吸收，未被吸收的紅外光將進(jìn)入檢測(cè)器。在紅外光的作用下，探測(cè)器前后室的氣體膨脹，由于膨脹差，前后室之間會(huì)產(chǎn)生小流量，微流控傳感器檢測(cè)到流量后，就會(huì)產(chǎn)生交流電壓信號(hào)，信號(hào)處理后得到實(shí)時(shí)氣體濃度。

三、大型火電廠碳排放數(shù)據(jù)管理方針和目標(biāo)

一般情況下，企業(yè)都會(huì)以“年度”為單位定期根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況制定出碳排放的數(shù)據(jù)管理政策和目標(biāo)，明確碳排放數(shù)據(jù)管理體系的范圍，及時(shí)將碳排放數(shù)據(jù)和碳排放監(jiān)測(cè)計(jì)算報(bào)送至明年，為后續(xù)氣體排放的核查工作提供依據(jù)、奠定基礎(chǔ)。在這個(gè)過程中，二氧化碳排放的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息若想得到客觀、正確、精準(zhǔn)的說明，就必須嚴(yán)格遵循相關(guān)性、一致性、精確性、透明性和真實(shí)性這五個(gè)基本原則。

溫室氣體排放數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和記錄是排放核算和核查的基礎(chǔ)。只有準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和記錄排放數(shù)據(jù)，才能保證排放計(jì)算的準(zhǔn)確性，避免因數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)或記錄錯(cuò)誤給企業(yè)帶來損失。

企業(yè)必須采取以下管理措施，確保碳排放數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性：(1)建立企業(yè)二氧化碳排放數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)管理體系。（2）建立企業(yè)碳核算和報(bào)告的規(guī)章制度，指定專人專職負(fù)責(zé)企業(yè)碳核算和報(bào)告。(3)建立企業(yè)二氧化碳排放單位和碳排放設(shè)備清單，選擇恰當(dāng)?shù)暮藢?shí)、計(jì)算方式，記錄備案。（4）建立健全二氧化碳排放量和能源消耗量核算記錄。（5）建立健全公司二氧化碳排放參數(shù)監(jiān)測(cè)計(jì)劃。對(duì)企業(yè)二氧化碳排放量影響較大的企業(yè)，如化石燃料發(fā)熱量低，應(yīng)根據(jù)需要定期監(jiān)測(cè)。（6）建立文件管理標(biāo)準(zhǔn)，保存和維護(hù)用于計(jì)算和報(bào)告二氧化碳排放量的文件和相關(guān)數(shù)據(jù)。

企業(yè)必須按照主管部門批準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)計(jì)劃收集和管理與二氧化碳排放有關(guān)的信息，并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)二氧化碳進(jìn)行量化、匯總和報(bào)告，計(jì)算二氧化碳排放量。企業(yè)二氧化碳排放量的計(jì)算以歷年為統(tǒng)計(jì)期，報(bào)告碳排放量時(shí)必須先確定報(bào)告年度。關(guān)于企業(yè)二氧化碳排放數(shù)據(jù)的相關(guān)報(bào)告的內(nèi)容必須要全面系統(tǒng)，比如要詳細(xì)說明公司基本信息，負(fù)責(zé)管理二氧化碳排放的人員和聯(lián)系人的信息，報(bào)告年份，公司二氧化碳排放的一般描述和范圍信息。二氧化碳排放報(bào)告包括與直接燃燒排放相關(guān)的信息，包括報(bào)告的活動(dòng)、燃料類型、用途、低熱值、碳含量等，以確定每次燃燒的二氧化碳排放因子和二氧化碳排放量。綜合用電及發(fā)電、供電、供熱等相關(guān)信息和其他需要報(bào)告的信息，如公司在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)采取的節(jié)能減碳措施、生產(chǎn)條件描述、數(shù)據(jù)收集過程、組織限制和統(tǒng)計(jì)期內(nèi)公司信息范圍等。當(dāng)上述相關(guān)信息發(fā)生重大變化時(shí)，應(yīng)制定新的監(jiān)測(cè)計(jì)劃。修改監(jiān)測(cè)計(jì)劃不會(huì)降低監(jiān)測(cè)要求。當(dāng)其他信息發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)保存完整的內(nèi)部記錄，以供核查機(jī)構(gòu)核查。

四、火電廠減少碳排放的有效措施

中國能源緊張，單位能耗使用占比高?；痣娮鳛槊旱V燃燒將熱能轉(zhuǎn)換為電能的廣泛運(yùn)用方式被不斷完善和改進(jìn)，但是基于功耗影響，相關(guān)的碳排放居高不下。而實(shí)現(xiàn)煤電精細(xì)核算下的成本和收益需要進(jìn)行能耗與碳排放的減排和節(jié)能。具體措施如下：

（1）根據(jù)長效政策，堅(jiān)持“上大壓小”的工作方針。中國以火電為主要電力供給方式的現(xiàn)狀不能在短時(shí)間內(nèi)改觀，那么火電燃煤必須進(jìn)行碳排放核對(duì)性反饋，在相關(guān)政策制約下協(xié)調(diào)發(fā)展，避免老舊技術(shù)和設(shè)備盲目擴(kuò)張，而減小這種火電廠碳排放的最佳方式即為“上大壓小”政策，根據(jù)動(dòng)力工程與工程熱物理熱機(jī)范疇的知識(shí)原理，運(yùn)用大容量、高效率超臨界活超超臨界機(jī)組，能在發(fā)電工序最省、功效最優(yōu)的前提下進(jìn)行安全生產(chǎn)和節(jié)能減排，將排放進(jìn)行回?zé)崂?，以?shí)現(xiàn)最終的環(huán)保目的?；诂F(xiàn)有工程，可以通過技術(shù)革新的方式進(jìn)行600℃超超臨界機(jī)組的凈效率再提高。將原有火電廠效率進(jìn)行37.5MPa/700℃/720℃/720℃雙再熱機(jī)組的更替式革新，將技術(shù)迭代與經(jīng)濟(jì)迭代雙向推進(jìn)。最新的化工流程優(yōu)化技術(shù)就能將1000～1500MW超超臨界機(jī)組凈效率提高至53%以上，且改造成本適當(dāng)。但是需要注意，該種技術(shù)雖然有著短期平衡效益，但隨著機(jī)械效率凝結(jié)的約束，盲目追求碳排放減排會(huì)影響生產(chǎn)運(yùn)行，從而浪費(fèi)投資。所以必須從根源逐步摒棄火電而向清潔能源轉(zhuǎn)型。

（2）調(diào)整配煤摻燒比例。燃燒的基本原理是助燃劑和燃燒物，調(diào)節(jié)相關(guān)的燃料配給，使其完全燃燒能極大減少碳排放。依據(jù)本人的經(jīng)驗(yàn)，多數(shù)工程采用的是火電廠煤炭燃燒CO2排放量計(jì)算方法進(jìn)行碳排放核算，二氧化碳和其他溫室氣體因?yàn)槊禾糠N類和燃煤中含有的含碳量、煤炭灰分、石灰石中碳酸鈣含量不同而有較大差異。而隨著煤炭質(zhì)量和價(jià)格的波動(dòng)，其煤源變化幅度較大，在發(fā)電環(huán)節(jié)，因?yàn)槠浒l(fā)熱量的不同和恢復(fù)組分的原因，不同煤原的混煤燃燒對(duì)于降低飛灰含碳量和NOX排放濃度都是不利的。所以只有通過催化劑、助燃劑的添加或者運(yùn)用化工機(jī)械化計(jì)算方法確定最佳摻燒比，最終使用分層燃燒方式便可以弱化不同煤種之間的影響。但最好還是使用單一煤種，確保設(shè)備設(shè)施的穩(wěn)定性。

（3）改善生活環(huán)境，增加廠區(qū)及周邊城市綠化面積?；痣姀S的建設(shè)和運(yùn)營除了要重點(diǎn)提高運(yùn)行效率，在設(shè)備設(shè)施的完善性上下功夫，更要在附屬環(huán)保設(shè)備，煤炭粉化、液化或者助燃劑添加上下功夫。廠區(qū)進(jìn)行大面積的植物種植能較好地吸收二氧化碳等污染物，通過天然的植物屏障構(gòu)建起節(jié)能減排的新橋梁。

五、結(jié)語

綜上所述，碳排放的計(jì)算需要相關(guān)法律法規(guī)的規(guī)范指引，在廠區(qū)數(shù)據(jù)獲取準(zhǔn)確、監(jiān)控到位的基礎(chǔ)上進(jìn)行入爐煤化驗(yàn)等數(shù)據(jù)臺(tái)賬的規(guī)劃收集，細(xì)化用料、開源節(jié)流方可進(jìn)行輔助油耗量、脫硫劑耗量等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的最優(yōu)化，做到充分燃燒和能耗最優(yōu)。而在設(shè)備運(yùn)行過程中，可使用多維手段降低爐渣飛灰含碳量、提高除塵效率，進(jìn)而降低燃煤CO2排放量，對(duì)于操控角度至關(guān)重要。技術(shù)范疇減少機(jī)組非停次數(shù)，穩(wěn)定低負(fù)荷機(jī)組運(yùn)行，配合不同手段的火電廠減少碳排放的有效措施，才能在管理和運(yùn)行上構(gòu)建節(jié)能減排的雙重保護(hù)傘。