牛黎明 張景奇 李子旭

中國海洋石油集團有限公司節(jié)能減排監(jiān)測中心

0 引言

企業(yè)碳盤查、建設項目碳排放環(huán)境影響評價、產品碳足跡評價分別從組織層面、項目層面、產品層面三個維度核算分析碳排放情況。2013-2015 年，國家發(fā)改委先后頒布3 批次24 個行業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南?！吨袊吞烊粴馍a企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》［1］用于指導油氣生產企業(yè)準確核算組織層面的碳排放。油氣開采行業(yè)的建設項目可以參照2021 年生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《重點行業(yè)建設項目碳排放環(huán)境影響評價試點技術指南（試行）》［2］進行碳排放環(huán)境影響評價工作，而國家、行業(yè)層面均尚未發(fā)布海產原油產品碳足跡評價相關標準或指南性文件。本文以海上油田群原油為研究對象，將其全生命周期階段分為勘探階段、施工建設階段、開采生產階段和運輸階段，提出海上油田群原油產品碳足跡評價方法。

1 評價范圍

1.1 評價標準

國際上常用的產品碳足跡標準主要是國際標準化組織發(fā)布的ISO 14067 和英國標準學會發(fā)布的PAS 2050。ISO 14067 和PAS 2050 作為產品碳足跡評價的通則性規(guī)范，對評價原則、排放與清除要求、評價方法等內容作出了規(guī)定［3-4］。

國內主要是地方標準，主要有上海市發(fā)布的《產品碳足跡核算通則》（DB31/T 1071-2017）、深圳市發(fā)布的《產品碳足跡評價通則》（SZDB/Z 166-2016）及服裝、手機、微型計算機等6個具體產品的碳足跡評價技術規(guī)范。國家層面尚未制定產品碳足跡評價通則。國家、行業(yè)、地方均未制定原油產品的碳足跡評價技術規(guī)范。

本文參考ISO 14067、PAS 2050及上海市和深圳市的地方標準，對海上油田群原油產品的碳足跡核算方法進行研究。

1.2 功能單位

在產品碳足跡分析中，功能單位是對產品系統(tǒng)中輸出功能的度量。功能單位的基本作用是在進行碳足跡分析時提供統(tǒng)一的計量輸入和輸出的基準。對于海上油田，產品主要是原油，同時有伴生氣（天然氣）產生。原油和天然氣是同一個產品系統(tǒng)中產生的兩種產品，為共生產品。為避免分配，在計算海上油田群原油產品碳足跡時，將天然氣產量按照熱值換算為原油產量，將產量數(shù)據以油氣當量表示，以1 t油氣當量為功能單位。海上油田群原油產品碳足跡的計算結果是每生產1 t 油氣當量的溫室氣體排放量。油氣當量的計算公式如下：

式中，m油氣當量為油氣當量，單位是噸油氣當量；m原油產量為原油產量，單位是t；V天然氣為天然氣產量，單位是m3；α為天然氣產量按熱值折算為原油產量的換算系數(shù)，一般取1 255。

1.3 系統(tǒng)邊界

原油作為一種能源產品，計算從“搖籃到大門”的碳足跡，即前期準備過程、產品生產過程及運輸過程，不包括下游的產品使用和廢棄過程。具體包括階段如表1所示。

表1 產品碳足跡系統(tǒng)邊界選取

根據海上油田群原油的生產特性，將其系統(tǒng)邊界分為四個階段，分別是勘探階段、施工建設階段、開采生產階段和運輸階段?？碧诫A段是了解地下地質情況，識別勘探區(qū)域，發(fā)現(xiàn)油氣田，探明油氣儲量，為油氣田開發(fā)而做的前期準備活動。施工建設階段主要是導管架、海上平臺、FPSO（浮式生產儲卸油裝置）等所有海上生產設施（設備）的建造與安裝。開采生產階段包括油氣開采、油氣處理、原油儲存等過程。運輸階段是指合格原油從FPSO或陸地終端運輸?shù)较掠纹髽I(yè)的過程。海上油田群原油產品碳足跡核算系統(tǒng)邊界圖見圖1。

圖1 海上油田群原油產品碳足跡核算系統(tǒng)邊界圖

2 核算方法

2.1 核算注意事項

1）產品碳足跡評價項目的核算周期一般為1年，而前期勘探階段和施工建設階段服務于油田的整個設計壽命周期內。因此，需要根據油田設計壽命，計算前期勘探階段和施工建設階段的年均溫室氣體排放量。

2）原油屬于能源類產品，在生產流程中不需要加入其它物質作為原料，在工藝處理過程中僅有部分化學藥劑作為工藝輔料消耗，如破乳劑、防垢劑、消泡劑、清水劑、殺菌劑等。計算使用化學藥劑產生的溫室氣體排放時，應搜集化學藥劑MSDS，核實化學藥劑的有效成分及比例。

3）海上油田群消耗的化石燃料包括外購化石燃料和自產自用化石燃料。外購化石燃料的排放因子應包括生產過程排放因子和燃燒過程排放因子。由于在計算碳足跡過程中已包括自產自用化石燃料生產過程的溫室氣體排放，因此自產自用的化石燃料的排放因子為燃燒過程排放因子。

2.2 各階段排放源

海上油田群原油產品碳足跡核算結果應以CO2當量（kg CO2e）為單位，量化分析生產1 t油氣當量的溫室氣體排放量，計算公式如下：

式中，E碳足跡為生產1 t油氣當量的溫室氣體排放量，單位是kgCO2e；E勘探階段、E施工建設階段、E生產階段、E運輸階段分別為勘探階段、施工建設階段、開采生產階段和運輸階段的溫室氣體排放量，單位是kgCO2e。

勘探階段應核算勘探船消耗的柴油產生的溫室氣體排放、鉆完井過程中消耗的柴油產生的溫室氣體排放、試井過程中伴生氣放空產生的溫室氣體排放。

海上油氣田的開發(fā)生產位于大海中，需要利用海上生產設施來實現(xiàn)。施工建造階段應核算海上生產設施生產、安裝過程中產生的溫室氣體排放。由于海上生產設施種類較多，數(shù)量龐大，因此施工建造階段主要核算生產設施制造、安裝過程中產生的溫室氣體排放。包括導管架、海上平臺、FPSO、注水管道和混輸管道等海底管道制造過程中消耗鋼材產生的溫室氣體排放，導管架、海上平臺、FPSO安裝過程及海底管道的鋪設過程中消耗的化石燃料產生的溫室氣體排放。

原油生產階段過程復雜，溫室氣體排放源較多，因此將生產階段細分為電力熱力消耗子單元、火炬放空子單元、動力供應子單元、氣體逸散子單元、其它子單元。電力熱力消耗子單元應核算自發(fā)電供熱消耗的原油、天然氣等產生的溫室氣體排放及外購岸電產生的溫室氣體排放。火炬放空子單元應核算火炬天然氣燃燒和火炬天然氣冷放空產生的溫室氣體排放。動力供應子單元應核算柴油吊機、柴油泵等消耗柴油產生的溫室氣體排放。氣體逸散子單元應核算生產設施的甲烷（CH4）放空與逸散排放、CO2滅火器逸散排放、高壓電氣設備保護氣SF6逸散排放。其它子單元應核算守護船等船舶及運輸直升機消耗化石燃料產生的排放、化學藥劑生產過程產生的排放、生活垃圾和生產垃圾處理過程中產生的溫室氣體排放。

運輸階段應核算油輪運輸過程中消耗化石燃料產生的溫室氣體排放、油罐車運輸過程中消耗化石燃料產生的溫室氣體排放、管道輸送過程中甲烷逸散排放、原油在碼頭儲存過程中甲烷逸散排放（見表2）。

表2 各階段溫室氣體排放源匯總表

3 海上油田群原油產品碳足跡評價建議

1）建議新建油田在開發(fā)建設初期加強能源、資源消耗數(shù)據信息的記錄與管理，詳細記錄勘探過程中的化石能源消耗量，記錄各種生產設施的建材種類、建材用量以及能源消耗量，記錄平臺安裝與海管鋪設過程中的能源消耗量等信息。將數(shù)據進行統(tǒng)一保存和管理，在勘探階段與施工建設階段結束后，將數(shù)據隨同項目資料交付給原油生產單位，以便于準確進行碳足跡排放核算。避免因油氣田開發(fā)周期長而導致油氣田開發(fā)前期的能源、資源消耗數(shù)據信息缺失。

2）在進行海上油田群原油產品碳足跡評價過程中，排放因子應優(yōu)先選用實測值。建議原油生產單位向供應商搜集經計算、經核證的排放因子，準確核算碳足跡。如無實測值，再使用數(shù)據庫中的缺省值。建議原油生產單位優(yōu)先采購可以提供實測排放因子的產品，優(yōu)先采購能源、資源排放因子較低的產品。

3）海上油田群原油產品碳足跡評價相對于海上油田群碳盤查、新建海上油田項目碳評工作評價范圍大，計算數(shù)據多，除需要搜集原油開采單位的能源、資源消耗數(shù)據外，還需要搜集勘探單位、工程建設單位等供應商的相關數(shù)據。建議原油生產單位在基于大量數(shù)據對比分析工作的基礎上，核實供應商提供的數(shù)據真實性，避免出現(xiàn)數(shù)據在流轉過程中的失誤，提高碳足跡計算結果的準確性。

4）建議原油生產單位在開展原油產品碳足跡評價工作的基礎上，進行原油產品碳足跡標識認證工作。降低化石能源開發(fā)生產過程中的碳排放，減少能源產業(yè)鏈的碳足跡是實現(xiàn)能源結構綠色低碳轉型的重要手段。通過開展原油產品碳足跡標識認證工作，為下游企業(yè)提供真實、可信的能源產品碳足跡數(shù)據，為下游產品的碳足跡評價工作提供相關信息和數(shù)據支持。

4 結語

本文將海上油田群原油產品從“搖籃到大門”的全生命周期分為四個階段，分別是勘探階段、施工建設階段、開采生產階段和運輸階段，并提出了海上油田群原油產品碳足跡核算方法。通過開展海上油田群原油產品在全生命周期內的溫室氣體排放評價工作，可以掌握原油在生產過程中全生命周期的碳排放數(shù)據分布情況，為企業(yè)內部以及供應鏈的管理提供依據，在國家和行業(yè)大力推進綠色制造體系建設與綠色低碳發(fā)展的背景下具有重要意義。