淺析燃煤電廠碳排放核算交易與規(guī)范化管理

1 碳排放控制的意義

1.1 二氧化碳排放造成溫室效應(yīng)，使全球氣溫上升

溫室效應(yīng)是指透射陽(yáng)光的密閉空間由于與外界缺乏熱對(duì)流而形成的保溫效應(yīng)，即太陽(yáng)短波輻射可以透過大氣射入地面，而地面增暖后放出的長(zhǎng)波輻射卻被大氣中的二氧化碳等物質(zhì)所吸收，從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng)。大氣中的二氧化碳就像一層厚厚的玻璃，使地球變成了一個(gè)大暖房。大氣中的二氧化碳濃度增加，阻止地球熱量的散失，使地球發(fā)生可感覺到的氣溫升高，即“溫室”的作用。溫室氣體中，二氧化碳在大氣中的含量最高，二氧化碳對(duì)溫室效應(yīng)的影響達(dá)到60%以上，所以二氧化碳排放量成為削減與控制的重點(diǎn)。

1.2 溫室效應(yīng)的影響

2021年8 月，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)報(bào)告指出，由于全球變暖，以前每50年才發(fā)生一次的極端熱浪現(xiàn)在縮減至每10年一次，而傾盆大雨和干旱也變得更加頻繁。全球變暖凸顯，雪山融化，海平面上升，災(zāi)害天氣多發(fā)。自工業(yè)革命以來，人類向大氣中排入的二氧化碳等吸熱性強(qiáng)的溫室氣體逐年增加，大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)。如果任其發(fā)展，氣候變化將對(duì)人類和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重、普遍和不可逆轉(zhuǎn)的傷害。氣候變化是全人類面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，控制排放成為了世界各國(guó)的共識(shí)。

如果按照這個(gè)趨勢(shì)下去，2040年或?qū)⒚媾R氣候大危機(jī)，并且還會(huì)造成食物短缺的風(fēng)險(xiǎn)。如果溫度升高到2攝氏度，到2100年海平面可能會(huì)多升高10厘米，食物短缺、森林大火，珊瑚死亡。2015年《巴黎協(xié)議》指出目標(biāo)：把全球平均氣溫升幅控制在工業(yè)化前水平以上低于2攝氏度之內(nèi)，并努力將氣溫升幅限制在工業(yè)化前水平以上1.5攝氏度之內(nèi)。明確了各國(guó)要通過自主貢獻(xiàn)減少二氧化碳排放量。

1.3 碳排放控制的意義

為了解決溫室效應(yīng)，我國(guó)2030年二氧化碳排放量達(dá)到峰值；2060年二氧化碳排放量實(shí)現(xiàn)碳中和。碳中和是指一定范圍內(nèi)（區(qū)域、組織等）的碳排放量與植樹吸收對(duì)應(yīng)的二氧化碳量相平衡，從而排放到大氣中的碳排放量為零。應(yīng)對(duì)氣候變化是全球可持續(xù)發(fā)展的需要，也是推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。燃煤電廠是碳排放大戶，所以燃煤電廠的碳排放核算、控制、規(guī)范成為重點(diǎn)。

推動(dòng)能耗“雙控”向碳排放總量和強(qiáng)度“雙控”轉(zhuǎn)變，促進(jìn)淘汰落后產(chǎn)能燃煤電廠。推動(dòng)能源革命，推進(jìn)大型風(fēng)電、光伏基地及其配套調(diào)節(jié)性電源規(guī)劃建設(shè)，提升電網(wǎng)對(duì)可再生能源發(fā)電的消納能力。

2 燃煤電廠碳排放核算方法

2.1 核算方法

燃煤電廠二氧化碳排放量的核算是通過計(jì)算法，計(jì)算出二氧化碳排放量。通過產(chǎn)生二氧化碳的物質(zhì)的消耗量，計(jì)算出排放量。計(jì)算方法主要包括物料平衡法和排放因子法。物料平衡法：排出去的碳=原料中的碳-產(chǎn)品和廢料中的碳；二氧化碳排放量=排出去的碳*44/12。排放因子法：二氧化碳排放量=含碳物質(zhì)消耗量×排放因子。燃煤電廠二氧化碳排放量計(jì)算方法如下：

機(jī)組排放量=煤燃燒排放量+燃油排放量+外購(gòu)電力排放量

煤燃燒二氧化碳排放量=入爐煤煤量×收到基元素含碳量×碳氧化率×44/12

燃油排放量=燃油消耗量×碳氧化率

外購(gòu)電力排放量=凈購(gòu)入電量×排放因子

以上計(jì)算公式中碳氧化率和電網(wǎng)排放因子為缺省值，燃煤碳氧化率為99%、燃油碳氧化率為98%；電網(wǎng)排放因子為0.5810 tCO2/MW·h（數(shù)據(jù)來自2022年版《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南-發(fā)電設(shè)施》，如核算指南更新，缺省值和排放因子可能會(huì)變化）。

2.2 核算重要指標(biāo)

燃煤電廠二氧化碳排放量的核算指標(biāo)包括：實(shí)測(cè)值：燃煤消耗量、低位發(fā)熱量、元素碳含碳量、購(gòu)入電量、發(fā)電量、供熱量等；缺省值：碳氧化率、電網(wǎng)排放因子；計(jì)算值：供電量、供熱比、供電煤耗、供熱煤耗、供熱量、溫度、流量等；還包括機(jī)組運(yùn)行小時(shí)數(shù)、負(fù)荷率等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及發(fā)電燃料類型、裝機(jī)容量、壓力參數(shù)、機(jī)組類型、汽輪機(jī)排汽冷卻方式等機(jī)組基本參數(shù)。

通過燃煤機(jī)組二氧化碳排放量的計(jì)算公式，可以看出計(jì)算二氧化碳排放量的核心指標(biāo)為：入爐煤燃煤消耗量、元素碳化驗(yàn)值、燃煤收到基全水分、外購(gòu)電、燃油消耗量。其中外購(gòu)電和燃油消耗量分別由電表和流量計(jì)測(cè)量，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確簡(jiǎn)單，且量少，對(duì)二氧化碳排放量影響極低。存在供熱的機(jī)組，供熱流量計(jì)的準(zhǔn)確性同樣重要。

所以最重要的就是入爐煤消耗量、元素碳含量和全水分。入爐煤消耗量，根據(jù)入爐煤皮帶秤或耐壓式計(jì)量給煤機(jī)的實(shí)際測(cè)量值確定，保持入廠煤與庫(kù)存煤、入爐煤的煤量平衡。元素碳含碳量，依據(jù)綜合樣元素碳化驗(yàn)數(shù)據(jù)，以月入爐煤全水分換算為收到基數(shù)據(jù)。全水分為每值/每天實(shí)測(cè)，每月統(tǒng)計(jì)，用于元素碳含量，換算到收到基。

3 碳排放核算注意事項(xiàng)

碳排放數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，對(duì)電廠影響重大，（一）、（二）類問題進(jìn)行處罰，（三）、（四）類問題不處罰，限期整改。碳排放問題分類如下：

第一類，指涉嫌主觀故意弄虛作假，造成碳排放核算結(jié)果嚴(yán)重失實(shí)；

第二類，指涉嫌違規(guī)修改參數(shù)和數(shù)據(jù)，造成碳排放核算結(jié)果不準(zhǔn)確；

第三類，指涉嫌參數(shù)選用和統(tǒng)計(jì)計(jì)算不準(zhǔn)確、質(zhì)量控制不規(guī)范；

第四類，指涉嫌存在核算邊界合規(guī)性問題。

3.1 入爐煤消耗量的測(cè)量是否準(zhǔn)確

入爐煤消耗量應(yīng)優(yōu)先采用經(jīng)校驗(yàn)合格后的皮帶秤或耐壓式計(jì)量給煤機(jī)的入爐煤測(cè)量數(shù)據(jù)，其中皮帶秤須實(shí)煤或循環(huán)鏈碼校驗(yàn)每旬一次，無實(shí)煤校驗(yàn)裝置的應(yīng)利用其它已檢定合格的衡器至少每季度對(duì)皮帶秤進(jìn)行實(shí)煤計(jì)量比對(duì)。

一般燃煤電廠入爐煤煤量統(tǒng)計(jì)都是采用皮帶秤，皮帶秤的準(zhǔn)確性尤為重要，其次就是統(tǒng)計(jì)人員抄表的準(zhǔn)確性。燃料運(yùn)行人員每日0:00對(duì)入爐煤皮帶秤表碼進(jìn)行抄錄，通過對(duì)講機(jī)向燃運(yùn)集控室主操或者班長(zhǎng)匯報(bào)數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)計(jì)出當(dāng)日上煤量。一般入爐煤皮帶秤每班都要抄錄皮帶秤表碼，統(tǒng)計(jì)本班上煤量。最好每天抄表人員對(duì)入爐煤皮帶秤表計(jì)進(jìn)行拍照，照片發(fā)送至燃運(yùn)集控室主操或者班長(zhǎng)進(jìn)行保存留底，以備檢查，次年完成上一年度碳排放核查、復(fù)查。

3.2 入爐煤元素碳化驗(yàn)是否規(guī)范

入爐煤煤質(zhì)化驗(yàn)對(duì)于碳排放核算非常重要，如果沒有元素碳化驗(yàn)將取高限值0.03356 tC/GJ，一般高限值都比實(shí)際測(cè)量值高20%-25%，影響非常巨大。例如：某電廠為4×200MW機(jī)組，一年排放二氧化碳約430萬噸，如果沒有元素碳測(cè)量取高限值將增加86萬噸-107萬噸，碳交易市場(chǎng)價(jià)大約50元/噸，價(jià)值為4300萬元-5350萬元，這對(duì)于一個(gè)電廠來說是非常大的一筆費(fèi)用。目前煤炭?jī)r(jià)格高，許多電廠都處于虧損狀態(tài)，如果碳排放煤質(zhì)元素碳化驗(yàn)不規(guī)范或者未化驗(yàn)，帶來的經(jīng)濟(jì)損失對(duì)本來效益不好的電廠更是雪上加霜。

入爐煤煤質(zhì)元素碳化驗(yàn)為每月化驗(yàn)一次，煤樣為每日煤樣的月度混合樣，如果是外送檢化驗(yàn)，注意送樣時(shí)間，樣品必須為自然整月的煤樣混合樣。如果存在提前送樣現(xiàn)象，樣品即為非自然月樣品，元素碳報(bào)告為無效報(bào)告，數(shù)據(jù)將取高限值。從2022年4月1日開始，化驗(yàn)元素碳必須有CMA認(rèn)定或者CNAS認(rèn)可，且認(rèn)可項(xiàng)包括元素碳含量，方可進(jìn)行化驗(yàn)，否則為無效報(bào)告。

3.3 入爐煤全水分是否準(zhǔn)確

每值或者每日按規(guī)范取樣并化驗(yàn)全水分，月平均全水分Mar以每值或者每日煤樣全水分和對(duì)應(yīng)的入爐煤量加權(quán)平均值計(jì)算得出。如果采用算術(shù)平均值或者用某一天的全水分代替月度綜合樣全水分，全水分為無效數(shù)據(jù)，且被認(rèn)定為數(shù)據(jù)造假。

3.4 入爐煤月度綜合樣是否規(guī)范

是否存在以下問題：

①存在用單日或多日煤樣混合作為月綜合樣送檢；

②用其他煤樣代替每值/日煤樣，檢測(cè)低位發(fā)熱量；

③在采制樣、送樣過程中，摻雜其他煤樣，影響化驗(yàn)結(jié)果；

④綜合樣形成、煤質(zhì)化驗(yàn)、煤量電量熱量統(tǒng)計(jì)周期不一致；

⑤入爐煤量統(tǒng)計(jì)周期和化驗(yàn)周期不統(tǒng)一；

⑥一個(gè)煤樣提供兩份檢測(cè)報(bào)告；

⑦化驗(yàn)人員存在代替他人簽字行為。

以上問題可能被認(rèn)定為（一）、（二）類問題，所以燃煤電廠碳排放相關(guān)煤質(zhì)化驗(yàn)必須嚴(yán)格按照要求規(guī)范作業(yè)。

4 碳配額與碳交易

4.1 碳配額的分配

碳配額是政府分配給重點(diǎn)排放單位規(guī)定時(shí)間內(nèi)的碳排放權(quán)，即重點(diǎn)排放單位可以在特定市場(chǎng)交易的碳資產(chǎn)。碳配額以噸為計(jì)量單位，整數(shù)。一個(gè)單位配額相當(dāng)于一噸二氧化碳排放當(dāng)量。

以免費(fèi)分配為主，適時(shí)引入有償分配。2019-2020年度為第一個(gè)履約周期，碳配額分配基準(zhǔn)線上，流化床機(jī)組較為寬松，盈余較多；60萬千瓦常規(guī)燃煤機(jī)組偏緊，普遍缺口。在負(fù)荷率修正系數(shù)上，供熱比較小的常規(guī)燃煤機(jī)組，獲得的配額少于純凝機(jī)組。

配額核算采用基準(zhǔn)線法：

機(jī)組配額總量=供電基準(zhǔn)值×實(shí)際供電量×修正系數(shù)+供熱基準(zhǔn)值×實(shí)際供熱量。

配額核算方法劃分了4條基準(zhǔn)線：

①300MW等級(jí)以上常規(guī)燃煤機(jī)組；

②300MW等級(jí)及以下常規(guī)燃煤機(jī)組；

③燃煤矸石、水煤漿等非常規(guī)燃煤機(jī)組（含燃煤循環(huán)流化床機(jī)組）；

④燃?xì)鈾C(jī)組。

通過表1收緊幅度，可以看出碳排放配額分配量從2021年度開始將大幅下降，許多電廠碳排放配額量將出現(xiàn)不足，需要向碳市場(chǎng)購(gòu)買碳配額指標(biāo)，將增加落后燃煤發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)成本，從而推動(dòng)燃煤發(fā)電廠節(jié)能優(yōu)化改造，促使落后燃煤發(fā)電廠淘汰。

表1 配額分配對(duì)比表

4.2 碳交易的方式

碳交易又稱“碳排放權(quán)交易”，來源于兩個(gè)國(guó)際公約《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》和《京都議定書》?！毒┒甲h定書》認(rèn)定二氧化碳排放權(quán)作為一種稀缺商品，從而形成了二氧化碳排放權(quán)的交易，簡(jiǎn)稱碳交易。

核查結(jié)果作為重點(diǎn)排放單位碳排放配額清繳的依據(jù)。企業(yè)每年在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)清繳配額。第一個(gè)履約周期為2019年度-2020年度碳排放量，碳交易市場(chǎng)自2021年7月16日正式啟動(dòng)上線，至2021年12月31日履約期結(jié)束，全國(guó)碳市場(chǎng)累計(jì)運(yùn)行114個(gè)交易日，碳排放配額累計(jì)成交量1.79億噸，累計(jì)成交額76.61億元。開盤價(jià)48元/噸，收盤價(jià)54.22元/噸，漲幅13%。按履約量計(jì)，履約完成率為99.5%，全國(guó)碳交易市場(chǎng)第一個(gè)履約周期，交易不收手續(xù)費(fèi)。

4.3 碳交易的意義

全國(guó)碳交易市場(chǎng)啟動(dòng)，推動(dòng)了全社會(huì)貫徹國(guó)家雙碳政策，積極開展應(yīng)對(duì)氣候變化工作。提高了全社會(huì)綠色低碳意識(shí)，節(jié)能減排成為全民共識(shí)，更加重視環(huán)境保護(hù)、控制碳排放。提高了企業(yè)碳資產(chǎn)意識(shí)，控排企業(yè)進(jìn)入了排碳有成本，減碳有收益的時(shí)期，企業(yè)更加加強(qiáng)碳排放管理，重視節(jié)能降碳工作。抵銷機(jī)制的推出，倒逼CCER重啟，將推動(dòng)新能源快速發(fā)展。

5 碳排放規(guī)范化管理

5.1 重視碳排放工作

進(jìn)一步提高碳排放認(rèn)識(shí)，重視碳排放管理工作，堅(jiān)決維護(hù)碳市場(chǎng)穩(wěn)健運(yùn)行，積極推動(dòng)企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，充分彰顯燃煤電廠責(zé)任擔(dān)當(dāng)。每個(gè)月結(jié)束后40個(gè)自然日內(nèi)，按環(huán)保部門要求在全國(guó)碳排放數(shù)據(jù)報(bào)送系統(tǒng)平臺(tái)填報(bào)排放數(shù)據(jù)月報(bào)。每年3月31日前完成上一年度碳排放年報(bào)填報(bào)、審核、提交工作。

落實(shí)指南要求，完善碳排放檢測(cè)、計(jì)量、統(tǒng)計(jì)、核算技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真執(zhí)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制計(jì)劃，做好日監(jiān)測(cè)、月統(tǒng)計(jì)、年報(bào)告工作，建立臺(tái)賬和碳排放數(shù)據(jù)鏈。加強(qiáng)數(shù)據(jù)交叉核對(duì)，確保數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確、完整。

5.2 健全碳排放制度

根據(jù)《碳排放權(quán)交易管理辦法（試行）》和《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南-發(fā)電設(shè)施》，關(guān)于碳排放核算、核查、交易管理的要求，建立溫室氣體排放核算和報(bào)告的內(nèi)部管理制度和質(zhì)量保障體系，指定專職人員負(fù)責(zé)溫室氣體排放核算和報(bào)告工作。明確各部門、各專業(yè)人員職責(zé)，各司其職規(guī)范作業(yè)，按照制度定期檢查監(jiān)督作業(yè)，對(duì)存在的問題及時(shí)通報(bào)、考核、整改，從而規(guī)范作業(yè)。

按照碳排放要求建章立制，落實(shí)責(zé)任?？嘏牌髽I(yè)要嚴(yán)格落實(shí)主體責(zé)任，建立碳排放管理制度和工作體系，明確崗位職責(zé)和業(yè)務(wù)流程，加強(qiáng)考核，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。由于碳排放核算涉及專業(yè)較多，應(yīng)設(shè)立專職或者兼職碳排放管理人員，統(tǒng)一對(duì)各專業(yè)涉及碳排放內(nèi)容的，確保數(shù)據(jù)計(jì)量、統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確。

5.3 規(guī)范煤質(zhì)采制化管理

強(qiáng)化能力，提高水平。要加強(qiáng)對(duì)入爐煤測(cè)量、煤質(zhì)化驗(yàn)等設(shè)備維護(hù)和定期校驗(yàn)，保障數(shù)據(jù)的可靠性。對(duì)達(dá)不到貿(mào)易結(jié)算要求的計(jì)量設(shè)備要更新改造。要加強(qiáng)能力建設(shè)，開展煤質(zhì)化驗(yàn)、碳排放等業(yè)務(wù)培訓(xùn)，要如期完成煤檢實(shí)驗(yàn)室CNAS認(rèn)可，持續(xù)提高碳排放數(shù)據(jù)質(zhì)量，提升碳排放管理水平。按照碳排放要求，規(guī)范完成入爐煤煤質(zhì)采樣、制樣、化驗(yàn)的相關(guān)工作，并做好定期工作，確保煤質(zhì)化驗(yàn)符合國(guó)家要求。燃料煤消耗量的統(tǒng)計(jì)、記錄、發(fā)電量、供電量和運(yùn)行小時(shí)數(shù)、外購(gòu)電力的統(tǒng)計(jì)要準(zhǔn)確，相關(guān)原始記錄保存至少5年。

化驗(yàn)室嚴(yán)格按照國(guó)家要求對(duì)燃煤綜合樣元素含碳量進(jìn)行檢測(cè)，確保符合國(guó)情要求，數(shù)據(jù)有效。燃煤綜合樣月度檢測(cè)報(bào)告至少包含該樣品的空干燥基碳（Cad）、水分（Mad）、全硫（Sad）、空干燥基氫（Had）、空干燥基高位發(fā)熱量（Qgr,v,ad）數(shù)值。入爐煤的縮分樣品的制備應(yīng)符合GB/T474要求，負(fù)責(zé)縮分樣品制備工作，分機(jī)組按入爐煤量等比例留取月綜合樣（0.2mm）不少于60克并留存至少1年，建議留存2年備查。燃煤元素碳含量的具體測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB/T476（或GB/T30733、DL/T568、GB/T31391等國(guó)家或相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）和《燃料技術(shù)監(jiān)督實(shí)施細(xì)則》要求。

6 結(jié)語

綜上所述，解決溫室效應(yīng)，需要控制燃煤發(fā)電廠的二氧化碳排放量，而其排放量的核算統(tǒng)計(jì)顯得尤為重要。做好燃煤發(fā)電廠碳排放核算、交易，規(guī)范相關(guān)碳排放指標(biāo)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，避免發(fā)生（二）類以上問題。提升節(jié)能、低碳、環(huán)保，有效改善生態(tài)環(huán)境和居民的生活環(huán)境。規(guī)范碳排放數(shù)據(jù)核查，控制二氧化碳排放量，從而促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。