大型火電廠碳排放數(shù)據(jù)規(guī)范化管理措施探究

大唐蒲城（第二）發(fā)電有限責任公司 張群

一、引言

化石燃料燃燒不完全或者后續(xù)環(huán)保設備運行不充分是導致碳排放增多的關鍵。本文基于筆者在大唐蒲城（第二）發(fā)電有限責任公司多年的工作經(jīng)驗，在理論結合實際的前提下展開相關研究，對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性意見。

二、大型火電廠碳排放數(shù)據(jù)計算方法

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

對于單一項目碳核算，首先要確定工廠核算限額。核算限額是根據(jù)發(fā)電廠的法人實體識別和計量限額內所有生產(chǎn)設施產(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：

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(計算)，例如

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

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

三、大型火電廠碳排放數(shù)據(jù)管理方針和目標

一般情況下，企業(yè)都會以“年度”為單位定期根據(jù)實際生產(chǎn)情況制定出碳排放的數(shù)據(jù)管理政策和目標，明確碳排放數(shù)據(jù)管理體系的范圍，及時將碳排放數(shù)據(jù)和碳排放監(jiān)測計算報送至明年，為后續(xù)氣體排放的核查工作提供依據(jù)、奠定基礎。在這個過程中，二氧化碳排放的相關數(shù)據(jù)、信息若想得到客觀、正確、精準的說明，就必須嚴格遵循相關性、一致性、精確性、透明性和真實性這五個基本原則。

溫室氣體排放數(shù)據(jù)的監(jiān)測和記錄是排放核算和核查的基礎。只有準確監(jiān)測和記錄排放數(shù)據(jù)，才能保證排放計算的準確性，避免因數(shù)據(jù)監(jiān)測或記錄錯誤給企業(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)的真實性和可靠性：(1)建立企業(yè)二氧化碳排放數(shù)據(jù)監(jiān)測管理體系。（2）建立企業(yè)碳核算和報告的規(guī)章制度，指定專人專職負責企業(yè)碳核算和報告。(3)建立企業(yè)二氧化碳排放單位和碳排放設備清單，選擇恰當?shù)暮藢?、計算方式，記錄備案。?）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)測計劃。對企業(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，應根據(jù)需要定期監(jiān)測。（6）建立文件管理標準，保存和維護用于計算和報告二氧化碳排放量的文件和相關數(shù)據(jù)。

企業(yè)必須按照主管部門批準的監(jiān)測計劃收集和管理與二氧化碳排放有關的信息，并根據(jù)相關數(shù)據(jù)對二氧化碳進行量化、匯總和報告，計算二氧化碳排放量。企業(yè)二氧化碳排放量的計算以歷年為統(tǒng)計期，報告碳排放量時必須先確定報告年度。關于企業(yè)二氧化碳排放數(shù)據(jù)的相關報告的內容必須要全面系統(tǒng)，比如要詳細說明公司基本信息，負責管理二氧化碳排放的人員和聯(lián)系人的信息，報告年份，公司二氧化碳排放的一般描述和范圍信息。二氧化碳排放報告包括與直接燃燒排放相關的信息，包括報告的活動、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、供熱等相關信息和其他需要報告的信息，如公司在統(tǒng)計期內采取的節(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)計期內公司信息范圍等。當上述相關信息發(fā)生重大變化時，應制定新的監(jiān)測計劃。修改監(jiān)測計劃不會降低監(jiān)測要求。當其他信息發(fā)生變化時，應保存完整的內部記錄，以供核查機構核查。

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燃燒將熱能轉換為電能的廣泛運用方式被不斷完善和改進，但是基于功耗影響，相關的碳排放居高不下。而實現(xiàn)煤電精細核算下的成本和收益需要進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)狀不能在短時間內改觀，那么火電燃煤必須進行碳排放核對性反饋，在相關政策制約下協(xié)調發(fā)展，避免老舊技術和設備盲目擴張，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)動力工程與工程熱物理熱機范疇的知識原理，運用大容量、高效率超臨界活超超臨界機組，能在發(fā)電工序最省、功效最優(yōu)的前提下進行安全生產(chǎn)和節(jié)能減排，將排放進行回熱利用，以實現(xiàn)最終的環(huán)保目的?；诂F(xiàn)有工程，可以通過技術革新的方式進行600℃超超臨界機組的凈效率再提高。將原有火電廠效率進行37.5MPa/700℃/720℃/720℃雙再熱機組的更替式革新，將技術迭代與經(jīng)濟迭代雙向推進。最新的化工流程優(yōu)化技術就能將1000～1500MW超超臨界機組凈效率提高至53%以上，且改造成本適當。但是需要注意，該種技術雖然有著短期平衡效益，但隨著機械效率凝結的約束，盲目追求碳排放減排會影響生產(chǎn)運行，從而浪費投資。所以必須從根源逐步摒棄火電而向清潔能源轉型。

（2）調整配煤摻燒比例。燃燒的基本原理是助燃劑和燃燒物，調節(jié)相關的燃料配給，使其完全燃燒能極大減少碳排放。依據(jù)本人的經(jīng)驗，多數(shù)工程采用的是火電廠煤炭燃燒CO2排放量計算方法進行碳排放核算，二氧化碳和其他溫室氣體因為煤炭種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。而隨著煤炭質量和價格的波動，其煤源變化幅度較大，在發(fā)電環(huán)節(jié)，因為其發(fā)熱量的不同和恢復組分的原因，不同煤原的混煤燃燒對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用化工機械化計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，確保設備設施的穩(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。火電廠的建設和運營除了要重點提高運行效率，在設備設施的完善性上下功夫，更要在附屬環(huán)保設備，煤炭粉化、液化或者助燃劑添加上下功夫。廠區(qū)進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建起節(jié)能減排的新橋梁。

五、結語

綜上所述，碳排放的計算需要相關法律法規(guī)的規(guī)范指引，在廠區(qū)數(shù)據(jù)獲取準確、監(jiān)控到位的基礎上進行入爐煤化驗等數(shù)據(jù)臺賬的規(guī)劃收集，細化用料、開源節(jié)流方可進行輔助油耗量、脫硫劑耗量等數(shù)據(jù)統(tǒng)計的最優(yōu)化，做到充分燃燒和能耗最優(yōu)。而在設備運行過程中，可使用多維手段降低爐渣飛灰含碳量、提高除塵效率，進而降低燃煤CO2排放量，對于操控角度至關重要。技術范疇減少機組非停次數(shù)，穩(wěn)定低負荷機組運行，配合不同手段的火電廠減少碳排放的有效措施，才能在管理和運行上構建節(jié)能減排的雙重保護傘。