大型火電廠碳排放數(shù)據(jù)規(guī)范化管理研究

方 力

（鄭州裕中能源有限責(zé)任公司，河南鄭州 450000）

1.火電廠碳排放數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀

對(duì)某火電廠現(xiàn)有碳排放量進(jìn)行分析核算，包括凈購(gòu)入電力、脫硫、燃油、燃煤形成的二氧化碳，最終得到該火電廠整體碳排放比，具體如表1 所示。

表1 燃煤機(jī)組各個(gè)工序的碳生成比例

通過(guò)表1 數(shù)據(jù)可以看出煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳量已超過(guò)99%，故而燃煤參數(shù)作為影響碳排放量主要因素必須列為重點(diǎn)研究對(duì)象。而目前主要檢測(cè)參數(shù)為燃煤量、燃煤碳元素、碳氧化率、飛灰含量和產(chǎn)量、爐渣含量和產(chǎn)量以及其他相關(guān)燃料燃燒情況。在運(yùn)行穩(wěn)定的情況下時(shí)必須選擇最優(yōu)質(zhì)的碳排放量數(shù)據(jù)管理方法，使排放量最大限度降低、配額分配量最大限度提升，從而增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

目前來(lái)看很多火電廠雖然早已擁有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)能力，卻并未配置相關(guān)檢測(cè)人員和監(jiān)測(cè)設(shè)施，尤其針對(duì)規(guī)模較大的火電廠其下屬分廠很多，在整體信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面并沒(méi)有建立數(shù)字化管理系統(tǒng)故而很難做到統(tǒng)一管理。歸根結(jié)底在于很多國(guó)內(nèi)企業(yè)并沒(méi)有真正意識(shí)到碳排放量數(shù)據(jù)管理的重要性，也沒(méi)有關(guān)注碳交易市場(chǎng)發(fā)展情況致使大部分碳資源浪費(fèi)，嚴(yán)重影響企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。

2.火電廠碳排放數(shù)據(jù)管理存在的問(wèn)題

2.1 碳氧化率選取錯(cuò)誤

可以按照《企業(yè)溫室氣體排放報(bào)告核查指南》規(guī)范選擇合理的實(shí)測(cè)值測(cè)試方法來(lái)計(jì)算碳氧化率，如運(yùn)用此方法則需全程監(jiān)測(cè)火電廠除塵效率、含碳量以及灰渣量等方面。經(jīng)過(guò)一系列實(shí)際操作分析得出結(jié)論，二氧化碳排放量會(huì)隨著燃煤中碳氧化率的提升而增多。某火電廠經(jīng)過(guò)檢測(cè)后碳氧化率選取情況，如表2 所示。

表2 某火電廠碳氧化率檢測(cè)數(shù)據(jù)表

由此可見(jiàn)該火電廠仍舊采用原始碳氧化率數(shù)據(jù)測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果與真實(shí)數(shù)據(jù)相差很大。因此實(shí)時(shí)更新相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法，從而保障碳排放量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

2.2 對(duì)產(chǎn)量的定義不明確

根據(jù)相關(guān)監(jiān)測(cè)要求對(duì)于純發(fā)電企業(yè)來(lái)講，其整體供電總量等于整體發(fā)電量與廠用電量的差值，而對(duì)于熱電廠來(lái)說(shuō)，其供電總量等于發(fā)電量與發(fā)電廠整體用電量的差值。將供電量用作熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組或者上網(wǎng)用電單做發(fā)電量，并與廠區(qū)用量的差值進(jìn)行計(jì)算的話，會(huì)導(dǎo)致不同程度的供電量降低現(xiàn)象發(fā)生，從而使配額分配造成影響。如某火電廠2021 年統(tǒng)計(jì)供電量時(shí)竟因產(chǎn)量定義錯(cuò)誤導(dǎo)致偏差高達(dá)59913.89MW·H，如果按照0.042 供熱量來(lái)計(jì)算配額至少減少了5 萬(wàn)噸，按照每噸40 元計(jì)算，將為該火電廠帶來(lái)200 萬(wàn)以上的經(jīng)濟(jì)損失。因此，產(chǎn)量定義在碳排放量數(shù)據(jù)管理過(guò)程中具有不可忽視的作用[1]。

3.火電廠碳排放數(shù)據(jù)規(guī)范化管理優(yōu)化策略

3.1 碳排放配額管理

碳排放配額管理通常分為兩個(gè)部分進(jìn)行，其中一部分是如何管理已經(jīng)發(fā)放的配額，另一部分則是如何利用采集數(shù)據(jù)報(bào)送獲得更多的碳排放配額。因前者主要是關(guān)于碳交易市場(chǎng)方面的問(wèn)題因此不做過(guò)多介紹，配額主要是改革委員會(huì)基于國(guó)家發(fā)展為前提發(fā)送至相關(guān)企業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)，目前已頒布詳細(xì)的法律法規(guī)。其中主要碳排放配額參數(shù)是分配基準(zhǔn)值，通常會(huì)由機(jī)組壓力參數(shù)和裝機(jī)容量來(lái)決定，越高的裝機(jī)容量其壓力參數(shù)越高而相應(yīng)的基準(zhǔn)值也就越小。通常會(huì)通過(guò)以下方式分配配額：配額分配總量為供電配額與供熱配額的總和，而供電配額則是排放基準(zhǔn)、供電總量以及冷卻方式、燃料熱值和供熱量修正系數(shù)的乘積。排放基準(zhǔn)會(huì)按安裝機(jī)組容量、燃料類型及壓力分成11 個(gè)不同分類，每個(gè)分類的排放基準(zhǔn)值各不相同。燃料熱值和冷卻方式相關(guān)的修正系數(shù)對(duì)于很多機(jī)組來(lái)說(shuō)都是一成不變的，只有供熱量會(huì)根據(jù)具體情況產(chǎn)生微變?；痣姀S通常為1-0.25×供熱比作為供熱量修正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 碳排放強(qiáng)度關(guān)鍵參數(shù)分析

通過(guò)對(duì)300MW 功率中13 臺(tái)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組進(jìn)行供電煤耗和碳排放數(shù)據(jù)分析，可以得出結(jié)論，供電煤耗與碳排放強(qiáng)度整體趨勢(shì)基本保持一致?tīng)顟B(tài)，第11 號(hào)機(jī)組供電煤耗與碳排放量強(qiáng)度相較其他機(jī)組較低。由此可見(jiàn)，若想將碳排放量有效降低則必須對(duì)其制定節(jié)能改造及優(yōu)化運(yùn)行措施，從而提升機(jī)組整體降耗水平。通過(guò)對(duì)以上實(shí)驗(yàn)熱電比及碳排放數(shù)據(jù)持續(xù)跟蹤研究，供熱比和碳排放強(qiáng)度趨勢(shì)有所變化。能夠明顯看到供熱比與碳排放強(qiáng)度成反比例趨勢(shì)，也就是說(shuō)供熱比熱高，其相應(yīng)的碳排放量強(qiáng)度會(huì)隨之降低，這說(shuō)明增加機(jī)組供熱量以及適當(dāng)改造供熱設(shè)施，對(duì)機(jī)組能耗以及碳排放強(qiáng)度的降低具有正面作用。碳排放強(qiáng)度會(huì)隨著供熱比提升或者煤耗降低而減弱。在供熱量或供電量穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，碳排放量會(huì)隨著強(qiáng)度降低而減少，故而更加有利于穩(wěn)固相關(guān)企業(yè)在碳交易市場(chǎng)中的地位。由此可見(jiàn)，運(yùn)用合理措施將供熱比提高或者降低煤耗才是增強(qiáng)企業(yè)業(yè)績(jī)影響力的主要手段[2]。

3.3 碳排放自動(dòng)采集與核算系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)大型火電廠而言通常會(huì)擁有多個(gè)下轄分廠，如果能夠?qū)⒅鲝S與各個(gè)分廠之間的碳排放相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化采集、核算與傳輸，就將企業(yè)整體碳排放數(shù)據(jù)形成綜合統(tǒng)一管理模式從而增強(qiáng)管理效率。針對(duì)目前現(xiàn)有企業(yè)數(shù)據(jù)管理情況以及相關(guān)碳排放數(shù)據(jù)管理需求，應(yīng)制定一套合理的數(shù)據(jù)核算與自動(dòng)采集管理系統(tǒng)，以便于企業(yè)開(kāi)展整體碳排放數(shù)據(jù)管理。

首先，在數(shù)據(jù)自動(dòng)采集方面應(yīng)根據(jù)具體情況配置相關(guān)設(shè)備，并通過(guò)火電廠MI、DCS 系統(tǒng)等現(xiàn)有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和采集系統(tǒng)中提取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并將其傳輸至總廠系統(tǒng)管理服務(wù)器當(dāng)中。其中主要包括電力熱力、化石燃料、原材料的消耗量以及碳含量和平均化石燃料消耗量、材料純度等相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。實(shí)施一系列數(shù)據(jù)自動(dòng)采集并將其備案、存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)當(dāng)中，管理人員可以隨時(shí)查看并導(dǎo)出EXCEL 表格進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳匯報(bào)工作。對(duì)于難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集的相關(guān)數(shù)據(jù)可通過(guò)填報(bào)頁(yè)面來(lái)進(jìn)行人工輸入，不過(guò)針對(duì)碳排放量測(cè)算方面的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息則必須根據(jù)國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行填寫，其中包括數(shù)據(jù)計(jì)算方法、精度、測(cè)試方法、采集頻率等信息必須由相關(guān)工作人員進(jìn)行手工輸入。手工填寫部分則必須上傳數(shù)據(jù)原始憑證、數(shù)據(jù)來(lái)源信息等重要文件，并在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)備案和存儲(chǔ)。其次，相關(guān)工作人員可以通過(guò)EXCEL 表格形式將手工填報(bào)部分信息數(shù)據(jù)導(dǎo)出。還應(yīng)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中設(shè)置相應(yīng)閾值，對(duì)手工填報(bào)和自動(dòng)采集數(shù)據(jù)信息進(jìn)行一系列分開(kāi)校核，一旦數(shù)據(jù)不在取值范圍之內(nèi)則自動(dòng)發(fā)揮警報(bào)提示。合理運(yùn)用數(shù)據(jù)校核功能能夠充分保障相關(guān)數(shù)據(jù)信息的安全性和準(zhǔn)確性，從而避免手動(dòng)填寫產(chǎn)生的書(shū)寫錯(cuò)誤和系統(tǒng)本身的異常情況。最后，需根據(jù)相關(guān)要求規(guī)范，將相關(guān)公式設(shè)定在系統(tǒng)后臺(tái)，再通過(guò)系統(tǒng)操作將收集到的全部碳排放量參數(shù)進(jìn)行分析處理，便可得出精確的碳排放量數(shù)值，按照相關(guān)文件要求生產(chǎn)數(shù)據(jù)表和排放量報(bào)告，并提供在線瀏覽和導(dǎo)出功能，從而滿足第三方國(guó)家核查規(guī)范要求[3]。

3.3.2 應(yīng)用效果預(yù)期

建設(shè)碳排放量數(shù)據(jù)信息核算與自動(dòng)采集系統(tǒng)，可以有效提升火電廠整體數(shù)據(jù)管理效率與經(jīng)濟(jì)效益，還能有效減少相關(guān)工作量，在大大降低了人力成本的同時(shí)提高工作效率?；痣姀S中相關(guān)工作人員可通過(guò)系統(tǒng)操作完成各個(gè)分廠的碳排放量統(tǒng)計(jì)以及匯報(bào)工作，從而減少人員投入避免工作冗余。碳盤查作為火電廠基礎(chǔ)工作崗位之一，在運(yùn)用該數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)后可直接省去大部分此類崗位的人員投入，同時(shí)，避免人工失誤造成數(shù)據(jù)誤差，大大增強(qiáng)了碳排放量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性和規(guī)范性，降低年度履約以及報(bào)送數(shù)據(jù)時(shí)因太多程序的介入導(dǎo)致數(shù)據(jù)延誤上報(bào)，從而將整體盤查工作中碳排放數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法與數(shù)據(jù)來(lái)源統(tǒng)一管理。

由于當(dāng)下第三方碳排放數(shù)據(jù)核查所涉及的費(fèi)用多數(shù)由相關(guān)主管部門負(fù)責(zé)承擔(dān)，在未來(lái)第三方核查與碳市場(chǎng)認(rèn)證體系趨于穩(wěn)定后，核查費(fèi)用一定會(huì)由相關(guān)企業(yè)自行承擔(dān)。碳排放數(shù)據(jù)核算與自動(dòng)采集系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)來(lái)源以及相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而在縮短核查工作時(shí)間提升核查效率的同時(shí)減少第三方單位核查費(fèi)用成本，從而將未來(lái)可能轉(zhuǎn)移到相關(guān)企業(yè)承擔(dān)的核查成本。除此之外，該系統(tǒng)也能夠?yàn)榛痣姀S減碳技術(shù)推廣提供有力支持，可以通過(guò)數(shù)據(jù)搜集整理分析為決策層、管理層編制低碳規(guī)劃和節(jié)能減排目標(biāo)，還能為火電廠未來(lái)發(fā)展提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，從而使火電廠向著低碳、清潔、節(jié)能、高效的方向全面發(fā)展，為企業(yè)創(chuàng)造良好的社會(huì)效益。

3.4 制定數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)計(jì)劃

3.4.1 碳排放量報(bào)告與數(shù)據(jù)核算目的

應(yīng)在每年年初對(duì)碳排放量進(jìn)行報(bào)告和量化之前，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)首先制定整體監(jiān)測(cè)計(jì)劃，將本年度的碳排放量監(jiān)測(cè)規(guī)范和其他相關(guān)目標(biāo)加以明確，并下發(fā)至相關(guān)部門。相關(guān)部門根據(jù)具體監(jiān)測(cè)計(jì)劃對(duì)碳排放量信息通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行整理和收集，依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)信息對(duì)碳排放量進(jìn)行匯總、量化后出具詳細(xì)報(bào)告，并通過(guò)科學(xué)方法測(cè)算相應(yīng)的配額分配量，從而為碳指標(biāo)和碳排放計(jì)劃實(shí)施管理以及數(shù)據(jù)核查等方面提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，應(yīng)以自然年為碳排放量統(tǒng)計(jì)期，在確認(rèn)報(bào)告時(shí)間后進(jìn)行詳細(xì)報(bào)告編寫。報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括相關(guān)部門聯(lián)系人、數(shù)據(jù)管理負(fù)責(zé)人、報(bào)告時(shí)間、排放概況、排放范圍以及企業(yè)基本信息。

因煤炭燃燒引起碳排放量相關(guān)信息應(yīng)包括燃料種類、碳含量、整體使用量以及低位發(fā)熱量等詳細(xì)數(shù)據(jù)信息，從而將相關(guān)燃料類型以及燃燒排放因子所產(chǎn)生的整體碳排放量數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，并綜合供熱量、供電量、發(fā)電量以及整體用電量等信息編制相關(guān)報(bào)告。除此之外，還包括特別情況報(bào)送數(shù)據(jù)信息如企業(yè)生產(chǎn)說(shuō)明、組織邊界信息、節(jié)能減排方案、數(shù)據(jù)流程匯總以及其他范圍變更說(shuō)明等詳細(xì)信息。當(dāng)上述信息異常情況發(fā)生大幅度改變時(shí)，則應(yīng)按照具體情況在符合原有監(jiān)測(cè)要求的前提下重新制定監(jiān)測(cè)計(jì)劃。如某項(xiàng)數(shù)據(jù)信息發(fā)生變化但不影響整體計(jì)劃實(shí)施則應(yīng)保留詳細(xì)數(shù)據(jù)記錄，從而為相關(guān)部門機(jī)構(gòu)核查提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.4.2 工作流程及數(shù)據(jù)核對(duì)

在編寫碳排放報(bào)告及數(shù)據(jù)信息核算之前，相關(guān)工作人員應(yīng)將排放單位、排放設(shè)備、組織邊界、報(bào)告時(shí)間等重要信息重新核實(shí)，在確認(rèn)信息無(wú)誤后方可按照實(shí)施流程編寫報(bào)告及相關(guān)數(shù)據(jù)核對(duì)。整體工作流程包括對(duì)數(shù)據(jù)資料記錄和監(jiān)測(cè)、交叉核對(duì)數(shù)據(jù)信息、溫室氣體中碳排放量的核算工作、配額分配量的核算工作以及月度填報(bào)和企業(yè)填報(bào)等工作。相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)根據(jù)具體情況合理制定年度生產(chǎn)計(jì)劃，其中包括煤耗、供熱、發(fā)電機(jī)組以及整體用煤量等方面的生產(chǎn)計(jì)劃安排。相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)在每個(gè)月15 日之前收集和整理各個(gè)部門相關(guān)信息數(shù)據(jù)資料，并將其歸總整理作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算配額量和碳排放量的相關(guān)參數(shù)，還應(yīng)在第二年2 月份之前匯總和整理用于來(lái)年配額量和碳排放量相關(guān)參數(shù)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。在收到相關(guān)工序提供的原始數(shù)據(jù)參數(shù)以后，負(fù)責(zé)人應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行匯編和整理避免信息丟失。為保障整體數(shù)據(jù)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和嚴(yán)謹(jǐn)性，應(yīng)根據(jù)相關(guān)要求對(duì)全部數(shù)據(jù)實(shí)施交叉核對(duì)，確認(rèn)無(wú)誤后才可編寫相關(guān)數(shù)據(jù)匯總表。除此之外，還需保留所有原始數(shù)據(jù)，以便第三方單位的數(shù)據(jù)核查工作。

3.4.3 數(shù)據(jù)報(bào)送過(guò)程中的注意事項(xiàng)

應(yīng)使用平均單位計(jì)算燃料熱值含碳量因子，用于大部分火電廠并沒(méi)有配備相關(guān)的元素檢測(cè)儀器不能實(shí)施具體監(jiān)測(cè)分析，很多企業(yè)仍然使用原始方法（各個(gè)煤種對(duì)比）來(lái)計(jì)算相關(guān)缺省值。因此，建議火電廠定期將縮分煤樣移交至相關(guān)化驗(yàn)單位進(jìn)行檢測(cè)并從檢測(cè)結(jié)果計(jì)算元素含碳量月均比例，進(jìn)而將熱值含碳量準(zhǔn)確計(jì)算，并根據(jù)缺省值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析選擇最為有利的生產(chǎn)方法。如果企業(yè)目前不具備爐渣飛灰含碳量檢測(cè)條件以及計(jì)量設(shè)備，則可以使用國(guó)家規(guī)定允許使用的缺省值來(lái)分析，但對(duì)于一些從沒(méi)有實(shí)施過(guò)此類試驗(yàn)的火電廠，根據(jù)國(guó)家規(guī)定其缺省值計(jì)算已經(jīng)嚴(yán)格到100%。故而企業(yè)應(yīng)提前根據(jù)實(shí)際情況采取相關(guān)措施予以應(yīng)對(duì)。CO2排放量整體脫硫過(guò)程到目前為止僅限于燃煤機(jī)組，并不納入計(jì)算交易配額盈虧范圍之內(nèi)，但其數(shù)據(jù)報(bào)告仍然需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制，同時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注石灰石粉以及石灰石整體用量是否一致。

4.結(jié)論

碳排放交易市場(chǎng)的開(kāi)放為火電廠提供了全新的發(fā)展空間，同時(shí)也帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)，應(yīng)合理利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)建立精細(xì)化、自動(dòng)化的碳排放量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并在不斷實(shí)踐使其更加完善、規(guī)范，從而提升火電廠整體數(shù)據(jù)信息管理水平，使企業(yè)在碳交易市場(chǎng)擁有更加穩(wěn)固的社會(huì)地位。