火电厂碳排放监测体系与核算方法分析

贺 兰

（三峡智慧水务科技有限公司，上海 200124）

全球气候变暖对我们的生产生活产生了重大的影响，《京都议定书》一文在1997年审核通过，文中部分发达国家提到温室气体减排的具体要求，随后各国开始陆续出台低碳环保的有关政策，逐步完善和解决了碳排放的一系列问题。对温室气体的监测能够精准、系统地记载排放数据，同时也为火电厂行业与企业开展环保工作提供了有效的数据，是政策实施的前提条件。对此，我国火电厂企业应该充分完善政策制度，利用科学的方法进行碳排放监测，从而推动温室气体管理工作的发展，为我国群众创设一个良好的居住环境和大气空间。

1 火电厂现状以及二氧化碳减排的意义

在我国社会与经济飞速发展和进步的背景下，对火电厂企业提出了更高的要求，需要电力的供给充分满足实际需求。2007年到2016年这十年之间，我国的电力装备、容量和发电量很大程度地增加了，尽管火电装机的比例与发电量都呈现下降的趋势，但截至2016年底，火电装置容量达到了10亿千瓦，依然占总比的64%。其中，煤电装机占到了89%，煤电发电量占到了91.1%。从装机容量及其发电量的数据可以得出，火电厂在当前的发电领域中仍然具有较高的比例[1]。

富煤、贫油以及少气等特点决定了我国相关企业发电所利用的能源，依旧是以煤炭作为主要的材料，这就需要优化能源结构。依据我国统计局的有关数据来看，早在2012年我国就已经损耗了将近35亿吨的煤炭资源，其中在发电与供热这两个环节中消耗了49.4%。但电煤的比重与国外火电厂相比具有很大差别，煤炭在我国企业的能源利用体系中仍占据主导地位，并且对其利用率远比发电的比例大。对此，我国火电厂企业应该根据环保意识与理念，逐渐减少对煤炭资源的使用，从而降低碳排放量，维护大气环境。

此外，电力企业对我国经济发展起到了至关重要的作用，并承担了重要的责任。因此，我国相关企业应该注重二氧化碳减排工作的开展，在节省使用自然资源的同时，降低气体污染物的排放率，以更好地进入低碳环保的经济发展时代。

2 火电厂碳排放核算方法现状探究的意义

二氧化碳减排主要是依靠精准的碳排放监测机制。火力发电厂在计算碳减排的相关数据时，准确的碳排放数据能够直接反映出减排的进度，同时这也是审查各工作环节是否完成减排任务的核心依据。而站在政府这一层面来进行思考，客观且准确的碳排放监测数据，是污染物排放限制政策实行的基础，同样也是政府碳控排目标确立与审核的前提条件。另外，科学的碳排放数据对碳交易市场具有关键的影响，多份保障的构建为煤炭交易提供了重要保障。准确的碳排放数据，还能够帮助火电厂企业的技术人员明确温室气体排放量与排放位置，对企业减排对策的设定与碳资源管理具有重大意义。

我国的火电厂开展碳排放监测起步较晚，远不如西方的部分发达国家。我国早在2004年就向气象局提交了有关国家气候变化初始信息的通报，其中所采用的计算方式和参考数据基本都是依据国外的，因为一些参数与我国的实情不一致，因此，火电厂企业在探究和分析当前温室气体计算的方法时，需要构建具有我国特色的排放监测体系，这对于促进我国温室气体以及相关火电厂的清单质量、碳减排都有着十分重要的意义。

3 研究背景

当前全球气候逐渐变暖，给气候带了巨大变化，同时也产生了重要的影响。1997年《京都议定书》中就提出了温室气体减排的具体要求，世界各国应当陆续发布相关低碳政策，并且要有准确的碳排放数据，这是政策具体实施的前提条件。要有序进行温室气体监测，而获取相关数据是进行一切工作的基础。当前国内外对碳排放都建立了监测体系。美国和欧盟在这方面开展得较早，在监测体系建设方面积累了非常丰富的经验，而我国在这方面起步相对较晚，相关体系还不是很健全，所以在实际工作中借鉴国外的制度具有重要的意义和参考作用。

4 国内外研究现状分析

4.1 国外研究现状

首先，是国外的监测体系建设情况分析。美国针对温室气体排放量的问题对相关企业进行了强制性要求，要求企业要出具相关的监测报告，并详实地将这些数据提供给政府，这些数据和报告是美国政策制定的坚实基础。通过对美国的报告进行具体分析和解读，尤其是报告内容、体系、作用等方面，对我国温室气体排放监测工作具有非常好的借鉴作用。通过相关分析，我国在温室气体核算中充分借鉴了美国的模式，促使企业积极地进行报告活动，使温室气体的核算更加准确，并具有较强的操作性，减少了统计部门的相关工作，降低了统计调查的成本。而欧盟在碳排放权的交易方面也起步较早，是世界上最早建立碳市场的，当前已经历经了三个阶段。欧盟通过不断地总结经验，针对第一、第二阶段的一些问题和不足在第三阶段中进行了相关改革，这些经验对我国监测制度的建立起到了启示的作用。欧盟的早期制度中，各成员国拥有较大的裁量权，制定的规则存在差异，这种情况在实际操作中会导致成员国之间的监测报告和核查工作由于规则的不一致出现不公平的情况。而且一些小型设施的监测和管理成本比较高，为了更好地解决这些问题，欧盟进行了相关调整。加强了制度结构的调整，使管理更加统一，同时也建立了统一的制度，促进了核查和认证服务的发展。减少了小型设备的成本，使用了成本比较低的监测方法对相关数据进行统计。

4.2 国内的监测现状

我国的碳排放监测体系建设起步相对较晚，在2011年“十二五”规划纲要中提出了温室气体排放的核算工作和具体要求，到了2013年已经建立了一些试点地区，并且在7个交易试点中开展了建立监测体系的相关研究，目前已经有部分省市出台了地方性的监测体系和标准，但体系的不统一带来了许多的问题。目前研究的主要方向是对已存在的体系提出相关的意见和建议，同时对已有的体系进行完善和改进，并提出新的相关标准的建议。

5 环境治理投入对碳排放的影响和存在的不足

5.1 影响分析

环境治理投入对二氧化碳排放具有深远的影响。针对这方面的探究分析，主要可以分成两大类，一类倾向于探究环境治理投入对碳排放的作用效果，其得出的结果为以下三点：1.环境的治理投入会产生大量的温室气体；2.环境整治会导致碳排放作用效果的不确定性；3.环境治理将会降低碳排放。另一类则是立足于环境治理投入，并通过碳排放技术的创新，从而探究出环境治理投入对技术创新的积极影响。

为了进一步减少碳排放，政府需要加大监督和管理力度，并出台相关法律政策，严惩甚至关闭部分碳排放不达标的工厂企业，进而通过征收碳税来提升相关企业的生产成本，促进企业低碳技术与产品创新。此外，我国政府还应该加强城市基础建设的资金投入，增加森林的种植面积，加大研究经费的投入，充分鼓励新能源的开发和利用，从根本上降低碳排放量。最后，政府还需要充分调节有关经济政策，不断优化我国产业构造与能源结构，以减少经济发展过程中对高碳能源的损耗，提高资源的使用效率[2]。

5.2 存在的不足

当前我国的监测体系工作中还有一些不足，主要表现在以下三个方面。第一是具体标准的缺失，第二是监测平台的缺失，第三是主管机构比较混乱。针对这些问题，提出了相关的建议和意见，指出了中国应当积极借鉴国际上先进的核算体系和标准，逐步建立符合我国国情的统一的核算体系，并制定出具体的核算方法，这样才能充分发挥管理效能。应当科学、系统地建立统计核算体系，这样可以有效地减少一些重复测量，还能够解决测算结果不一致的问题。从数据收集、统计、报告等所有环节来看，我国在这方面相对于发达国家起步较晚，还存在许多的缺失，而且相关的配套法律、法规和政策也不完善。因此要进一步核算质量，极地进行相关研究，不断地完善相关体系，这对于碳排放监测体系的建立和具体核算有着积极的作用和影响。

6 火电厂碳排放监测方法体系

在碳市场建设过程中，监测、报告以及核查是其基础，对于怎样精确地计算出碳排放量这一问题，是监测的重点和难点。因此，相关火电厂应该具体分析计算方法的原理、技巧以及优缺点，这对完善企业数据监测体系具有关键性的意义。当前，国际所认同的温室气体监测方法主要有物料衡算法、实测法、排放因子法等三种方法。其中的两种方法都属于计算性方法，实测法则是根据在线监测仪器而开展的监测方法。本文列举了三种方法的内容，具体如下。

6.1 物料衡算法

这种方法主要根据质量的平衡定律，进一步总结出污染物的排放量，其具体公式为产品数量+物料流失率=投入机制的总物料。对于既定的生产体系、工程步骤以及燃烧装置等火电厂企业，都能够利用物料衡算的方法来进行计算。火电厂企业在公式计算的时候，需要按照具体建筑项目方案流程、生产模式以及原材料损耗等开展计划工作。由此可见，这种监测方法具有良好的针对性，所得的结果准确度很高，但所用到的参数比较多，对收集数据质量的要求十分严格。

6.2 实测法

这种监测方法是通过监测仪器或者持续计量设备，来计算排放气体流量、流速以及浓度等参数，从而算出气体排放总量的一种统计法。依据采用的仪器不同，实测法可以分为手工监测法与烟气排放持续监测法。前者主要是以仪器校准为主，通过携带监测设备在计划好的烟囱基点进行短暂的测量；后者则是对火电厂进行持续性的监测。实测法能够对烟道气体当中的二氧化碳浓度、烟气流量进行连续的测算，从而有效计算出排放量[3]。

6.3 排放因子法

排放因子法是当前应用比较广泛的方法，在对温室气体排放量进行计算时具有非常明显的优势，这种方法的基本公式是温室气体排放量=活动水平数据×排放因子，这个公式可以充分地反映出能源的强度和碳排放的强度，而且这两者是高度相关的。当前政府对于气候变化的问题非常重视，并成立了专门委员会（IPCC），编制了《2006年IPCC国家温室气体清单指南》，在这个指南中，对这种方法进行了详细的说明，并且可以为不同的国家和地区、不同的行业提供温室气体排放量计算的详细指导，所以这个指南具有非常重要的意义和作用。同时这种方法也可以应用到宏观核算当中，还适用于行业的微观角度核算，是当前国内外编制温室气体清单的重要基础。我国的《省级温室气体清单编制指南》、《温室气体排放核算与报告要求第Ⅰ部分：发电企业》也都使用了这种方法。

7 火电厂碳排放基本核算方法的应用

7.1 排放因子法的应用

我国火力发电企业在核算碳排放的过程中，主要是通过排放因子法来进行温室气体核算的。这一方法需要实测企业热值含碳量与碳氧化率，同时会受到发电工况、燃煤质量等众多因素的影响。在不具备实测条件的情况下，我国按照多台机组测算的结果提出了缺省值，继而代表广大机组的平均水平。但是，根据多方测算，影响排放因子法的因素较多，其缺省值的代表性也存在一定的差异。我国相关学者通过机组实测的方法，探究出了众多对排放因子法核算具有消极影响的因素，比如煤质、机组容量以及负荷等。

根据研究表明，元素碳检测非常显著地降低了一些火电厂企业碳排放量，有助于该企业合理采用碳排放权交易利益，并且不会对企业造成任何的经济损失。我国某位研究者通过自己的实验研究，按照实测单位的热值含碳量、碳氧化率数据，创设出了火电碳排放核算模具。相关学者在实验探究中发现锅炉氧化率和煤质、机组容量有着密切的联系。还有一些研究人员以330 MW的燃煤设备为例，分别在58%、74%以及89%负荷的平稳运行下，核算出火电碳排放的强度，并在各体系的折算中公布所得出的相关规律。燃煤碳排放的强度与机组负荷之间具有负相关的关系，机组的负荷越高，那么火电碳排放强度就越低。

7.2 在线监测法的应用

我国企业对于利用在线监测法来监测二氧化碳的研究相对较晚，并缺乏一定的技术标准，进而阻碍了这一监测方法的进步和发展。当前，我国在线监测二氧化碳监测仪的数量有限，相关研究也很少。企业利用缺省值、二氧化碳排放因子和火力发电CO2排放量的测算产生了积极的效果和作用，两种参数在原煤、原油以及天然气三种燃料计算结果的相对偏差分别是7.5%、98.8%和1.6%。此外，相关企业使用在线监测法的时候，应充分了解机械设备的运行状态，做到心中有数，进而核算出精准的碳排放数据。火电厂在开展碳排放核算工作时应用这一方法能够更好地预防和减少碳排放[4]。

7.3 注意误差和成本数据的时效性

在实际核算过程中，应当充分考虑数据的使用性以及数据的误差和成本核算问题，同时也要注意时效性的影响，将这三者结合考虑才能进行准确的核算，而且这三个因素也决定着核算方法的推广程度。首先，是误差。在核算中应当准确地计算投入和产出，由于火电数据的输出情况比较难计量，所以很难获得准确的数据。其次，是成本。在核算过程中准确地计量成本才能确保核算的准确性。最后是数据的时效性，数据的时效性可以确保决策的准确性。

8 结语

综上所述，大量排放温室气体会对我们的居住环境、空气质量以及社会经济发展造成一定的消极影响和阻碍作用，甚至还会出现冰川融化、海平面上升、粮食减值、物种灭绝等事件的发生。对此，相关企业应该加快形成基本的监测体系，并掌握一定的核算方法，逐步完善和解决监测方法体系中所存在的问题，还应加强政策制度的实施力度，采用科学的方法进行碳排放监测，从而推动温室气体管理工作的发展，为我国大众提供一个良好的居住环境与大气空间，希望本研究能够为相关单位提供一些参考意见。