海上油田群原油产品碳足迹评价方法和建议

牛黎明 张景奇 李子旭

中国海洋石油集团有限公司节能减排监测中心

0 引言

企业碳盘查、建设项目碳排放环境影响评价、产品碳足迹评价分别从组织层面、项目层面、产品层面三个维度核算分析碳排放情况。2013-2015 年，国家发改委先后颁布3 批次24 个行业温室气体排放核算方法与报告指南。《中国石油天然气生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》［1］用于指导油气生产企业准确核算组织层面的碳排放。油气开采行业的建设项目可以参照2021 年生态环境部发布的《重点行业建设项目碳排放环境影响评价试点技术指南（试行）》［2］进行碳排放环境影响评价工作，而国家、行业层面均尚未发布海产原油产品碳足迹评价相关标准或指南性文件。本文以海上油田群原油为研究对象，将其全生命周期阶段分为勘探阶段、施工建设阶段、开采生产阶段和运输阶段，提出海上油田群原油产品碳足迹评价方法。

1 评价范围

1.1 评价标准

国际上常用的产品碳足迹标准主要是国际标准化组织发布的ISO 14067 和英国标准学会发布的PAS 2050。ISO 14067 和PAS 2050 作为产品碳足迹评价的通则性规范，对评价原则、排放与清除要求、评价方法等内容作出了规定［3-4］。

国内主要是地方标准，主要有上海市发布的《产品碳足迹核算通则》（DB31/T 1071-2017）、深圳市发布的《产品碳足迹评价通则》（SZDB/Z 166-2016）及服装、手机、微型计算机等6个具体产品的碳足迹评价技术规范。国家层面尚未制定产品碳足迹评价通则。国家、行业、地方均未制定原油产品的碳足迹评价技术规范。

本文参考ISO 14067、PAS 2050及上海市和深圳市的地方标准，对海上油田群原油产品的碳足迹核算方法进行研究。

1.2 功能单位

在产品碳足迹分析中，功能单位是对产品系统中输出功能的度量。功能单位的基本作用是在进行碳足迹分析时提供统一的计量输入和输出的基准。对于海上油田，产品主要是原油，同时有伴生气（天然气）产生。原油和天然气是同一个产品系统中产生的两种产品，为共生产品。为避免分配，在计算海上油田群原油产品碳足迹时，将天然气产量按照热值换算为原油产量，将产量数据以油气当量表示，以1 t油气当量为功能单位。海上油田群原油产品碳足迹的计算结果是每生产1 t 油气当量的温室气体排放量。油气当量的计算公式如下：

式中，m油气当量为油气当量，单位是吨油气当量；m原油产量为原油产量，单位是t；V天然气为天然气产量，单位是m3；α为天然气产量按热值折算为原油产量的换算系数，一般取1 255。

1.3 系统边界

原油作为一种能源产品，计算从“摇篮到大门”的碳足迹，即前期准备过程、产品生产过程及运输过程，不包括下游的产品使用和废弃过程。具体包括阶段如表1所示。

表1 产品碳足迹系统边界选取

根据海上油田群原油的生产特性，将其系统边界分为四个阶段，分别是勘探阶段、施工建设阶段、开采生产阶段和运输阶段。勘探阶段是了解地下地质情况，识别勘探区域，发现油气田，探明油气储量，为油气田开发而做的前期准备活动。施工建设阶段主要是导管架、海上平台、FPSO（浮式生产储卸油装置）等所有海上生产设施（设备）的建造与安装。开采生产阶段包括油气开采、油气处理、原油储存等过程。运输阶段是指合格原油从FPSO或陆地终端运输到下游企业的过程。海上油田群原油产品碳足迹核算系统边界图见图1。

图1 海上油田群原油产品碳足迹核算系统边界图

2 核算方法

2.1 核算注意事项

1）产品碳足迹评价项目的核算周期一般为1年，而前期勘探阶段和施工建设阶段服务于油田的整个设计寿命周期内。因此，需要根据油田设计寿命，计算前期勘探阶段和施工建设阶段的年均温室气体排放量。

2）原油属于能源类产品，在生产流程中不需要加入其它物质作为原料，在工艺处理过程中仅有部分化学药剂作为工艺辅料消耗，如破乳剂、防垢剂、消泡剂、清水剂、杀菌剂等。计算使用化学药剂产生的温室气体排放时，应搜集化学药剂MSDS，核实化学药剂的有效成分及比例。

3）海上油田群消耗的化石燃料包括外购化石燃料和自产自用化石燃料。外购化石燃料的排放因子应包括生产过程排放因子和燃烧过程排放因子。由于在计算碳足迹过程中已包括自产自用化石燃料生产过程的温室气体排放，因此自产自用的化石燃料的排放因子为燃烧过程排放因子。

2.2 各阶段排放源

海上油田群原油产品碳足迹核算结果应以CO2当量（kg CO2e）为单位，量化分析生产1 t油气当量的温室气体排放量，计算公式如下：

式中，E碳足迹为生产1 t油气当量的温室气体排放量，单位是kgCO2e；E勘探阶段、E施工建设阶段、E生产阶段、E运输阶段分别为勘探阶段、施工建设阶段、开采生产阶段和运输阶段的温室气体排放量，单位是kgCO2e。

勘探阶段应核算勘探船消耗的柴油产生的温室气体排放、钻完井过程中消耗的柴油产生的温室气体排放、试井过程中伴生气放空产生的温室气体排放。

海上油气田的开发生产位于大海中，需要利用海上生产设施来实现。施工建造阶段应核算海上生产设施生产、安装过程中产生的温室气体排放。由于海上生产设施种类较多，数量庞大，因此施工建造阶段主要核算生产设施制造、安装过程中产生的温室气体排放。包括导管架、海上平台、FPSO、注水管道和混输管道等海底管道制造过程中消耗钢材产生的温室气体排放，导管架、海上平台、FPSO安装过程及海底管道的铺设过程中消耗的化石燃料产生的温室气体排放。

原油生产阶段过程复杂，温室气体排放源较多，因此将生产阶段细分为电力热力消耗子单元、火炬放空子单元、动力供应子单元、气体逸散子单元、其它子单元。电力热力消耗子单元应核算自发电供热消耗的原油、天然气等产生的温室气体排放及外购岸电产生的温室气体排放。火炬放空子单元应核算火炬天然气燃烧和火炬天然气冷放空产生的温室气体排放。动力供应子单元应核算柴油吊机、柴油泵等消耗柴油产生的温室气体排放。气体逸散子单元应核算生产设施的甲烷（CH4）放空与逸散排放、CO2灭火器逸散排放、高压电气设备保护气SF6逸散排放。其它子单元应核算守护船等船舶及运输直升机消耗化石燃料产生的排放、化学药剂生产过程产生的排放、生活垃圾和生产垃圾处理过程中产生的温室气体排放。

运输阶段应核算油轮运输过程中消耗化石燃料产生的温室气体排放、油罐车运输过程中消耗化石燃料产生的温室气体排放、管道输送过程中甲烷逸散排放、原油在码头储存过程中甲烷逸散排放（见表2）。

表2 各阶段温室气体排放源汇总表

3 海上油田群原油产品碳足迹评价建议

1）建议新建油田在开发建设初期加强能源、资源消耗数据信息的记录与管理，详细记录勘探过程中的化石能源消耗量，记录各种生产设施的建材种类、建材用量以及能源消耗量，记录平台安装与海管铺设过程中的能源消耗量等信息。将数据进行统一保存和管理，在勘探阶段与施工建设阶段结束后，将数据随同项目资料交付给原油生产单位，以便于准确进行碳足迹排放核算。避免因油气田开发周期长而导致油气田开发前期的能源、资源消耗数据信息缺失。

2）在进行海上油田群原油产品碳足迹评价过程中，排放因子应优先选用实测值。建议原油生产单位向供应商搜集经计算、经核证的排放因子，准确核算碳足迹。如无实测值，再使用数据库中的缺省值。建议原油生产单位优先采购可以提供实测排放因子的产品，优先采购能源、资源排放因子较低的产品。

3）海上油田群原油产品碳足迹评价相对于海上油田群碳盘查、新建海上油田项目碳评工作评价范围大，计算数据多，除需要搜集原油开采单位的能源、资源消耗数据外，还需要搜集勘探单位、工程建设单位等供应商的相关数据。建议原油生产单位在基于大量数据对比分析工作的基础上，核实供应商提供的数据真实性，避免出现数据在流转过程中的失误，提高碳足迹计算结果的准确性。

4）建议原油生产单位在开展原油产品碳足迹评价工作的基础上，进行原油产品碳足迹标识认证工作。降低化石能源开发生产过程中的碳排放，减少能源产业链的碳足迹是实现能源结构绿色低碳转型的重要手段。通过开展原油产品碳足迹标识认证工作，为下游企业提供真实、可信的能源产品碳足迹数据，为下游产品的碳足迹评价工作提供相关信息和数据支持。

4 结语

本文将海上油田群原油产品从“摇篮到大门”的全生命周期分为四个阶段，分别是勘探阶段、施工建设阶段、开采生产阶段和运输阶段，并提出了海上油田群原油产品碳足迹核算方法。通过开展海上油田群原油产品在全生命周期内的温室气体排放评价工作，可以掌握原油在生产过程中全生命周期的碳排放数据分布情况，为企业内部以及供应链的管理提供依据，在国家和行业大力推进绿色制造体系建设与绿色低碳发展的背景下具有重要意义。