煤炭实验室二氧化碳排放核算方法分析

＊郭 坦

（西山煤电（集团）有限责任公司技术中心 山西 030000）

在当前碳排放权交易制度下，为了实现减排目标，政府或企业需要通过购买碳排放指标来满足减排要求。而在国内现有的能源计量体系下，煤炭实验室作为能源计量检测和核查的重要机构，其碳排放核算受到了一定限制。因此，煤炭实验室需要通过一定的方法来核算其二氧化碳排放量，从而为其开展碳交易提供可靠依据。

1.煤炭实验室二氧化碳排放的影响因素

目前国内关于实验室的碳排放核算方法有两种：一种是基于实测数据的二氧化碳排放量法；另一种是基于标准的排放量法。基于实测数据的二氧化碳排放量法是以煤炭实验室现场检测数据为基础，通过对检测设备运行参数进行计算，进而得到实验室二氧化碳排放量；而基于标准的排放量法是以煤炭实验室测量设备标定参数为基础，通过对实验室测量设备运行参数进行计算得到实验室二氧化碳排放量[1]。根据煤炭实验室实际工作情况，通过对比两种方法的优缺点可以发现，基于实测数据的二氧化碳排放量法需要在一定范围内调整测试参数以获得尽可能准确的测量值。由于煤炭实验室通常涉及多个参数同时测量，如煤样水分、灰分、挥发分、发热量等参数。因此，在确定实测数据时需要考虑这些因素对测量结果的影响。

(1)煤质

根据GB/T 476—2001《煤的元素分析方法标准》，实验室内煤样的水分、灰分、挥发分、发热量等参数是根据煤质检测结果得到的[2]。实验室内的煤质检测结果受煤质检测设备精度和采样环境的影响，如采集的煤样是否含有水分、灰分，采集环境是否处于高温、高湿条件下，采样地点是否为露天或处于雨季等因素都会对煤样中水分、挥发分、发热量等参数产生影响。因此，需要根据不同煤质情况选用相应的仪器设备来采集煤样，并对采集的煤样进行分析处理，从而获得准确可靠的实验室二氧化碳排放量。

(2)测试设备

测试设备是碳排放计算的基础。目前国内煤炭实验室所使用的测试设备（如图1）一般为定值仪器，其标定参数可通过测量煤炭实验室现场测定的煤样来获得。这些定值仪器一般都具有一定的范围，因此其测量结果可能存在较大偏差。而煤炭实验室所使用的定值仪器也一般是定值校准仪器，其校准参数一般都具有较好的重复性，因此可以通过实际测量来获得校准参数。此外，由于煤炭实验室测试设备的标定参数均为定值仪器，其测量结果无法通过实际测量来获得，因此煤炭实验室需要考虑测试设备测量结果受到其他因素的影响，进而对测试设备进行调整或重新标定以获得更准确的测试结果。

图1 红外光谱室-同步热分析红外质谱仪

(3)测试时间

煤炭实验室所使用的测试仪器设备都是由厂家根据其产品的特性来确定测试参数，并在产品说明书上给出具体的测试时间。但是由于仪器设备自身存在误差，因此实际的测试时间通常要比产品说明书上给出的测试时间长。针对不同性质的煤样，煤炭实验室需要在现场测定其水分、灰分、挥发分、发热量等参数，而不同测试仪器设备所测得数据的差异性会影响实验室二氧化碳排放量的计算结果。如水分测定仪一般比水分测定仪测量数据高，因此需要将水分测定仪的数据换算成水分测定仪的测试值；而对于挥发分测定仪，其测量值一般会比挥发分测定仪高，因此需要将挥发分测定仪的测试值换算成挥发分测定仪的测量值。

(4)测试环境

由于实验室测量设备的使用寿命与测量环境的温湿度和风速等参数有关，因此实验室测试环境对二氧化碳排放的影响不容忽视。不同的测试环境会对测量结果造成不同程度的影响，从而直接或间接导致实验室二氧化碳排放量存在差异。通常情况下，温度、湿度和风速等参数都会直接影响二氧化碳排放，但这些参数也受到测试设备本身的影响。例如在进行煤炭实验室二氧化碳排放计算时，温度是一个关键参数。如果温度过高会导致煤炭实验室测量设备中的天平、称量筒等部件不稳定，从而使得测量结果偏低。而如果温度过低则会导致煤样水分损失过大，从而使得煤样发热量偏低。因此在进行煤炭实验室二氧化碳排放量计算时需要对测试环境进行详细分析。目前国内关于煤炭实验室二氧化碳排放计算相关标准较少，没有统一的计算公式和标准方法，不同研究机构在计算方式上也存在差异。因此，为了实现实验室二氧化碳排放量的统一核算，需要对当前国内关于碳排放核算的相关标准和方法进行梳理和总结，从而为未来国家碳排放权交易制度的实施提供理论依据。

2.我国现有的实验室碳排放核算方法和标准

2005 年12 月31 日国家质量监督检验检疫总局局务会议审议通过《实验室和检查机构资质认定管理办法》，其中明确要求“实验室和检查机构应当依法设立，保证客观、公正和独立地从事检测、校准和检查活动，并承担相应的法律责任”。2023 年10 月13 日，市场监管总局、工业和信息化部联合制定了《国家质量标准实验室管理办法》，明确要求“实验室应当重视和加强运行管理，建立健全内部规章制度[3]”。2015年4 月9 日国家质量监督检验检疫总局令第163 号公布了《检验检测机构资质认定管理办法》，规定“检验检测机构应当定期审查和完善管理体系，保证其基本条件和技术能力能够持续符合资质认定条件和要求，并确保质量管理措施有效实施”。2006 年9 月，全国节能监测管理中心局出版了《用能单位能源计量器具配备和管理通则实施指南》（GB 17167—2006）该指南，对实验室开展能源消耗计量器具配备和管理工作提出了具体要求[4]。由于这些标准的内容较为简略，不能满足实际工作的需求，因此需要针对实际工作中需要解决的问题，对标准进行修订。

3.存在的问题与建议

目前，我国关于碳排放核算的标准主要包括GB/T 32151.11—2018《温室气体排放核算与报告要求第11部分》、GB/T 32151.1—2015《温室气体排放核算与报告要求 第1 部分》等。这两个标准主要是对碳排放核算的具体方法和步骤进行规定，并未明确提出如何开展实验室的碳排放核算工作。根据目前国内能源计量检测和核查的实际情况，大部分实验室没有配备相关设备，也没有开展碳排放核算的专业人员。因此，国内各实验室的碳排放核算工作基本是由能源管理部门委托专业机构或实验室完成。这一现状不仅造成了人力、物力的浪费，也为碳排放交易市场的发展埋下了隐患。

(1)建立健全碳排放核算标准体系

随着国家碳排放交易市场的发展，为确保数据的可靠性，进一步完善碳排放核算标准体系，尽快出台国家层面的《碳达峰碳中和标准体系建设指南》，为企业提供统一、可比、科学的碳排放数据，促进企业开展节能减排工作，促进我国碳交易市场的健康发展。建议尽快修订《碳达峰碳中和标准体系建设指南》，进一步完善碳排放核算方法体系；建立实验室能源计量检测和核查技术规范和标准体系；制定不同类型实验室的能源计量检测与核查指南，明确实验室能源计量检测与核查的工作程序、技术要求和质量控制措施；制定不同类型实验室能源计量检测与核查相关技术标准，明确各实验室的测量范围、测量方法、测量数据采集方式、数据处理和计算方法等内容；完善实验室能源计量检测和核查的技术标准体系，制定不同类型实验室的能源计量检测与核查指南；制定不同类型实验室的能源计量检测和核查技术标准，明确各类型实验室碳排放核算的步骤、方法及计算公式等内容；制定不同类型实验室在碳排放核算中应遵循的原则和注意事项等内容。

(2)加强实验室人员培训

碳排放核算是一项复杂的技术工作，需要具备能源计量、检测、核查等专业知识，还需要对碳排放管理政策、法律法规、标准规范等有全面了解。实验室人员的专业技术水平和能力直接影响到碳排放核算的质量。因此，建议从以下几方面加强实验室人员培训：组织人员参加国家层面或行业层面的碳排放核算技术培训，学习国家层面和行业层面的新政策、新规定，掌握最新的碳排放核算方法；组织实验室人员学习相关的标准规范，如《能源计量器具配备和管理通则》《测量不确定度评定和表示指南》《温室气体排放核算方法与报告指南》等，掌握碳排放核算所需的基础知识；组织实验室人员学习各行业的碳排放管理政策，并与实际工作相结合，熟悉国家能源计量检测和核查相关标准规范、技术要求和监测方法[5]。建议能源计量机构在制定相关的实验室人员培训计划时，将碳排放核算相关内容纳入到培训内容中，组织实验室人员进行学习。同时，也要加强对实验室人员碳排放核算方法、工具应用、结果评定等方面的培训。

(3)建立健全数据采集方法和技术规范

目前，我国大部分实验室的能源计量设备都是由第三方检测机构提供，而第三方检测机构的数据采集方法和技术规范尚未制定。因此，各实验室需要根据自身的实际情况，选择适合自身的方法学进行碳排放核算，并建立起完善的数据采集和报告体系。在实验室碳排放核算工作中，需要注意以下几个方面：建立健全实验室数据采集方法和技术规范，尤其要保证采集数据的准确性和可比性；要根据实验室实际情况选择适合自身的方法学进行碳排放核算。由于不同实验室采用不同的方法学，因此所获得的数据也各不相同；为了保证数据采集和报告体系的规范，实验室要根据国家相关标准建立健全实验室内部管理制度，并加强对工作人员的培训教育；能源计量检测机构应加强对检测设备、方法以及相关技术标准和规范的研究，制定出一套切实可行的计量检测和核查方法学，为碳排放核算提供科学、合理、有效的数据。

(4)推进碳排放监测和核查工作

碳排放监测和核查工作是落实国家节能减排政策的重要手段。目前，我国主要通过开展重点用能单位能耗在线监测系统（如图2）的建设，对重点用能单位的能源消费情况进行实时监控，进而促进企业加强节能降耗工作。但由于部分重点用能单位缺乏专业人员，因此目前碳排放监测工作开展的并不是很好。在碳交易市场中，碳排放监测和核查结果将成为决定市场碳价的重要依据。因此，建议相关部门要尽快建立和完善相关制度，对重点用能单位进行严格监管。同时，鼓励企业或实验室自行开展能源计量检测和核查工作，为碳排放监测和核查工作提供有力的技术支撑。同时，鼓励实验室在检测过程中使用清洁能源、节能设备等节能减排技术手段，减少二氧化碳排放。同时，也要加强对不符合规定要求的单位和个人的处罚力度，保证能源计量检测和核查工作有序、高效地开展。

图2 气体浓度在线监测系统

4.总结

目前我国碳排放交易市场还处于起步阶段，针对实验室开展碳排放核算方法的研究工作仍然十分迫切。在未来，随着我国碳交易市场的逐步推进，需要研究更加科学、合理、严谨、可操作性强的实验室碳排放核算方法和标准，以满足不同市场发展阶段下对实验室开展碳排放核算的需要。