浅析燃煤电厂碳排放核算交易与规范化管理

1 碳排放控制的意义

1.1 二氧化碳排放造成温室效应，使全球气温上升

温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热对流而形成的保温效应，即太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。大气中的二氧化碳浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，即“温室”的作用。温室气体中，二氧化碳在大气中的含量最高，二氧化碳对温室效应的影响达到60%以上，所以二氧化碳排放量成为削减与控制的重点。

1.2 温室效应的影响

2021年8 月，联合国政府间气候变化专门委员会报告指出，由于全球变暖，以前每50年才发生一次的极端热浪现在缩减至每10年一次，而倾盆大雨和干旱也变得更加频繁。全球变暖凸显，雪山融化，海平面上升，灾害天气多发。自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强。如果任其发展，气候变化将对人类和生态系统造成严重、普遍和不可逆转的伤害。气候变化是全人类面临的严峻挑战，控制排放成为了世界各国的共识。

如果按照这个趋势下去，2040年或将面临气候大危机，并且还会造成食物短缺的风险。如果温度升高到2摄氏度，到2100年海平面可能会多升高10厘米，食物短缺、森林大火，珊瑚死亡。2015年《巴黎协议》指出目标：把全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上低于2摄氏度之内，并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上1.5摄氏度之内。明确了各国要通过自主贡献减少二氧化碳排放量。

1.3 碳排放控制的意义

为了解决温室效应，我国2030年二氧化碳排放量达到峰值；2060年二氧化碳排放量实现碳中和。碳中和是指一定范围内（区域、组织等）的碳排放量与植树吸收对应的二氧化碳量相平衡，从而排放到大气中的碳排放量为零。应对气候变化是全球可持续发展的需要，也是推动构建人类命运共同体的责任担当。燃煤电厂是碳排放大户，所以燃煤电厂的碳排放核算、控制、规范成为重点。

推动能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变，促进淘汰落后产能燃煤电厂。推动能源革命，推进大型风电、光伏基地及其配套调节性电源规划建设，提升电网对可再生能源发电的消纳能力。

2 燃煤电厂碳排放核算方法

2.1 核算方法

燃煤电厂二氧化碳排放量的核算是通过计算法，计算出二氧化碳排放量。通过产生二氧化碳的物质的消耗量，计算出排放量。计算方法主要包括物料平衡法和排放因子法。物料平衡法：排出去的碳=原料中的碳-产品和废料中的碳；二氧化碳排放量=排出去的碳*44/12。排放因子法：二氧化碳排放量=含碳物质消耗量×排放因子。燃煤电厂二氧化碳排放量计算方法如下：

机组排放量=煤燃烧排放量+燃油排放量+外购电力排放量

煤燃烧二氧化碳排放量=入炉煤煤量×收到基元素含碳量×碳氧化率×44/12

燃油排放量=燃油消耗量×碳氧化率

外购电力排放量=净购入电量×排放因子

以上计算公式中碳氧化率和电网排放因子为缺省值，燃煤碳氧化率为99%、燃油碳氧化率为98%；电网排放因子为0.5810 tCO2/MW·h（数据来自2022年版《企业温室气体排放核算方法与报告指南-发电设施》，如核算指南更新，缺省值和排放因子可能会变化）。

2.2 核算重要指标

燃煤电厂二氧化碳排放量的核算指标包括：实测值：燃煤消耗量、低位发热量、元素碳含碳量、购入电量、发电量、供热量等；缺省值：碳氧化率、电网排放因子；计算值：供电量、供热比、供电煤耗、供热煤耗、供热量、温度、流量等；还包括机组运行小时数、负荷率等统计数据，以及发电燃料类型、装机容量、压力参数、机组类型、汽轮机排汽冷却方式等机组基本参数。

通过燃煤机组二氧化碳排放量的计算公式，可以看出计算二氧化碳排放量的核心指标为：入炉煤燃煤消耗量、元素碳化验值、燃煤收到基全水分、外购电、燃油消耗量。其中外购电和燃油消耗量分别由电表和流量计测量，数据准确简单，且量少，对二氧化碳排放量影响极低。存在供热的机组，供热流量计的准确性同样重要。

所以最重要的就是入炉煤消耗量、元素碳含量和全水分。入炉煤消耗量，根据入炉煤皮带秤或耐压式计量给煤机的实际测量值确定，保持入厂煤与库存煤、入炉煤的煤量平衡。元素碳含碳量，依据综合样元素碳化验数据，以月入炉煤全水分换算为收到基数据。全水分为每值/每天实测，每月统计，用于元素碳含量，换算到收到基。

3 碳排放核算注意事项

碳排放数据是否准确，对电厂影响重大，（一）、（二）类问题进行处罚，（三）、（四）类问题不处罚，限期整改。碳排放问题分类如下：

第一类，指涉嫌主观故意弄虚作假，造成碳排放核算结果严重失实；

第二类，指涉嫌违规修改参数和数据，造成碳排放核算结果不准确；

第三类，指涉嫌参数选用和统计计算不准确、质量控制不规范；

第四类，指涉嫌存在核算边界合规性问题。

3.1 入炉煤消耗量的测量是否准确

入炉煤消耗量应优先采用经校验合格后的皮带秤或耐压式计量给煤机的入炉煤测量数据，其中皮带秤须实煤或循环链码校验每旬一次，无实煤校验装置的应利用其它已检定合格的衡器至少每季度对皮带秤进行实煤计量比对。

一般燃煤电厂入炉煤煤量统计都是采用皮带秤，皮带秤的准确性尤为重要，其次就是统计人员抄表的准确性。燃料运行人员每日0:00对入炉煤皮带秤表码进行抄录，通过对讲机向燃运集控室主操或者班长汇报数据，可以统计出当日上煤量。一般入炉煤皮带秤每班都要抄录皮带秤表码，统计本班上煤量。最好每天抄表人员对入炉煤皮带秤表计进行拍照，照片发送至燃运集控室主操或者班长进行保存留底，以备检查，次年完成上一年度碳排放核查、复查。

3.2 入炉煤元素碳化验是否规范

入炉煤煤质化验对于碳排放核算非常重要，如果没有元素碳化验将取高限值0.03356 tC/GJ，一般高限值都比实际测量值高20%-25%，影响非常巨大。例如：某电厂为4×200MW机组，一年排放二氧化碳约430万吨，如果没有元素碳测量取高限值将增加86万吨-107万吨，碳交易市场价大约50元/吨，价值为4300万元-5350万元，这对于一个电厂来说是非常大的一笔费用。目前煤炭价格高，许多电厂都处于亏损状态，如果碳排放煤质元素碳化验不规范或者未化验，带来的经济损失对本来效益不好的电厂更是雪上加霜。

入炉煤煤质元素碳化验为每月化验一次，煤样为每日煤样的月度混合样，如果是外送检化验，注意送样时间，样品必须为自然整月的煤样混合样。如果存在提前送样现象，样品即为非自然月样品，元素碳报告为无效报告，数据将取高限值。从2022年4月1日开始，化验元素碳必须有CMA认定或者CNAS认可，且认可项包括元素碳含量，方可进行化验，否则为无效报告。

3.3 入炉煤全水分是否准确

每值或者每日按规范取样并化验全水分，月平均全水分Mar以每值或者每日煤样全水分和对应的入炉煤量加权平均值计算得出。如果采用算术平均值或者用某一天的全水分代替月度综合样全水分，全水分为无效数据，且被认定为数据造假。

3.4 入炉煤月度综合样是否规范

是否存在以下问题：

①存在用单日或多日煤样混合作为月综合样送检；

②用其他煤样代替每值/日煤样，检测低位发热量；

③在采制样、送样过程中，掺杂其他煤样，影响化验结果；

④综合样形成、煤质化验、煤量电量热量统计周期不一致；

⑤入炉煤量统计周期和化验周期不统一；

⑥一个煤样提供两份检测报告；

⑦化验人员存在代替他人签字行为。

以上问题可能被认定为（一）、（二）类问题，所以燃煤电厂碳排放相关煤质化验必须严格按照要求规范作业。

4 碳配额与碳交易

4.1 碳配额的分配

碳配额是政府分配给重点排放单位规定时间内的碳排放权，即重点排放单位可以在特定市场交易的碳资产。碳配额以吨为计量单位，整数。一个单位配额相当于一吨二氧化碳排放当量。

以免费分配为主，适时引入有偿分配。2019-2020年度为第一个履约周期，碳配额分配基准线上，流化床机组较为宽松，盈余较多；60万千瓦常规燃煤机组偏紧，普遍缺口。在负荷率修正系数上，供热比较小的常规燃煤机组，获得的配额少于纯凝机组。

配额核算采用基准线法：

机组配额总量=供电基准值×实际供电量×修正系数+供热基准值×实际供热量。

配额核算方法划分了4条基准线：

①300MW等级以上常规燃煤机组；

②300MW等级及以下常规燃煤机组；

③燃煤矸石、水煤浆等非常规燃煤机组（含燃煤循环流化床机组）；

④燃气机组。

通过表1收紧幅度，可以看出碳排放配额分配量从2021年度开始将大幅下降，许多电厂碳排放配额量将出现不足，需要向碳市场购买碳配额指标，将增加落后燃煤发电厂运营成本，从而推动燃煤发电厂节能优化改造，促使落后燃煤发电厂淘汰。

表1 配额分配对比表

4.2 碳交易的方式

碳交易又称“碳排放权交易”，来源于两个国际公约《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》。《京都议定书》认定二氧化碳排放权作为一种稀缺商品，从而形成了二氧化碳排放权的交易，简称碳交易。

核查结果作为重点排放单位碳排放配额清缴的依据。企业每年在规定的时限内清缴配额。第一个履约周期为2019年度-2020年度碳排放量，碳交易市场自2021年7月16日正式启动上线，至2021年12月31日履约期结束，全国碳市场累计运行114个交易日，碳排放配额累计成交量1.79亿吨，累计成交额76.61亿元。开盘价48元/吨，收盘价54.22元/吨，涨幅13%。按履约量计，履约完成率为99.5%，全国碳交易市场第一个履约周期，交易不收手续费。

4.3 碳交易的意义

全国碳交易市场启动，推动了全社会贯彻国家双碳政策，积极开展应对气候变化工作。提高了全社会绿色低碳意识，节能减排成为全民共识，更加重视环境保护、控制碳排放。提高了企业碳资产意识，控排企业进入了排碳有成本，减碳有收益的时期，企业更加加强碳排放管理，重视节能降碳工作。抵销机制的推出，倒逼CCER重启，将推动新能源快速发展。

5 碳排放规范化管理

5.1 重视碳排放工作

进一步提高碳排放认识，重视碳排放管理工作，坚决维护碳市场稳健运行，积极推动企业绿色低碳转型发展，充分彰显燃煤电厂责任担当。每个月结束后40个自然日内，按环保部门要求在全国碳排放数据报送系统平台填报排放数据月报。每年3月31日前完成上一年度碳排放年报填报、审核、提交工作。

落实指南要求，完善碳排放检测、计量、统计、核算技术标准，认真执行数据质量控制计划，做好日监测、月统计、年报告工作，建立台账和碳排放数据链。加强数据交叉核对，确保数据真实、准确、完整。

5.2 健全碳排放制度

根据《碳排放权交易管理办法（试行）》和《企业温室气体排放核算方法与报告指南-发电设施》，关于碳排放核算、核查、交易管理的要求，建立温室气体排放核算和报告的内部管理制度和质量保障体系，指定专职人员负责温室气体排放核算和报告工作。明确各部门、各专业人员职责，各司其职规范作业，按照制度定期检查监督作业，对存在的问题及时通报、考核、整改，从而规范作业。

按照碳排放要求建章立制，落实责任。控排企业要严格落实主体责任，建立碳排放管理制度和工作体系，明确岗位职责和业务流程，加强考核，提高数据质量。由于碳排放核算涉及专业较多，应设立专职或者兼职碳排放管理人员，统一对各专业涉及碳排放内容的，确保数据计量、统计准确。

5.3 规范煤质采制化管理

强化能力，提高水平。要加强对入炉煤测量、煤质化验等设备维护和定期校验，保障数据的可靠性。对达不到贸易结算要求的计量设备要更新改造。要加强能力建设，开展煤质化验、碳排放等业务培训，要如期完成煤检实验室CNAS认可，持续提高碳排放数据质量，提升碳排放管理水平。按照碳排放要求，规范完成入炉煤煤质采样、制样、化验的相关工作，并做好定期工作，确保煤质化验符合国家要求。燃料煤消耗量的统计、记录、发电量、供电量和运行小时数、外购电力的统计要准确，相关原始记录保存至少5年。

化验室严格按照国家要求对燃煤综合样元素含碳量进行检测，确保符合国情要求，数据有效。燃煤综合样月度检测报告至少包含该样品的空干燥基碳（Cad）、水分（Mad）、全硫（Sad）、空干燥基氢（Had）、空干燥基高位发热量（Qgr,v,ad）数值。入炉煤的缩分样品的制备应符合GB/T474要求，负责缩分样品制备工作，分机组按入炉煤量等比例留取月综合样（0.2mm）不少于60克并留存至少1年，建议留存2年备查。燃煤元素碳含量的具体测量标准应符合GB/T476（或GB/T30733、DL/T568、GB/T31391等国家或相关行业标准）和《燃料技术监督实施细则》要求。

6 结语

综上所述，解决温室效应，需要控制燃煤发电厂的二氧化碳排放量，而其排放量的核算统计显得尤为重要。做好燃煤发电厂碳排放核算、交易，规范相关碳排放指标数据的准确性，避免发生（二）类以上问题。提升节能、低碳、环保，有效改善生态环境和居民的生活环境。规范碳排放数据核查，控制二氧化碳排放量，从而促进生态环境的保护。