燃气电厂GHG 计算方法探讨

监 勇

（中国海洋石油总公司节能减排监测中心 天津 300452）

温室气体（GHG）指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体；全球温室气体的增加将导致全球气温变暖、生态系统破坏，引发冰盖融化、极端天气、干旱和海平面上升[1]。

2005年2月16日，《京都议定书》正式生效，首次以法规的形式限制温室气体排放。碳盘查中温室气体主要包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、全氟碳化物、氢氟碳化物、六氟化硫[2]；碳排放量核算方法主要有在线监测法、移动监测法、时间比法、负荷法、质量比法、质量平衡（碳平衡）法、排放因子法。随着中国对碳排放的重视和碳交易的实施，准确计算企业的碳排放量变得非常重要，我们对燃气电厂温室气体排放的多种计算方法进行对比，为同类企业和政府进行碳排放量计算提供了依据。

1 现场监测

1.1 企业概况

电厂燃料为LNG，作为调峰电厂，已建设4套燃气-蒸汽联合循环发电机组，机组设备采用日本三菱公司生产的M701F燃气-蒸汽联合循环机组，一拖一单轴布置。余热锅炉为比利时CMI公司技术设计生产的三压、再热、立式、无补燃、自然循环余热锅炉。

1.2 监测点位和设备

监测位置位于2号燃气轮机机组的烟道排放监测口,监测设备为德国testo350加强型烟气分析仪和瑞士罗卓尼克公司生产的HyGroPalm22温湿度仪。

1.3 监测数据

监测数据包括烟气的温度、大气压力、CO2浓度、CO浓度、O2浓度、CH4浓度、烟气动压、烟气静压、水蒸气绝对湿度和环境温度；由于燃气电厂为调峰电厂，负荷变动范围大，机组的启停需要依据下游用户的需求而定，为了保证监测数据的准确性，我们于2013年3月、5月、7月分别对2号机组进行3次实地监测，共监测16次，每次监测时读取6组数据，计算时取6组平均值（为了减少人为误差）。

1.4 监测方法

本次监测过程对采样工况、采样位置、采样孔等按照固定源废气监测规范和固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法进行了核准[3-4]，移动监测仪器经过校准后用于本次监测。

按照圆形烟道分环及采样点数的确定原则以及采样点距烟道内壁距离要求，在实际监测过程中，采样点距烟道内壁距离取5点（采取中心对称原则，默认两边对称点数值相同），因电厂烟道壁厚3cm，监测孔外有法兰突出外壁15cm，内有一段钢管距外壁20cm，所以采样点距烟道内壁距离理论值和实际值见表1。

表1 采样点距烟道内壁距离 （单位：厘米）

2 收集数据

每次监测完成后，都会收集在线监测数值，监测时间段、监测当天的设备燃料消耗状况，设备运行负荷、时间以及燃料热值、组分分析等。

3 数据处理

按照在线监测法（CEMS）、移动监测法、时间比法、负荷法、质量比法、质量平衡（碳平衡）法、排放因子法对2号机组GHG排放量进行计算[5]；首先根据监测数据和收集的监测时间段相关数据计算出监测时间段GHG排放量，然后依据收集的当天相关数据拓展到监测当天GHG排放量，最后计算出2013年上半年GHG排放量。

监测时间段移动监测、在线监测、质量平衡法、IPCC排放因子方法计算结果比较见图1，图中每条曲线最后一个数据点为该种核算方法结果加权平均值，以监测时间作为权重。移动监测与在线监测核算结果比较见表2。

图1 监测时间段内GHG 排放量

表2 移动监测与在线监测核算结果比较

以监测时间段内的相关数据为基础资料，采用质量比法、时间比法、负荷法、质量平衡法、CEMS法和排放因子法多种核算方法对电厂监测当天的GHG排放情况见图2，图中曲线最后一个数据点为该种核算方法结果算术平均值。最后计算出2013年上半年GHG排放量，见表3。

图2 监测当天GHG 排放量

表3 2013 年上半年GHG 排放量 （单位：万吨）

通过数据可以看出，电厂自身的在线监测数据最低，这与监测时间段内在线监测核算结果较低的趋势一致，而其它几种核算方法结果较为接近。统计学里认为平均值相同的情况下还需要关注数据的稳定性，体现在其数据的方差或标准差上，此数据越大，表明数据波动越大，数据稳定性越不好。通过表4看出，负荷法最为稳定。

表4 核算方法稳定性分析

4 结论与建议

4.1 在线监测数据最为准确，移动监测次之，排放因子法最不准确。

4.2 对质量比法、时间比法和负荷法进行方差分析，可以看出三种核算方法中负荷法数据最为稳定，质量比法次之，时间比法最不稳定。

4.3 现场移动监测数据与电厂在线监测数据应该相符，可本次监测有偏差，经分析发现移动监测因实际取样点和理论值存在偏差，造成监测结果比在线监测结果偏高；如移动监测时实际取样点和理论值存在偏差，要根据实际情况给与修正（因烟道内有一段钢管，造成第1采样点实际值多出10cm）。

4.4 经过多种方法核算GHG排放量，发现质量平衡法和排放因子法核算结果的准确程度严重依赖质量计量、组分分析以及氧化率的准确性，为能更准确地获得相关设备的GHG排放量情况，需要依赖现场在线监测或移动监测。

4.5 利用移动监测数据核算某段时间内的GHG排放量时，结果显示时间比法误差较大；负荷法由于不依赖于质量，同时考虑了负荷的影响，具有更好的数据基础和理论基础，推荐采用负荷法计算GHG排放量。

4.6 对于实施监测有困难的企业，若有良好的计量数据，可优先采用质量平衡法，其次采用排放因子法。

[1]政府间气候变化专门委员会（IPCC），国家温室气体清单指南[S].2006.

[2]中国国家发展和改革委员会，省级温室气体清单编制指南[S].2012.

[3]固定源废气监测技术规范[S]（HJ/T397—2007，2008-03-01实施）.

[4]固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法[S]（GB/T16157—1996）.

[5]环境保护部办公厅.关于印发国控污染源排放口污染物排放量计算方法的通知.[EB/OL].(2011-02-11).