加油站碳排放核算和“零碳”实现路径研究

2021-09-15中国石化销售股份有限公司江苏石油分公司石冬梅

区域治理 2021年13期

中国石化销售股份有限公司江苏石油分公司石冬梅

一、前言

2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”作为世界第二大经济体和最大的发展中国家，中国当前仍处于工业化和城市化发展中后期，能源总需求一定时期内还会增长。从碳达峰到碳中和，发达国家有60-70年的过渡期，而中国只有30年的时间。这意味着，中国温室气体减排的难度和力度都要比发达国家大得多。过去的15年里，中国通过积极推动产业结构优化、推进重点行业节能减排、努力发展清洁能源等措施，累计减排二氧化碳617亿吨，相当于减排32.5%,2019年中国碳强度较2005年下降48.1%。2020年12月12日，习近平主席在气候雄心峰会上宣布“到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上”。这意味着必须从既有减排路径转换到更快减排的新路径上，对各领域能源转型和环境治理提出了更高要求。《中国加油站行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》显示，截至2019年，我国加油站数量为106556座，主要分为国企、民营、外企三大类。国企加油站以“三桶油”为代表，中石化有3万多座加油站，中石油有2.2万座加油站，中海油有800多座加油站，“三桶油”约占全国加油站数量的55%左右。10万座加油站年温室气体排放总量相当于639.3万吨二氧化碳，研究加油站的碳排放规律和碳中和实现路径，对推动整个成品油销售系统“零碳”转型具有较强的现实意义和战略意义。本文从分析中石化江苏某加油站碳排放规律为切入点，对加油站实现“零碳”路径进行研究。

二、江苏某加油站概况

该加油站年成品油销量5000t，有30m3双层油罐4只、24枪加油机4台、16枪加油机2台。管理和工作人员10名，24小时运营，全年运营365天。建有小食堂和司机之家等生活设施。站区实施雨污分流，雨水接入市政管网，洗车废水、地面冲洗水和初期雨水经隔油沉淀池处理后与生活污水一起接入市政污水处理厂。建有加油、卸油油气回收系统和在线监测系统。

三、温室气体排放边界和排放源测算

（一）排放边界

根据《工业其他行业企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》（发改办气候〔2015〕1722号），报告主体应以独立法人企业或视同法人的独立核算单位为企业边界，核算和报告在运营上受其控制的所有生产设施产生的温室气体排放。加油站为报告主体，设施范围包括基本生产系统、辅助生产系统以及直接为生产服务的附属生产系统。基本生产系统包括加油机、储罐、油气回收系统、信息控制系统等，辅助生产系统包括站区内的供电、供水、制冷、仪表、仓库等，附属生产系统包括站区内为生产经营服务的部门或单位，如职工食堂等。

（二）排放源和气体种类

依据《工业其他行业企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》（见表1），结合加油站的特点，制定加油站温室气体排放源和排放量核算表。对于那些监测成本较高、不确定性较大且贡献细微（排放量占企业总排放量的比例<1%）的排放源，本文不予以考虑。

表1 温室气体排放源和排放量核算表

（1）化石燃料燃烧CO2排放，主要指加油站公务车、油品运输车、发电机、通勤车等因化石燃料燃烧产生的CO2排放，加油站不涉及公务车、通勤车、发电机的使用。（2）企业净购入电力的隐含CO2排放，下节将具体计算。（3）涉及的CO2灭火器的排放，因本站上年度CO2灭火器未出现泄漏或使用，未产生排放，因此本文不考虑。（4）CH4和含氟类温室气体逃逸排放，包括空调、冰箱、冰柜、化粪池、工业废水等造成的CH4和含氟类温室气体，因目前仍无更加确定的测量和核算方法，且排放量占比极小，本文暂不考虑。

（三）计算依据

1.计算公式

企业净购入的电力隐含的CO2排放按公式（1）计算：

ECCO2-净电=AD电力×EF电力（1）

式中，

ECCO2-净电净电为企业净购入电力隐含的CO2排放量，单位为吨CO2；

AD电力为企业净购入的电力消费量，单位为兆瓦时（MWh）；

EF电力为电力供应的CO2排放因子，单位为吨CO2/MWh。

2.活动水平数据的监测和获取

企业净购入的电力消费量以企业和电网公司结算的电表读数或企业能源消费台账或统计数据为依据，等于购入电量与外供电量的净差。

3.排放因子的选择

根据《中国外购电温室气体排放因子研究》（见表2），2016年华东区域电网二氧化碳排放因子为613gCO2/KWh（0.613吨/MWh）。

表2 2016年各区域电网CO2排放因子汇总

（四）本站净购入电力隐含CO2排放量

本站电费开票记录卡数据显示，该站2020年度电力消费量为99.02兆瓦时。带入公式（1），计算本站净购入电力CO2排放量：ECCO2-净电=AD电力×EF电力=99.02MWh×0.613吨/MWh=60.7吨CO2。

式中，

AD电力=99.02MWh；

EF电力=0.613吨/MWh

从计算可知，本站2020年度净购入电力CO2排放量为60.7吨。

四、“零碳”加油站实现路径研究

（一）策略

从第三节排放源分析可知，加油站的碳排放环节集中在外购电力，加油站“零碳”排放路径可从外购电力二氧化碳的抵消进行考虑。加油站外购电力抵消最直接有效的方式是安装分布式光伏发电，以清洁电力“自发自用”来中和二氧化碳排放。

（二）分布式光伏发电应用可行性

江苏省太阳总辐射、日照时数的分布形势大致是由北至南减弱，北部地区的年均总辐射量为5034MJ/m2，标准光照下年均日照时间为4.13h，根据《太阳能资源评估方法》（QXT89-2018）为资源Ⅲ类地区，年发电小时数约为1250h。光照充足，无霜期长，气温适宜，降雨量较多，无风沙影响，有利于组件及整个光伏系统运行，适宜建设光伏发电项目。

（三）“零碳”目标下光伏设计

（1）设计依据。依据《建筑太阳能光伏系统设计与安装》（10J908-5），光伏系统主要包括光伏组件、光伏接线箱、并网逆变器、储能装置及充电控制装置、电能表和显示电能相关参数的仪表组成。太阳能电池分为硅系太阳能电池（单晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜）、多元化合物薄膜太阳能电池，单晶硅、多晶硅太阳电池由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏电站项目。由于单晶硅组件的光电转化效率高于多晶硅组件，成为主流产品，单位面积单晶硅组件的安装功率为144.9W/m2。（2）光伏装机容量设计。根据第三节的计算，该站2020年的电力消费量为99.02兆瓦时，该地区年发电小时数为1252小时，按照单晶硅组件安装功率设计标准144.9W/m2进行计算，全部抵消该站外购电力需按照光伏装机功率为：需发电装机容量KW=99.02兆瓦*1000/1252h=79.09KW。全部利用屋顶安装，至少需要的屋顶面积545.8m2，考虑到光伏组件寿命周期内功率衰减，应适当增加装机容量。该站经过设计，最大化利用现有屋顶、雨棚上方等区域，设计装机容量122.5KWp，在系统运行期年发电量不低于128.8兆瓦，25年寿命周期内累计发电总数不低于3520兆瓦。（3）“零碳”目标实现。该站通过光伏发电可实现的CO2减排量为：ECCO2-净电=AD电力×EF电力=128.8*0.613=78.9吨CO2。上节计算该站2020年的CO2排放量为60.7吨CO2。通过应用光伏发电，实现该站“零碳”排放，同时额外贡献出18.7吨CO2的减排量。