大型火电厂碳排放数据规范化管理措施探究

大唐蒲城（第二）发电有限责任公司 张群

一、引言

化石燃料燃烧不完全或者后续环保设备运行不充分是导致碳排放增多的关键。本文基于笔者在大唐蒲城（第二）发电有限责任公司多年的工作经验，在理论结合实际的前提下展开相关研究，对大型火电厂碳排放数据规范化管理措施探究提供建设性意见。

二、大型火电厂碳排放数据计算方法

2020年12月30日，生态环境部发布《2019-2020年全国碳排放权交易配额总量设定与分配实施方案（发电行业）》《纳入2019-2020年全国碳排放权交易配额管理的重点排放单位名单》的通知。根据《通知》，确定了2019年至2020年发电行业碳排放权分配实施方案。完全合格的以及使用混合生物质热的发电机组，不超过年平均水平的10%。

对于单一项目碳核算，首先要确定工厂核算限额。核算限额是根据发电厂的法人实体识别和计量限额内所有生产设施产生的CO2排放量。CO2排放源包括化石燃料燃烧的排放、脱硫过程的排放以及从外部发电厂购买的电力的排放。其中，化石燃料包括发电用煤、锅炉助燃燃料油（启动和燃烧稳定）、工厂办公车辆和生产车辆消耗的燃料。

脱硫过程：

CO2排放量=脱硫剂消耗量×碳酸盐含量×排放因子×转化率，例如，46446t=117287t×90%×0.44tCO2/t×100%

外购电力：

CO2排放量=外购电量×区域供电排放因子，例如

5968t=5955MWh×1.0021tCO2/MWh

排放合计：

企业总体排放=化石燃料燃烧的排放+脱硫排放+外购电力排放(计算)，例如

5999480t=5947000t+66t+46446t+5968t

其次，采用先进的自动化监测技术，更方便的集成数据采集和微流控红外气体分析技术。首先，红外光源发出的红外光通过光刀进入测量气室。由CO2、CH4、N2O、CO等异质原子组成的分子对红外光有不同的吸收特性。如果测量气室中存在上述气体，则进入测量。气室中的一些红外光将被吸收，未被吸收的红外光将进入检测器。在红外光的作用下，探测器前后室的气体膨胀，由于膨胀差，前后室之间会产生小流量，微流控传感器检测到流量后，就会产生交流电压信号，信号处理后得到实时气体浓度。

三、大型火电厂碳排放数据管理方针和目标

一般情况下，企业都会以“年度”为单位定期根据实际生产情况制定出碳排放的数据管理政策和目标，明确碳排放数据管理体系的范围，及时将碳排放数据和碳排放监测计算报送至明年，为后续气体排放的核查工作提供依据、奠定基础。在这个过程中，二氧化碳排放的相关数据、信息若想得到客观、正确、精准的说明，就必须严格遵循相关性、一致性、精确性、透明性和真实性这五个基本原则。

温室气体排放数据的监测和记录是排放核算和核查的基础。只有准确监测和记录排放数据，才能保证排放计算的准确性，避免因数据监测或记录错误给企业带来损失。

企业必须采取以下管理措施，确保碳排放数据的真实性和可靠性：(1)建立企业二氧化碳排放数据监测管理体系。（2）建立企业碳核算和报告的规章制度，指定专人专职负责企业碳核算和报告。(3)建立企业二氧化碳排放单位和碳排放设备清单，选择恰当的核实、计算方式，记录备案。（4）建立健全二氧化碳排放量和能源消耗量核算记录。（5）建立健全公司二氧化碳排放参数监测计划。对企业二氧化碳排放量影响较大的企业，如化石燃料发热量低，应根据需要定期监测。（6）建立文件管理标准，保存和维护用于计算和报告二氧化碳排放量的文件和相关数据。

企业必须按照主管部门批准的监测计划收集和管理与二氧化碳排放有关的信息，并根据相关数据对二氧化碳进行量化、汇总和报告，计算二氧化碳排放量。企业二氧化碳排放量的计算以历年为统计期，报告碳排放量时必须先确定报告年度。关于企业二氧化碳排放数据的相关报告的内容必须要全面系统，比如要详细说明公司基本信息，负责管理二氧化碳排放的人员和联系人的信息，报告年份，公司二氧化碳排放的一般描述和范围信息。二氧化碳排放报告包括与直接燃烧排放相关的信息，包括报告的活动、燃料类型、用途、低热值、碳含量等，以确定每次燃烧的二氧化碳排放因子和二氧化碳排放量。综合用电及发电、供电、供热等相关信息和其他需要报告的信息，如公司在统计期内采取的节能减碳措施、生产条件描述、数据收集过程、组织限制和统计期内公司信息范围等。当上述相关信息发生重大变化时，应制定新的监测计划。修改监测计划不会降低监测要求。当其他信息发生变化时，应保存完整的内部记录，以供核查机构核查。

四、火电厂减少碳排放的有效措施

中国能源紧张，单位能耗使用占比高。火电作为煤矿燃烧将热能转换为电能的广泛运用方式被不断完善和改进，但是基于功耗影响，相关的碳排放居高不下。而实现煤电精细核算下的成本和收益需要进行能耗与碳排放的减排和节能。具体措施如下：

（1）根据长效政策，坚持“上大压小”的工作方针。中国以火电为主要电力供给方式的现状不能在短时间内改观，那么火电燃煤必须进行碳排放核对性反馈，在相关政策制约下协调发展，避免老旧技术和设备盲目扩张，而减小这种火电厂碳排放的最佳方式即为“上大压小”政策，根据动力工程与工程热物理热机范畴的知识原理，运用大容量、高效率超临界活超超临界机组，能在发电工序最省、功效最优的前提下进行安全生产和节能减排，将排放进行回热利用，以实现最终的环保目的。基于现有工程，可以通过技术革新的方式进行600℃超超临界机组的净效率再提高。将原有火电厂效率进行37.5MPa/700℃/720℃/720℃双再热机组的更替式革新，将技术迭代与经济迭代双向推进。最新的化工流程优化技术就能将1000～1500MW超超临界机组净效率提高至53%以上，且改造成本适当。但是需要注意，该种技术虽然有着短期平衡效益，但随着机械效率凝结的约束，盲目追求碳排放减排会影响生产运行，从而浪费投资。所以必须从根源逐步摒弃火电而向清洁能源转型。

（2）调整配煤掺烧比例。燃烧的基本原理是助燃剂和燃烧物，调节相关的燃料配给，使其完全燃烧能极大减少碳排放。依据本人的经验，多数工程采用的是火电厂煤炭燃烧CO2排放量计算方法进行碳排放核算，二氧化碳和其他温室气体因为煤炭种类和燃煤中含有的含碳量、煤炭灰分、石灰石中碳酸钙含量不同而有较大差异。而随着煤炭质量和价格的波动，其煤源变化幅度较大，在发电环节，因为其发热量的不同和恢复组分的原因，不同煤原的混煤燃烧对于降低飞灰含碳量和NOX排放浓度都是不利的。所以只有通过催化剂、助燃剂的添加或者运用化工机械化计算方法确定最佳掺烧比，最终使用分层燃烧方式便可以弱化不同煤种之间的影响。但最好还是使用单一煤种，确保设备设施的稳定性。

（3）改善生活环境，增加厂区及周边城市绿化面积。火电厂的建设和运营除了要重点提高运行效率，在设备设施的完善性上下功夫，更要在附属环保设备，煤炭粉化、液化或者助燃剂添加上下功夫。厂区进行大面积的植物种植能较好地吸收二氧化碳等污染物，通过天然的植物屏障构建起节能减排的新桥梁。

五、结语

综上所述，碳排放的计算需要相关法律法规的规范指引，在厂区数据获取准确、监控到位的基础上进行入炉煤化验等数据台账的规划收集，细化用料、开源节流方可进行辅助油耗量、脱硫剂耗量等数据统计的最优化，做到充分燃烧和能耗最优。而在设备运行过程中，可使用多维手段降低炉渣飞灰含碳量、提高除尘效率，进而降低燃煤CO2排放量，对于操控角度至关重要。技术范畴减少机组非停次数，稳定低负荷机组运行，配合不同手段的火电厂减少碳排放的有效措施，才能在管理和运行上构建节能减排的双重保护伞。