某发电企业CO2排放量和减排分析

某发电企业CO2排放量和减排分析

发布时间：2013-10-10 10:04:26

摘要:分析了电力企业CO2排放量的计算模式,提出IPCC排放因子计算模式、实测方法、物料衡算方法和宏观模型方法,并就影响排放因子的因素进行校核,提出电力生产低碳发展静脉循环经济模式下的捕获和资源化应用CCU减排思路.

关键词:火力发电;CO2排放量;计算模式;排放因子;静脉低碳模式Analysis on Carbon Dioxide Emission and Reductionof Therm al Power Plant

Abstract:The quantifying mode of the carbon dioxide emissio ns for thermal power plant includes IPCCCO2emission factor mode, practical measurement mode, mass conservation mo de and quantifying mod-el, IPCC CO2emission factor need t o be checked, the best mode of low-carbon electricity produ ction isCCU(CO2Capture and Use).

Key words:thermal power plant;amount of CO2emission;calc ulating mode;emission factor;intra-venous low-carbon model

低碳经济(Low Carbon Economy)[1]作为一种新的能源发展观成为世界能源生产和发展的制约因素.国际能源署报告表明,世界CO2排放量在2010年后将会以更快的速度增长,尤以美国和中国最为明显.中国火力发

电以煤为主的能源结构在未来几十年不会改变,燃煤发电的环境成本最高[2].研究者称地球今后的气候主要取决于大气中的CO2浓度增加的程度,这与CO2的增温效应及生命期密切相关[3].

有效的计算方法是掌握碳源排放量的手段,目前主要采用IPCC推荐方法,根据各国基础资料,用物料衡算、排放系数和决策树方法进行估算.排放量估算方法的研究必须考虑碳源的类型、各种不确定因素,比如电力燃料的燃烧完全性等.全球总的碳排放量可以通过诸多方法确定,如宏观模型、直接测量、计算和估算等.具体到某一国家、某一企业甚至某个人的排放量,目前使用的主要是统计方法,而不是检测方法.统计方法是宏观方法,存在不确定性;对于企业,根据具体数据的直接计算方法更合理和准确.排放量的计算通常采用间接的方法,发电厂以燃烧的煤炭量进行计算,而不是去直接计算捕获量.

1IPCC推荐CO2排放量计算方法[4]

基于联合国政府间气候变化专门委员会IPCC(Intergovernmental Pan el on Climate Change)《国家温室气体排放清单指南》CO2排放量计算为:碳排放量=Σ能源i的消费量•能源i的排放系数,i为能源种类(Emi ssions GHG, fuel=Fuel Consumptionfuel Emission Factor GH G, fuel).

计算的关键是排放系数,对化石燃料,一般采用国际通用的IPCC默认值作为排放系数进行CO2排放量的计算,各种能源的碳排放系数见表1[4].

IPCC的排放系数适合宏观排放量统计计算,具体到某个企业排放量会存在差异.俄罗斯关于钢铁企业排放量的计算方法规定了碳的发射系数和氧化系数两个概念,排放量为燃料的能量含量与发射系数和氧化系数的乘积.

1)IPCC方法中工业生产CO2排放量区分为燃料燃烧和工艺过程排放两部分,由于将燃料数据和产品数据分开统计,不易反映集中排放的特点. 2)由煤到电的转换过程可在实验室得到理论值,但在实际生产中是不可能的,所以使用IPCC推荐的系数肯定是有出入的.具体到一个企业实体,如某火力发电厂,据煤质及锅炉设备的相应参数和管理决定的燃烧效率的不同,转换系数也不同.因此在计算CO2排放量时,会导入高度不确定性.

3)排放系数与火电厂的发电煤耗息息相关,发电煤耗降低、排放系数自然也有所降低.火力发电的能源消耗量是个动态数,各个企业煤耗依据管理水平、主体设备的不同会存在差异.宏观统计时一般使用的是国家发改委和

国家统计局公布的统计数字.不过这个数字也不是一成不变,比如在2000年,中国火电厂平均每千瓦时电的煤耗是0•392 kg标准煤,而目前已经下降到0•36 kg左右,预计到2020年可以下降到0•32 kg.

根据相关资料报道[5],CO2排放系数(t/t标煤)中,国家发改委能源研究所推荐值为0•67、日本能源经济研究所参考值为0•68(日本能源与经济统计手册,2003年版)、美国能源部能源信息署参考值为0•69 ( DOE/EI A International Energy Outlook2002).与以上的推荐值(0•67)基本相当.

以相当于单位煤当量的29 307 kJ/kg的化石燃料燃烧,煤炭、石油和天然气的CO2排放系数(以碳计)分别为0•651~0•755,0•5~0•585,0•3 95~0•447.我国原国家计委能源所测定的煤炭、石油、天然气的CO2的排放系数(以碳计)分别为0•651,0•543,0•404[6].

5)综合能源消耗宏观CO2排放研究.

综合能源消耗宏观CO2排放由IPCC碳排放计算式转换为

Et=δfEf+δmEm+δnEn,

式中:Et为碳排放量,Ef为煤炭消耗标准煤量,δf为煤炭消耗的碳排放转换系数;Em为以标准煤计算的石油消耗量,δm为石油消耗的碳排放转换系数;En为天然气消耗标准煤量,δn为天然气消耗的碳排放转换系数.国内研究者得出的碳排放转换系数δ:煤炭(t/t标准煤)为0•747 6;石油(t/t 标准煤)为0•582 5;天然气(t/t标准煤)为0•443 5[7].

2实测与物料衡算方法

2•1实测方法