碳排放如何精準(zhǔn)計(jì)量？電力行業(yè)已經(jīng)有了答案

原創(chuàng) 蘇電牛思 

今年，隨著“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的確定，國(guó)家電網(wǎng)公司很快發(fā)布了“雙碳”行動(dòng)方案，方案中提到，實(shí)現(xiàn)“碳中和”的核心是控制碳排放。

一直以來(lái)，能源燃燒都是我國(guó)主要的二氧化碳排放源，占全部二氧化碳排放的88%左右。目前，我國(guó)電力行業(yè)排放約占能源行業(yè)排放的41%，減排任務(wù)較重，而火力發(fā)電是其中最主要的碳排放源頭。

在火電機(jī)組生產(chǎn)運(yùn)行中，化石燃料燃燒、脫硫等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。

那么，問(wèn)題來(lái)了，想要控制碳排放，該如何核算排放量呢？

電力人自然能想到妙招——

國(guó)內(nèi)首個(gè)電力行業(yè)碳排放精準(zhǔn)計(jì)量系統(tǒng)在江蘇正式上線，在國(guó)內(nèi)率先應(yīng)用實(shí)測(cè)法進(jìn)行碳排放實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)核算，實(shí)現(xiàn)對(duì)火電企業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程二氧化碳排放的“精準(zhǔn)畫(huà)像”。

怎么理解這一系統(tǒng)？先來(lái)一段演示動(dòng)畫(huà)，直觀感受下↓↓↓

△碳排放計(jì)量過(guò)程

這個(gè)系統(tǒng)是個(gè)啥？還得從碳排放的核算方法說(shuō)起。

碳排放核算方法
目前，火電機(jī)組碳排放核算方法一般有兩種：排放因子法、實(shí)測(cè)法。

?排放因子法

根據(jù)不同燃料對(duì)應(yīng)的不同碳排放系數(shù)，來(lái)估算碳排放量。

▌以煤炭為例，消耗1噸煤，排放約2.6噸二氧化碳。但是實(shí)際上，由于機(jī)組負(fù)荷、燃煤組分、燃燒效率等因素，碳排放量是會(huì)變化的，估算會(huì)產(chǎn)生較大誤差。  

?實(shí)測(cè)法

在火電機(jī)組煙氣排口安裝二氧化碳監(jiān)測(cè)儀表，通過(guò)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)組的碳排放量。

這次在江蘇上線的碳排放精準(zhǔn)計(jì)量系統(tǒng)，基于的就是實(shí)測(cè)法。

 碳排放精準(zhǔn)計(jì)量系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、連續(xù)、準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)采集精確到每秒，單臺(tái)機(jī)組每天采集數(shù)據(jù)超1000萬(wàn)條，完成計(jì)算比對(duì)約50萬(wàn)次，具備千臺(tái)機(jī)組碳數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理能力……

碳排放精準(zhǔn)計(jì)量系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)非常明顯。

?精準(zhǔn)度平均提高約6%

在精準(zhǔn)度上，選取了300兆瓦、600兆瓦、1000兆瓦3臺(tái)不同容量等級(jí)的燃煤機(jī)組為試點(diǎn)，分別用排放因子法和實(shí)測(cè)法，對(duì)二氧化碳排放量分別進(jìn)行了核算，經(jīng)抽樣對(duì)比，結(jié)果顯示，實(shí)測(cè)法的精準(zhǔn)度平均提高了約6%。

 為了保證實(shí)測(cè)法數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)，包括鍋爐、汽輪機(jī)、脫硫系統(tǒng)等火力發(fā)電各環(huán)節(jié)的2000多個(gè)監(jiān)測(cè)參數(shù)，都被傳輸?shù)接?jì)量系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電全過(guò)程排放煙氣的流速、濕度、二氧化碳濃度等數(shù)據(jù)，再通過(guò)關(guān)鍵參數(shù)的分析校驗(yàn)，達(dá)到精準(zhǔn)計(jì)算。 

?改造簡(jiǎn)單易行

看到這兒可能會(huì)有疑問(wèn)，那改造起來(lái)復(fù)雜嗎？

答案是，只需加裝二氧化碳測(cè)量?jī)x表。

原來(lái)，經(jīng)過(guò)“十二五”“十三五”兩輪環(huán)保改造，火電企業(yè)所有發(fā)電機(jī)組的煙囪排口都已安裝了測(cè)量二氧化硫、氮氧化物以及煙塵等污染物的儀表，并且所有測(cè)量數(shù)據(jù)已全部聯(lián)網(wǎng)，匯集在節(jié)能減排監(jiān)控中心。 想要實(shí)現(xiàn)機(jī)組碳排放實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，只需在煙囪排口原有測(cè)量?jī)x表基礎(chǔ)上，加裝一塊二氧化碳測(cè)量?jī)x表即可，電廠的改造工作簡(jiǎn)單易行。

目前，江蘇已經(jīng)對(duì)省內(nèi)8家主力發(fā)電企業(yè)開(kāi)展了碳排放精準(zhǔn)測(cè)量試點(diǎn)，在11臺(tái)發(fā)電機(jī)組上安裝了測(cè)量裝置，對(duì)比分析數(shù)據(jù)，對(duì)碳生產(chǎn)、排放全過(guò)程進(jìn)行精準(zhǔn)畫(huà)像，并以此構(gòu)建了適應(yīng)多行業(yè)的碳計(jì)量實(shí)測(cè)與核算模型。

精準(zhǔn)的碳計(jì)量，為何如此重要？

業(yè)務(wù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)支撐、技術(shù)手段……準(zhǔn)確的碳計(jì)量，有助于摸清碳排放的家底，制定更為科學(xué)的減排降碳措施。

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可以幫助發(fā)電企業(yè)實(shí)時(shí)了解自身碳排放量，還可以作為配額依據(jù)，提高碳市場(chǎng)的活躍度，甚至通過(guò)比對(duì)電能價(jià)格和碳排放成本，促進(jìn)低碳調(diào)度、電能替代……節(jié)能減排，國(guó)網(wǎng)江蘇電力一直在探索實(shí)踐，2013年起，就開(kāi)展了一系列前瞻性研究，從火電企業(yè)碳排放實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，到碳排放量核算，再到碳交易機(jī)制探索，經(jīng)過(guò)近十年潛心研究，碳排放精準(zhǔn)計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，實(shí)現(xiàn)了火電機(jī)組碳排放實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)自動(dòng)收集、實(shí)時(shí)在線計(jì)算、結(jié)果客觀公正。

在2022年底前，這一技術(shù)將在江蘇主力火電機(jī)組全覆蓋，為省內(nèi)機(jī)組精準(zhǔn)碳畫(huà)像，建立低碳調(diào)度管理體系，推動(dòng)構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。