發(fā)電行業(yè)碳減排及參與碳交易市場的現狀分析與展望

1、DOI:10.14026/ki.0253-9705.2018.15.005發(fā)電行業(yè)碳減排及參與碳交易市場的現狀分析與展望Analysis and Prospect of Carbon Emission Reduction and Participationin Carbon Trading Market in Power Generation Industry摘 要 為積極應對氣候變化、實現控制碳排放的承諾，我國大力推進碳減排，已啟動碳交易市場試點工作。發(fā)電行業(yè)的 化石燃料燃燒是我國二氧化碳的主要排放源之一，因此肩負重要的碳減排任務，是現有碳市場交易試點的主體，也是未來 全國碳市場交易中重要的

2、參與部分。本文通過分析典型發(fā)電企業(yè)碳排放現狀，探討了我國發(fā)電行業(yè)在啟動全國碳交易市場 后，參與碳市場交易的積極性和盈利預期現狀等問題，并為進一步健全和完善全國碳交易市場規(guī)則提出了建議。關鍵詞 發(fā)電行業(yè)；碳配額；碳交易市場；碳減排；碳排放系數；碳資產文/楊光俊徐振沈凡卉中共十九大報告提出積極參與全球環(huán)境治 理，落實減排承諾；2018年5月召開的全國生態(tài) 環(huán)境保護大會上，中共中央總書記習近平再次強 調，要實施積極應對氣候變化國家戰(zhàn)略，推動構 建人類命運共同體，共謀全球生態(tài)文明建設。碳 減排是應對氣候變化的主要手段，常用減排技術 有提高能效、發(fā)展替代能源、二氧化碳捕捉和封 存/二氧化碳捕捉和利用（C

3、CS/CCU）等。但是， 以煤為主的能源基本結構1和近期CCS/CC U不具備 商業(yè)推廣價值的客觀現實，決定了我國有效減排 溫室氣體存在極大經濟、技術挑戰(zhàn)2o考慮不同 市場主體減排成本，碳交易成為我國控制溫室氣 體排放的一項重要市場化選擇。建立碳市場，將充分發(fā)揮市場機制作用， 有效推動綠色低碳發(fā)展，因此我國2017年12月 率先在發(fā)電行業(yè)啟動全國碳排放交易體系回。其 中，重點排放單位指發(fā)電行業(yè)年度排放達到2.6 萬噸二氧化碳當量及以上的企業(yè)或者其他經濟 組織，主要為涉及化石燃料燃燒的火電企業(yè)， 同時國家發(fā)改委碳配額分配方案（討論稿）中 更明確針對火電機組燃料和等級劃分基準線， 即事實上率先納入

4、碳交易市場的主要為火電企 業(yè)。為實現碳減排承諾，至2020年發(fā)電行業(yè)需 額外減排3.7億7.4億tCO2也。而目前，我國電 力碳排放系數為222.95gC/kWh,高于發(fā)達國家的 100150gC/kWh5。本文將通過分析典型發(fā)電企 業(yè)碳排放現狀，研究目前碳市場啟動前期階段中 相關問題，為下一步優(yōu)化管理決策提供依據。典型發(fā)電企業(yè)碳排放現狀分析本研究調研某電力集團12家典型發(fā)電企業(yè)， 分析其20162017年度碳排放的基本情況。典型 發(fā)電企業(yè)的燃料類型為煤炭、天然氣，均屬于現 役主力機組（表1）。碳排放量和盈虧度采用碳配額分配方案（討論稿）對燃煤機 組進行試算（圖1）, A企業(yè)2017年出現碳配

5、額缺 口25 X 104tCO2，盈虧比例為-2.8%； B企業(yè)盈余 24.5X 104tCO2，盈余比例為4.3%。總體上燃煤機 組碳配額盈虧基本平衡。對于燃氣機組（圖2），I、J、K、L企業(yè)盈余 量達15 X 10425 X 104tCO2，盈余比例均在20%以 上；E、F、G、H企業(yè)盈虧參半，其中E企業(yè)2016年 虧損達16X104tCO2，2017年由于利用小時數增加 而轉盈約2%。供電碳排放量和排放強度燃煤機組2 016年的排放總量為 256X 104897X 104tCO2,其中供電排放量約 96.5%，供電排放強度約0.8141tCO2/MWh，低于 我國電力行業(yè)2015年均值（

6、850gCO2/kWh） 6， 各企業(yè)供電排放強度均低于配額分配方案（討論稿）中基準值；2017年的排放總量為口配額分配量口排放總量900 一800 700 600 一500 二400 二300 _200 100 ABCD(b)2017年排放量與配額量表1典型發(fā)電企業(yè)概況機組類型燃煤機組燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組規(guī)模等級1000MW 級600MW 級300MW 級400MW 級200MW 級機組數量2臺2臺4臺8臺9臺企業(yè)名稱ABC、DE、F、G、Hl、J、K、L圖1不同規(guī)模燃煤機組二氧化碳排放量與配額量的對比圖口配額分配總量口實際排放量口配額分配總量口實際排放量o0 x140 -120 -100

7、80 -2060 -400042OM0X圖2不同規(guī)模燃氣機組二氧化碳排放量與配額量的對比圖ENVIRONMENTAL PROTECTION V。一 46 NP15 228240X 104880X 104tC02,其中供電排放量約 93.5%，供電排放強度約0.8274tC02/MWh,除A企 業(yè)外均低于相應基準值。燃氣機組2 016年排放總量為 7 X 104- 140 X 104tC02，供電排放強度約 0.3953tC02/MWh,其中E、F、G、H 企業(yè)排放強 度約0.4095tC02/MWh,高于基準值(0.3795tC02/ MWh)； I、J、K、L企業(yè)排放強度約0.3818tC0

8、z/ MWh,遠低于基準值(0.5192tC02/MWh)。供熱碳排放量及排放強度2016年有6臺燃煤機組兼顧供熱，供熱 排放總量為90 X 104tC02，供熱排放強度約 0.1151tC02/GJ； 2017年增加 1 臺 1000MW級機 組供熱，供熱排放總量為170 X 104tC02,排放強度約0.1157tC02/GJ。兼顧供熱的燃煤機組 供熱排放強度均高于配額方案中供熱基準值 (0.1118tC02/GJ),而統(tǒng)計顯示4家燃煤企業(yè)供 熱標煤耗介于41.543kg/GJ,均在中國電機工程 學會熱電專委會通報的全國熱電聯(lián)產機組平均供 熱標煤耗(401kg/GJ)附近7oI、J、K、L

9、企業(yè)的200MW級燃氣機組為供 熱機組,2016年和2017年供熱排放強度分別為 0.0575tC02/GJ和0.0579tC02/GJ,低于配額方案 中供熱基準值(0.0602tC02/GJ),在碳市場競爭 中具有一定優(yōu)勢。機組運行情況及特點2016年上列燃煤機組平均運行小時數為 6783h,負荷率為77.8%； 2017平均運行小時數為6930h,負荷率為71.6%； 2016年和2017年平均利 用小時數均為約5000h,遠高于2017年全國6000kW 及以上電廠發(fā)電設備平均利用小時數1o 2017 年機組運行小時數（圖3）雖有增加但利用小時 數基本未變，機組參與調峰增多，負荷率降低明

10、 顯（圖4）。2016年上列400MW級燃氣機組運行小時數為 2655h, 200MW級燃氣供熱機組為4190h； 2017年相 應運行小時數分別為2560h和5336h。400MW級燃氣 機組調峰運行，但平均負荷率約75%高于200MW級 燃氣供熱機組（約65%）。影響企業(yè)參與碳交易的因素分析根據以上12家企業(yè)的碳排放統(tǒng)計分析結果， 以下幾點對企業(yè)排放量及配額量影響較大，從而 影響企業(yè)參與碳市場交易的積極性和盈利預期。深度調峰等運行特點對比燃煤機組實際碳排放量和配額分配量， 600MW級機組配額盈余最多，1000MW級機組配額 略不足。調研的1000MW級機組雖然2016年、2017 年運行

11、小時數均在7000h以上（圖3）,但是深 度調峰導致平均負荷率從80%以上降到75%以下 （圖4）。對于1000MW等級超超臨界機組，50%負 荷運行時比額定負荷供電煤耗增加約20g/kWh回， 深度調峰引起機組降參數運行使得供電標煤耗增 大，同步引起單位發(fā)電量碳排放強度增加，大容 量機組的碳減排壓力反而增大。對比燃氣機組實際碳排放量和配額分配量， 400MW級機組基本盈虧平衡。大型燃氣一蒸汽聯(lián)合 循環(huán)機組多為調峰機組，頻繁啟停和負荷率偏低 客觀上會增加實際碳排放強度。某企業(yè)4臺F級燃 氣機組2017年運行小時數比2016年提升近30%，負 荷率達到約80%，由此碳配額由虧轉盈。近年來，我國火

12、電行業(yè)設備利用小時持續(xù)下 降回，火電機組深度調峰和長期低負荷運行越來 越成為常態(tài)，因此有必要對碳配額分配方案（討 論稿）中基準線進行優(yōu)化調整，使之符合發(fā)電企 業(yè)的運行特點，并增強發(fā)電企業(yè)參與碳排放市場圖3不同規(guī)模燃煤機組運行小時數對比圖圖4不同規(guī)模燃煤機組運行負荷率對比圖的積極性。碳配額計算參數選擇2016年E企業(yè)的虧損量達16X104tCO2,變 動因素主要為天然氣低位發(fā)熱量。2016年未能 提供氣質分析報告，E企業(yè)排放量計算采用中 國發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指 南（試行）（以下簡稱“指南”）中推薦值 389.31GJ/104Nm3,若參考中石油提供的2017年 天然氣低位發(fā)熱量檢

13、測值，虧損量可大幅降低至 3X104tCO2。指南中明確要求供熱量和供熱比參考DL/ T 9042015，但依據該標準的計算結果本質上 為近似數，與多數發(fā)電企業(yè)技術人員的理解存在 偏差9o企業(yè)通常綜合考慮設計參數及運行經驗 自行設定供熱標煤耗，以此計算供熱比。企業(yè)若 要在供電標煤耗指標取得優(yōu)勢，需將供熱煤耗設 大，隨之可能導致配額不足（圖5），如某企業(yè)供 熱標煤耗取39kg/GJ時，實際排放量比配額量少 4X104tCO2，供熱標煤耗取48kg/GJ時，虧損量增 加1.3X104tCO2。由于我國目前電力供電標煤耗的 考核較為剛性，新電力體系改革也未考慮碳排放 的指標，可能迫使供熱機組采取不利

14、的碳盤查對 策。在倡導深度調峰、兼顧供熱的政策引導下， 高效環(huán)保機組反而在碳市場中居于劣勢地位。為 提高大型發(fā)電企業(yè)碳市場參與積極性，并積極響 應藍天保衛(wèi)戰(zhàn)現役機組改造供熱倡議，宜適當調 整碳配額分配基準線，給予企業(yè)參與碳市場建設 的長期政策預期。另外由于單機調度模式，企業(yè)內同等規(guī)模機 組實際運行情況存在差異，導致分機組統(tǒng)計與全 廠合并計算結果不一致，如某企業(yè)1、2號機組供 熱比分別為5.8%和4.0%，全廠供熱比為4.8%，分 機組計算的盈余量比合并計算時多出240tCO2,合 并計算可能削弱高效機組的優(yōu)勢。從上述分析可以看出，低位發(fā)熱量、供熱標 煤耗、供熱比、統(tǒng)計口徑等參數選擇對配額計算

15、結果均有重要影響，因此有必要在碳配額的計算 規(guī)則中進一步細化、規(guī)范。企業(yè)碳資產臺賬管理和審核調研的典型發(fā)電企業(yè)碳資產臺賬或多或少存 在影響碳排放數據質量的情況，例如元素碳含量 檢測采用較簡捷的儀器法導致測定結果有偏差， 燃料碳氧化率、石灰中氧化鈣含量等基本參數測 定頻次不足或沒有等。由于碳交易帶來的盈利預 期不強，缺乏專業(yè)人員，對相關政策和技術方法 認識也相對不足，大部分發(fā)電企業(yè)對碳市場持觀 望態(tài)度。參與碳市場體系的第三方機構水平參差 不齊，絕大部分缺乏發(fā)電行業(yè)專業(yè)背景知識，在 碳盤查和核查過程中對生產工藝流程和數據口徑 把握不夠準確，普遍存在混淆入廠煤和入爐煤、 熱電比和供熱比、元素碳和固定

16、碳等現象。因 此，為有效推進發(fā)電企業(yè)碳市場體系建設，達到 促進綠色低碳轉型發(fā)展的目標，必須進一步提高 發(fā)電企業(yè)生態(tài)環(huán)境保護認識和碳資產管理水平，30354045505560-0.50%-1.00%-1.50%-2.00%-2.50%-3.00%-3.50%-4.00%供熱標煤耗（kg/GJ）2511.50%11.00%10.50%10.00%9.50%9.00%3035405045圖5企業(yè)供熱標煤耗與盈余比例的關系供熱標煤耗（kg/GJ）ENVIRONMENTAL PROTECTION V。一 46 NP15 228OL. 2018-02-05. HYPERLINK / /.李天威.火電行業(yè)低

17、碳減排對策建議J.環(huán)境保護， 2013 (24): 43-45.國家發(fā)展改革委.全國碳排放權交易市場建設方案(發(fā) 電行業(yè))OL. 2017-12-18. HYPERLINK . cn/.楊鴻賓.中國電力企業(yè)碳減排潛力分析J.工程管理， 2010(6): 157.康重慶，陳啟鑫，夏清.低碳電力技術的研究展望J. 電網技術，2009(2): 1-7.中國電力企業(yè)聯(lián)合會.中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告 2016M.北京：中國市場出版社，2016.王振銘.我國熱電聯(lián)產發(fā)展的歷史、現狀與問題C. 2012年中國電機工程學會熱電專業(yè)委員會論文.劉福國，蔣學霞，李志.燃煤發(fā)電機組負荷率影響供電 煤耗的研究J.電站

18、系統(tǒng)工程，2008(4): 47-49.楊海生，盧盛陽.電力行業(yè)標準DL /T904中供電煤耗及 供熱煤耗的計算修正探討J.汽輪機技術，2018(1): 66-68.孫振清，陳亞男，汪國軍.中國碳市場建設問題探源 及對策研究J.環(huán)境保護，2015(6): 42-44.提高第三方機構專業(yè)知識和業(yè)務能力10。建議綜合來看，發(fā)電行業(yè)作為我國碳市場建設的 基礎，具有較大的碳減排潛力，將在推進建設低 碳社會進程中發(fā)揮重要作用。為了更好的發(fā)揮發(fā) 電行業(yè)在全國碳市場建設中的先導作用，完善其 相關政策體系顯得尤為重要。為達到以合理成本 實現碳減排最大化的基本目標，建議在以下方面 進一步完善發(fā)電行業(yè)碳市場體系，為將來全國全 行業(yè)推廣碳交易市場提供決策依據。一是完善碳市場管理制度。在現有碳交易管 理辦法基