熱電機組供熱比碳排放強度關聯影響
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摘要：雙碳目標的提出直接推動碳交易市場的進程，而熱電機組供電和供熱碳排放強度則對碳排放配額的分配起到至關重要的作用，其中供熱比又與碳排放強度關聯密切。針對某燃煤自備熱電機組，因熱力系統中引入外來化工反應余熱，通過常規供熱比計算得出碳排放強度誤差較大，優化修正后碳排放強度計算結果符合實際，能夠為熱電機組碳核查工作提供一定的參考意義。
關鍵詞：熱電聯產；供熱比；碳排放強度；關聯影響
2020年9月22日，雙碳目標的提出不僅引發能源發展方式的變革，還有力推進碳交易市場的前進步伐。2020年末，生態環境部連續印發《2019-2020年全國碳排放權交易配額總量設定與分配實施方案（發電行業）》、《納入2019-2020年全國碳排放權交易配額管理的重點排放單位名單》及《碳排放權交易管理辦法（試行）》，明確了納入配額管理的重點排放單位名單、納入配額管理的機組類別、配額總量及配額分配方法、碳排放權登記、交易、結算，溫室氣體排放報告與核查等相關內容。對于燃煤熱電聯產機組來說，其碳排放配額充分體現在供電碳排放強度和供熱碳排放強度，而其中起決定性作用的為機組供熱比。通過供熱比，不僅可以得出熱電機組供電標煤耗和供熱標煤耗，還可以得出熱電機組供電碳排放強度和供熱碳排放強度，兩者之間具有緊密的關聯性。針對某自備熱電廠，由于熱電系統中引入化工反應余熱綜合利用，采用常規供熱比造成機組碳排放強度失真，不能反映企業生產實際情況。通過優化修正供熱比計算公式，經對比，符合實際狀況。
1供熱比
供熱比是熱電機組經濟技術指標重要的參數之一，按此分攤可以得出熱電機組的供電標煤耗和供熱標煤耗。供熱比可按照如下進行計算得出：（1）當鍋爐無向外直供蒸汽時。供熱比指統計期內汽輪機向外供出的熱量與汽輪機耗熱量之比，采用公式（A1）計算。jzsr=QQ∑∑α（1）式中，α為供熱比，以%表示；∑Qjz為汽輪機向外供出的熱量，為機組直接供熱量和間接供熱量之和，單位為GJ；∑Qsr為汽輪機總耗熱量，單位為GJ。（2）當鍋爐存在向外直供蒸汽時。供熱比為統計期內供熱量與鍋爐總產出的熱量之比，采用公式（A2）計算。鍋爐總產出的熱量在數據不可得或非再熱機組的情形下，可采用公式（A3）進行簡化計算。grcr=QQ∑∑α（2）Qcr=Dzq×hzq×10-3-Dgs×hgs×10-3（3）式中，α為供熱比，以%表示；Qgr為供熱量，單位為GJ；Qcr為鍋爐總產出的熱量，單位為GJ；Dzq為鍋爐主蒸汽量單位為t；hzq為鍋爐主蒸汽焓值，單位為kJ/kg；Dgs為鍋爐給水量，單位為t；hgs為鍋爐給水焓值，單位為kJ/kg。
2碳排放強度
依據《企業溫室氣體排放核算方法與報告指南發電設施》，熱電機組供電碳排放強度和供熱碳排放強度可采用公式（A4）、（A5）、（A6）和（A7）計算。式中，Sgd為供電碳排放強度，即機組每供出1MWh的電量所產生的二氧化碳排放量，單位為tCO2/MWh；Egd為統計期內機組供電所產生的二氧化碳排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；Wgd為供電量，單位為MWh；Sgr為供熱碳排放強度，即機組每供出1GJ的熱量所產生的二氧化碳排放量，單位為tCO2/GJ；Egr為統計期內機組供熱所產生的二氧化碳排放量，單位為tCO2；E為二氧化碳排放量，單位為tCO2。
3相關性分析
（1）供熱比可按兩種工況進行計算，實際碳核查操作過程中，因有計量設備進行統計，正常均采用公式（A2）計算得出。（2）碳排放總量一定的情況下，供熱比越大，說明機組供熱量越大，能效水平優，供熱碳排放強度和供電碳排放強度水平相對較低。
4計算示例分析
4.1核查數據
某自備燃煤熱電廠，機組規模為3臺240t/h高溫高壓參數燃煤鍋爐配置2臺容量分別為B15MW、C25MW汽輪發電機組，向生產車間提供電力和熱力。碳核查過程中發現，熱電廠供熱包括鍋爐直供熱和汽輪機供熱兩部分組成，同時生產車間反應化工余熱又補給至熱力系統給水系統，具體的生產數據如表1所示。
4.2核算結果
根據表1生產統計數據，依據前文相關公式，按照不考慮余熱影響和考慮余熱影響分別進行計算，得出供熱比、供電碳排放強度、供熱碳排放強度如表2所示。計算結果表明：不考慮余熱影響，計算數值誤差較大，結果不合理，不符合實際；考慮余熱影響，通過外來余熱在供熱量中扣減和在產熱量中累加兩種方式，得出數值均在合理范圍之內，結果相當。
4.3優化修正供熱比
通過計算結果表明，特別是針對燃煤自備熱電廠，因主體工程生產過程中或多或少會產生一定的余熱。這些熱量一般為低品位能源，正常會引入熱電系統，加熱給水，節省燃料消耗。在計算碳排放強度時，必須區別一般公用熱電機組，考慮外來余熱影響，建議對供熱比公式（2）分母進行優化修正，供熱比修正為如下公式（8）：grcrwr=QQ+Q∑∑∑α（8）式中，Qwr為外來熱量，單位為GJ。5結語熱電機組供熱比和碳排放強度密切相關，碳排放強度直接影響后續碳配額、碳交易等事項。在計算供熱比時，應根據實際情況、充分考慮外部因素影響（如外來余熱），對供熱比進行優化修正，提高計算準確度，進而為熱電機組碳核查工作、碳排放強度計算提供參考價值。
參考文獻：
[1]火力發電廠技術經濟指標計算方法DL/T904-2015.
[2]《企業溫室氣體排放核算方法與報告指南發電設施》.
作者:趙旭 黃天科 單位:江蘇省工程咨詢中心有限公司