淺談油氣管道企業(yè)碳排放配額分配
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摘要：碳排放配額分配方法是碳交易市場運行的核心要素，是企業(yè)開展數(shù)據(jù)管理和排放管控的重要依據(jù)。簡要概括了我國碳交易市場發(fā)展現(xiàn)狀，詳細闡述了油氣管道企業(yè)碳排放管控邊界以及碳交易試點地區(qū)碳排放配額分配方法，重點分析了油氣管道企業(yè)碳排放配額分配方法的影響因素：管控邊界、輸送工藝、途徑地形、油品屬性等，提出歷史排放強度法更符合當(dāng)前管道企業(yè)排放管控工作，未來隨著數(shù)據(jù)質(zhì)量提升、分配方法研究成熟，逐步采用基準(zhǔn)值法，并建議基準(zhǔn)值的確定應(yīng)建立在一定管輸負荷率基礎(chǔ)上。
關(guān)鍵詞：油氣管道；碳市場；配額分配
隨著溫室效應(yīng)不斷加劇，有效管控溫室氣體排放已經(jīng)成為世界各國的共識［1］。碳交易作為一種市場化的減排手段，因其具有可最小化減排成本、促進價格發(fā)現(xiàn)、為企業(yè)減排提供市場機制等諸多優(yōu)點而被多數(shù)國家和地區(qū)所采納［2—6］。中國作為世界上碳排放總量最多的國家，主動承擔(dān)減排責(zé)任，明確減排目標(biāo)：到2030年二氧化碳排放量達到峰值并爭取盡早達峰，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量比2005年下降60％～65％［7］。為實現(xiàn)上述減排目標(biāo)，中國正在逐步構(gòu)建以碳排放權(quán)總量控制與交易機制為核心的全國碳交易市場，并以此作為推動低碳轉(zhuǎn)型、統(tǒng)籌全國環(huán)境治理需求的重要政策工具之一。碳排放配額分配是碳交易市場運行的核心機制，是排控企業(yè)參與碳市場的基礎(chǔ)。隨著碳交易市場的建設(shè)和完善，油氣管道企業(yè)作為油氣工業(yè)重要組成部分，將被逐步納入管控［8—9］，應(yīng)實時跟蹤國家相關(guān)政策進展，客觀分析行業(yè)發(fā)展形勢，提前研究碳排放配額分配方法等國家管控機制，爭取由被動應(yīng)對轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃永茫瑸楸M早實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型奠定基礎(chǔ)。
1碳交易市場發(fā)展現(xiàn)狀
我國碳交易市場建設(shè)起步較晚，總體按照先試點后推廣的路徑逐步建設(shè)。2013年正式啟動碳交易市場試點建設(shè)，先后設(shè)立深圳、上海、北京、廣東、天津、湖北、重慶等7個碳交易試點，正式進入碳交易市場建設(shè)和運行經(jīng)驗的積累階段，后期又陸續(xù)增設(shè)福建、四川碳交易試點市場。各試點地區(qū)因經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不同，納入行業(yè)企業(yè)不盡相同，但均包含了熱電、鋼鐵、化工等高耗能工業(yè)企業(yè)［10—11］，部分試點也將轄區(qū)內(nèi)的原油煉廠、油田納入管控。2017年12月，全國碳交易市場正式成立，按照抓大放小的原則，對全國主要的工業(yè)企業(yè)進行了碳排放的摸底與核查，最終確定首批僅以數(shù)據(jù)基礎(chǔ)較好、排放總量較大的發(fā)電行業(yè)作為突破口啟動全國碳排放交易市場［12］。首批納入全國碳市場的發(fā)電企業(yè)約1700家［13］，年排放總量超過30億噸二氧化碳當(dāng)量［14］，約占全國總排放的1／3［15］。隨著全國碳交易市場建設(shè)的逐步推進，其他工業(yè)企業(yè)也將被逐步納入。根據(jù)試點地區(qū)管控情況，石油工業(yè)中的油田企業(yè)和煉化企業(yè)勢必很快被納入管控。油氣管道企業(yè)作為石油工業(yè)重要組成部分，按照全國碳交易市場管控企業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)判斷也將會被納入管控，但因其相對排放量較小、管線線性跨區(qū)域分布、碳排放管控基準(zhǔn)較難確定等諸多因素影響，納入管控的時間可能相對較晚。碳排放配額的初始分配是碳交易機制的核心要素之一，直接影響到市場公平性和整體減排效率。油氣管道因其線性分布、散點排放、行政管理劃分與碳市場管控行政區(qū)域劃分存在較大差異等特點，致使排放配額的確定和分配均存在較大技術(shù)和管理難點。油氣管道企業(yè)應(yīng)盡早關(guān)注并開展相關(guān)研究，明確排放數(shù)據(jù)管理重點，有效應(yīng)對國家管控。
2油氣管道企業(yè)碳排放管控邊界
排放配額的確定首先應(yīng)明確企業(yè)排放的核算方法和管控邊界。油氣管道企業(yè)并沒有獨立的溫室氣體排放核算方法，其作為油氣儲運業(yè)務(wù)包含在《中國石油天然氣生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》（發(fā)改辦氣候［2014］2920號）中［16］。該核算方法確定的油氣管道企業(yè)溫室氣體核算邊界如下：1）核算氣體邊界：油氣管道企業(yè)同時核算二氧化碳和甲烷兩種溫室氣體。2）核算設(shè)施邊界：在運營上受其控制的所有生產(chǎn)設(shè)施，設(shè)施范圍包括基本生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)以及直接為生產(chǎn)服務(wù)的附屬生產(chǎn)系統(tǒng)，其中輔助生產(chǎn)系統(tǒng)包括廠區(qū)內(nèi)的動力、供電、供水、采暖、制冷、機修、運輸?shù)龋綄偕a(chǎn)系統(tǒng)包括生產(chǎn)指揮管理系統(tǒng)（如機關(guān)等）以及為生產(chǎn)服務(wù)的部門和單位（如職工食堂等）。依據(jù)上述規(guī)定，油氣管道企業(yè)排放主要包括：輸油泵、壓縮機、加熱爐、鍋爐等站場生產(chǎn)設(shè)施，站場及機關(guān)辦公、維搶修隊、員工食堂、宿舍、車隊、礦區(qū)等的用能排放，以及火炬燃燒排放、油氣管線甲烷逃逸排放、放空排放等。全國碳市場對企業(yè)的實際管控邊界與企業(yè)核算邊界存在一定差異。企業(yè)核算邊界用于計算企業(yè)全部排放的總量，是用于判斷是否應(yīng)納入管控的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)碳交易試點地區(qū)的運行經(jīng)驗以及全國碳市場管控原則判斷，管控邊界僅包括直接生產(chǎn)設(shè)施以及排放量較大且與直接生產(chǎn)密切相關(guān)的排放。油氣管道企業(yè)的管控邊界應(yīng)包括：輸油泵、壓縮機、生產(chǎn)加熱爐以及其他電動執(zhí)行機構(gòu)、工藝設(shè)備等消耗化石燃料或用電、用熱產(chǎn)生的排放，以及由生產(chǎn)工藝導(dǎo)致的放空（包括冷放空和熱放空）排放。油氣管道的逃逸排放因其計量難度大，可能暫不納入管控；用于生活的化石燃料燃燒、站場辦公及宿舍用電等導(dǎo)致的排放，因排放量較小且一般未單獨計量，將根據(jù)實際計量情況確定是否剔除。
3碳排放配額分配方法現(xiàn)狀
根據(jù)碳交易試點市場的運行經(jīng)驗，被納入排放管控的企業(yè)獲得排放配額的途徑主要包括免費分配和市場購買兩種［17—19］。其中，免費分配配額是指政府相關(guān)主管部門根據(jù)一定的分配方法免費發(fā)放給企業(yè)的排放配額，是企業(yè)獲取配額最主要的途徑，配額分配方法決定了市場管控效果。各碳交易試點地區(qū)結(jié)合行業(yè)企業(yè)特點分別制定了各自的配額分配方案，主要包括歷史排放法、歷史強度下降法、基準(zhǔn)值法三種［20—21］。歷史排放法是指依據(jù)排控企業(yè)的歷史碳排放量確定其所能獲得的配額，一般將該企業(yè)前三年的歷史排放作為下一年度配額的分配依據(jù)，政府主管部門通過年度下降系數(shù)來調(diào)整企業(yè)減排力度（公式1）。排控企業(yè)配額＝歷史平均碳排放×年度下降系數(shù)（1）該方法對數(shù)據(jù)量要求小，計算、分配方法簡單，易操作，且能夠嚴(yán)格控制排放總量，但同時也存在較多弊端：僅適用于生產(chǎn)比較穩(wěn)定的企業(yè)，產(chǎn)量或生產(chǎn)工藝的變動都會導(dǎo)致配額的大幅波動；依據(jù)歷史排放數(shù)據(jù)進行分配，導(dǎo)致間接鼓勵高排放，且存在“鞭打快?！钡默F(xiàn)象。因此，歷史排放法在碳交易試點地區(qū)并未大面積采用，僅個別試點地區(qū)初期應(yīng)用于礦山開采、微粉研磨以及石化行業(yè)企業(yè)等產(chǎn)品種類較多，排放邊界變化較大的排控企業(yè)。歷史強度法是歷史排放法的一種延伸，指根據(jù)歷史排放量確定企業(yè)歷史平均碳排放強度，再根據(jù)企業(yè)的實際產(chǎn)量、年度下降系數(shù)最終確定實際分配配額，政府主管部門通過年度下降系數(shù)來調(diào)整企業(yè)減排力度（公式2）。排放企業(yè)配額＝產(chǎn)量×歷史平均碳排放強度×年度下降系數(shù)（2）該方法相比歷史排放法進行了較大改進，實現(xiàn)了對單位生產(chǎn)量的考核，但對企業(yè)排放數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求較高，且歷史排放強度仍依據(jù)歷史排放確定，同樣可能發(fā)生對高排放企業(yè)管控不足、對先進企業(yè)管控過嚴(yán)的現(xiàn)象。歷史強度法因能夠一定程度兼顧企業(yè)接受度和管控公平性，而被大部分碳交易試點地區(qū)所采納，一般應(yīng)用于鋼鐵、造紙、航空等產(chǎn)品種類較少、數(shù)據(jù)質(zhì)量較好的行業(yè)企業(yè)。基準(zhǔn)值法是指參照行業(yè)整體排放數(shù)據(jù)和先進生產(chǎn)工藝，確定單位排放基準(zhǔn)，并根據(jù)該基準(zhǔn)和企業(yè)實際產(chǎn)量發(fā)放配額，政府主管部門一般通過調(diào)整行業(yè)排放基準(zhǔn)值控制減排力度（公式3）。排控企業(yè)配額＝產(chǎn)量×基準(zhǔn)值（3）該方法因能夠基本實現(xiàn)對相同產(chǎn)品管控的公平性，可以獎勵先進生產(chǎn)工藝或企業(yè)實施的減排措施，而被廣泛應(yīng)用于發(fā)電、水泥、平板玻璃等行業(yè)?；鶞?zhǔn)值法的核心難點在于基準(zhǔn)值的確定，需要充分收集歷史活動水平數(shù)據(jù)、合理確定產(chǎn)品排放基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)制定過低，易導(dǎo)致市場流通配額過度，碳價低迷，減排效果不理想；基準(zhǔn)制定過高，易導(dǎo)致對生產(chǎn)效率較低的企業(yè)初期管控過嚴(yán)，市場流通配額稀缺，碳價偏高。2016年國家發(fā)改委在配額分配草案中提出，全國碳市場將采用基準(zhǔn)值法和歷史強度法進行配額的免費分配，對于發(fā)電、電解鋁等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較好、產(chǎn)品單一的行業(yè)采用基準(zhǔn)值法；對于鋼鐵、化工、造紙等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)較差、能耗無法合理分開的行業(yè)采用基于法人或生產(chǎn)邊界的歷史強度法。國家碳市場首批僅納入發(fā)電企業(yè)，采用基準(zhǔn)值法進行配額分配。隨著碳市場建設(shè)的逐步完善和成熟，其他工業(yè)企業(yè)將會逐步納入，且采用基準(zhǔn)值法的行業(yè)企業(yè)將逐步增加。油氣管道企業(yè)的排放地理邊界比較特殊，是由線性管道串聯(lián)散點排放源構(gòu)成，其線性分布為管控行政區(qū)域的基準(zhǔn)值確定帶來諸多困難。
4油氣管道企業(yè)碳排放基準(zhǔn)確定的影響因素
4．1管控行政邊界
國家碳交易市場目前已明確按照省級行政邊界進行排放企業(yè)管控。油氣管道是一個線性、封閉的輸送系統(tǒng)，距離較長的管道基本均存在跨省現(xiàn)象，管道沿線的加壓站按照輸送動力要求分布在沿線各?。▓D1）。油氣資源輸送受輸送工藝、輸量、設(shè)備檢修等諸多因素影響，沿線各增壓站動力設(shè)備開啟變化可能比較頻繁。相同輸量條件下，輸送工藝等的變化將導(dǎo)致各省域內(nèi)排放的明顯差異，極有可能存在某一考核年度內(nèi)甲省的A、B站動力設(shè)備開啟時長和能耗遠大于乙?。▓D1），下一年度發(fā)生轉(zhuǎn)變。全國碳市場按照省級行政區(qū)域進行管控的模式與對上述實際情況將存在較大矛盾，導(dǎo)致排放管控失真。輸油管道是一個線性系統(tǒng)，簡單按照行政區(qū)域劃分進行管控，既無法表征實際排放又不能有效進行管控。目前現(xiàn)行的按省級行政區(qū)域管控的模式僅適用該管道全部位于一個省域內(nèi)或儲氣庫、LNG接收站等，不適用于長輸跨省油氣管道。
4．2輸送工藝
輸送工藝是影響油氣管道碳排放的核心因素之一。實際輸量的大小、增壓站啟動配置、增壓設(shè)備的實際功率、輸送壓力、原油加熱溫度等工藝參數(shù)均對油氣管道排放產(chǎn)生影響。目前油氣管道輸送工藝根據(jù)模擬計算確定最優(yōu)實際工藝方案并執(zhí)行，受計算模型、輸送安全、增壓設(shè)備運行工況等諸多因素影響，實際執(zhí)行方案很難達到最優(yōu)。碳排放管控的排放基準(zhǔn)是根據(jù)最優(yōu)輸送工藝確定的，油氣管道因其管徑、設(shè)計壓力等自身屬性無法改變，某一輸量下最優(yōu)輸送工藝為確定值，且各管線間不具可比性。管線最優(yōu)輸送工藝較難確定，是碳排放基準(zhǔn)確定的難點之一。
4．3管道途徑地形
管道途徑地形對碳排放具有一定影響。對于輸氣管線，根據(jù)水力計算公式可知，管線起點和終點的高程差、沿途地形起伏程度對輸氣能力和碳排放產(chǎn)生影響，即相同輸量條件下，起點比終點位置越高、起伏程度越小，則輸氣能力越高、單位輸量排放越小，反之亦然。對于輸油管線，一般僅起終點高程差對輸送能力和排放有影響，起點比終點位置越高，則輸油能力越大，單位排放越小，反之亦然。但當(dāng)管道存在較大落差時，易導(dǎo)致低點壓力過高、高處不滿流導(dǎo)致離心泵氣蝕或斷流、形成氣袋導(dǎo)致管道壓力超限等風(fēng)險，為保障輸送安全，目前管道敷設(shè)通常采用隧道穿越或設(shè)置減壓站的方式，我國蘭成渝成品油管線、庫鄯原油管線均設(shè)置有減壓站。減壓站的設(shè)置一定程度上導(dǎo)致勢能的損失。我國目前已基本形成全國油氣管網(wǎng)，管道分布廣、途徑地形復(fù)雜?；鶞?zhǔn)值得確定存在兩方面問題：其一，基準(zhǔn)值難以合理確定；其二，制定的全國統(tǒng)一排放基準(zhǔn)無法真實公平的表征實際先進排放水平。
4．4油品屬性
油品屬性影響因素主要針對原油管線。我國原油管線輸送的原油主要包括俄羅斯原油、大慶原油、長慶原油、新疆原油、勝利原油以及其他進口原油等，各油源物性差異較大，對輸送的能耗及排放影響，明顯，其中粘度和凝點是兩個關(guān)鍵影響因素。粘度因素影響：根據(jù)水力摩阻系數(shù)計算公式，油品粘度越大，水力摩阻就越大，輸送相同油品需要的能量就越多；凝點影響因素：原油凝點越高，為保障輸送安全，需要對原油進行額外加熱或加熱更高溫度，進而導(dǎo)致能耗和排放增加。以大慶原油和進口俄羅斯原油為例，大慶原油屬高粘高凝原油，凝點在30℃左右，常年需要加熱爐加熱輸送，因加熱導(dǎo)致的排放是大慶原油輸送的主要排放因素之一；進口俄油為輕質(zhì)油，凝點在－10℃以下，冬季依然能夠保證常溫密閉輸送。由此可見，不同原油管線因輸送油品物性的差異導(dǎo)致排放差異，無法準(zhǔn)確合理的確定統(tǒng)一的排放基準(zhǔn)或單位排放強度。近年來，我國高粘高凝原油輸送已逐步采用了添加降凝劑技術(shù)、輕質(zhì)原油摻混技術(shù)等，顯著降低了運行成本和能耗，新技術(shù)的應(yīng)用進一步增加了碳排放基準(zhǔn)值確定的難度。
4．5其他因素
除上述因素外，管徑、管壁粗糙度、沿途地溫及導(dǎo)熱系數(shù)、輸送壓力、增壓設(shè)備功率等均對管道碳排放產(chǎn)生影響。綜上所述，從管控模式來看，按照省級行政區(qū)域劃分的管控模式不適用于線性分布的跨省管道，在國家已明確按照省級行政單位管控的模式下，管道企業(yè)應(yīng)積極爭取同一法人主體不同省級行政區(qū)域間配額可自由調(diào)配的政策支持，以平抑因輸送工藝等因素影響導(dǎo)致的省域間的排放差異。從碳排放配額分配方法來看，全國范圍內(nèi)統(tǒng)一排放基準(zhǔn)值尚無法確定，導(dǎo)致基準(zhǔn)值法的應(yīng)用存在較大困難。從短期來看，歷史強度法對目前油氣管道排放配額分配具有一定適用性，可基于單條管道或法人單位不同輸送介質(zhì)的歷史排放強度確定排放配額分配。
5結(jié)論與展望
全國碳交易市場已經(jīng)啟動，管控企業(yè)范圍將逐步擴大，油氣管道企業(yè)作為油氣工業(yè)的重要組成部分遲早會被納入管控。碳排放配額分配方法對排放企業(yè)應(yīng)對管控工作具有重要指導(dǎo)作用。油氣管道受輸送工藝、地形地勢、油品屬性等諸多因素影響，歷史強度法更加適用于當(dāng)前管道企業(yè)排放管控現(xiàn)狀。未來隨著油氣管道企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)質(zhì)量提高和排放強度趨于平穩(wěn)，可結(jié)合輸送工藝的優(yōu)化模擬確定某條管線或法人單位某一介質(zhì)的基準(zhǔn)值，逐步調(diào)整為基準(zhǔn)值法進行管控，以進一步提升企業(yè)自愿減排的動力?；鶞?zhǔn)值的確定除依據(jù)排放強度和輸送工藝的優(yōu)化模擬外，還可借鑒《天然氣管道運輸價格管理辦法（試行）》中關(guān)于準(zhǔn)許基準(zhǔn)收益率的相關(guān)規(guī)定，“準(zhǔn)許收益率按管道符合率不低于75％取得稅后全投資收益率8％的原則確定”，即：油氣管道碳排放基準(zhǔn)值的確定也應(yīng)基于一定管輸負荷率條件下確定。該方法不僅能夠提高企業(yè)自愿減排的能動性，也有利于促進管輸企業(yè)積極向第三方開放，以提升管輸負荷率，降低排放成本。油氣管道企業(yè)當(dāng)前除需做好碳排放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理工作外，還應(yīng)堅持以爭取配額最大化為基本工作原則，逐步建立排放管控體系，為有效應(yīng)對國家碳排放管控和實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型奠定堅實基礎(chǔ)。
作者：楊瑞 王亞萍 金俞鑫 田燦 吳超 田望 楊愛興 單位：中國石油管道公司