熱電機組供熱比碳排放強度關(guān)聯(lián)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(guān)重要的作用，其中供熱比又與碳排放強度關(guān)聯(lián)密切。針對某燃煤自備熱電機組，因熱力系統(tǒng)中引入外來化工反應(yīng)余熱，通過常規(guī)供熱比計算得出碳排放強度誤差較大，優(yōu)化修正后碳排放強度計算結(jié)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(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn)；供熱比；碳排放強度；關(guān)聯(lián)影響
2020年9月22日，雙碳目標的提出不僅引發(fā)能源發(fā)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(tài)環(huán)境部連續(xù)印發(fā)《2019-2020年全國碳排放權(quán)交易配額總量設(shè)定與分配實施方案（發(fā)電行業(yè)）》、《納入2019-2020年全國碳排放權(quán)交易配額管理的重點排放單位名單》及《碳排放權(quán)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(quán)登記、交易、結(jié)算，溫室氣體排放報告與核查等相關(guān)內(nèi)容。對于燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組來說，其碳排放配額充分體現(xiàn)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(guān)聯(lián)性。針對某自備熱電廠，由于熱電系統(tǒng)中引入化工反應(yīng)余熱綜合利用，采用常規(guī)供熱比造成機組碳排放強度失真，不能反映企業(yè)生產(chǎn)實際情況。通過優(yōu)化修正供熱比計算公式，經(jīng)對比，符合實際狀況。
1供熱比
供熱比是熱電機組經(jīng)濟技術(shù)指標重要的參數(shù)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(tǒng)計期內(nèi)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(tǒng)計期內(nèi)供熱量與鍋爐總產(chǎn)出的熱量之比，采用公式（A2）計算。鍋爐總產(chǎn)出的熱量在數(shù)據(jù)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(chǎn)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(jù)《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南發(fā)電設(shè)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(chǎn)生的二氧化碳排放量，單位為tCO2/MWh；Egd為統(tǒng)計期內(nèi)機組供電所產(chǎn)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(chǎn)生的二氧化碳排放量，單位為tCO2/GJ；Egr為統(tǒng)計期內(nèi)機組供熱所產(chǎn)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(guān)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(shè)備進行統(tǒng)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(yōu)，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(shù)據(jù)
某自備燃煤熱電廠，機組規(guī)模為3臺240t/h高溫高壓參數(shù)燃煤鍋爐配置2臺容量分別為B15MW、C25MW汽輪發(fā)電機組，向生產(chǎn)車間提供電力和熱力。碳核查過程中發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)車間反應(yīng)化工余熱又補給至熱力系統(tǒng)給水系統(tǒng)，具體的生產(chǎn)數(shù)據(jù)如表1所示。
4.2核算結(jié)果
根據(jù)表1生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，依據(jù)前文相關(guān)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(jié)果表明：不考慮余熱影響，計算數(shù)值誤差較大，結(jié)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(chǎn)熱量中累加兩種方式，得出數(shù)值均在合理范圍之內(nèi)，結(jié)果相當。
4.3優(yōu)化修正供熱比
通過計算結(jié)果表明，特別是針對燃煤自備熱電廠，因主體工程生產(chǎn)過程中或多或少會產(chǎn)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(tǒng)，加熱給水，節(jié)省燃料消耗。在計算碳排放強度時，必須區(qū)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(yōu)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(jié)語熱電機組供熱比和碳排放強度密切相關(guān)，碳排放強度直接影響后續(xù)碳配額、碳交易等事項。在計算供熱比時，應(yīng)根據(jù)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(yōu)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(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟指標計算方法DL/T904-2015.
[2]《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南發(fā)電設(shè)施》.
作者:趙旭 黃天科 單位:江蘇省工程咨詢中心有限公司