監(jiān) 勇

（中國海洋石油總公司節(jié)能減排監(jiān)測中心 天津 300452）

溫室氣體（GHG）指的是大氣中能吸收地面反射的太陽輻射，并重新發(fā)射輻射的一些氣體；全球溫室氣體的增加將導致全球氣溫變暖、生態(tài)系統(tǒng)破壞，引發(fā)冰蓋融化、極端天氣、干旱和海平面上升[1]。

2005年2月16日，《京都議定書》正式生效，首次以法規(guī)的形式限制溫室氣體排放。碳盤查中溫室氣體主要包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、全氟碳化物、氫氟碳化物、六氟化硫[2]；碳排放量核算方法主要有在線監(jiān)測法、移動監(jiān)測法、時間比法、負荷法、質(zhì)量比法、質(zhì)量平衡（碳平衡）法、排放因子法。隨著中國對碳排放的重視和碳交易的實施，準確計算企業(yè)的碳排放量變得非常重要，我們對燃氣電廠溫室氣體排放的多種計算方法進行對比，為同類企業(yè)和政府進行碳排放量計算提供了依據(jù)。

1 現(xiàn)場監(jiān)測

1.1 企業(yè)概況

電廠燃料為LNG，作為調(diào)峰電廠，已建設4套燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，機組設備采用日本三菱公司生產(chǎn)的M701F燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組，一拖一單軸布置。余熱鍋爐為比利時CMI公司技術設計生產(chǎn)的三壓、再熱、立式、無補燃、自然循環(huán)余熱鍋爐。

1.2 監(jiān)測點位和設備

監(jiān)測位置位于2號燃氣輪機機組的煙道排放監(jiān)測口,監(jiān)測設備為德國testo350加強型煙氣分析儀和瑞士羅卓尼克公司生產(chǎn)的HyGroPalm22溫濕度儀。

1.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)

監(jiān)測數(shù)據(jù)包括煙氣的溫度、大氣壓力、CO2濃度、CO濃度、O2濃度、CH4濃度、煙氣動壓、煙氣靜壓、水蒸氣絕對濕度和環(huán)境溫度；由于燃氣電廠為調(diào)峰電廠，負荷變動范圍大，機組的啟停需要依據(jù)下游用戶的需求而定，為了保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，我們于2013年3月、5月、7月分別對2號機組進行3次實地監(jiān)測，共監(jiān)測16次，每次監(jiān)測時讀取6組數(shù)據(jù)，計算時取6組平均值（為了減少人為誤差）。

1.4 監(jiān)測方法

本次監(jiān)測過程對采樣工況、采樣位置、采樣孔等按照固定源廢氣監(jiān)測規(guī)范和固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法進行了核準[3-4]，移動監(jiān)測儀器經(jīng)過校準后用于本次監(jiān)測。

按照圓形煙道分環(huán)及采樣點數(shù)的確定原則以及采樣點距煙道內(nèi)壁距離要求，在實際監(jiān)測過程中，采樣點距煙道內(nèi)壁距離取5點（采取中心對稱原則，默認兩邊對稱點數(shù)值相同），因電廠煙道壁厚3cm，監(jiān)測孔外有法蘭突出外壁15cm，內(nèi)有一段鋼管距外壁20cm，所以采樣點距煙道內(nèi)壁距離理論值和實際值見表1。

表1 采樣點距煙道內(nèi)壁距離 （單位：厘米）

2 收集數(shù)據(jù)

每次監(jiān)測完成后，都會收集在線監(jiān)測數(shù)值，監(jiān)測時間段、監(jiān)測當天的設備燃料消耗狀況，設備運行負荷、時間以及燃料熱值、組分分析等。

3 數(shù)據(jù)處理

按照在線監(jiān)測法（CEMS）、移動監(jiān)測法、時間比法、負荷法、質(zhì)量比法、質(zhì)量平衡（碳平衡）法、排放因子法對2號機組GHG排放量進行計算[5]；首先根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和收集的監(jiān)測時間段相關數(shù)據(jù)計算出監(jiān)測時間段GHG排放量，然后依據(jù)收集的當天相關數(shù)據(jù)拓展到監(jiān)測當天GHG排放量，最后計算出2013年上半年GHG排放量。

監(jiān)測時間段移動監(jiān)測、在線監(jiān)測、質(zhì)量平衡法、IPCC排放因子方法計算結果比較見圖1，圖中每條曲線最后一個數(shù)據(jù)點為該種核算方法結果加權平均值，以監(jiān)測時間作為權重。移動監(jiān)測與在線監(jiān)測核算結果比較見表2。

圖1 監(jiān)測時間段內(nèi)GHG 排放量

表2 移動監(jiān)測與在線監(jiān)測核算結果比較

以監(jiān)測時間段內(nèi)的相關數(shù)據(jù)為基礎資料，采用質(zhì)量比法、時間比法、負荷法、質(zhì)量平衡法、CEMS法和排放因子法多種核算方法對電廠監(jiān)測當天的GHG排放情況見圖2，圖中曲線最后一個數(shù)據(jù)點為該種核算方法結果算術平均值。最后計算出2013年上半年GHG排放量，見表3。

圖2 監(jiān)測當天GHG 排放量

表3 2013 年上半年GHG 排放量 （單位：萬噸）

通過數(shù)據(jù)可以看出，電廠自身的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)最低，這與監(jiān)測時間段內(nèi)在線監(jiān)測核算結果較低的趨勢一致，而其它幾種核算方法結果較為接近。統(tǒng)計學里認為平均值相同的情況下還需要關注數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，體現(xiàn)在其數(shù)據(jù)的方差或標準差上，此數(shù)據(jù)越大，表明數(shù)據(jù)波動越大，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性越不好。通過表4看出，負荷法最為穩(wěn)定。

表4 核算方法穩(wěn)定性分析

4 結論與建議

4.1 在線監(jiān)測數(shù)據(jù)最為準確，移動監(jiān)測次之，排放因子法最不準確。

4.2 對質(zhì)量比法、時間比法和負荷法進行方差分析，可以看出三種核算方法中負荷法數(shù)據(jù)最為穩(wěn)定，質(zhì)量比法次之，時間比法最不穩(wěn)定。

4.3 現(xiàn)場移動監(jiān)測數(shù)據(jù)與電廠在線監(jiān)測數(shù)據(jù)應該相符，可本次監(jiān)測有偏差，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)移動監(jiān)測因?qū)嶋H取樣點和理論值存在偏差，造成監(jiān)測結果比在線監(jiān)測結果偏高；如移動監(jiān)測時實際取樣點和理論值存在偏差，要根據(jù)實際情況給與修正（因煙道內(nèi)有一段鋼管，造成第1采樣點實際值多出10cm）。

4.4 經(jīng)過多種方法核算GHG排放量，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量平衡法和排放因子法核算結果的準確程度嚴重依賴質(zhì)量計量、組分分析以及氧化率的準確性，為能更準確地獲得相關設備的GHG排放量情況，需要依賴現(xiàn)場在線監(jiān)測或移動監(jiān)測。

4.5 利用移動監(jiān)測數(shù)據(jù)核算某段時間內(nèi)的GHG排放量時，結果顯示時間比法誤差較大；負荷法由于不依賴于質(zhì)量，同時考慮了負荷的影響，具有更好的數(shù)據(jù)基礎和理論基礎，推薦采用負荷法計算GHG排放量。

4.6 對于實施監(jiān)測有困難的企業(yè)，若有良好的計量數(shù)據(jù)，可優(yōu)先采用質(zhì)量平衡法，其次采用排放因子法。

[1]政府間氣候變化專門委員會（IPCC），國家溫室氣體清單指南[S].2006.

[2]中國國家發(fā)展和改革委員會，省級溫室氣體清單編制指南[S].2012.

[3]固定源廢氣監(jiān)測技術規(guī)范[S]（HJ/T397—2007，2008-03-01實施）.

[4]固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法[S]（GB/T16157—1996）.

[5]環(huán)境保護部辦公廳.關于印發(fā)國控污染源排放口污染物排放量計算方法的通知.[EB/OL].(2011-02-11).