燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組及熱網(wǎng)系統(tǒng)的碳排放分?jǐn)傃芯?/h1>
2024-06-19 08:54:57馬皓誠(chéng)左國(guó)防宋國(guó)輝
江蘇科技信息 2024年10期
馬皓誠(chéng) 左國(guó)防 宋國(guó)輝
摘要：燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組具有碳排放低的優(yōu)勢(shì)。文章針對(duì)某燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目及熱網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)展碳排放核算和分?jǐn)傃芯?。通過(guò)天然氣氣質(zhì)分析數(shù)據(jù)計(jì)算了燃料碳排放因子；使用3種分?jǐn)偡椒ㄓ?jì)算分析了2023年度的逐月供電和售熱的碳排放強(qiáng)度，討論了3種分?jǐn)傆?jì)算方法的差異。文章推薦使用基于廠界供熱能量的分?jǐn)偡椒?；然后，分析了熱電效率、熱電比和管損率等因素對(duì)兩種產(chǎn)品碳排放強(qiáng)度的影響規(guī)律；最后，基于核算分析結(jié)果，提出了提升燃機(jī)運(yùn)行效率、開(kāi)拓?zé)嵊脩籼岣邿犭姳?、降低熱網(wǎng)管損率等減碳措施。文章為燃?xì)鉄犭婍?xiàng)目和供熱管網(wǎng)的碳排放核算及分?jǐn)偺峁┝朔椒ń梃b和參考案例。
關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn)；燃?xì)忮仩t；熱網(wǎng)；碳排放強(qiáng)度；分?jǐn)?/p>
中圖分類號(hào)：TK01文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ
0引言
電力行業(yè)是全社會(huì)碳排放的重要來(lái)源之一，其中火電更是排放大戶。火電中的燃?xì)獍l(fā)電相對(duì)具有清潔性、環(huán)保性、靈活性，以燃?xì)獍l(fā)電代替煤炭發(fā)電，可以降低電力行業(yè)碳排放強(qiáng)度，使碳排放總量得到控制，甚至大幅下降［1］。作為一種高效利用方式，燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)技術(shù)廣泛應(yīng)用于區(qū)域供電和工業(yè)園區(qū)供熱。因此，開(kāi)展熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的碳排放核算，特別是加強(qiáng)電力、熱力產(chǎn)品的碳排放強(qiáng)度核算，使企業(yè)掌握自身碳排放情況，并為繼續(xù)削減碳排放提供指導(dǎo)。
此前，針對(duì)江蘇省某2×200 MW燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目的生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)包含了碳排放核算及電和熱的排放強(qiáng)度，但對(duì)分?jǐn)偡椒ǖ挠懻摬簧钊耄液怂氵吔鐑H為熱電項(xiàng)目廠界內(nèi)［2］。蘇澤立等［3］針對(duì)華東地區(qū)某新建2×400 MW級(jí)燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組開(kāi)展碳減排核算，得到年均減排二氧化碳506122噸。宋濤濤等［4］針對(duì)某油田內(nèi)部的燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組，采用排放因子法和實(shí)測(cè)法碳排放量，但未給出電和熱的碳排放強(qiáng)度分析。任洪波等［5］考慮到發(fā)電和供熱不等價(jià)特性，基于電動(dòng)熱泵的熱轉(zhuǎn)電性能，提出分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的一體化碳排放指標(biāo)，其單位為kg/kWh。綜合來(lái)看，目前關(guān)于燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目碳排放分?jǐn)偡椒ê吞寂欧艔?qiáng)度的報(bào)道較少；對(duì)影響熱和電碳排放強(qiáng)度因素的分析不夠深入；另外，核算對(duì)象主要是熱電項(xiàng)目廠界內(nèi)，一般不含燃?xì)忮仩t，也缺乏對(duì)廠外熱網(wǎng)的考慮。
李蕊［6］介紹了合適的碳減排計(jì)算方法，分析了燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)碳減排計(jì)算的難點(diǎn)，但并未深入給出方法及其示例。任鑫等［7］采用火用效率、深度調(diào)峰補(bǔ)貼收益、碳排放率等指標(biāo)建立了熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組多目標(biāo)優(yōu)化模型并進(jìn)行尋優(yōu)，碳排放率優(yōu)化值為17.30～24.94 t/萬(wàn)元。以上關(guān)于燃煤熱電項(xiàng)目的研究不能為燃?xì)鉄犭婍?xiàng)目的碳排放分?jǐn)偧捌鋸?qiáng)度計(jì)算提供有效參考。
基于以上分析，本文以無(wú)錫西區(qū)燃?xì)鉄犭娪邢薰荆ㄒ韵潞?jiǎn)稱“該公司”）燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目及其熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行碳排放核算和分析，其中熱電項(xiàng)目由F級(jí)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組以及燃?xì)忮仩t組成。在此基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)討論分析供電和售熱碳排放強(qiáng)度的分?jǐn)傆?jì)算方法，并分析熱電項(xiàng)目、熱電比和管損率等運(yùn)行指標(biāo)對(duì)兩種產(chǎn)品碳排放強(qiáng)度的影響規(guī)律。本文將提供一個(gè)典型的熱電聯(lián)產(chǎn)型熱網(wǎng)系統(tǒng)的碳排放及碳分?jǐn)偘咐闊岷碗娞寂欧欧謹(jǐn)偟姆椒ㄌ峁┒喾N思路和借鑒。
1核算對(duì)象和碳排放源
1.1熱電及熱網(wǎng)介紹
圖1展示了該公司燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“該項(xiàng)目”）及其熱網(wǎng)系統(tǒng)。目前，燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目的裝機(jī)容量為1臺(tái)437 MW燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，并配備2臺(tái)55 t/h應(yīng)急備用燃?xì)忮仩t，產(chǎn)品有供電和蒸汽兩類。供熱蒸氣通過(guò)當(dāng)?shù)責(zé)峋W(wǎng)系統(tǒng)輸送至附近的工商業(yè)用戶。由燃?xì)鉄犭婍?xiàng)目提供的蒸汽，在進(jìn)入熱網(wǎng)前稱為“供汽”；由供熱管網(wǎng)提供給終端用戶的蒸汽稱為“售汽”。兩者之間的差異由管損率表示。另外，本文在供熱和售熱量核算上，均扣除了熱網(wǎng)內(nèi)其他熱源提供的少量蒸汽。該公司已經(jīng)基于《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南 發(fā)電設(shè)施》（以下簡(jiǎn)稱《指南》）開(kāi)展了碳排放核算，本文進(jìn)而對(duì)聯(lián)合循環(huán)熱電機(jī)組和熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行碳排放的分?jǐn)傃芯俊?/p>
1.2碳排放源及其排放因子
引起碳排放的物流和能流分別是作為燃料的天然氣以及機(jī)組啟停和燃?xì)忮仩t運(yùn)行所需的下網(wǎng)電。
1.2.1天然氣的碳排放因子
本研究使用西氣東輸天然氣。天然氣組分、元素碳含量和低位發(fā)熱量的檢測(cè)數(shù)據(jù)由國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)聯(lián)合管道有限責(zé)任公司西氣東輸分公司無(wú)錫分輸站提供。根據(jù)天然氣性質(zhì)計(jì)算方法［8］和燃燒原理，計(jì)算獲得本項(xiàng)目所使用燃?xì)獾奶寂欧乓蜃?，如?所示。其中，單位熱值含碳量由天然氣成分和低位發(fā)熱量計(jì)算獲得。
通過(guò)該公司燃?xì)獬煞钟?jì)算的熱值、單位熱值含碳量比指南缺省值低6%左右，燃?xì)馓寂欧乓蜃颖戎改先笔≈档?1%左右，這與宋濤濤等報(bào)道的實(shí)測(cè)值與缺省值的差異相似［4］。表1說(shuō)明該項(xiàng)目使用的天然氣在燃料性質(zhì)上更加“低碳”。
1.2.2下網(wǎng)電的碳排放因子
電網(wǎng)排放因子采用生態(tài)環(huán)境部最新發(fā)布的數(shù)據(jù)。根據(jù)《關(guān)于做好2023—2025年發(fā)電行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放報(bào)告管理有關(guān)工作的通知》，下網(wǎng)電排放因子取值為0.5703 tCO2/MWh［10］。
1.3碳排放總量
本系統(tǒng)碳排放總量（ET）計(jì)算如下：
ET=EFNG·VNG+EFEl·ADEl（1）
式（1）中，EFNG和EFEl—天然氣和外購(gòu)電的碳排放因子，tCO2/104 Nm3和tCO2/MWh；VNG—核算期內(nèi)天然氣的消耗量，104 Nm3；ADEl—核算期內(nèi)下網(wǎng)電量，MWh。2023年度逐月及全年的天然氣和下網(wǎng)電碳排放量、碳排放總量詳見(jiàn)表2。其中7、8月份燃機(jī)連續(xù)運(yùn)行，沒(méi)有下網(wǎng)電消耗，而其他月份均有燃機(jī)停運(yùn)、燃?xì)忮仩t供熱的工況，需要消耗下網(wǎng)電。2、3月份燃?xì)鈾C(jī)組完全停運(yùn)，僅依靠燃?xì)忮仩t供熱，其天然氣消耗量明顯小于其他月。
2碳排放分?jǐn)偡椒?/p>
指南詳細(xì)規(guī)定了熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的發(fā)電和供熱碳排放強(qiáng)度計(jì)算。然而，本研究的對(duì)象是由燃?xì)饴?lián)產(chǎn)機(jī)組及供熱管網(wǎng)組成的一個(gè)系統(tǒng)，并關(guān)注用戶端的售熱和上網(wǎng)供電的碳排放分?jǐn)偅鐖D1所示?？梢?jiàn)，本研究的對(duì)象和目的與指南存在明顯差異。因此，不能直接套用指南方法，但可進(jìn)行借鑒和適應(yīng)性改變。此外，考慮其他兩種分?jǐn)偡椒ㄟM(jìn)行多角度評(píng)判：根據(jù)終端產(chǎn)品的能量分?jǐn)偡椒?；?jì)入廠界供熱能量的分?jǐn)偡椒ā烧叩膮^(qū)別在于是否充分考慮管網(wǎng)損失的影響。
（1）基于售熱比的分?jǐn)偡椒?/p>
借鑒指南方法的思想，對(duì)于燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組存在外供熱量的核算，首先計(jì)算售熱比（α，%），即售熱量與燃?xì)猱a(chǎn)生的熱量之比：
α=QsrQrq（2）
然后，供電和售熱碳排放強(qiáng)度計(jì)算如下：
Sgd=（1-α）·ETWgd（3）
Ssr=α·ETQsr（4）
式（3）—（4）中：Sgd—供電碳排放強(qiáng)度，tCO2/MWh；Wgd—供電量，MWh；Ssr—售熱碳排放強(qiáng)度，tCO2/GJ；Qsr—用戶端售熱量，GJ。
將式（2）和（4）合并推導(dǎo)可知，售熱碳排放強(qiáng)度僅與總排放量和燃?xì)饽芰饔嘘P(guān)。當(dāng)燃?xì)鈫挝粺嶂岛剂坎蛔儠r(shí)，如果沒(méi)有下網(wǎng)電，由此計(jì)算出的售熱碳排放強(qiáng)度是不變的。這種結(jié)果不能反映出聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷、熱電比、運(yùn)行效率等動(dòng)態(tài)特性。此外，由售熱比計(jì)算出的碳排放系數(shù)不反映熱和電的分?jǐn)?、能量損失因素，由此計(jì)算的售熱碳排放強(qiáng)度最小?？梢哉J(rèn)為這種方法將聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)帶來(lái)的碳排放“好處”全部歸于供熱，這將導(dǎo)致供電碳排放偏高。
（2）基于終端產(chǎn)品能量的分?jǐn)偡椒?/p>
為了反映供電和售熱的占比關(guān)系以及不同負(fù)荷和運(yùn)行效率等因素對(duì)碳排放分?jǐn)偟挠绊懀疚母鶕?jù)終端產(chǎn)品的能量進(jìn)行碳排放分?jǐn)偅嚓P(guān)計(jì)算如下。
供電碳排放強(qiáng)度
Sgd=3.6Wgd3.6Wgd+Qsr·ETWgd（5）
售熱碳排放強(qiáng)度
Ssr=Qsr3.6Wgd+Qsr·ETQgr（6）
（3）基于廠界供熱能量的分?jǐn)偡椒?/p>
本文核算的系統(tǒng)是聯(lián)合循環(huán)機(jī)組及其供熱管網(wǎng)，在廠界處的供熱量（即本系統(tǒng)的廠界供熱能量）到終端用戶的售熱量之間，存在著較大的管網(wǎng)熱損失（即管損）。雖然基于終端產(chǎn)品能量的分?jǐn)偡椒ū阌趹?yīng)用，但不能反映出管損的影響。為了解決該問(wèn)題，采用廠界處的供熱能量作為供電和售熱的分?jǐn)偦鶞?zhǔn)，形成基于廠界供熱能量的分?jǐn)偡椒?，相關(guān)計(jì)算如下。
供電碳排放強(qiáng)度
Sgd=3.6Wgd3.6Wgd+Qgr·ETWgd（9）
售汽碳排放強(qiáng)度
Ssr=Qgr3.6Wgd+Qgr·ETQgr（10）
式（9）—（10）中：Qgr—熱電項(xiàng)目供熱量，GJ。
3結(jié)果與討論
3.1碳排放分?jǐn)偡椒?/p>
基于售熱比的分?jǐn)偨Y(jié)果如表3所示。全年平均供電和售熱碳排放強(qiáng)度分別為0.382 tCO2/MWh和0.053 tCO2/GJ。在沒(méi)有下網(wǎng)電的前提下，根據(jù)式（4），售熱碳排放強(qiáng)度與售熱比成正比，然而聯(lián)合式（2）推導(dǎo)可知，該值實(shí)際上僅由燃?xì)鉄嶂禌Q定。因此，5～10月份的售熱碳排放強(qiáng)度不變。
由于聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在2月和3月之間停運(yùn)，無(wú)供電量；僅燃?xì)忮仩t供熱，但有下網(wǎng)電引起碳排放。因此，無(wú)供電碳排放強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果，且售熱碳排放強(qiáng)度最高，為0.056 tCO2/GJ，但略低于當(dāng)前缺省值（0.06 tCO2/GJ）［11］。類似地，4月、11月和12月這3個(gè)月的售熱碳排放強(qiáng)度相對(duì)略高，原因是這3個(gè)月內(nèi)聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行天數(shù)很少，而下網(wǎng)電的碳排放占比提高，最終售熱碳排放強(qiáng)度略高。例如，4月僅運(yùn)行4天，運(yùn)行負(fù)荷低，熱效率低，從而導(dǎo)致分?jǐn)偤蟮呐欧艔?qiáng)度高。基于售熱比的分?jǐn)偡椒ǎ?023年各月的供電碳排放強(qiáng)度在0.367～0.563 tCO2/MWh。
基于終端產(chǎn)品能量分?jǐn)偤蛷S界供熱能量分?jǐn)偟墓╇娞寂欧艔?qiáng)度全年平均值分別為0.350 tCO2/MWh和0.331 tCO2/MWh，均低于基于售熱比的分?jǐn)傊?，如圖2所示?；谝陨蟽煞N方法的售熱碳排放強(qiáng)度年平均值分別為0.097 tCO2/GJ和0.124 tCO2/GJ，均高于基于售熱比的分?jǐn)傊?，如圖3所示。本項(xiàng)目的供熱負(fù)荷低且熱網(wǎng)損失顯著，導(dǎo)致Qsr相對(duì)很小，即α很小，所以基于售熱比方法的供電碳排放強(qiáng)度相對(duì)很高。而后兩種分?jǐn)偡椒ú灰蕾嚘?，而是供電和售熱的比例，從而降低了供電碳排放?qiáng)度，但增加了售熱碳排放強(qiáng)度。
同一核算時(shí)間內(nèi)，由于供電與售熱的碳排放強(qiáng)度之間存在此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，基于終端產(chǎn)品能量分?jǐn)偟氖蹮崽寂欧攀冀K低于基于廠界供熱能量分?jǐn)偟闹担坏╇娞寂欧艔?qiáng)度相反。管損率的統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖4，本研究供熱管網(wǎng)的管損率多數(shù)在16%～22%，且管損率很少低于15%。因此，基于售熱比或者基于終端產(chǎn)品能量的分?jǐn)偡椒ǘ疾荒芊从彻軗p率的因素，在管損率較大的熱網(wǎng)項(xiàng)目中會(huì)產(chǎn)生不合理的分?jǐn)偨Y(jié)果，同時(shí)造成供電碳排放強(qiáng)度偏大。因此，本文推薦建議使用“基于廠界供熱能量”的分?jǐn)偡绞健?/p>
從碳流與能流的關(guān)系來(lái)看，影響供電和售熱碳排放強(qiáng)度的關(guān)鍵因素有項(xiàng)目的熱電效率和管網(wǎng)損失。根據(jù)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的特性，對(duì)于已經(jīng)投運(yùn)的機(jī)組，熱電比是顯著地影響其效率的參數(shù)之一。以下重點(diǎn)開(kāi)展熱電效率、熱電比和管損率等參數(shù)對(duì)排放強(qiáng)度影響的分析。
3.2熱電效率
為了消除燃?xì)忮仩t供熱對(duì)以上參數(shù)影響規(guī)律的影響，本文選取某個(gè)僅燃機(jī)運(yùn)行的月份作為典型案例進(jìn)行分析。以下熱電效率、熱電比均是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組廠內(nèi)的指標(biāo)。圖5顯示，供電碳排放強(qiáng)度隨著熱電效率的提升逐漸降低，呈現(xiàn)出極強(qiáng)的線性規(guī)律。同時(shí)，售熱碳排放強(qiáng)度隨著熱電效率的提升而逐漸降低，但由于熱負(fù)荷和管損率的差異，線性相關(guān)性不如前者的強(qiáng)，略微發(fā)散，擬合優(yōu)度（R2）僅為0.62?？傮w上，圖5說(shuō)明了熱電效率的提升有利于降低供電和售熱的碳排放強(qiáng)度，因此對(duì)于新建擴(kuò)建項(xiàng)目，應(yīng)選擇更高效的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組；對(duì)于已投運(yùn)項(xiàng)目，應(yīng)做好維修，減緩機(jī)組老化，并積極采用增效措施或改造。
3.3熱電比
圖6顯示，供電和售熱的碳排放強(qiáng)度均隨著熱電比的增大而逐漸減小，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的線性相關(guān)性，R2分別為0.87和0.70。隨著熱電比的提升，能量利用更加充分，機(jī)組綜合熱電效率提升，因此分?jǐn)偟絾挝划a(chǎn)品的碳排放量降低。因此，熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的建設(shè)需要充分研究熱負(fù)荷需求，盡量提高實(shí)際運(yùn)行的熱電比，從而合理選擇機(jī)型容量。對(duì)于已經(jīng)投運(yùn)的項(xiàng)目，在適當(dāng)?shù)木嚯x范圍內(nèi)，可充分發(fā)掘擴(kuò)展熱用戶，可以靈活通過(guò)車載熱水或者其他儲(chǔ)熱介質(zhì)運(yùn)輸?shù)确绞?，擴(kuò)展熱用戶，提高熱負(fù)荷。
3.4管損率
圖7顯示，售熱碳排放強(qiáng)度隨管損率的升高而近似線性地升高，R2高達(dá)0.95。這說(shuō)明管損率是影響售熱碳排放的重要因素。如圖4所示的管損率較高，造成大量的供熱能量浪費(fèi)，導(dǎo)致售熱排放強(qiáng)度偏高。未來(lái)應(yīng)努力降低管損率。從能量流上看，管損率不影響供電量；從統(tǒng)計(jì)規(guī)律上看供電排放強(qiáng)度依然隨管損率的升高熱升高，但線性相關(guān)度低，R2僅為0.43。此時(shí)，供電碳排放強(qiáng)度的變化主要由售熱碳排放強(qiáng)度的變化經(jīng)過(guò)分?jǐn)倷C(jī)制而引發(fā)。
4結(jié)語(yǔ)
本文針對(duì)一個(gè)典型的熱電聯(lián)產(chǎn)及供熱管網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)展碳排放核算和分?jǐn)傆?jì)算，考慮燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組耗氣及其熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)忮仩t耗氣及其供熱以及必要的下網(wǎng)電等因素，獲得了該項(xiàng)目所用燃?xì)獾奶寂欧乓蜃?。分別使用基于銷熱比、終端產(chǎn)品能量、廠界供熱能量這3種分?jǐn)傆?jì)算方法獲得了2023年度的逐月供電和售熱的碳排放強(qiáng)度，并推薦使用能夠反映管網(wǎng)損失的基于廠界供熱能量的分?jǐn)偡椒??；谠摲椒?，獲得了熱電效率、熱電比和管損率等因素對(duì)供電和售熱碳排放強(qiáng)度的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，提出了降低管損率、開(kāi)拓?zé)嵊脩粢蕴岣邿犭姳?、積極應(yīng)用燃機(jī)提效措施、提高維護(hù)水平延緩機(jī)組老化等有助于降低碳排放強(qiáng)度的措施。為了進(jìn)一步顯著降低碳排放強(qiáng)度，建議未來(lái)積極探索摻燒綠氫的減碳措施，從源頭上削減碳排放總量。
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［4］宋濤濤，倪豐平，張琦，等.不同核算方法下碳排放量核算與分析：以燃?xì)怆姀S燃?xì)廨啓C(jī)為例［J］.油氣與新能源，2023（6）：41-46.
［5］任洪波，吳瓊，鄧冬冬，等.分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)碳排放指標(biāo)及其影響因素分析［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2017（2）：70-72，76.
［6］李蕊.燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)碳減排計(jì)算方法研究［J］.云南化工，2017（12）：110-112.
［7］任鑫，王渡，金亞飛，等.基于能耗、經(jīng)濟(jì)性及碳排放的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化［J］.中國(guó)電力，2023（4）：201-210.
［8］國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).天然氣發(fā)熱量、密度、相對(duì)密度和沃泊指數(shù)的計(jì)算方法：GB/T11062-2020［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2020.
［9］生態(tài)環(huán)境部.企業(yè)溫室氣體排放核算與報(bào)告指南發(fā)電設(shè)施［EB/OL］.（2022-12-19）［2023-10-11］.https：//www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk06/202212/W020221221671986519778.pdf.
［10］生態(tài)環(huán)境部.關(guān)于做好2023—2025年發(fā)電行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放報(bào)告管理有關(guān)工作的通知［EB/OL］.（2023-02-07）［2023-11-15］.https：//www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk06/202302/t20230207_1015569.html.
［11］上海市生態(tài)環(huán)境局.上海市生態(tài)環(huán)境局關(guān)于調(diào)整本市溫室氣體排放核算指南相關(guān)排放因子數(shù)值的通知［EB/OL］.（2022-02-14）［2023-11-15］.https：//www.shanghai.gov.cn/gwk/search/content/ec12e83686d2441b979 fb1ec838bcbb7.
（編輯李春燕）
Study on carbon emission allocation of gas-fired cogeneration unit and heat supply system
Ma ?Haocheng1， Zuo ?Guofang1， Song ?Guohui2
（1.Wuxi Western Gasfired Thermal Power Co.， Ltd.， Wuxin 214187， China; 2.Nanjing Institute of Technology， Nanjing 211167， China）
Abstract： ?Gasfired cogeneration unit has the advantage of low carbon emissions. This paper studies the carbon emission accounting and allocation of a gasfired cogeneration project and its heat supply network. The carbon emission factor of fuel is calculated based on the analysis data of natural gas composition. Three allocation methods are used to calculate and analyze the monthly carbon emission intensities of power and heat in 2023， and the differences among the three allocation methods are discussed. This paper recommends the allocation method based on the heat energy at the plant boundary. Then， the influences of factors such as thermal efficiency， heat to electricity ratio， and pipeline loss rate on the carbon emission intensities of the two products are analyzed. Finally， based on the accounting and analysis results， carbon reduction measures such as improving the operating efficiency， expanding heat users to increase the heat to electricity ratio， and reducing the pipeline loss rates of the heat supply network are proposed. This paper provides a reference case for the carbon emission accounting and allocation of gas-fired cogeneration projects and heat supply networks.
Key words： cogeneration; gas-fired boiler; heat supply network; carbon emission intensity; allocation
作者簡(jiǎn)介：馬皓誠(chéng)（1990—），男，工程師，學(xué)士；研究方向：電廠運(yùn)行與優(yōu)化，熱力管網(wǎng)智慧化運(yùn)營(yíng)。
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馬皓誠(chéng) 左國(guó)防 宋國(guó)輝
摘要：燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組具有碳排放低的優(yōu)勢(shì)。文章針對(duì)某燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目及熱網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)展碳排放核算和分?jǐn)傃芯?。通過(guò)天然氣氣質(zhì)分析數(shù)據(jù)計(jì)算了燃料碳排放因子；使用3種分?jǐn)偡椒ㄓ?jì)算分析了2023年度的逐月供電和售熱的碳排放強(qiáng)度，討論了3種分?jǐn)傆?jì)算方法的差異。文章推薦使用基于廠界供熱能量的分?jǐn)偡椒?；然后，分析了熱電效率、熱電比和管損率等因素對(duì)兩種產(chǎn)品碳排放強(qiáng)度的影響規(guī)律；最后，基于核算分析結(jié)果，提出了提升燃機(jī)運(yùn)行效率、開(kāi)拓?zé)嵊脩籼岣邿犭姳?、降低熱網(wǎng)管損率等減碳措施。文章為燃?xì)鉄犭婍?xiàng)目和供熱管網(wǎng)的碳排放核算及分?jǐn)偺峁┝朔椒ń梃b和參考案例。
關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn)；燃?xì)忮仩t；熱網(wǎng)；碳排放強(qiáng)度；分?jǐn)?/p>
中圖分類號(hào)：TK01文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ
0引言
電力行業(yè)是全社會(huì)碳排放的重要來(lái)源之一，其中火電更是排放大戶。火電中的燃?xì)獍l(fā)電相對(duì)具有清潔性、環(huán)保性、靈活性，以燃?xì)獍l(fā)電代替煤炭發(fā)電，可以降低電力行業(yè)碳排放強(qiáng)度，使碳排放總量得到控制，甚至大幅下降［1］。作為一種高效利用方式，燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)技術(shù)廣泛應(yīng)用于區(qū)域供電和工業(yè)園區(qū)供熱。因此，開(kāi)展熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的碳排放核算，特別是加強(qiáng)電力、熱力產(chǎn)品的碳排放強(qiáng)度核算，使企業(yè)掌握自身碳排放情況，并為繼續(xù)削減碳排放提供指導(dǎo)。
此前，針對(duì)江蘇省某2×200 MW燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目的生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)包含了碳排放核算及電和熱的排放強(qiáng)度，但對(duì)分?jǐn)偡椒ǖ挠懻摬簧钊耄液怂氵吔鐑H為熱電項(xiàng)目廠界內(nèi)［2］。蘇澤立等［3］針對(duì)華東地區(qū)某新建2×400 MW級(jí)燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組開(kāi)展碳減排核算，得到年均減排二氧化碳506122噸。宋濤濤等［4］針對(duì)某油田內(nèi)部的燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組，采用排放因子法和實(shí)測(cè)法碳排放量，但未給出電和熱的碳排放強(qiáng)度分析。任洪波等［5］考慮到發(fā)電和供熱不等價(jià)特性，基于電動(dòng)熱泵的熱轉(zhuǎn)電性能，提出分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的一體化碳排放指標(biāo)，其單位為kg/kWh。綜合來(lái)看，目前關(guān)于燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目碳排放分?jǐn)偡椒ê吞寂欧艔?qiáng)度的報(bào)道較少；對(duì)影響熱和電碳排放強(qiáng)度因素的分析不夠深入；另外，核算對(duì)象主要是熱電項(xiàng)目廠界內(nèi)，一般不含燃?xì)忮仩t，也缺乏對(duì)廠外熱網(wǎng)的考慮。
李蕊［6］介紹了合適的碳減排計(jì)算方法，分析了燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)碳減排計(jì)算的難點(diǎn)，但并未深入給出方法及其示例。任鑫等［7］采用火用效率、深度調(diào)峰補(bǔ)貼收益、碳排放率等指標(biāo)建立了熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組多目標(biāo)優(yōu)化模型并進(jìn)行尋優(yōu)，碳排放率優(yōu)化值為17.30～24.94 t/萬(wàn)元。以上關(guān)于燃煤熱電項(xiàng)目的研究不能為燃?xì)鉄犭婍?xiàng)目的碳排放分?jǐn)偧捌鋸?qiáng)度計(jì)算提供有效參考。
基于以上分析，本文以無(wú)錫西區(qū)燃?xì)鉄犭娪邢薰荆ㄒ韵潞?jiǎn)稱“該公司”）燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目及其熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行碳排放核算和分析，其中熱電項(xiàng)目由F級(jí)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組以及燃?xì)忮仩t組成。在此基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)討論分析供電和售熱碳排放強(qiáng)度的分?jǐn)傆?jì)算方法，并分析熱電項(xiàng)目、熱電比和管損率等運(yùn)行指標(biāo)對(duì)兩種產(chǎn)品碳排放強(qiáng)度的影響規(guī)律。本文將提供一個(gè)典型的熱電聯(lián)產(chǎn)型熱網(wǎng)系統(tǒng)的碳排放及碳分?jǐn)偘咐闊岷碗娞寂欧欧謹(jǐn)偟姆椒ㄌ峁┒喾N思路和借鑒。
1核算對(duì)象和碳排放源
1.1熱電及熱網(wǎng)介紹
圖1展示了該公司燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“該項(xiàng)目”）及其熱網(wǎng)系統(tǒng)。目前，燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目的裝機(jī)容量為1臺(tái)437 MW燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，并配備2臺(tái)55 t/h應(yīng)急備用燃?xì)忮仩t，產(chǎn)品有供電和蒸汽兩類。供熱蒸氣通過(guò)當(dāng)?shù)責(zé)峋W(wǎng)系統(tǒng)輸送至附近的工商業(yè)用戶。由燃?xì)鉄犭婍?xiàng)目提供的蒸汽，在進(jìn)入熱網(wǎng)前稱為“供汽”；由供熱管網(wǎng)提供給終端用戶的蒸汽稱為“售汽”。兩者之間的差異由管損率表示。另外，本文在供熱和售熱量核算上，均扣除了熱網(wǎng)內(nèi)其他熱源提供的少量蒸汽。該公司已經(jīng)基于《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南 發(fā)電設(shè)施》（以下簡(jiǎn)稱《指南》）開(kāi)展了碳排放核算，本文進(jìn)而對(duì)聯(lián)合循環(huán)熱電機(jī)組和熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行碳排放的分?jǐn)傃芯俊?/p>
1.2碳排放源及其排放因子
引起碳排放的物流和能流分別是作為燃料的天然氣以及機(jī)組啟停和燃?xì)忮仩t運(yùn)行所需的下網(wǎng)電。
1.2.1天然氣的碳排放因子
本研究使用西氣東輸天然氣。天然氣組分、元素碳含量和低位發(fā)熱量的檢測(cè)數(shù)據(jù)由國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)聯(lián)合管道有限責(zé)任公司西氣東輸分公司無(wú)錫分輸站提供。根據(jù)天然氣性質(zhì)計(jì)算方法［8］和燃燒原理，計(jì)算獲得本項(xiàng)目所使用燃?xì)獾奶寂欧乓蜃?，如?所示。其中，單位熱值含碳量由天然氣成分和低位發(fā)熱量計(jì)算獲得。
通過(guò)該公司燃?xì)獬煞钟?jì)算的熱值、單位熱值含碳量比指南缺省值低6%左右，燃?xì)馓寂欧乓蜃颖戎改先笔≈档?1%左右，這與宋濤濤等報(bào)道的實(shí)測(cè)值與缺省值的差異相似［4］。表1說(shuō)明該項(xiàng)目使用的天然氣在燃料性質(zhì)上更加“低碳”。
1.2.2下網(wǎng)電的碳排放因子
電網(wǎng)排放因子采用生態(tài)環(huán)境部最新發(fā)布的數(shù)據(jù)。根據(jù)《關(guān)于做好2023—2025年發(fā)電行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放報(bào)告管理有關(guān)工作的通知》，下網(wǎng)電排放因子取值為0.5703 tCO2/MWh［10］。
1.3碳排放總量
本系統(tǒng)碳排放總量（ET）計(jì)算如下：
ET=EFNG·VNG+EFEl·ADEl（1）
式（1）中，EFNG和EFEl—天然氣和外購(gòu)電的碳排放因子，tCO2/104 Nm3和tCO2/MWh；VNG—核算期內(nèi)天然氣的消耗量，104 Nm3；ADEl—核算期內(nèi)下網(wǎng)電量，MWh。2023年度逐月及全年的天然氣和下網(wǎng)電碳排放量、碳排放總量詳見(jiàn)表2。其中7、8月份燃機(jī)連續(xù)運(yùn)行，沒(méi)有下網(wǎng)電消耗，而其他月份均有燃機(jī)停運(yùn)、燃?xì)忮仩t供熱的工況，需要消耗下網(wǎng)電。2、3月份燃?xì)鈾C(jī)組完全停運(yùn)，僅依靠燃?xì)忮仩t供熱，其天然氣消耗量明顯小于其他月。
2碳排放分?jǐn)偡椒?/p>
指南詳細(xì)規(guī)定了熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的發(fā)電和供熱碳排放強(qiáng)度計(jì)算。然而，本研究的對(duì)象是由燃?xì)饴?lián)產(chǎn)機(jī)組及供熱管網(wǎng)組成的一個(gè)系統(tǒng)，并關(guān)注用戶端的售熱和上網(wǎng)供電的碳排放分?jǐn)偅鐖D1所示?？梢?jiàn)，本研究的對(duì)象和目的與指南存在明顯差異。因此，不能直接套用指南方法，但可進(jìn)行借鑒和適應(yīng)性改變。此外，考慮其他兩種分?jǐn)偡椒ㄟM(jìn)行多角度評(píng)判：根據(jù)終端產(chǎn)品的能量分?jǐn)偡椒?；?jì)入廠界供熱能量的分?jǐn)偡椒ā烧叩膮^(qū)別在于是否充分考慮管網(wǎng)損失的影響。
（1）基于售熱比的分?jǐn)偡椒?/p>
借鑒指南方法的思想，對(duì)于燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組存在外供熱量的核算，首先計(jì)算售熱比（α，%），即售熱量與燃?xì)猱a(chǎn)生的熱量之比：
α=QsrQrq（2）
然后，供電和售熱碳排放強(qiáng)度計(jì)算如下：
Sgd=（1-α）·ETWgd（3）
Ssr=α·ETQsr（4）
式（3）—（4）中：Sgd—供電碳排放強(qiáng)度，tCO2/MWh；Wgd—供電量，MWh；Ssr—售熱碳排放強(qiáng)度，tCO2/GJ；Qsr—用戶端售熱量，GJ。
將式（2）和（4）合并推導(dǎo)可知，售熱碳排放強(qiáng)度僅與總排放量和燃?xì)饽芰饔嘘P(guān)。當(dāng)燃?xì)鈫挝粺嶂岛剂坎蛔儠r(shí)，如果沒(méi)有下網(wǎng)電，由此計(jì)算出的售熱碳排放強(qiáng)度是不變的。這種結(jié)果不能反映出聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷、熱電比、運(yùn)行效率等動(dòng)態(tài)特性。此外，由售熱比計(jì)算出的碳排放系數(shù)不反映熱和電的分?jǐn)?、能量損失因素，由此計(jì)算的售熱碳排放強(qiáng)度最小?？梢哉J(rèn)為這種方法將聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)帶來(lái)的碳排放“好處”全部歸于供熱，這將導(dǎo)致供電碳排放偏高。
（2）基于終端產(chǎn)品能量的分?jǐn)偡椒?/p>
為了反映供電和售熱的占比關(guān)系以及不同負(fù)荷和運(yùn)行效率等因素對(duì)碳排放分?jǐn)偟挠绊懀疚母鶕?jù)終端產(chǎn)品的能量進(jìn)行碳排放分?jǐn)偅嚓P(guān)計(jì)算如下。
供電碳排放強(qiáng)度
Sgd=3.6Wgd3.6Wgd+Qsr·ETWgd（5）
售熱碳排放強(qiáng)度
Ssr=Qsr3.6Wgd+Qsr·ETQgr（6）
（3）基于廠界供熱能量的分?jǐn)偡椒?/p>
本文核算的系統(tǒng)是聯(lián)合循環(huán)機(jī)組及其供熱管網(wǎng)，在廠界處的供熱量（即本系統(tǒng)的廠界供熱能量）到終端用戶的售熱量之間，存在著較大的管網(wǎng)熱損失（即管損）。雖然基于終端產(chǎn)品能量的分?jǐn)偡椒ū阌趹?yīng)用，但不能反映出管損的影響。為了解決該問(wèn)題，采用廠界處的供熱能量作為供電和售熱的分?jǐn)偦鶞?zhǔn)，形成基于廠界供熱能量的分?jǐn)偡椒?，相關(guān)計(jì)算如下。
供電碳排放強(qiáng)度
Sgd=3.6Wgd3.6Wgd+Qgr·ETWgd（9）
售汽碳排放強(qiáng)度
Ssr=Qgr3.6Wgd+Qgr·ETQgr（10）
式（9）—（10）中：Qgr—熱電項(xiàng)目供熱量，GJ。
3結(jié)果與討論
3.1碳排放分?jǐn)偡椒?/p>
基于售熱比的分?jǐn)偨Y(jié)果如表3所示。全年平均供電和售熱碳排放強(qiáng)度分別為0.382 tCO2/MWh和0.053 tCO2/GJ。在沒(méi)有下網(wǎng)電的前提下，根據(jù)式（4），售熱碳排放強(qiáng)度與售熱比成正比，然而聯(lián)合式（2）推導(dǎo)可知，該值實(shí)際上僅由燃?xì)鉄嶂禌Q定。因此，5～10月份的售熱碳排放強(qiáng)度不變。
由于聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在2月和3月之間停運(yùn)，無(wú)供電量；僅燃?xì)忮仩t供熱，但有下網(wǎng)電引起碳排放。因此，無(wú)供電碳排放強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果，且售熱碳排放強(qiáng)度最高，為0.056 tCO2/GJ，但略低于當(dāng)前缺省值（0.06 tCO2/GJ）［11］。類似地，4月、11月和12月這3個(gè)月的售熱碳排放強(qiáng)度相對(duì)略高，原因是這3個(gè)月內(nèi)聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行天數(shù)很少，而下網(wǎng)電的碳排放占比提高，最終售熱碳排放強(qiáng)度略高。例如，4月僅運(yùn)行4天，運(yùn)行負(fù)荷低，熱效率低，從而導(dǎo)致分?jǐn)偤蟮呐欧艔?qiáng)度高。基于售熱比的分?jǐn)偡椒ǎ?023年各月的供電碳排放強(qiáng)度在0.367～0.563 tCO2/MWh。
基于終端產(chǎn)品能量分?jǐn)偤蛷S界供熱能量分?jǐn)偟墓╇娞寂欧艔?qiáng)度全年平均值分別為0.350 tCO2/MWh和0.331 tCO2/MWh，均低于基于售熱比的分?jǐn)傊?，如圖2所示?；谝陨蟽煞N方法的售熱碳排放強(qiáng)度年平均值分別為0.097 tCO2/GJ和0.124 tCO2/GJ，均高于基于售熱比的分?jǐn)傊?，如圖3所示。本項(xiàng)目的供熱負(fù)荷低且熱網(wǎng)損失顯著，導(dǎo)致Qsr相對(duì)很小，即α很小，所以基于售熱比方法的供電碳排放強(qiáng)度相對(duì)很高。而后兩種分?jǐn)偡椒ú灰蕾嚘?，而是供電和售熱的比例，從而降低了供電碳排放?qiáng)度，但增加了售熱碳排放強(qiáng)度。
同一核算時(shí)間內(nèi)，由于供電與售熱的碳排放強(qiáng)度之間存在此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，基于終端產(chǎn)品能量分?jǐn)偟氖蹮崽寂欧攀冀K低于基于廠界供熱能量分?jǐn)偟闹担坏╇娞寂欧艔?qiáng)度相反。管損率的統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖4，本研究供熱管網(wǎng)的管損率多數(shù)在16%～22%，且管損率很少低于15%。因此，基于售熱比或者基于終端產(chǎn)品能量的分?jǐn)偡椒ǘ疾荒芊从彻軗p率的因素，在管損率較大的熱網(wǎng)項(xiàng)目中會(huì)產(chǎn)生不合理的分?jǐn)偨Y(jié)果，同時(shí)造成供電碳排放強(qiáng)度偏大。因此，本文推薦建議使用“基于廠界供熱能量”的分?jǐn)偡绞健?/p>
從碳流與能流的關(guān)系來(lái)看，影響供電和售熱碳排放強(qiáng)度的關(guān)鍵因素有項(xiàng)目的熱電效率和管網(wǎng)損失。根據(jù)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的特性，對(duì)于已經(jīng)投運(yùn)的機(jī)組，熱電比是顯著地影響其效率的參數(shù)之一。以下重點(diǎn)開(kāi)展熱電效率、熱電比和管損率等參數(shù)對(duì)排放強(qiáng)度影響的分析。
3.2熱電效率
為了消除燃?xì)忮仩t供熱對(duì)以上參數(shù)影響規(guī)律的影響，本文選取某個(gè)僅燃機(jī)運(yùn)行的月份作為典型案例進(jìn)行分析。以下熱電效率、熱電比均是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組廠內(nèi)的指標(biāo)。圖5顯示，供電碳排放強(qiáng)度隨著熱電效率的提升逐漸降低，呈現(xiàn)出極強(qiáng)的線性規(guī)律。同時(shí)，售熱碳排放強(qiáng)度隨著熱電效率的提升而逐漸降低，但由于熱負(fù)荷和管損率的差異，線性相關(guān)性不如前者的強(qiáng)，略微發(fā)散，擬合優(yōu)度（R2）僅為0.62?？傮w上，圖5說(shuō)明了熱電效率的提升有利于降低供電和售熱的碳排放強(qiáng)度，因此對(duì)于新建擴(kuò)建項(xiàng)目，應(yīng)選擇更高效的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組；對(duì)于已投運(yùn)項(xiàng)目，應(yīng)做好維修，減緩機(jī)組老化，并積極采用增效措施或改造。
3.3熱電比
圖6顯示，供電和售熱的碳排放強(qiáng)度均隨著熱電比的增大而逐漸減小，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的線性相關(guān)性，R2分別為0.87和0.70。隨著熱電比的提升，能量利用更加充分，機(jī)組綜合熱電效率提升，因此分?jǐn)偟絾挝划a(chǎn)品的碳排放量降低。因此，熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的建設(shè)需要充分研究熱負(fù)荷需求，盡量提高實(shí)際運(yùn)行的熱電比，從而合理選擇機(jī)型容量。對(duì)于已經(jīng)投運(yùn)的項(xiàng)目，在適當(dāng)?shù)木嚯x范圍內(nèi)，可充分發(fā)掘擴(kuò)展熱用戶，可以靈活通過(guò)車載熱水或者其他儲(chǔ)熱介質(zhì)運(yùn)輸?shù)确绞?，擴(kuò)展熱用戶，提高熱負(fù)荷。
3.4管損率
圖7顯示，售熱碳排放強(qiáng)度隨管損率的升高而近似線性地升高，R2高達(dá)0.95。這說(shuō)明管損率是影響售熱碳排放的重要因素。如圖4所示的管損率較高，造成大量的供熱能量浪費(fèi)，導(dǎo)致售熱排放強(qiáng)度偏高。未來(lái)應(yīng)努力降低管損率。從能量流上看，管損率不影響供電量；從統(tǒng)計(jì)規(guī)律上看供電排放強(qiáng)度依然隨管損率的升高熱升高，但線性相關(guān)度低，R2僅為0.43。此時(shí)，供電碳排放強(qiáng)度的變化主要由售熱碳排放強(qiáng)度的變化經(jīng)過(guò)分?jǐn)倷C(jī)制而引發(fā)。
4結(jié)語(yǔ)
本文針對(duì)一個(gè)典型的熱電聯(lián)產(chǎn)及供熱管網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)展碳排放核算和分?jǐn)傆?jì)算，考慮燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組耗氣及其熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)忮仩t耗氣及其供熱以及必要的下網(wǎng)電等因素，獲得了該項(xiàng)目所用燃?xì)獾奶寂欧乓蜃?。分別使用基于銷熱比、終端產(chǎn)品能量、廠界供熱能量這3種分?jǐn)傆?jì)算方法獲得了2023年度的逐月供電和售熱的碳排放強(qiáng)度，并推薦使用能夠反映管網(wǎng)損失的基于廠界供熱能量的分?jǐn)偡椒??；谠摲椒?，獲得了熱電效率、熱電比和管損率等因素對(duì)供電和售熱碳排放強(qiáng)度的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，提出了降低管損率、開(kāi)拓?zé)嵊脩粢蕴岣邿犭姳?、積極應(yīng)用燃機(jī)提效措施、提高維護(hù)水平延緩機(jī)組老化等有助于降低碳排放強(qiáng)度的措施。為了進(jìn)一步顯著降低碳排放強(qiáng)度，建議未來(lái)積極探索摻燒綠氫的減碳措施，從源頭上削減碳排放總量。
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（編輯李春燕）
Study on carbon emission allocation of gas-fired cogeneration unit and heat supply system
Ma ?Haocheng1， Zuo ?Guofang1， Song ?Guohui2
（1.Wuxi Western Gasfired Thermal Power Co.， Ltd.， Wuxin 214187， China; 2.Nanjing Institute of Technology， Nanjing 211167， China）
Abstract： ?Gasfired cogeneration unit has the advantage of low carbon emissions. This paper studies the carbon emission accounting and allocation of a gasfired cogeneration project and its heat supply network. The carbon emission factor of fuel is calculated based on the analysis data of natural gas composition. Three allocation methods are used to calculate and analyze the monthly carbon emission intensities of power and heat in 2023， and the differences among the three allocation methods are discussed. This paper recommends the allocation method based on the heat energy at the plant boundary. Then， the influences of factors such as thermal efficiency， heat to electricity ratio， and pipeline loss rate on the carbon emission intensities of the two products are analyzed. Finally， based on the accounting and analysis results， carbon reduction measures such as improving the operating efficiency， expanding heat users to increase the heat to electricity ratio， and reducing the pipeline loss rates of the heat supply network are proposed. This paper provides a reference case for the carbon emission accounting and allocation of gas-fired cogeneration projects and heat supply networks.
Key words： cogeneration; gas-fired boiler; heat supply network; carbon emission intensity; allocation
作者簡(jiǎn)介：馬皓誠(chéng)（1990—），男，工程師，學(xué)士；研究方向：電廠運(yùn)行與優(yōu)化，熱力管網(wǎng)智慧化運(yùn)營(yíng)。
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