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摘要:本文通过对电石生产企业碳核查核算边界、核算方法等进行案例分析,以供电石生产企业和碳排放核查机构提供借鉴。
关键词:碳核查 化工 电石
《企业温室气体排放报告核查指南(试行)〉的通知》(环办气候函〔2021〕130号)和《关于做好2022年企业温室气体排放报告管理相关重点工作的通知》(环办气候函〔2022〕111号)等的印发,正式拉开了全国碳市场第二个履约周期工作的序幕,要求各地方主管部门梳理汇总并公布2022年重点排放单位名单,组织开展重点排放单位碳排放管理体系建设,完善企业碳排放管理制度,提升碳排放数据质量水平。
受核查企业采用兰炭炉产生的尾气(荒煤气)、煤泥、面煤发电, 发电又可为兰炭、电石、洗煤和石灰生产线提供电能,形成“洗煤—兰炭—石灰—电石—综合利用发电”的循环经济模式。通过对废物和资源的充分利用,最终产出兰炭、电石、入网电、煤焦油等多种产品,使上游废料成为下游原料,节能降耗、减排增效显著。
1 企业工艺流程
兰炭、白灰及电极糊作为原料生产电石,主要产品为电石、煤焦油,兰炭及兰炭尾气(荒煤气)为中间产品。
1.1 电厂生产工艺
发电工艺由煤气回收转换装置——锅炉、汽轮机、发电机及其电气、仪表控制系统组成,利用富余煤气、煤泥和少量煤粉作为锅炉燃料。按比例配比后通过燃烧器喷嘴,送入炉膛燃烧,将锅炉给水加热成中温中压蒸汽,驱动汽轮机,汽轮机带动发电机发电,电经变电站变电后自用。
1.2 电石厂生成工艺
将配置好的兰炭、石灰通过自动搅合拌加入电石炉膛内,电流由变压器通过母线送到三个电极,通过电弧热、电阻热将兰炭和石灰熔融反应,生成电石(碳化钙)。
反应方程式:CaCO3 CaO+CO2
CaO+C CaC2+CO2
C+O2 CO2
电石生产工艺流程见图1。
图1电石生产工艺流程
1.3 兰炭生产工艺流程
兰炭由洗精煤经过低温干馏而成,生产由备煤、炭化、筛运、煤气净化单元组成。煤在干馏炉内逐渐下降,依次经过干燥段、干馏段和冷却段后经皮带运输至筛分机,筛分得兰炭产品。兰炭尾气(荒煤气)从干馏炉顶进入煤气集气槽,经电捕焦器、氨水处理,分离出焦油。
2 核算边界的确定
2.1 法人边界
以法人为边界,核算范围为边界内的生产设施(包括直接生产系统、辅助生产系统以及直接为生产服务的附属生产系统)对应的化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放、工业生产过程产生的二氧化碳排放、净购入电力产生的二氧化碳排放。
2.2 自备电厂补充数据边界
核算边界包括发电锅炉(含启动锅炉)等发电生产系统消耗的化石燃料燃烧产生的排放,不包括移动源、食堂等其他消耗化石燃料产生的排放。
2.3 电石生产补充数据边界
从碳材和能源进入电石生产界区开始,到电石产品计量入库的整个生产过程, 包括原材料破碎、筛分、烘干、整流、电石冶炼、炉气净化、余热回收等设施产生的排放。温室气体排放包括原材料消耗产生的排放、电力消耗产生的排放。
3 排放源识别
通过对企业能源审计报告、生产工艺介绍、工艺流程图、厂区平面图等文件进行评审,结合对企业生产现场进行走访,确认企业碳排放源如表1所示。
表1企业排放源识别图
类型 | 设备名称 | 设备位置 |
化石燃料燃烧产生的排放 | 锅炉 | 锅炉车间 |
原材料消耗产生的排放 | 电石炉、炭化炉 | 电石车间、焦化车间 |
碳酸盐使用过程产生的排放 | 白灰炉 | 白灰车间 |
净购入电力 | / | / |
4 活动数据水平核查
4.1 烟煤、煤泥、兰炭(电石车间)、洗精煤、电极糊、石灰石
(1)消耗量
技术工作组确认消耗量来源于生产月报表,数据获取方式为皮带秤、电子秤计量,每日记录,按月汇总数据。技术工作组采用以下方式对燃料、原料消耗量进行核查:①查看皮带秤、电子秤的校准证书报告,确认计量的准确性;②与受核查方生产日报表进行核对,技术工作组抽查了四个月的(每季度一个月)生产日报表,确认月报表消耗量与日报表累计消耗量是否一致;③与统计局报表(即《能源消费、购进与库存》)进行交叉核对,确认生产报表消耗量与统计局报表的数据是否一致;④与盘库统计表及采购发票(或财务明细表)进行交叉核对,确认数据的一致性,即:2021年消耗量=2021年购入量+2020年末库存量-2021年末库存量。
(2)低位发热值
受核查方烟煤、煤泥、兰炭、洗精煤低位发热量采用《发电设施核算指南》、《独立焦化核酸指南》中缺省值计算,未进行实测。
4.2 柴油
(1)消耗量
受核查方柴油主要用于发电厂锅炉点火。由于柴油消耗量较少,未对柴油消耗量进行统计,技术工作组采用受核查方2021年柴油发票总量作为该年度的柴油消耗量。
(2)低位发热值
受核查方柴油低位发热值采用《发电设施核算指南》中缺省值计算,未进行实测。
4.3 荒煤气
(1)消耗量
兰炭生产线废弃的荒煤气作为电厂锅炉的主燃料之一。技术工作组现场核查发现电厂锅炉车间未安装荒煤气消耗流量计,技术工作组通过焦化车间生产报表核查企业荒煤气消耗量,焦化车间每日纪录荒煤气流量计数值及对应产量,每月进行汇总统计。技术工作组采用以下方式对荒煤气消耗量进行核查:①查看荒煤气流量计的校准证书报告,确认计量的准确性;②与焦化车间生产日报表进行核对,确认电厂生产月报表荒煤气消耗量与焦化车间日报表荒煤气累计产量是否一致;③与统计局报表(即《能源消费、购进与库存》)进行交叉核对,确认生产报表消耗量与统计局报表的数据是否一致;
(2)低位发热值
受核查方荒煤气低位发热量采用《镁冶炼核算指南》中缺省值计算,未进行实测。
4.4 电石、兰炭(焦化车间)、兰炭尾气、焦油
(1)产量
技术工作组确认产量来源于生产月报表,数据获取方式为汽车衡计量,每日记录,按月汇总数据。技术工作组采用以下方式进行产品产量核查:①查看汽车衡的校准证书报告,确认计量的准确性;②与受核查方生产日报表进行核对,技术工作组抽查了四个月的(每季度一个月)生产日报表,确认月报表产量与日报表累计产量是否一致;③与报表统计局报表(即《能源消费、购进与库存》)进行交叉核对,确认生产报表消耗量与统计局报表的数据是否一致;④与盘库统计表及销售发票(或财务明细表)进行交叉核对,确认数据的一致性,即:2021年产量=2021销售+2021年末库存量-2020年末库存量。
(2)低位发热值
受核查方兰炭、兰炭尾气、焦油低位发热量采用《镁冶炼核算指南》、《独立焦化核酸指南》中缺省值计算,未进行实测。
4.5 净购入电力
受核查方净购入电力为计算值,即:净购入使用电力=上网电量-下网电量,受核查方数据来源为电力公司结算单,技术工作组现场核对电力公司结算单、发票数值是否与排放报告数值一致。
5 排放因子和计算系数核查
依据核算指南对受核查方的排放因子和计算系数的来源及数值进行核查。烟煤、柴油的单位热值含碳量和碳氧化率采用《发电设施核算指南》中的缺省值,兰炭、兰炭尾气、焦油的单位热值含碳量采用《镁冶炼核算指南》、《独立焦化核算指南》中的缺省值,电石的含碳量、碳酸钙的排放因子采用《化工核算指南》中的缺省值,核实确认与核算指南中的数值是否一致。电极糊的含碳量、碳酸盐含量采用计算值,对分析报告(检测纪录台账)、监测仪器校准记录、计算过程等进行核查,确认计算系数的符合性。
6 温室气体排放量的核查
6.1 法人边界
对法人边界范围内各类排放源排放量和总排放量的结果进行核查。包括:①化石燃料燃烧产生的排放,主要为自备电厂消耗烟煤、煤泥、柴油、荒煤气产生的排放;②工业过程产生的排放,包括电石和兰炭生产中原材料消耗产生的排放(兰炭、洗精煤、电极糊为碳输入原料,电石、兰炭、兰炭尾气、焦油为碳输出产品)、石灰窑碳酸盐分解产生的排放;③净购入电力产生的排放。按照核算指南重新计算排放量,检验受核查方报告排放量是否正确、排放量的计算是否可再现。
6.2 补充数据边界
补充数据表为分工序(分设施)的原料消耗、产量、排放量等信息,可为碳排放配额分配提供数据支撑。受核查方除焦化厂、白灰厂无需填写补充数据表外,电石生产、自备电厂均需填报补充数据表。
6.2.1 自备电厂补充数据
受核查方自备电厂边界包含3个发电机组(包含3个锅炉、3台发电机,均为纯凝发电) ,燃料消耗量、发电量无法分机组计量,因此合并填报。技术工作组确认电厂生产指标来源于生产月报表,每日记录,按月汇总数据。核对受核查方的生产日报表,包括发电量、厂用电量、供电量、运行小时数等内容,确认月报表与日报表累计数据是否一致,现场核实发电装机容量、机组类型、汽轮机排汽冷却方式等。
6.2.2 电石生产补充数据
(1)原材料消耗产生的排放量
电石生产中原材料产生的排放,如表2所示。
表2 原材料消耗产生的排放
种类 | 消耗量/产出t/万Nm3 | 低位发热量* | 单位热值含碳量* | 含碳量(tC/t或tC/万Nm3) | 排放量 |
A | B | C | D=B*C | E=A*D*44/12 | |
碳输入 | |||||
兰炭 | 22771.96 | 28.435 | 0.02942 | 0.8366 | 69850.21 |
电极糊 | 1086.07 | / | / | 0.9727 | 3873.54 |
碳输出 | |||||
电石(标准电石) | 40350.76 | / | / | 0.3140 | 46457.18 |
合计 | 27266.58 |
(2)电力消耗产生的排放
通过核实电石厂电表情况,只有一级电表一个,未对原料制备、熔融、冶炼、冷却、破碎、炉气净化、余热回收、成品包装等工序进行单独统计,计量电力包括电石工序消耗电力和辅助办公电力消耗,且无法拆分,因此技术工作组采用电石厂全部消耗电力作为化工补充数据的生产电力消耗量,现场核对电石厂用电抄表记录、电表校准证书报告,确认数据的准确性、有效性。
7 案例分析
在核查的过程中,技术工作组发现受核查方在数据监测发面存在不足,受核查方自备电厂使用了烟煤、煤泥等燃料,煤泥低位发热量非实测值,采用烟煤的缺省值(低位发热量26.7GJ/t,单位热值含碳量0.03356tC/GJ),根据经验可知煤泥低位发热量一般是10-15GJ/t,由于煤泥低位发热量取值较高且煤泥在燃料类型中的发热量占比较高,导致受核查方的碳排放量虚高、碳排放强度增加,对企业数据的准确性和对企业碳排放交易造成一定的不利影响。因此受核查方可通过改善能源结构、碳排放数据采用实测值、降低单位产品能源消耗等措施以期达到碳排放减排。
8 结语
碳排放核查数据质量是碳排放交易市场健康发展的重要基础,关系到碳交易市场的维护及公信力。本文通过对电石生产企业碳排放核查案例进行分析,有利于企业完善碳排放管理工作,进一步推动企业节能减排工作展开。
参考文献
[1]刘如云.化工行业碳排放核查重点及案例分析[J].节能与环保,2020(7):29-30.
[2]魏爱斌,邓丽.涉及多行业(食品、化工、发电)企业碳排放核查案例分析[J].区域治理,2018(12):21-23.