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碳排放如何精準計量?電力行業已經有了答案

2021-06-07 18:40:20

碳排放如何精準計量?電力行業已經有了答案

原創 蘇電牛思 

今年,隨著碳達峰、碳中和目標的確定,國家電網公司很快發布了雙碳行動方案,方案中提到,實現碳中和的核心是控制碳排放。

一直以來,能源燃燒都是我國主要的二氧化碳排放源,占全部二氧化碳排放的88%左右。目前,我國電力行業排放約占能源行業排放的41%,減排任務較重,而火力發電是其中最主要的碳排放源頭。

在火電機組生產運行中,化石燃料燃燒、脫硫等關鍵環節,都會產生二氧化碳。

那么,問題來了,想要控制碳排放,該如何核算排放量呢?

電力人自然能想到妙招——

國內首個電力行業碳排放精準計量系統在江蘇正式上線,在國內率先應用實測法進行碳排放實時在線監測核算,實現對火電企業生產全過程二氧化碳排放的精準畫像。

怎么理解這一系統?先來一段演示動畫,直觀感受下↓↓↓

碳排放計量過程

這個系統是個啥?還得從碳排放的核算方法說起。

碳排放核算方法
目前,火電機組碳排放核算方法一般有兩種:排放因子法、實測法。

?排放因子法

根據不同燃料對應的不同碳排放系數,來估算碳排放量。

以煤炭為例,消耗1噸煤,排放約2.6噸二氧化碳。但是實際上,由于機組負荷、燃煤組分、燃燒效率等因素,碳排放量是會變化的,估算會產生較大誤差。  

?實測法

在火電機組煙氣排口安裝二氧化碳監測儀表,通過實際測量數據,實時計算機組的碳排放量。

這次在江蘇上線的碳排放精準計量系統,基于的就是實測法。

 碳排放精準計量系統

監測數據實時、連續、準確,數據采集精確到每秒,單臺機組每天采集數據超1000萬條,完成計算比對約50萬次,具備千臺機組碳數據的實時處理能力……

碳排放精準計量系統的特點與優勢非常明顯。

?精準度平均提高約6%

在精準度上,選取了300兆瓦、600兆瓦、1000兆瓦3臺不同容量等級的燃煤機組為試點,分別用排放因子法和實測法,對二氧化碳排放量分別進行了核算,經抽樣對比,結果顯示,實測法的精準度平均提高了約6%。

 為了保證實測法數據更精準,包括鍋爐、汽輪機、脫硫系統等火力發電各環節的2000多個監測參數,都被傳輸到計量系統,實時監測發電全過程排放煙氣的流速、濕度、二氧化碳濃度等數據,再通過關鍵參數的分析校驗,達到精準計算。 

?改造簡單易行

看到這兒可能會有疑問,那改造起來復雜嗎?

答案是,只需加裝二氧化碳測量儀表。

原來,經過十二五”“十三五兩輪環保改造,火電企業所有發電機組的煙囪排口都已安裝了測量二氧化硫、氮氧化物以及煙塵等污染物的儀表,并且所有測量數據已全部聯網,匯集在節能減排監控中心。 想要實現機組碳排放實時在線監測,只需在煙囪排口原有測量儀表基礎上,加裝一塊二氧化碳測量儀表即可,電廠的改造工作簡單易行。

目前,江蘇已經對省內8家主力發電企業開展了碳排放精準測量試點,在11臺發電機組上安裝了測量裝置,對比分析數據,對碳生產、排放全過程進行精準畫像,并以此構建了適應多行業的碳計量實測與核算模型。

精準的碳計量,為何如此重要?

業務平臺、數據支撐、技術手段……準確的碳計量,有助于摸清碳排放的家底,制定更為科學的減排降碳措施。

實測數據可以幫助發電企業實時了解自身碳排放量,還可以作為配額依據,提高碳市場的活躍度,甚至通過比對電能價格和碳排放成本,促進低碳調度、電能替代……節能減排,國網江蘇電力一直在探索實踐,2013年起,就開展了一系列前瞻性研究,從火電企業碳排放實時監測,到碳排放量核算,再到碳交易機制探索,經過近十年潛心研究,碳排放精準計量系統應運而生,實現了火電機組碳排放實時監測、數據自動收集、實時在線計算、結果客觀公正。

2022年底前,這一技術將在江蘇主力火電機組全覆蓋,為省內機組精準碳畫像,建立低碳調度管理體系,推動構建以新能源為主體的新型電力系統。


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