广东省石化企业碳排放核算及配额分配研究_夏磊.pdf

摘要：石化行业是国民经济的基础和支柱产业，也是我国实现碳达峰碳中和的重要工业部门。作为高能耗高排放行业，广东碳市场自启动以来就纳入了石化行业。介绍了广东省石化企业碳排放核算方法和配额分配方法，分析了核算方法中可改进完善之处，提出了核算和配额分配的相关建议，为广东试点碳市场的不断深化提供思路。关键词：石化；碳排放；核算；配额分配；广东Abstract：The petrochemical industry is the foundation and pillar industry of the national economy，and also animportant industrial sector to achieve carbon peak and carbon neutralization in China.As a high energy consumptionand high carbon emission industry，Guangdong carbon market has included petrochemical industry since its inception.This article introduces the carbon emission accounting methods and allowance allocation methods for petrochemicalenterprises in Guangdong Province，analyzes the improvements in the accounting methods，and puts forward relevantsuggestions for accounting and allowance allocation，providing ideas for the continuous deepening of the pilot carbonmarket in Guangdong.Key words：petrochemical；carbon emission；account；allowance allocation；Guangdong Province中图分类号：X74文献标识码：A文章编号：16741021（2023）050090-041引言碳交易是以市场为基础的碳定价工具，是一种以最具成本效益的方式减少碳排放的激励机制1。广东是我国碳交易试点省市之一，广东省碳排放权交易试点于 2012 年 9 月正式启动，2013 年 12 月正式上线运行2。广东碳市场先期纳入电力、水泥、钢铁、石化四大行业，后续又纳入造纸和民航行业3。2021 年全国碳市场启动以后，电力纳入全国碳市场交易，目前广东碳市场纳入水泥、钢铁、石化、造纸和民航 5 个行业，且正在考虑探索纳入陶瓷、纺织等新行业。石化行业为经济发展提供必要的能源与材料，是国民经济发展的基础产业和重要支柱，但其能源集中度较高，一直处在工业部门中高耗能、高碳排放行业之列4。“十三五”期间，我国石化行业以企业规模大型化和炼化一体化为主方向，开启产业升级，炼油规模和乙烯产能呈规模化增长，同时带来的是碳排放的增长5-6。根据测算，石化化工行业碳排放约占工业部门碳排放比例的 107。根据 广东省 2022年度碳排放配额分配实施方案8，2022 年度广东省纳入碳排放管理和交易范围的石化企业 12 家，新建项目企业 4 家。2广东省石化企业碳排放核算方法21核算范围根据 广东省企业（单位）二氧化碳排放信息报告指南（2022 年修订）（以下简称“核算指南”）9，石化企业的核算范围包括二氧化碳直接排放、间接排放和特殊排放。直接排放主要包括化石燃料燃烧产生的碳排放、生产工艺过程中产生的工业过程排放以及各种设备部件泄漏导致的逃逸排放。因逃逸排放具有不确定性、排放数量很小，所以暂不予以考虑。间接排放主要包括外购电力、热力的消耗导致的收稿日期：2022-12-07；修订日期：2023-05-12。作者简介：夏磊，男，1989 年生，硕士，主要研究方向为应对气候变化、温室气体、碳排放、碳核查等。广东省石化企业碳排放核算及配额分配研究夏磊朱峰刘慧陈惠璇马家凤尹可怡吴淑怡（广州绿石碳科技股份有限公司，广东广州 510630）90环境保护与循环经济22核算方法石化企业二氧化碳排放总量直接二氧化碳排放总量间接二氧化碳排放总量，其中，直接二氧化碳排放总量固定源燃料燃烧直接排放量生产工艺过程直接排放量，间接二氧化碳排放总量净外购电力排放量净外购热力排放量。典型的石化企业二氧化碳排放核算项目分类见表 1。排放。特殊排放包括二氧化碳作为纯物质、产品的一部分或作为原料输出企业之外，如供给其他企业制作碳酸饮料、干冰、灭火剂、制冷剂、实验气体、食品溶剂、化工溶剂、化工原料、造纸工业原料等二氧化碳转移活动。特殊排放仅报告不参与计算。石化企业二氧化碳排放单元和排放设备见图 1。表 1石化企业二氧化碳排放核算项目及核算方法排放类别核算项目核算方法直接排放化石燃料燃烧各单元中常压炉、减压炉、火炬、裂解炉、蒸汽锅炉、其他工业窑炉等燃料燃烧排放热值法、实测碳含量法外购热力排放因子法硫黄回收过程排放碳含量法制氢过程排放脱附气测量法、装置碳平衡法CFB锅炉石灰石排放碳含量法间接排放外购电力排放因子法工业生产过程催化重整过程烧焦排放称量催化剂方法、烟气排量倒推法、装置碳平衡法催化裂化、裂解汽油加氢、乙烯裂解炉过程催化剂烧焦排放称量催化剂方法、烟气排量倒推法、装置碳平衡法环氧乙烷过程排放装置碳平衡法图 1石化企业二氧化碳排放单元和排放设备石化企业二氧化碳排放石油加工排放单元常减压装置催化裂化装置 制氢装置硫黄装置乙烯装置环氧丙烷/乙二醇装置公用及配套工程其他乙烯生产排放设备直接排放间接排放常压炉1减压炉2电泵与风机电泵与风机催化裂化等反应器转化炉1开工炉电泵与风机电泵与风机燃烧炉裂解炉1裂解炉2电泵与风机电泵与风机环氧乙烷反应器蒸汽锅炉或自备电厂火炬等逃逸排放办公用电等耗电设备压缩机用外购蒸汽的设备913广东省石化企业碳排放配额分配方法广东省石化企业配额为纳入全国碳市场自备电厂配额、煤制氢装置配额与其他装置工序及配套工程配额之和。其中，纳入全国碳市场自备电厂配额等于其排放量，煤制氢装置采用历史强度下降法分配配额，其他装置工序及配套工程采用历史排放法分配配额。计算公式如下：企业配额纳入全国碳市场自备电厂配额煤制氢装置配额其他装置工序及配套工程配额31纳入全国碳市场自备电厂纳入全国碳市场自备电厂配额纳入全国碳市场自备电厂排放量。纳入全国碳市场自备电厂碳排放量对应的免费配额比例为 100；纳入全国碳市场自备电厂排放量按照核算指南要求进行计算。32煤制氢装置采用历史强度下降法分配配额，煤制氢装置配额装置产出氢气历史平均碳排放强度氢气产量年度下降系数。其中，历史平均碳排放强度取企业前3 年正常年份的单位氢气产量的平均碳排放量，其碳排放量包括煤制氢装置产生的燃料燃烧直接排放、工艺过程直接排放及净外购电力和热力所导致的间接排放，单位为 gCO2/t，年度下降系数为 1。33其他装置工序及配套工程对于石化企业的其他装置工序及配套工程，采用历史排放法分配配额，其他装置工序及配套工程配额历史平均碳排放量年度下降系数。其中，历史平均碳排放量取企业前 3 年正常年份的平均碳排放量，包括燃料燃烧直接排放、工艺过程直接排放及净外购电力和热力所导致的间接排放，不包括煤制氢装置和纳入全国碳市场自备电厂涉及的排放，年度下降系数为 1。4讨论与分析41核算方法4.1.1火炬燃烧产生的排放石化企业的火炬燃烧可分为正常工况下的火炬气燃烧及事故导致的火炬气燃烧两种。在生产装置正常运行时，由于物料不平衡或装置中的设备、管道上的安全阀、泄压阀、排放阀等在正常操作时，会有少量的可燃气体排往火炬，这属于正常工况下的火炬排放。如果遇到装置开停车或者事故情况下会有大量的可燃气体排往火炬，这属于事故排放。石化企业并不都会对火炬气进行定期的检测和分析，且事故导致的火炬气燃烧一般无法具体监测，直接获取火炬气流量数据非常困难，因此都按照燃料燃烧方法进行计算并不十分合理。建议参考 中国石油化工企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行），将正常火炬和事故火炬分开核算，其中正常火炬主要基于火炬气流量和含碳量计算排放量，事故火炬燃烧量以事故设施通往火炬的平均气体流量及事故持续时间为基础进行估算，并进而估算事故导致的火炬气燃烧排放量。4.1.2CFB 锅炉使用的石灰石产生的排放CFB 锅炉使用的石灰石主要用于脱硫，目前核算指南对于该部分排放采用的是碳含量法，即根据石灰石中含碳量和石灰石消耗量去计算排放量。实际上，大部分企业对石灰石含碳量几乎没有实测，所以该方法适用性不是特别强。建议可以参考广东省其他行业核算指南，如钢铁行业，采用排放因子法，根据石灰石消耗量、石灰石纯度、石灰石二氧化碳排放因子直接计算，这样既与其他行业保持一致，同时也能尽量满足企业实测情况，计算结果更符合企业实际。4.1.3氧化沥青氧化沥青装置一般安装在炼油生产系统，主要以减压渣油为原料生产道路沥青、建筑沥青和专用沥青。氧化沥青可使沥青聚合和稳定化，增加沥青用于铺裹屋顶和墙面装修的耐气候性。建议增加氧化沥青排放量核算方法，可考虑采用排放因子法，根据沥青产量和沥青氧化过程中二氧化碳排放因子进行计算。4.1.4石油焦煅烧石油焦煅烧是将石油精炼中产出的含油焦转化成具有一定结构的近乎纯碳产品，煅烧的焦炭通常92环境保护与循环经济用来生产电解铝工业的阳极。石油焦煅烧排放可采用碳平衡法，碳输入为生焦，碳输出为石油焦成品和石油焦粉尘。4.1.5特殊排放核算指南核算范围中包括特殊排放，主要指的是二氧化碳作为纯物质、产品的一部分或作为原料输出企业之外，如供给其他企业制作碳酸饮料、干冰、灭火剂、制冷剂、实验气体、食品溶剂、化工溶剂、化工原料、造纸工业原料等二氧化碳转移活动。但特殊排放仅报告不参与最终排放量的计算。在碳达峰碳中和政策背景下，企业对于二氧化碳回收利用会越来越多，因此有必要考虑将此部分排放纳入总排放量的核算当中。如广东石化 2 000 万 t/a 重油加工工程项目开工后，每年排出近 200 万 t 工业二氧化碳气。广东石化拟将这些工业二氧化碳气通过华南化工销售分公司对外有偿销售，供应给凯美特气体股份有限公司。凯美特气体股份有限公司自筹资金投资建设二氧化碳回收装置，针对广东石化提供的二氧化碳气自行消化处理，总量为 54 万 t/a。42配额分配由于石化企业工艺复杂，装置数量较多，所以目前国内其他试点市场对于石化行业配额分配方法以历史法居多，个别试点如福建碳市场采用了历史强度法。广东碳市场建立初期就纳入了石化企业，其碳排放配额分配方法一直采用历史法。从 2021 年度开始，煤制氢装置采用历史强度法，其他部分依旧采用历史法。未来的配额分配，重点可以考虑 2 个方向：一是参考钢铁行业配额分配，根据不同的工序分别制定配额分配方法，由历史法向历史强度法和基准法逐步过渡。在石化工序里，炼油、乙烯等工序或装置应该是基础条件相对较为成熟的，可以向历史强度法甚至是基准法方向靠拢。二是对于以炼油为主的企业，可考虑以原油加工量以及能量因素等去衡量企业碳排放水平，从而制定配额分配方法。相对应的，如果更多工序采用历史强度法或基准法，在核算方法层面也需要更加完善，以对应核算该工序的排放量。参考文献1 蓝虹，陈雅函碳交易市场发展及其制度体系的构建 J 改革，2022（1）：57672 任松彦，戴瀚程，汪鹏，等碳交易政策的经济影响：以广东省为例 J 气候变化研究进展，2015，11（1）：61673 夏磊广东省水泥企业参与全国碳市场前景分析 J 区域治理，2018（12）：60614 赵明轩，吕连宏，张保留，等中国能源消费、经济增长与碳排放之间的动态关系 J 环境科学研究，2021，34（6）：150915225 王深，吕连宏，张保留，等基于多目标模型的中国低成本碳