糠醛渣热电联产碳减排效益分析

糠醛渣热电联产碳减排效益分析

王卫权1张大勇2袁潇洋1

（1、中国能源研究会可再生能源专业委员会北京100044；

2、中国产业发展促进会生物质能产业分会北京100089）

摘要：糠醛渣热电联产技术已经成熟，可有效减少温室气体排放。本文基于河北省6.6MW糠醛渣热电联产项目的技术参数，参考自愿减排项目方法学，对糠醛渣自然腐烂、电网供电、燃煤锅炉供热（基准线情景）和糠醛渣发电供热（项目情景）的温室气体排放量进行了计算，得出每利用1t糠醛可减少温室气体排放约0.61tCO2e，并估算了项目碳减排收益。本文可为糠醛渣发电项目碳减排计算提供技术指导。

关键词：糠醛渣；热电联产；碳减排；减排效益

引言

气候变化是当今人类社会面临的共同挑战，减缓和应对气候变化已成为全球共识。气候变化作为全球性问题，需要国际社会携手应对，2015年12月，我国在“中国国家自主贡献”中确定了到2030年的自主行动目标：二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰；单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右，森林蓄积量比2005年增加45亿立方米左右[1]。

我国糠醛企业超过200家，2017年产量约30万吨。糠醛渣生产主要原料为玉米芯，生产一吨糠醛约产生15吨糠醛渣（含水率4%），2017年糠醛渣产量约450万吨[2]。糠醛渣属于生物质资源，但含有硫酸，难以处理，通常堆积在糠醛厂附近，浪费资源，污染环境。糠醛渣热电联产能减少化石能源消耗，减少环境污染，并能有效减少碳排放，为减缓气候变化做出贡献，具有十分重要的意义。

本文参考国内温室气体自愿减排方法学CM-075-V01生物质废弃物热电联产项目（第一版），结合国内糠醛渣热电联产项目的技术参数，分析计算了糠醛渣热电联产项目碳减排效益。

1.基准线确定

在假设糠醛渣热电联产项目不存在的情况下（即基准线情景）和实施糠醛渣热电联产项目活动的情况下（项目情景），确定糠醛渣热电联产项目的温室气体减排量的估算方法和计量依据。本文结合中国国情，采用“基准线情景识别与额外性论证组合工具”（第5.0.0版）[3]从以下三个方面识别糠醛渣热电联产项目的基准线：（1）在没有项目活动的情况下，电力来源；（2）在没有项目活动的情况下，供热来源；（3）（2）在没有项目活动的情况下，糠醛渣的处理方式。经过障碍分析、投资分析、普遍性分析之后，得出项目真实可行的基准线情景为

●电力由电网提供；

●热力由燃煤锅炉提供；

●糠醛渣采取堆放的方式自然腐烂。

2.减排量计算方法及参数选取

2.1减排量计算方法

减排量的计算公式如下：

（1）

2.2基准线排放量计算方法

基准线排放量包括电网电量排放，化石燃料供热排放和糠醛渣堆放自然腐烂排放。基准线排放计算公式如下：

（2）

其中：

2.2.1确定基准线供电量

基准线情景是项目电量全部由电网供电，因此基准线供电量等于本项目供电量44550MWh。

2.2.2确定电网排放因子

根据“电力系统排放因子计算工具”[4]，电网排放因子是电量边际排放因子（）和容量边际排放因子（）的加权平均：

（3）

其中：

电量边际排放因子（tCO2e/MWh）

容量边际排放因子（tCO2e/MWh）

权重默认为0.50，默认为0.50。

本项目位于华北电网，根据国家发展和改革委员会于2015年05月11日公布的《2014中国区域电网基准线排放因子》，电量边际排放因子（）为1.0580tCO2e/MWh，容量边际排放因子（）为0.5410tCO2e/MWh。

由公式（3）计算得=1.0580*0.5+0.5410*0.5=0.7995tCO2e/MWh

2.2.3确定基准线供热的化石燃料消耗量

供热的基准线情景由当地燃煤锅炉提供与本项目等量的热量，计算公式如下：

（4）

其中：

=第y年基准线化石燃料供热量（GJ）

=第y年锅炉的产热量（GJ）

=基准线燃煤锅炉效率的效率（比率）

本项目供热量为464250GJ/年。根据“热能或电能生产系统的基准线效率确定工具”[5]，确定锅炉效率。本项目保守选择新建燃煤锅炉的默认效率为85%。

2.2.4确定化石燃料f的CO2排放因子

本项目基准线情景下供热使用燃料为煤炭，根据IPCC2006卷2，第2章，燃料煤的CO2排放因子为0.0946tCO2/GJ。

2.2.5计算糠醛渣的基准线排放量

（5）

其中：

本项目每年使用糠醛渣148500吨，净热值为0.013943GJ/吨，甲烷的全球温升潜值为25tCO2/tCH4，根据CM-075-V01，确定CH4排放因子可以选择测量法或选用默认值。因为缺乏准确信息，0.0027tCH4/t被作为乘积的默认值。因为甲烷排放因子的不确定性较高，需要对其进行保守的计算，在选用0.0027tCH4/t作为排放因子时，不确定性超过100%，保守因子选取0.73。因此，采用0.001971tCH4/t作为排放因子。

2.3项目排放量计算方法

本项目不涉及到废水、沼气和种植园，且基准线情景项目现场无已发电的项目。因此，项目排放的计算公式如下：

（6）

其中

2.3.1计算项目消耗化石燃料产生的排放

本项目不涉及在锅炉中混燃化石燃料，也不需要化石燃料启动锅炉；本项目只使用糠醛渣作为燃料，在糠醛渣中也不掺入化石或非生物腐烂燃料，因此为零。

2.3.2计算项目使用电网电量产生的排放量

当电厂发电机因为维护或其他原因停止运行，本项目将消耗自电网电力，其排放量计算公式如下。

（7）

其中：

本项目每年使用电网电量约100MWh，电网排放因子使用2.2.2中计算得到的0.7995tCO2e/MWh。

2.3.3计算糠醛渣运输产生的排放量

采用“公路货运导致的项目和泄漏排放计算工具”错误！未找到引用源。，可使用化石燃料消耗监测值（选项A）或使用缺省值（选项B）计算，本项目选择选项B计算，计算公式如下：

（8）

其中：

本项目每年消耗糠醛渣148500吨，均由皮带输送，特殊情况下，使用载重卡车运至发电厂。其中，糠醛渣供应源距发电厂不超过1公里，取往返2*1公里=2公里作为保守计算值。根据“公路货运导致的项目及泄漏排放计算工具（第01.1.0版）”和保守计算方法，取245gCO2/tkm的默认值作为汽车运输排放因子。

2.3.4计算糠醛渣燃烧产生的排放量

（9）

其中：

本项目每年使用糠醛渣148500吨，净热值为0.013943GJ/吨，甲烷的全球温升潜值为25tCO2/tCH4，确定CH4排放因子可以选择测量法或选用默认值。因为缺乏准确的信息，选用默认值30kg/TJ作为甲烷排放因子。甲烷排放因子不确定性较高，需要对其进行保守计算，在选用30kg/TJ作为排放因子时，不确定性为300%，保守因子选取1.37。因此，应使用的排放因子为41.1kg/TJ。

2.4泄漏排放量计算方法

本项目基准线情景下糠醛渣是自然腐烂，未被其他用户利用，因此不会导致其他用户减少使用糠醛渣而多使用化石燃料，同时本项目导致的土地利用、土地利用变化和林业部门的碳储量变化不明显。因此本项目不需要考虑泄漏，即=0。

3.减排量计算及减排效益分析

3.1减排量计算

（1）发电基准线排放：

=44550*0.7995=35618tCO2/年

（2）供热基准线排放

=464250/0.85*0.0946=51668tCO2/年

（3）糠醛渣自然腐烂基准线排放

=25*148500*0.001971=7317tCO2/年

（4）基准线排放量

（1）+（2）+（3）=35618+51668+7317=94603tCO2/年

（5）项目消耗化石燃料产生的排放

0tCO2/年

（6）使用电网电量产生的排放量

=100*0.7995=80tCO2/年

（7）糠醛渣运输产生的排放量

=2*148500*245*10-6=738tCO2/年

（8）糠醛渣燃烧产生的排放量

=25*41.1*148500*0.013943*10-3=2059tCO2/年

（9）项目排放量

（5）+（6）+（7）+（8）=0+80+738+2059=2877tCO2/年

（10）项目泄漏排放量

0tCO2/年

（11）项目减排量

（4）-（9）-（10）=94603-2877-0=91726tCO2/年

3.2减排效益分析

本项目每年减排量为91726tCO2/年，在2018—2027年期间预计总减排量为917260tCO2。以2018年度北京碳市场年度报告中平均55元/t的碳价格估算[7]，每年可以获得减排收益504万元，十年内可获得收益5040万元。由此可见，如果能够通过自愿减排交易机制获取减排量收益，将提高项目的经济效益，促进项目经济性，实现经济效益和环境效益，提高项目可行性。

4.结论

本文根据河北某6.6MW糠醛渣热电联产项目的技术参数，分析计算了糠醛渣热电联产项目的温室气体减排量约为0.61tCO2/糠醛渣，通过自愿减排交易体系，可提高项目经济性。本文可为糠醛渣发电项目碳减排计算提供技术指导，促进糠醛渣发电项目的开发利用，助力温室气体减排和生态文明建设。

参考文献：

[1]国务院新闻办公室.强化应对气候变化行动-中国国家自主贡献[EB/OL].2015-11-19.http：//www.scio.gov.cn/xwfbh/xwbfbh/wqfbh/2015/20151119/xgbd33811/Document/1455864/1455864.htm

[2]2015年中国两糠产业战略发展与技术创新研讨会.2015年5月11-15日，重庆.