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2.2 化石燃料燃烧温室气体排放清单编制

2.2.1 清单编制方法

化石燃料燃烧温室气体排放源界定为将化石燃料(煤炭、石油和天然气)作为能源利用(提供动力和热量)的各种活动和过程。在目前的发展阶段,各种经济活动(农业、制造业、服务业)和社会、日常生活都依赖化石燃料为其提供动力和热量。我们的最终目标是编制 2008 年分部门、分燃料品种、分主要设备的化石燃料燃烧温室气体排放清单。具体内容包括:静止源(能源工业、制造业+建筑业、农业、服务业、居民生活等)的CO 2 排放、电力和热力部门的N 2 O排放、移动源(交通运输部门)的CO 2 、CH 4 和N 2 O排放,其中能源工业、制造业、交通运输部门还要根据IPCC要求和我国实际情况进行更详细的划分。同时,为保证清单的完整性,对化石能源的非能源利用排放也将进行计算。

总体而言,化石燃料燃烧温室气体清单编制方法的确定基本遵循IPCC《1996 年国家温室气体排放清单编制指南》《1996 年IPCC清单指南》和2000 年IPCC《优良做法指南》(以下称《IPCC优良做法指南》),并适当参考IPCC《2006 年国家温室气体排放清单编制指南》(以下称《2006 年IPCC清单指南》)。

《1996 年IPCC清单指南》中的第二层次法(Tier2)是编制化石燃料燃烧CO 2 排放清单的最重要的方法,数据需求量大,结果比较准确。对于非CO 2 气体,在数据条件允许的情况下,应尽量采用《1996 年IPCC清单指南》中的第三层次法(Tier3)。对于化石燃料燃烧CO 2 排放而言,“参考方法”(ReferenceApproach)也是编制方法之一,它的数据要求量较小,计算结果可能不是很精确,是IPCC指南对发展中国家的最低要求。下面将首先介绍Tier2 和Tier3 (以下统称为“部门方法”),之后简单介绍化石燃料非能源利用排放的概念和计算方法,最后将介绍参考方法。

从我国 1994 年和 2005 年能源活动温室气体清单编制结果看,CO 2 是化石燃料燃烧排放的最重要的温室气体,其排放量占化石燃料燃烧温室气体排放量的 98%以上;在化石燃料燃烧CO 2 排放中,关键排放源(排放量对总体排放水平、排放趋势或两者均具有显著影响的排放源)为公用电力和热力生产、钢铁工业、建材工业、道路交通、化学工业、居民生活、固体燃料和其他能源生产、服务业、油气开采加工业、有色金属业、纺织工业、机电生产业和造纸/印刷业 ,这些部门的CO 2 排放量占化石燃料燃烧CO 2 排放的 95%,其中前五个部门占 75%以上,这五个部门也是本清单研究的重点内容。

2.2.1.1 部门方法

1.第二层次法(主要用于CO 2 排放)

分部门、分燃料品种、分主要设备的部门方法(Tier2)是编制化石燃料燃烧CO 2 排放的最重要的方法。基本公式为:

I:部门类别

J:燃料类型

K:主要技术(设备)类型

在这里排放因子的单位以单位热值的含碳量表示,例如t - C / tj或t - CO 2 / tj,相应的燃料消费量单位为热值(tj)。需要注意的是此处的燃料指的是进入燃烧环节并且不再产生其他含碳二次能源的燃料,以能源消费统计中的终端消费燃料(不含非能源利用量)和能源加工转换环节中用于发电和供热的燃料为主。在煤炭洗选、制气、炼焦和原油炼制过程中,投入的能源将被加工转换为洗精煤、煤气、焦炭、焦炉煤气、各种油品等含碳二次能源,因此投入的能源不计入燃料燃烧活动水平,以避免重复计算。

在本次化石燃料燃烧清单编制中,部门、燃料和主要设备的分类是这样的:

(1)部门分类

参照IPCC -1996 要求和我国能源统计特点,将化石燃料燃烧活动划分为 22 个部门,分别计算这些部门的CO 2 排放量,见表 2 -2。与 2005 年清单略有不同的是,这里特别将管道运输在交通运输中单列出来。

表 2 -2 化石燃料燃烧清单编制部门分类

(2)燃料分类

参照IPCC -1996 要求和我国能源统计特点,燃料种类按照表 2 -3 所示类型进行分类。不同类型燃料的低位热值和含碳量各不相同,对排放的影响很大。

表 2 -3 化石燃料燃烧清单编制燃料分类

(3)设备分类

从我国实际情况和第一、第二次信息通报编制结果看,在化石燃料燃烧CO 2 排放中,关键排放源(排放量对总体排放水平、排放趋势或两者均具有显著影响的排放源)为公用电力和热力生产、钢铁工业、建材工业、道路交通、化学工业、居民生活、固体燃料和其他能源生产、服务业、油气开采加工业、有色金属业、纺织工业、机电生产业和造纸/印刷业 ,这些部门的CO 2 排放量占化石燃料燃烧CO 2 排放 95%,其中前部五个部门占 75%以上。因此,这里只对这五个部门的专用耗能设备进行比较详细的分类研究,其余部门不再对通用设备之外的设备进行划分。

在静止源的设备分类中,通用设备为发电设施、供热锅炉,在钢铁、建材和化工这三个重点排放源中,特别将高炉、水泥窑和合成氨造气炉区分出来。其余设备(各种工业锅炉、工业窑炉、加热炉等)燃烧特性类似,均以“其他设备”概括,见表 2 -4。

移动源主要设备类型:民用航空飞行器、道路交通工具(摩托车、轿车、轻微型客车、大中型客车、中轻型货车、重型货车、低速货车等)、铁路运输工具(蒸汽机车、内燃机车)和机动船舶运输机具等。道路交通为关键排放源之一,因此设备分类很详细,同时也为CH 4 和N 2 O的排放计算做准备。

表 2 -4 主要设备分类情况

2.第三层次法(主要用于CH 4 和N 2 O计算)

除CO 2 气体外,本次化石燃料清单编制还包括电力部门的N 2 O排放、交通部门的CH 4 和N 2 O排放。其中污染控制技术较为复杂的道路交通采用Tier3 方法计算这两种气体的排放。

I:燃料类型

J:车辆类型

K:主要污染控制技术

这里活动水平的单位为某类车辆的年运营距离(km),排放因子的单位为g/ km。

电力部门N 2 O排放以Tier2 方法计算,重点关注循环流化床发电技术(它的N 2 O排放强度比一般电站锅炉高得多)。铁路、水运、航空部门的CH 4 和N 2 O排放采用了Tier1 方法,没有区分更详细的技术。

3.化石燃料的非能源利用排放

(1)化石燃料的非能源利用及其CO 2 排放界定

除用作能源被直接燃烧之外,化石燃料也被用于原料(如化学工业中塑料、橡胶、合成纤维原料及其他材料的制造)、还原剂(金属工业中各种金属和无机产品的生产)或直接用作非能源产品(如润滑油、石蜡、沥青以及石油溶剂)等非能源使用目的。非能源使用的特点是直接使用了这些燃料的物理特性,而不是作为能源进行燃烧。根据IPCC -1996,化石燃料的非能源使用具有固碳作用,但固碳率并不总是等于 1,因此化石燃料的非能源利用也会产生碳排放。

在本次能源活动温室气体排放清单编制中,主要采用部门方法编制的化石燃料燃烧排放清单,所采用的活动水平数据仅指各部门中化石燃料的燃烧数量 ,而不是国家能源统计系统所指的进入该部门的化石燃料配送量。因此,化石燃料非能源利用的碳排放没有在化石燃料燃烧排放清单中得到全部体现,鉴于工业生产过程温室气体清单也没有考虑化石燃料作为非能源用途所产生的碳排放,为了保持能源活动排放清单的完整性,本次清单编制对部门法中没有考虑的非能源利用排放进行统一计算

(2)化石燃料的非能源利用CO 2 排放计算方法

参考IPCC -1996 中Tier1 方法,非能源利用的净碳排放等于潜在碳排放减去固碳量,其计算公式如公式(1)

总体上,估算非能源利用的碳排放采用如下步骤:

第一步,确定活动水平数据,即分化石燃料类型的非能源利用消费量;

第二步,计算潜在碳排放量,这些燃料的消费量乘以各自特定的燃料含碳率(如果活动水平用热值表示就用碳排放系数)即为潜在碳排放量;

第三步,确定分化石燃料类型的非能源利用的固碳率;

第四步,计算固碳量,分燃料类型的潜在碳排放量乘以各自的固碳率就是固碳量;

第五步,计算实际碳排放量,分燃料类型的潜在碳排放量减去各自的固碳量即为实际碳排放量。

第六步,加总计算非能源利用的碳排放,即分燃料类型的实际碳排放量之和。

2.2.1.2 参考方法(只适用于CO 2 排放)

碳平衡原理是参考方法的基本出发点。从理论上讲,化石燃料中所含碳只有两种去向:以氧化物的形式排入大气或依然以碳元素的形式在燃烧残余物或其他形式产品中固定下来。因此,只要计算出所消费的化石燃料中所含碳量以及固定在其他产品中的碳,就可以概略地知道这些化石燃料燃烧的CO 2 排放量。参考方法只是估算化石燃料燃烧CO 2 排放的概略计算法,以“表观消费量”为基础数据。“表观消费”只涉及“表面消费”,而不是“实际消费”,它以一次能源产量为基础,以全部燃料的进口、出口、国际航线的机/船在我口岸加油和库存变化做出调整的结果。“参考方法”可确保燃料全部碳量都计算进去,但不是所有燃料实际消费量的精确计算。这种方法需要的数据量相对不多,易于收集,计算工作量不大。但由于不是分部门、分设备的精确计算,采用的参数只是综合参数,加上各种损失和统计误差,计算结果可能不是很精确。但此法采用的是能源宏观数据,可大体界定我国的能源活动,因而可用它来检验其他方法计算结果的准确程度。

用参考方法估算燃料燃烧的二氧化碳排放量的计算公式为:

二氧化碳排放量= (燃料表观消费量×单位燃料含碳量-固碳量)×燃料燃烧过程中的碳氧化率

具体计算步骤为:

(1)估算燃料的表观消费量

一次能源和二次能源的表观消费量计算方法不同:

一次能源表观消费量=生产量+进口量-出口量-国际航线加油-库存变化

二次能源表观消费量=进口量-出口量-国际航线加油-库存变化

(2)折算成统一的能量单位

燃料表观消费量(以热量计)=燃料消费量×换算系数(燃料低位热值)

(3)估算燃料中总的碳含量

燃料含碳量=燃料表观消费量(以热量计)×潜在碳排放系数(燃料的单位热值含碳量)

(4)估算能长期固定在产品中的碳量

固碳量=固碳产品产量×单位产品含碳量×固碳率

(5)计算净碳排放量

净碳排放量=燃料总的含碳量-固碳量

(6)计算实际碳排放量

实际碳排放量=净碳排放量×燃料燃烧过程中的碳氧化率

2.2.1.3 针对我国实际情况的说明

1.对固体燃料的充分重视

IPCC清单编制指南脱胎于发达国家的清单编制经验,对固体燃料的重视不足。而煤炭在我国能源结构中的比重接近 70%,固体燃料排放清单在化石燃料燃烧中占举足轻重的地位,因此我们的清单编制非常注重煤炭的活动水平和性质、燃煤设施氧化率的确定。

2.部门整合

IPCC所要求的部门分类与我国能源统计的部门分类并不能一一对应,需要对我国的部门能源消费数据进行整合。

3.煤炭品种重新分类及流向确定

在我国的能源统计体系中,煤炭按照原煤、洗精煤和其他洗煤进行分类,与IPCC分类方法(无烟煤、烟煤、炼焦煤、褐煤)非常不同。煤的不同品种热值和含碳量差别较大,分出具体品种比只用“原煤”计算的准确度要高很多。因此在清单编制中,需要在考虑我国实际情况的基础上(保留洗精煤和其他洗煤),对我国的原煤按照IPCC方法进行重新分类。同时,不同种类的煤炭在各部门之间如何分配(对分部门排放因子的确定及其排放量有决定性意义)也是一个难题。

4.交通用能整合

我国能源统计体系中的交通运输部门一般只包含交通营运部门的能源消费量,大量的社会交通用能散落在居民部门、商业部门和工业部门,因此特别需要对交通用能进行整合,对汽柴油消费量在部门间进行重新调整。

5.发电/供热部门定义

按照《1996 年IPCC清单指南》和《IPCC优良做法指南》的要求,发电和供热部门应提供公用电力和热力生产部门的排放量,但不包括企业自备电厂及非公用供热厂。考虑到数据的可获得性、可靠性、避免重复计算和漏算,我们将发电和供热部门排放源界定为我国公用火力发电厂的发电与供热,将自备电厂及其他供热源放在所在的部门中进行计算。同样,炼焦、制气等部门也泛指公用炼焦/制气行业,不包括工厂内部自炼焦、制气过程。

6.炼焦过程中未回收利用的焦炉煤气活动水平量计算

炼焦过长中所产生的焦炉煤气,一部分被回收利用,其活动水平有统计数据支持,一部分未回收利用,在本研究中视作在炼焦过程中燃烧,这部分活动水平无数据支持。本研究按生产吨焦炭产430m 3 焦炉煤气计算炼焦过程理论产气量,扣除回收利用量后的余量认为是未回收利用而在焦炉中直接燃烧的活动水平。

7.我国钢铁生产中有大量的回收能利用

为避免重复计算,高炉煤气和转炉煤气等回收利用的副产煤气都不计入活动水平,原因在于其排放量已经包含在产生这些副产煤气的煤炭排放量中。

2.2.2 部门法CO 2 排放清单编制过程和结果

2.2.2.1 活动水平数据的处理和确定

1.2008 年化石能源消费简况

按照《中国能源统计年鉴-2009》,2008 年我国能源消费总量约 29.1 亿吨标煤(以发电煤耗计),其中化石燃料消费总量约为 26.9 亿吨标煤,其中煤炭占 76.2%,石油占 19.8%,天然气占4.0%。根据各行业和部门的能源消费数据,表 2 -5 列出了总量为 26.3 亿吨标煤的一次能源在各部门之间的分布(由于平衡误差和进出口原因,此总量略小于化石燃料消耗总量)。发电供热和制造业是最大的煤炭消耗部门,占煤炭消耗量的 75%以上,煤炭开采洗选业、石油炼制和民用所消耗的煤炭也都较大。原油集中于石油炼制行业,制造业是最大的天然气消费用户,民用规模尚小。终端能源消费与一次能源消费在分布和数量上差别都较大,见表 2 -5。

表 2 -5 我国 2008 年化石燃料(一次能源)分品种、分部门消费

数据来源:根据《中国能源统计年鉴-2009》整理。

除此而外,国家统计局公布的能源平衡表、工业分行业终端能源消费、工业分行业能源消费都是确定活动水平的数据基础,这里不再一一列举。

以上分部门、分燃料品种能源消费数据需要通过一系列处理转化成为清单编制所需要的活动水平数据。数据处理包括对移动源活动水平的整合、终端能源消费数据处理、发电/供热能源消费数据处理、原煤重新分类等环节。经过处理的各部门终端能源消费量和各部门发电、供热能源消费量分别相加即为各部门的活动水平数据。以下各部分均为对这些处理过程的说明。

表2-6 2008 年我国能源平衡表报告的终端能源消费和能源工业能源投入量

数据来源:《中国能源统计年鉴(2009)》。

2.移动源活动水平数据

IPCC清单指南所指的交通运输泛指所有人和物借助交通工具的载运活动。而在我国的统计体系中,交通运输能源消费统计了交通运营部门(所谓的“小交通”)的能源消费量,与全社会的交通能源消费出入较大,因此需要收集相关数据确定交通运输部门的活动水平。

(1)道路交通

相比铁路运输、水上运输和航空运输,道路交通主管部门分散,能耗统计基础最为薄弱,因此确定道路交通能源消费是整合交通能源的关键。课题组采用了“自下而上”的方法确定道路交通能耗 [1] ,即:

(其中,i为燃料品种,j为车辆类型)

道路机动车的车型和燃料品种分类见表 2 -7(详细内容参见附件报告“中国道路交通能源活动水平研究报告”)。计算出道路交通分能源品种消费量后,为使汽柴油总消费量达成平衡,需将服务业和居民消费部门的大部分汽柴油消耗抽取至交通部门,不足部分从工业部门中按适当比例抽取。

表 2 -7 2008 年分车型、分燃料品种机动车能源消费量

续表

数据注释:汽油比重:0.72kg/ L;柴柴油比重按 0.84kg/ L计算。

上述计算结果表明,2008 年道路交通用汽油占汽油终端消费(6145.4 万吨)的 92.2%,柴油消费占终端消费(13347.49 万吨)的 58.5%。

(2)铁路运输/水上运输/民用航空运输/管道运输

铁路运输、水上运输、民用航空、管道运输的活动水平列在表 2 -8。

表 2 -8 其他交通模式活动水平数据

单位:万吨、亿立方米

铁路交通数据来自铁路交通科学研究院和铁路科学研究院环境保护所;管道运输活动水平数据来自国家统计局。

水运数据来自交通部交通规划研究院的 2008 年普查资料。2008 年远洋货运周转量(32851 亿吨公里)比 2005 ~ 2007 年有明显下降,但由于实载率下降,单耗上升,因此远洋能源消费基本与2005 年持平,仍为 430 万吨燃油左右。所以,水运国际燃料舱为:

2008 年我船舶在外加油量为柴油 8.61 万吨,燃料油 347.1 万吨,合计 355.7 万吨;外轮在我加柴油 26.05万吨,燃料油 304.76 万吨,合计 330.8 万吨;远洋航运的国际燃料仓不包括悬挂“方便旗”的油轮能耗。

根据《中国能源统计年鉴-2009》,2008 年交通运输业的航空煤油消耗量为 1174.59 万吨;民航总局提供的数据表明 2008 年我国国际航班在国内加油量为 185.7 万吨。因此民航国际燃料舱为:

2008 年我机在外加油量为 189.0 万吨航油;外机在我加航油 170.1 万吨。

3.部门的整合

中国工业能源消费统计按 39 个大行业分类,与IPCC和《非附件I缔约方国家信息通报指南》(FCCC / CP/ 2002 /7 / Add. 2,Decision17 / CP. 8)所要求的活动水平部门分类不能完全对应,为保证国际可比性,需将 39 个行业按表 2 -2 中的部门进行拆分与合并,例如我国能源统计中的石油加工、炼焦和核燃料加工业需要拆分为原油加工及石油制品制造、人造原油生产、炼焦、核燃料加工等子行业,重新整合成石油天然气开采与加工业、炼焦与制气、核燃料加工三个活动水平部门,如表2 -9所示。同时,还需要将交通运输、仓储和邮电业中的道路交通、铁路交通、水路交通和民用航空剥离出来,将所剩余部分与批发/零售业合并为服务业。

需要说明的是,各工业行业内部自发电/供热用能包含在各行业内部,电力和热力部门只指公用电力和热力生产部门。

表 2 -9 工业行业与I PCC活动水平分类归属关系表

续表

注:1.以上各部门的能源消费中包括其自用能;

2.石油开采和加工业中,催化剂失去活性后的燃烧排放暂不计算在内。

工业分行业终端能源消费量数据按上述归属关系拆分/加总后获得重新分类后的工业部门终端活动水平数据。

4.扣除非能源利用量

在工业部门的终端消费中非能源利用量需要扣除(非能源利用产生的CO 2 排放量计算将在后续章节专门介绍),非能源利用量基本按照能源平衡表有关工业部门能源消费中(除天然气)用于原料、材料量予以扣除。考虑到用于原料、材料的天然气以合成氨生产为主,在IPCC清单编制指南中这一部分的排放归为工业生产过程排放,本次工业过程清单编制并没有包括这部分排放,为保持完整性,本清单仍将用于合成氨生产的天然气计入燃料燃烧排放,未予扣除。

5.非交通营运部门移动源活动水平处理

由于交通运输活动水平数据来源于“从底向上”的计算和行业主管部门,需要与终端能源消费数据相衔接。具体处理方法为:将交通运输能源消费量从隶属于服务业的交通运输、仓储及邮电通讯行业终端能源消费中扣除,不足部分(主要是汽油和柴油量)从其他各部门中抽取。汽油在工业部门中的抽取比例为 57%;在农、林、牧、渔、水,居民生活和服务业各部门抽取比例分别为 80%、99%和 98%;参考国家统计局规模以上工业企业运输工具柴油消费比例,柴油在工业部门中的抽取比例为 21%;其他各部门的抽取比例分别为:农、林、牧、渔、水利业 10%,居民生活 95%,服务业90%,其他部门 65%。

经以上对终端能源消费数据的多步骤处理后初步形成分部门终端能源活动水平数据。

6.分部门发电和供热能源消费量计算

IPCC清单编制指南要求将工业部门的自发电/供热排放量计入各部门排放量中,不纳入公用发电/供热部门中。而我国能源平衡表中的发电/供热统计既包括公用电力/热力,也包括工业部门的自发电/供热,因此需要进行调整。这里以国家统计局提供的 2008 年规模以上工业分行业能源消费统计数据中发电和供热数据为基础,计算各工业行业发电与供热能源消费量在全国发电/供热能源消费总量中的比例,将“2008 年能源平衡表”中发电和供热能源总投入量按此比例拆分到终端各行业和能源工业,再按活动水平部门分类重新整合后形成发电和供热活动水平数据。具体数据见表 2 -10。

表2-10 各工业部门发电与供热能源消费量

7.煤炭品种重新分类和煤炭流向初步确定

经上述数据处理已初步得到各部门包括终端消费、发电、供热三个分类的活动水平数据。在我国煤炭消费统计中,煤炭消费品种分为原煤、洗精煤、其他洗煤,为满足IPCC指南对煤种分类的要求,需将统计中的原煤消费量拆分为无烟煤、烟煤、褐煤三类煤种,洗精煤和其他洗煤与原煤的排放因子有较大差别,因此在活动水平分类中予以保留。

原煤拆分的主要依据为 2005 年商品煤销售分部门流向数据(详细内容可参见分报告《中国煤炭流向与主要品种质量分析》)和各部门分煤种活动水平调查数据两类信息,并根据 2008 年煤炭消费特点进行调整。

课题组以煤炭销售量为出发点 ,基于《2005 年原国有重点煤矿原煤产量(按煤种牌号分)》、《2005 年国有重点煤矿分地区销售量情况》和《2005 年国有重点煤矿洗精煤产量》、《2005 年全国原煤产量(按隶属关系分)》等统计报表(以上资料均由国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局提供),推算、核算得到全国 27 个产煤省的国有煤矿和地方煤矿分品种的煤炭国内销售量。最终确定煤种的煤炭国内销售量达到 21.64 亿吨,占 2005 年煤炭表观消费量的 95%(详细内容可参见分报告《中国煤炭流向与主要品种质量分析》)。

与此同时,课题组还根据国家安全生产监督管理总局、中国煤炭运销协会(原煤炭工业部)编制的《2005 年全国国有煤矿煤炭销售量统计表》、历年《煤炭工业统计年报》,将 27 个产煤省煤炭生产企业的商品煤销售量分门别类匹配到电力、冶金、有色、化工、石化、建材、机车及其他(居民和其他小行业)八大主要煤炭消费部门。这些数据均连续、可比、可追溯、可查证,为以部门法计算化石燃料燃烧CO 2 排放提供了便利。

对于“煤质专题”划分得比较粗的部门,例如居民生活、服务业和农林牧渔业,课题组进行了专门的调研,确定了这三个部门的大致煤种比例。同时,考虑到 2008 年褐煤电厂比 2005 年有较大发展,课题组特别对电力部门的分煤种消费进行了调研,对 2005 年数据进行了调整。原煤拆分结果见表 2 -11。

表 2 -11 各部门原煤拆分比例

单位:%

续表

注:主要参考煤炭销售流向调研;带*数据参考特定设备需求进行调整,带+数据来自课题组调研。

8.钢铁工业/化学工业/水泥工业主要设备活动水平

经过以上环节的处理后,得到编制清单所需要的分部门、分燃料品种、分发电锅炉、供热锅炉等燃烧设备活动水平数据。考虑到某些高耗能部门的特殊工艺对特定煤种的需求以及相应设备的不同于其他设备的碳氧化率,课题组也特别以“自下向上”的方法,也就是从部门主要耗能设备角度出发对钢铁工业、化学工业和建材业的煤炭消费情况进行了调研。通过与行业专家的合作,高炉、合成氨生产、水泥窑等主要设备活动水平确定为:

(1)钢铁工业——高炉

根据我国钢铁工业大中型企业统计数据,2008 年重点大中型企业铁产量 38200 万吨,焦炭消费量 1.62 亿吨,炼铁喷煤量 5000.31 万吨(其中喷吹洗精煤 1244.54 万吨)。2008 年全国铁产量48323 万吨,为重点企业的 1.21 倍。考虑到系统外高炉的焦比高于重点企业,将焦比调整到 420kg计算:2008 年钢铁工业高炉消耗焦炭 2.03 亿吨,消耗洗精煤 1506 万吨,无烟煤、烟煤合计 4545 万吨,共计 6051 万吨。由于统计口径的区别,国家统计中钢铁部门洗精煤消耗量仅为 856 万吨,有较大的缺口。为了与统计数据衔接,缺口量计为烟煤消费(高炉喷煤要求煤中的挥发分大于 25%,故用烟煤替代处理),处理后能源消耗为:

表 2 -12 高炉能源消耗

单位:万t

(2)化学工业——合成氨造气炉

由氮肥协会专家提供的 2008 年合成氨生产能耗情况见下表:

表 2 -13 氮肥协会合成氨生产能耗统计(2008)

由于协会的能耗统计与统计局统计口径有区别,如没有洗煤、型煤、焦炭等能源品种消耗统计。为了与国家统计数据衔接,参考国家统计局规模以上工业企业氮肥行业能耗统计对协会提供的能耗数据再加工处理,处理后能耗为:

表 2 -14 合成氨生产能源消耗

(3)建材工业——水泥窑

2008 年全国水泥产量 13.9 亿吨,其中干法水泥 8.59 亿吨、立窑水泥 5.18 亿吨、其他(湿法水泥等)0.13 亿吨。2008 年全国水泥熟料产量 9.7 亿吨,其中干法水泥熟料 5.96 亿吨、立窑水泥熟料 3.73 亿吨、其他(湿法水泥等)0.1 亿吨。按干法水泥熟料标准煤消耗 125 千克/吨、立窑水泥熟料标准煤消耗 135 千克/吨、其他(湿法水泥等)180 千克/吨计,并结合不同煤种的热值,可以计算出:干法水泥熟料烟煤用量为 0.982 亿吨;立窑水泥熟料无烟煤用量为 0.562 亿吨 ;其他(湿法水泥熟料等)烟煤用量为 0.024 亿吨。总计实物煤消耗 1.568 亿吨,其中无烟煤 0.562 亿吨、烟煤1.006 亿吨。

表 2 -15 水泥窑煤耗

单位:万t

9.电煤热值的确定

(1)问题的提出

考虑到IPCC清单编制要求、排放因子可比性与稳定性以及各国排放清单之间的比较等原因,在化石燃料燃烧领域温室气体排放清单编制工作中,需要将以实物量(吨或立方米)表示的活动水平数据转换成热值数据(TJ),如图2 -1 所示。相对比较稳定的液体和气体热值,固体燃料的热值波动大,对计算结果有重大影响。一般而言,不同品种原煤的潜在排放因子比较稳定,不会出现大的波动,但原煤热值的变化范围很大,从 12560kJ/ kg(3000kcal / kg)到 25121kJ/ kg(6000kcal / kg)都有可能,即使隶属于同一品种,其热值的波动范围依然可能很大,这个现象在用于电力生产的原煤(以下称电煤)中表现得最为突出。因此较为准确地确定电煤及原煤的热值对降低清单的不确定性具有重大意义。

图2 -1 燃料热值的重要性示意

(2)我国电煤及原煤热值选取的历史沿革

从 20 世纪八九十年代起,在我国的一次能源统计中,电煤及原煤折算系数一直采用 19510kJ/kg(4660kcal / kg)和 20943kJ/ kg(5000kcal / kg)的固定值,表 2 -15 给出了 1994、2005 和 2008 年的数据进行说明。事实上,从生产端看,最近十几年,随着部分煤炭资源的枯竭、资源整合、内蒙古西部优质煤炭资源的大力开发,我国原煤煤质在逐步提高。根据国家煤炭质量监督检验中心出具的2008 年动力用煤产品质量抽查结果,当年我国动力煤平均干基高位发热量为 24589kJ/ kg(5873kcal / kg),按照煤炭高低位发热量相差约 5%计算,2008 年我国动力煤的低位发热量约为23417kJ/ kg(5593kcal / kg);从消费端看,随着钢铁等高耗煤行业的设备大型化和规范化发展,对煤质的要求越来越高,越来越严格,动力用煤煤质需求也在上升。从国际经验看,美国、日本、欧盟以及IEA统计一次能源发热量时一般均以发热量的实测值为基础,采用动态的折算系数,因此各个年份的折算系数都有所调整、有所不同。因此,这种热值系数多年固定不变的取值方式不能反映煤炭发热量和实际利用情况的变化,照搬这个数据将给清单编制结果带来一定偏差。

表 2 -16 国家统计局采用的电煤及原煤热值数据(括号外单位为kJ / kg,括号单位内kcal / kg)

(3)课题组针对电煤及原煤热值选取的研究

针对电煤和原煤热值的不确定性,课题组开展了相关研究。从生产和流通端,首先针对煤炭科学院的煤质数据库进行了补充调研,重点调查新兴矿井煤质和全国商品煤产销合同中所载 11 亿吨国有重点煤矿煤炭煤质,其次通过流向调研初步确定流入电力生产系统的商品煤数量及其品种。在此基础上初步确定了电煤的分品种(无烟煤、烟煤和褐煤)煤质。从消费端,课题组考察了全国七大区 178 台电站锅炉的用煤煤质情况。在样本机组的选择过程中综合考虑了机组的区域分布、装机容量、锅炉类型和煤种。区域分布要求和全国的电站分布基本一致;装机容量主要选择 30 万千瓦及以上的机组,同时兼顾 20 万千瓦级及以下的机组;锅炉类型选取煤粉炉和循环流化床锅炉;煤种中无烟煤、烟煤、褐煤、混煤和贫煤兼顾。根据调研所提供的煤质详细数据(发热量、挥发分、灰分、含碳量等),课题组将涉及的原煤种类按照无烟煤、烟煤和褐煤三大品种进行了再次归类。

从调研和分析结果看,生产流通端和消费端的煤炭热值数据还是有很大差别,如表2 -17 所示。

表 2 -17 电煤煤质调研结果(括号外单位为kJ / kg,括号单位内kcal / kg)

2010 年 12 月 27 日,课题组特别召集了主要耗煤部门煤质论证会,参加会议的专家既有生产端代表(山西、内蒙古、山东、黑龙江省),也有消费端代表(电力集团、钢铁公司),此外还特邀了中科院、煤科院的煤炭专家和国家煤炭质量监督检验中心专家。经过论证,专家认为:

1)造成生产端煤质数据偏高的原因有两个:原国有重点煤矿的煤质较好,并且数据可获得性也较好,地方、乡镇煤矿煤质差、数据可获得性差;流通环节所考虑的均为商品煤,没有考虑流通环节外的低质煤。

2)山西、内蒙古等产煤大省的煤炭质量稳定,平均多在 21771kJ/ kg(5200kcal / kg)以上,但由于供需和市场情况不断变化,在运输环节和燃烧阶段多发生混煤、混烧现象,造成消费端煤质波动范围较大,与生产端有较大差别。

3)与钢铁、建材、化工等行业相比,电站锅炉对煤质的要求不是非常严格,混煤、混烧和资源综合利用现象比较普遍,其煤质普遍低于其他行业。

4)考虑到在发电行业普遍存在的混煤、混烧和资源综合利用现象,生产端数据难以直接应用,应结合消费端煤质调研数据和电站锅炉分煤种消费量数据进行调整。

5)其他耗煤行业的混烧现象不明显,可采用生产端数据。

(4)清单最终选取的电煤及原煤热值

根据专家意见,课题组最终采用了消费端研究所提供的分煤种煤质数据,由此得到的电煤的综合热值(根据生产端/流通端提供的电力行业分煤种供应数据进行加权平均)为 19670kJ/ kg(4698.0kcal / kg),见表 2 -18;结合其他耗煤行业的热值(选取生产端调研数据),最终 2008 年我国动力原煤的热值约为 20983.4kJ/ kg(5011.8kcal / kg)。

表 2 -18 2008 年清单最终采用的电煤热值数据(括号外单位为kJ / kg,括号单位内kcal / kg)

10.最终确定的活动水平数据

经过以上环节的处理后,得到编制清单所需要的分部门、分燃料品种化石燃料燃烧活动水平。

(1)实物量活动水平数据

2008 年中国化石燃料燃烧活动分部门、分燃料品种活动水平数据(实物量)见表 2 -19。需要特别指出的是,这里的活动水平是指纳入计算环节的能源燃烧数据,与传统意义上的能源消费量概念不同。例如在表 2 -19 中,原煤的活动水平合计为 21.36 亿吨,而在表 2 -5 中显示 2008 年我国煤炭消费量为 28.11 万吨。其差别在于:21.36 亿吨煤炭只包括发电供热和终端利用中的煤炭消费量,不包括炼焦制气(0.56 亿吨)、洗选煤(5.72 亿吨)、煤制品加工(0.02 亿吨)的原煤用量以及用作原材料的煤炭用量(0.38 亿吨)。

(2)燃料低位热值(活动水平转换因子)和热值活动水平

考虑到排放因子可比性与稳定性以及各国排放清单之间的比较等原因,在化石燃料燃烧领域温室气体排放清单编制工作中,需要将以实物量(吨或立方米)表示的活动水平数据转换成热值数据(TJ)。各部门的煤类各煤种低位热值数据采用“煤质”专题所提供的数据以及课题组对电煤热值的专门研究(表 2 -20);数据来源与处理过程可参见下一部分中对部门潜在排放因子获取方法的叙述。其他固体燃料低位热值为化验平均值(表 2 -21);采用油气燃料的热值变化范围不大,比较稳定,因此多采用IPCC -1996 缺省数据,见表 2 -22 和表 2 -23。由此可换算所得到的以热值计的活动水平(为节省篇幅这里省略)。

表2-19 分部门、分燃料品种化石燃料燃烧活动水平

续表

续表

注:道路交通的分设备活动水平已经在表2-7细中详列出,这里不再罗列。

表 2 -20 部门分煤种低位发热量

单位:TJ/万吨

表 2 -21 他固体燃料低位发热量

单位:TJ/万吨

表 2 -22 燃料低位发热量

单位:TJ/万吨

表 2 -23 燃料低位发热量

单位:TJ/亿立方米

2.2.2.2 排放因子数据的确定

相比采用IPCC -1996 缺省值的液体燃料和气体燃料排放因子数据,我们给予固体燃料排放因子数据特别的关注。根据IPCC定义,化石燃料排放因子为潜在排放因子和设备碳氧化率之乘积。燃料含碳量即为燃料的潜在碳排放因子,设备碳氧化率与用能设备密切相关。

1.分部门、分煤种潜在排放因子

IPCC对燃料含碳量的定义为“单位热值(TJ)燃料所含碳元素的质量( t - C)”,与我国常用单位质量燃料所含有的碳元素的质量作为含碳量(t - C / t -煤或%)定义有所不同。

在实际工作中,我国煤炭通常只做工业分析化验,得出发热量、水分、灰分、挥发分、硫分等煤质指标,一般不特别进行元素分析化验测定含碳量,因此含碳量只能依靠由供销合同中提供的煤质化验结果和经验公式计算得到,基本公式如下:

其中:

IPCC所要求的潜在排放因子为:

其中:

通过以上计算,我们可以得到某一煤炭生产企业所生产的煤炭潜在排放因子。某部门所消费的煤炭来源于不同生产企业。即使这些企业生产的是同一种类煤炭,其煤质也不尽相同,因此清单中使用的部门潜在排放因子为加权计算值。

设煤炭生产企业a i 生产的煤炭(煤种为b)销售到部门c,从供销合同中我们可获得的相关数据有:销售量S aibc 、低位发热量Q aibc 和含碳量C aibc ,则部门c消费煤种b的平均低位发热量 Q bc 、平均含碳量 Q bc 和平均潜在碳排放因子 E bc 的计算公式如下:

通过大量工作,项目组将全国 27 个产煤省、众多煤炭企业的煤炭产量匹配到八大部门,基于这样的煤炭流向确认,我们通过以上公式计算出分部门固体燃料的潜在排放因子,列在表 2 -24(同时也包括油气的潜在排放因子)。

表2-24 部门、分燃料品种潜在排放因子

2.主要耗能(燃煤)设备的碳氧化率测试和调研结果

燃用油气燃料的设备的碳氧化率多采用IPCC -1996 缺省值,98%~ 99%,燃用柴油的农业机械和农用车略低了一些,取 97%。我们的工作重点依然是耗煤设备的碳氧化率,也就是燃烧后以氧化物形式进入大气的碳的比例,其余则继续以碳元素的形态存在于炉渣和飞灰中。

我国的耗煤设备主要有三类:电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉。近年来这三类设备每年约消耗煤炭 20 多亿吨,占煤炭消费总量的 90%以上。为更为准确地了解这些设备的氧化率情况,项目组分别与西安热工研究院、全国节能监测管理中心合作,就电站锅炉和工业锅(窑)炉的氧化率进行测试、调研和分析。

西安热工研究院采集了本院电站清洁燃烧国家工程研究中心和电站性能技术部 2005 ~ 2009年期间所做 178 台电站锅炉燃烧优化调整试验报告和锅炉性能考核试验报告中的相关数据,对电站锅炉的碳氧化率进行了计算。样本机组选择过程中充分考虑了机组的区域分布、装机容量、锅炉类型和煤种等因素。通过计算可知,电站锅炉的碳氧化率普遍较高,平均值达到 98%,只有极个别容量较低的炉子的碳氧化率低于 90%(见图2 -2),具体内容请见附件报告《中国电站锅炉温室气体排放因子研究》。

图2 -2 电站锅炉碳氧化率分布图

工业锅炉碳氧化率较电站锅炉低。项目组选取了近 2000 个工业锅炉作为统计研究样本,其中1480 个燃煤锅炉为有效样本。分析结果表明我国燃煤工业锅炉的平均碳氧化率介于 80.04%~90.6%之间,不同煤种和容量等级的工业锅炉碳氧化率差别较大,(见表 2 -25),具体内容请见附件报告《中国工业锅炉碳氧化率分析报告》。

表 2 -25 分容量、分煤种工业锅炉碳氧化率

研究结果发现我国工业锅炉碳氧化率普遍要低于IPCC缺省值。我国燃煤工业锅炉的碳氧化率大多在 80%~ 90%之间,部分工业锅炉(燃用褐煤和劣质烟煤)的碳氧化率在低于 80%。这同我国工业锅炉热效率与国际水平的对比很相似。究其原因,还是在于我国工业锅炉构成中小锅炉所占的比重很大,加上燃煤供应以未经洗选加工的原煤为主,细颗粒煤比例过大,燃烧设备与燃料特性不适应,以及辅机不匹配和运行操作水平低等原因造成的。

以上测试和调研结果是课题组确定了分部门、分设备燃煤设备的碳氧化率的主要依据。

3.分部门、分设备碳氧化率数据

燃用油气燃料的设备的碳氧化率多采用IPCC -1996 缺省值,98 ~ 99%,燃用柴油的农业机械和农用车略低了一些,取 97%。公用电力/热力部门的电站锅炉氧化率取调研数据;各工业内部的电站锅炉取较低氧化率,95%左右,供热锅炉(统计)多采用选取工业锅炉测试中的容量为“> 25t/ h,≤35t/ h”工业锅炉氧化率数据,其他设备选取“> 4t/ h,≤10t/ h”工业锅炉碳氧化率数据;服务业、居民生活和农林渔牧部门也采用“> 4t/ h,≤10t/ h”工业锅炉碳氧化率数据(见表 2 -26)。

表 2 -26 部门燃煤设备平均碳氧化率数据

单位:%

续表

注:1.考虑了高炉炼铁中的固碳过程。根据高炉碳平衡测试样本,在支出总碳量中铁水支出碳量为 8.54%,灰尘支出碳量为 0.89%高炉气支出碳量为 90.57%;

,2.水泥窑燃烧温度高,燃烧时间长,燃料中的碳基本全部被氧化。

4.最终确定的排放因子

由已确定的潜在排放因子和氧化率数据计算获得分部门、分燃料品种的实际排放因子(以热值碳排放量为单位),列在表 2 -27 和 2 -28。

表 2 -27 液体和气体燃料实际排放因子

单位:t - C / TJ

表 2 -28 分部门、分主要设备燃用煤炭实际排放因子

单位:t - C / TJ

续表

续表

2.2.2.3 化石燃料燃烧部门法CO 2 排放计算结果

计算结果表明,2009 年化石燃料燃烧CO 2 排放量约为 65.10 亿吨,分部门情况见表 2 -28。如果包括化石燃料非能源利用CO 2 排放 0.54 亿吨 [2] ,则CO 2 排放量为 65.64 亿吨。

表2-29 2008年中国化石燃料燃烧CO 2 排放清单

单位:万吨CO 2

续表

2.2.3 参考方法——CO 2 排放清单编制过程和结果

2.2.3.1 活动水平数据

1.实物量数据

参考方法中一次能源产量数据总体基于 2008 年能源平衡表,不同煤种的产量按照第二节所述方法和途径进行拆分;一次能源和二次能源进出口数据均来源于《中国海关年鉴-2008》。不同煤种的库存数据采用原煤库存的平均数值。表 2 -30 列出了参考方法中表观消费量的计算过程(实物量数据,热值数据略);我国化石燃料的“非能源利用”方式与其他国家类似,主要用于化工产品的生产,表 2 -31 为固碳产品活动水平和相应的固碳率,活动水平数据来自《中国能源统计年鉴-2009》、《中国石油天然气集团公司年鉴 2009》、《中国石油化工集团公司年鉴 2009》、《中国化工年鉴 2009》等,固碳率多来自《1996 年IPCC清单指南》缺省数值。液体燃料和气体燃料的固碳率采用《1996 年IPCC清单指南》有关化石燃料非能源利用的缺省固碳率,固体燃料在工业中主要用以生产电石、碳和石墨制品以及碳素纤维等,鉴于本次工业过程排放清单已经计算了电石生产和炼钢过程电极消耗所对应的CO 2 排放,因此假设固体燃料的固碳率为 1.0。

表 2 -30 参考方法采用的数据

单位:实物量,Mt/ Mm 3

续表

表 2 -31 固碳活动水平数据

续表

注:*用作原材料的 104 亿立方米天然气,其中 99%用于化肥生产,1%按固碳计算,其固碳率取 1。

2.燃料平均低位热值

同样,参考方法也需要将以实物量(吨或立方米)表示的活动水平数据转换成热值数据(TJ),参考方法所采用的分燃料低位热值数据见表 2 -32。油气燃料的热值变化范围不大,比较稳定,因此多采用《1996 年IPCC清单指南》缺省数据,固体燃料热值数据采用“煤质”专题所提供的加权数据。

表 2 -32 参考方法中使用的燃料低位发热值

续表

2.2.3.2 排放因子数据

同部门方法类似,固体燃料的潜在排放因子数据来自公式的加权计算;氧化率数据为部门法计算结果的加权数值,油气潜在因子使用IPCC -1996 缺省数值。全部数据列在表 2 -33。

表 2 -33 参考方法使用的潜在排放因子与碳氧化率参数

①在炼焦煤氧化率的确定过程中考虑了其炼焦产物(焦炭)在钢铁行业中用作还原剂时固定在生铁中的碳含量。

续表

2.2.3.3 参考方法计算结果

2008 年化石燃料燃烧CO 2 排放量约为 67.54 亿吨,其中固体燃料 82.7%,液体燃料占 14.8%,气体燃料占 2.5%。参考方法计算结果比部门方法高 2.89%,在IPCC允许的范围之内。

同时,2008 年我国化石燃料非能源利用造成的CO 2 排放总计 5420.2 万吨,其中固体燃料、液体燃料、气体燃料分别为 1632.4 万吨、3202.7 万吨、585.2 万吨。大体上,在全部的化石燃料非能源使用过程中,大约 86%的碳能得到长期固存,其余 14%的碳当年被释放到大气中。

2.2.4 非CO 2 气体排放量计算

本次清单编制计算的非CO 2 气体包括静止源(电站锅炉)的N 2 O排放和移动源的CH 4 、N 2 O排放。

2.2.4.1 静止源(电站锅炉)N 2 O排放

除内燃机、燃气轮机是重要的N 2 O排放源外,最近十几年的研究已经表明流化床燃烧也是产生N 2 O的主要来源之一。在电站锅炉中,煤粉燃烧的N 2 O排放浓度一般不到 19.6mg/ m 3 ,而流化床燃烧的N 2 O排放浓度可达到 196 ~ 392mg/ m 3 ,IPCC推荐的流化床N 2 O排放因子也是一般煤粉锅炉的40 多倍(表 2 -29)。因此,在统计信息可获得的情况下应将循环流化床锅炉的N 2 O排放进行单独计算。

由于循环流化床锅炉的容量较小,统计基础相对薄弱。根据中电联科技服务中心的统计,2008年我国拥有 13 台容量达到 30 万千瓦的循环流化床锅炉(总装机容量为 390 万千瓦,占当年火电装机容量的 0.65%),其余更小容量的锅炉数据难以获得。因此这里分别计算这 13 台循环流化床锅炉和其他电站锅炉的N 2 O排放。

1.活动水平数据

首先需确定循环流化床锅炉的煤炭消耗量。由于难以获得该种锅炉的平均单位发电煤耗,这里选取秦皇岛秦热发电有限公司的 5 号机组(30 万千瓦的循环流化床机组)做典型案例,取其发电煤耗 331gce / kWh作为计算数据。另假设机组年运营小时数为 4900 小时,则 2008 年这 13 台循环流化床机组的发电煤耗总量约为 63.2 万tce(折合 18.5PJ)。

其余数量庞大的煤粉电站锅炉、燃油和燃气电站锅炉的活动水平参考本章第二部门第二节所提供的数据,并扣除循环流化床锅炉活动水平,见表 2 -34。

表 2 -34 电站锅炉分燃料品种、分技术活动水平(PJ)

2.排放因子数据

《1996 年IPCC清单指南》和《2006 年IPCC清单指南》都提供了分燃料品种和技术类型的电站锅炉N 2 O排放因子,见表 2 -35所列部分数据。《1996 年IPCC清单指南》中空缺数据较多,因此这里选择《2006 年IPCC清单指南》提供的数据。

表 2 -35 IPCC清单指南提供的N 2 O缺省排放因子(kg / tj)

3.电站锅炉N 2 O排放量

初步计算结果表明,2008 年电站锅炉的N 2 O排放量约为 4.23 万吨,其中循环流化床锅炉排放0.11 万吨,占 2.60%。

2.2.4.2 移动源的CH 4 和N 2 O排放

移动源的CH 4 和N 2 O清单编制采用了《1996 年IPCC清单指南》所推荐的Tier3 方法,活动水平数据为 2008 年份不同污染控制技术的车辆运营里程( km),排放因子以单位运营里程排放CH 4 或N 2 O量的形式给出(g/ km)。

1.活动水平数据

污染控制技术对CH 4 和N 2 O排放有重要影响。2000 年以后,我国开始实施新的机动车排放控制标准,2010 年已经开始实施“国标III”。不同排放标准所对应的排放控制技术不同,因此其CH 4 和N 2 O排放强度也会有很大差异。为提高这两种气体排放量计算的准确性,课题组利用表观消费量方法计算了达到不同排放标准的机动车保有量(黄标车、国I、国II、国III和国IV,见表 2 -36,详细信息请参见附件报告“道路交通能源活动水平研究报告”),为编制CH 4 和N 2 O清单奠定基础。不同类型车辆的年平均运营里程采用与CO 2 计算同样的数据。

表 2 -36 2008 年按排放标准分类的机动车保有量(万辆)

续表

注:①估算时,汽车按平均使用 10 年报废;2007 年一些轿车、MPV、SUV提前执行国Ⅲ,2008 年北京提前执行国Ⅳ,对保有量进行了调整;

②2000 年前生产的车视为黄标车。

2.排放因子数据

移动源的CH 4 和N 2 O排放因子均采用《2006 年IPCC清单指南》提供缺省数据,其中道路交通采用的是欧洲数据(表 2 -37,深色数据为本次清单编制所采用的数据)。我国实施的污染排放标准基本等同于欧洲标准,只是在实施时间上有所不同。其他交通模式的排放因子也来自《2006 年IPCC清单指南》 [3] ,见表 2 -38。

表 2 -37 不同类型车辆的CH 4 和N 2 O排放因子(道路交通)

续表

表 2 -38 铁路、水运和航空活动的CH 4 和N 2 O排放因子

单位:kg/ TJ

3.交通运输部门CH 4 和N 2 O排放量

根据以上估算,2008 年交通运输部门CH 4 排放量约为 17.9 万吨,N 2 O排放量约为 4.7 万吨,折合 1822.8 万吨CO 2 - eq,道路交通的排放量约占 95%。

2.2.5 化石燃料燃烧温室气体排放清单汇总

化石燃料燃烧是中国能源活动的主要排放源。2008 年中国化石燃料燃烧的二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的排放量合计为 65.4 亿吨CO 2 - eq,其中二氧化碳排放 65.1 亿吨CO 2 - eq,如果包括化石燃料燃烧非能源利用二氧化碳排放量(0.5 亿吨),则二氧化碳排放约为 65.6 亿吨;参考方法计算结果为 67.5 亿吨,相差 2.89%,具有较好的可比性。

从分部门燃料燃烧的二氧化碳排放量构成看,能源工业超越制造业成为仍是最大的二氧化碳排放源。2008 年能源工业温室气体排放二氧化碳占能源活动二氧化碳排放量的 49.0%,其次为制造业,约占 36.5%,交通部门燃料燃烧的二氧化碳排放约占整个能源活动二氧化碳排放量的7.6%,农业、居民生活和其他服务业等部门的二氧化碳排放量占 6.9%。

表 2 -39 2008 年分部门中国化石燃料燃烧温室气体排放量

注:1.按IPCC第二次评估报告推荐的、在 100 年时间尺度下的数值,甲烷和氧化亚氮转换成二氧化碳当量计的全球增温潜势(GWP)值为 21、310,以下同;

2.由于四舍五入的原因,表中各分项之和与总计可能有微小的出入。

从不同温室气体排放量构成看,二氧化碳仍是中国化石燃料燃烧排放的最主要温室气体。2008 年化石燃料燃烧二氧化碳排放量为 65.1 亿吨,占温室气体总排放量的比重超过 99%,而甲烷和氧化亚氮排放量只有 3140 万吨CO 2 - eq,所占的比重不到 1%。

从分燃料品种的二氧化碳排放量看,固体燃料是中国化石燃料燃烧温室气体的主要排放源。2008 年固体燃料燃烧的二氧化碳排放量为 51.1 亿吨,约占所有品种燃料燃烧二氧化碳排放总量的 78.6%。液体燃料和气体燃料燃烧的二氧化碳排放量所占的比重分别为 14.8%和 6.7%。

表 2 -40 2008 年分品种中国燃料燃烧二氧化碳排放量

注:焦炉煤气和其他煤气排放计入气体燃料中;由于四舍五入的原因,表中各分项之和与总计可能有微小的出入。

2.2.6 不确定性分析

与第一次信息通报相比,此次化石燃料燃烧温室气体排放清单编制在提高排放因子质量方面做出了许多努力,这些工作对清单编制的连续化、系统化有非常重要的意义:

1)理论与实际、统计与测试、生产端和消费端相结合确定煤炭的煤质和流向。针对四种煤炭品种的发热量与含碳量确定问题,专门设立了由复旦大学能源研究中心+中国煤炭运销协会负责并执行的子合同。通过国有重点矿的详细煤炭流向与煤质测试数据加工整理,以及主要产煤省地方矿煤炭流向及煤质数据调研,获得全国分部门、分煤炭品种的单位热值、含碳量等数据。相对于1994 年清单来说,在潜在排放因子数据质量、代表性和覆盖度等方面均有了明显的提高,对有效降低清单编制工作的不确定性产生了重要影响。

2)通过子合同的方式委托华能西安热工院,对全国电站锅炉的热平衡测试的反平衡数据进行收集、测试和加工整理。该单位是全国电站锅炉领域最权威的检测机构,不仅具有丰富的样本和测试经验,更具有权威的判别和评判能力,对全面提高电站锅炉氧化率参数的质量和覆盖度,产生了重要的促进作用,相对于 1994 年清单来说,在样本覆盖度和样本质量方面均将有一定的提高。

3)通过子合同的方式委托全国节能监测中心,对各地区工业对工业锅炉的氧化率参数进行估算,在全国范围内通过地方质监局和节能服务中心获得相应的各种工业锅炉的热平衡测试中的各种反平衡数据,整理计算后获得分行业、分容量、分类型的工业锅炉碳氧化率参数,与 1994 年靠能源所自身力量收集整理资料相比,在参数的质量和覆盖度等方面将有大幅度提高,有效降低了相关氧化率参数对清单编制不确定性的影响。

尽管如此,由于化石燃料燃烧涉及 20 多个部门和大量数据,而且目前的能源统计体系与清单编制所要求的数据体系并不一致,必要的数据处理过程和专家估计必然会带来一定不确定性,同时能源统计本身就存在相当不确定性。减少清单的不确定性是一项长期的工作。

项目组采用《1996 年IPCC清单指南》推荐的不确定性分析方法之一——误差传递法来定量分析化石燃料燃烧CO 2 排放清单编制的不确定性。

清单编制所需要的活动水平由两个参数相乘得到(以实物量计的活动水平和燃料的单位热值数据);排放因子也由两个参数相乘得到(潜在排放因子和设备碳氧化率)。由于燃料的特性和我国的实际情况,固体燃料的活动水平和排放因子的不确定性要远远大于液体和气体燃料,因此这里按照分燃料品种、分部门的原则来计算化石燃料燃烧二氧化碳排放量估算的不确定性。表 2 -41、表 2 -42和表 2 -43 分别给出了固体燃料、液体燃料和气体燃料的不确定性的计算过程和结果,表2 -44 给出了综合不确定性的确定过程和结果。

从这些表中可以看出,固体燃料燃烧二氧化碳排放量估算的不确定性约为 6.69%,液体燃料的不确定性约为5.85%,气体燃料为3.51%。化石燃料燃烧二氧化碳排放量估算的总体不确定性为 5.51%(一般而言,统计体系较为完善的发达国家的能源系统温室气体排放清单的不确定性在5%以内)。

表2-41 固体燃料CO 2 排放不确定性定量过程

表2-42 液体燃料CO 2 排放不确定性定量过程

表2-43 气体燃料CO 2 排放不确定性定量过程

表 2 -44 化石燃料燃烧CO 2 排放综合不确定性

[1] 采用这种方法也出于对计算CH 4 和N 2 O排放清单的考虑。

[2] 由于所需数据基本相同,化石燃料非能源利用CO 2 排放的计算列在第五小节(参考方法CO 2 排放清单编制过程和结果)。

[3] 《1996 年IPCC清单指南》提供的N 2 O排放因子非常有限,因此此处统一采用《2006 年IPCC清单指南》数据。 5VtSLyse4eY0owrEvBqK2ukkpLD+/oieXCCkV3QVFyk+kWGBLfBtQGzxWGmDPflb

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