供暖系统温室气体排放统计计量方法研究-02.25

北京市锅炉供暖系统温室气体排放统计计量方法研究报告2014年2月25日1目录1.研究背景22.国内外温室排放计算的研究现状22.1.国际IPCC清单编制指南方法研究22.2.中国温室气体清单编制的研究进展22.3.其他行业清单编制的研究进展23.能源利用中温室气体排放的计算方法综述23.1.实测法23.2.物料平衡算法23.3.表观能源消耗量估算方法（参考方法）23.4.燃料分类为基础的估算法23.5.模型法23.6.生命周期法23.7.决策树法24.供暖系统温室气体排放因子计算24.1.范围24.2.方式及目的24.3.边界确定24.4.排放因子核算方法24.4.1.天然气24.4.2.煤炭24.4.3.电力【3】24.4.4.热电联产24.4.5.总结24.4.6.其他排放因子25.供热系统CO2排放量的计算25.1.能耗量计算方式25.2.面积计算方式25.2.1.供热系统燃料消耗量未知25.2.2.供热系统燃料消耗量已知25.2.3.计算流程26.碳交易体系介绍26.1.概念及分类26.2.国外碳排放权交易体系26.2.1.欧洲CO2排放权交易体系（EUETS）26.2.2.美国芝加哥气候交易所（CCX）26.3.国内碳排放交易市场发展状况26.3.1.碳排放交易市场26.3.2.市场发展方向26.3.3.国内碳排放交易市场行情27.温室气体排放体系框架2参考文献2研究背景温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。京都议定书中控制的6种温室气体为：二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6)。气候变化及其影响是多尺度、全方位、多层次的，正面和负面影响并存，但负面影响更受关注。全球变暖对许多地区的自然生态系统已经产生了影响，如气候异常、海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河（湖）冰迟冻与早融、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花期提前，等等。　　美国环境保护署认定，二氧化碳等温室气体是空气污染物，“危害公众健康与人类福祉”，人类大规模排放温室气体足以引发全球变暖等气候变化。对气候的影响　　二氧化碳等温室气体的增加对气候和生态系统的影响是一个更为复杂的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。二氧化碳增加虽然有利于增加绿色植物的光合产物，但它的增加引起的气温和降水的变化，会影响和改变气候生产潜力，从而改变生态系统的初级生产力和农业的土地承载力。这种因气候变化而对生态系统和农业的间接影响，可能大大超过二氧化碳本身对光合作用的直接影响。按照气候模拟试验的结果，二氧化碳加倍以后，可能造成热带扩展，副热带、暖热带和寒带缩小，寒温带略有增加，草原和荒漠的面积增加，森林的面积减少。二氧化碳和气候变化可能影响到农业的种植决策、品种布局和品种改良、土地利用、农业投入和技术改进等一系列问题。因此在制定国家的发展战略和农业的长期规划时，应该考虑到二氧化碳增加可能导致的气候和环境的变化背景。这个问题对于面临人口膨胀和人均资源贫乏两大压力的我国，显得尤为重要和紧迫。气候变化是人类社会面临的最严重的全球环境问题，是当前国际社会必须共同担当的重大挑战，温室气体清单编制是应对气候变化工作的重要内。在我国，采暖行业的温室气体排放量在国家温室气体清单中占很大比例，是主要的排放源之一，其排放量核算结果的准确性直接影响到我国温室气体清单的不确定性水平和数据质量。面对我国清单方法学的欠缺，统计资料不尽完善、适用性差，不同机构的数据一致性难以保障等问题，通过调研主要发达国家的温室气体清单编制方法和国内相关经验，本文分析了编制采暖行业清单的基本原则，并初步构建了符合我国国情的电力行业温室气体清单编制方法的框架体系，这可为我国温室气体统计与清单编制的进一步研究和实践提供有益的参考和理论支撑。国内外温室排放计算的研究现状全球气候变化是各国共同面临的重大威胁,深刻影响着世界的能源安全、生态安全、粮食安全、水资源安全和公众健康,事关人类生存和发展。自1896年诺贝尔奖获得者SvanteArhrenius预言化石燃料燃烧会使大气中的CO2增加，从而导致全球变暖。大气中的CO2增加1倍，可能导致全球平均气温上升5℃,引起了国内外对气候变化这一话题的重视,国际上围绕应对气候变化开展的各种活动与谈判就没有停止过。国际IPCC清单编制指南方法研究政府间气候变化专门委员会（IPCC）是世界气象组织（WMO）和联合国环境规划署（UNEP）建立的专门机构，主要开展有关气候变化的科学、技术和社会经济问题的评估，其主要活动之一是定期对气候变化的认知现状进行评估。为了便于各国的温室气体清单估算结果具有可比性、透明性和一致性，IPCC编制了《IPCC1995国家温室气体清单编制指南》，1997年出版了《IPCC国家温室气体清单编制指南（1996年修订版）》（以下简称“1996年指南”），2000年编制出版了《IPCC国家温室气体清单优良作法指南和不确定性管理》（以下简称“优良作法”）报告。最新的《IPCC2006国家温室气体清单指南》（以下简称“2006年指南”）也已出版，其中包括能源，工业过程及产品，农业、林业及其土地利用，废弃物等4大类排放源的指南，为各国的清单编制工作提供了基本的方法学体系。欧美等发达国家有相对完善的数据统计体系，并且根据京都议定书的要求，每年提交国家温室气体清单，在编制经验及其所采用的方法学体系上具有较高的参考价值。《IPCC2006年指南》中共包含5卷内容，其中锅炉供暖系统属于固定源燃烧中主要电能和热能生产子类，指南中对固定源燃烧温室气体排放量提供了3种不同层级的方法以及相应燃料的缺省排放因子[IPCC.2006IPCCguidelinesfornationalgreenhousegasinventories,preparedbythenationalgreenhousegasinventoriesprogramme[M].Tokyo:IGES,2006][IPIECA/APIW.Greenhousegasemissionsestimationandinventories:addressinguncertainty[M].Belgium:IPIECA/API,2007]，需要注意的是《IPCC2006年指南》在《IPCC1996年指南》的基础上对一些燃料的排放因子进行了修正，同时也加入了新燃料排放因子数据。根据IPCC提供的国家温室气体统计计量方式如下：关于AD和EF确定有三种方法：方法1：AD：根据燃烧的燃料数量（通常来自国家能源统计）EF：对于CO2，排放因子主要取决于燃料的碳含量。燃烧条件（燃烧效率、在矿渣和炉灰等物中的碳残留）相对不重要。因此，CO2排放可以基于燃烧的燃料总量和燃料中平均碳含量进行相当精确的估算；对于CH4、N2O：排放因子取决于燃烧技术和工作条件，而在各个燃烧装置和各段时期之间其差异很大。由于此种差异，这些气体平均排放因子必须考虑技术条件的重大差异，其使用会引入很大的不确定性。方法2：AD：采用与方法1所使用的类似燃料统计；EF：特定国家排放因子用来替代方法1缺省因子。方法3：在适当情况下使用详细排放模型或实测数据，以及单个工厂级数据。对能源活动温室气体排放估算，方法3主要对于非CO2温室气体，需要更详细信息和做更多的工作。排放因子计算方法温室气体(CO2、N2O)排放因子是指在典型工况生产条件下，生产单位产品（kWh）或使用单位燃料（t或TJ）所产生的温室气体排放量。温室气体排放因子包括单台机组温室气体排放因子及不同技术水平或燃烧水平下的温室气体排放因子。单台机组温室气体排放因子是指在典型工况生产条件下，通过本次现场实测得到的单位产品（kWh）或使用单位燃料（kg或TJ）的排放量。方法1是基于总体活动水平和缺省排放系数的方法，主要用于缺少基础数据条件下的初步核算。方法2和方法3都是以详细技术为基础的方法，根据燃料燃烧和温室气体排放过程特点，用特定排放系数替代方法1所使用的缺省因子。根据不同燃料、燃烧技术乃至各个锅炉房对活动数据进行划分，以正确地对不同燃料源分类。如果这些排放系数来自对不同批次燃料碳含量的详细测定，或特定燃烧技术的详细信息，则可减少估算结果的不确定性，并可更好地估算长期趋势。相对于方法2，方法3对数据的要求更加具体，必要时可采用单个锅炉房级的数据，并对温室气体排放实施可能的持续监测。燃气锅炉主要采用方法1，同时采用方法3进行验证和修正。燃煤锅炉房主要通过方法2。通过计算、实测，可得到不同锅炉房的排放因子，供热单位可根据燃料的消耗量或产热量估算系统温室气体的排放量。IPCC清单中缺省CO2排放因子如表所示。表1.4燃烧的缺省CO2排放因子燃烧类型英文说明缺省碳含量（kg/GJ）缺省氧化碳因子有效CO2排放因子（kg/TJ）²缺省值³95%置信区间　ABC=A*B*44/12*1000较低较高CrudeOil原油20.01733007110075500Orimulsion沥青质矿物燃料21.01770006930085400NaturalGasLiquids天然气液体17.51642005830070400Gasoline汽油MotorGasoline车用汽油18.91693006750073000AviationGasoline航空汽油19.11700006750073000JetGasoline喷气机汽油19.11700006750073000JetKerosene煤油19.51715006970074400OtherKerosene其他煤油19.61719007080073700ShaleOil页岩油20.01733006780079200Gas/DieselOil汽油/柴油20.21741007260074800ResididualFuelOil残留燃料油21.11774007550078800LiquefiedPetroleumGases液化石油气17.21631006160065600Ethane乙烷16.81616005650068600Naphtha石油精20.01733006930076300Bitumen地沥青22.01807007300089900Lubricants润滑剂20.01733007190075200PetroleumCoke石油焦26.619750082900115000RetroleumFeedstocks提炼厂原料20.01733006890076600OtherOil其他油RefineryGas炼油气15.71576004820069000ParaffinWaxes固体石蜡20.01733007220074400WhiteSpirit＆SBP石油溶剂和SBP20.01733007220074400OtherPetroleumProducts其他石油产品20.01733007220074400Anthracits无烟煤26.819830094600101000CokingCoal炼焦煤25.819460087300202000OtherbituminousCoal其他沥青煤25.81946008950099700Sub-BituminousCoal次沥青煤26.219610092800100000Lignite褐煤27.6110100090900115000OilShaleandTarSands油页岩和焦油沙29.1110700090200125000BrownCoalBriquettes棕色煤压块26.619750087300109000PatentFuel专利燃料26.619750087300109000Coke焦炭CokeovencokeandligniteCoke焦炉焦炭和褐煤焦炭29.2110700095700119000GasCoke煤气焦炭29.2110700095700119000CoalTar煤焦油22.01807006820095300DerivedGases派生的气体GasWorksGasn煤气公司煤气12.11444003730054100CokeOvenGas焦炉煤气12.11444003730054100BlastFurnaceGas鼓风炉煤气70.81260000219000308000OxygenSteelFurnaceGas氧气吹炼钢炉煤气49.61182000145000202000天然气15.31561005430058300城市废弃物（非生物量比例）25.019170073300121000工业废弃物39.01143000110000183000废油20.01733007220074400泥炭28.91106000100000108000固体生物燃料木材/木材废弃物30.5111200095000132000Sulphbitelyes(blackliquor)亚硫酸盐废液（黑液）26.019530080700110000OtherPrimarySolidBiomass其他主要固体生物量27.3110000084700117000Charcoal木炭30.5111200095000132000液体生物燃料Biogasoline生物汽油19.31708005980084300Biodiesels生物柴油19.31708005980084300OtherLiquidBiofuels其他液体生物燃料21.71796006710095300气体生物量LandfillGas填埋气体14.91546004620066000SludgeGas其他生物气体14.91546004620066000OtherBiogas其他生物气体14.91546004620066000其他非化石燃料MunicipalWastes(biomassfraction)城市废弃物（生物量比例）27.3110000084700117000中国温室气体清单编制的研究进展目前,我国已经成为遭受气候变化不利影响较为严重的国家之一,同时二氧化碳排放量也居世界第一,在国际上面临巨大的应对气候变化和减排温室气体压力。2009年哥本哈根世界气候大会上，中国承诺:到2020年单位国内生产总值所排放的二氧化碳比2005年下降40%～45%。国务院随后提出:单位国内生产总值CO2排放量作为约束性指标纳入“十二五”及其后的国民经济和社会发展中长期规划,并制定相应的国内统计、监测、考核办法。2011年国务院印发了《“十二五”控制温室气体排放工作 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 》，明确提出：加快建立温室气体排放统计核算体系[1]。在过去十多年里，中国以对全球环境事务负责任的大国态度，围绕外交谈判、能力建设和科学研究，在气候变化科学事实、影响、脆弱性和适应以及减缓气候变化等方面开展了大量工作。自20世纪90年代起，中国政府有关部门协同国家发展和改革委员会能源研究所（原国家计委能源研究所）、清华大学、中国科学院大气物理研究所、中国农业科学院和北京市环境监测中心等单位的有关专家组织开展了多项有关中国温室气体方面的研究。为编制《初始国家信息通报》中能源活动温室气体排放部分，2000年后，以国家发展和改革委员会能源研究所为主，开展了专题研究。主要工作包括：理解《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）第二次缔约方大会有关编制国家清单的条款和规定；研究、理解IPCC不同版本的国家清单编制方法指南；回顾、评价国内相关专题清单编制的方法、实践与经验；研究部分国家向UNFCCC提交的国家清单报告；明确了编制中国1994年能源活动温室气体排放清单在不同层面上（排放源确定、活动水平数据收集、排放系数确定、清单编制方法）所存在的众多不确定性。根据《初始国家信息通报》编制要求，能源活动温室气体排放清单编制原则上采用IPCC推荐的方法1、方法2，结合中国的实际情况，形成了确定活动水平数据，分行业、分技术、分能源品种的排放系数的具体技术办法，包括：理论计算，抽样调查，统计、问卷调查和相关资料收集相结合，必要的现场测试，典型设备的热平衡、碳平衡、物料平衡计算，相关数据反推估算以及采用IPCC缺省值等多种方法。该研究的目的是解决《初始国家信息通报》编制的需求，不论其广度还是深度都难以满足“国家温室气体清单”需求，主要问题是：国家和行业已有的统计数据和资料对活动水平数据贡献不大，各层面的机构变动也影响了活动水平数据的统计，特别是不可恢复性数据收集的工作量大且存在较高的不确定性，难以满足年度清单编制对数据收集工作常态化的要求。2008年，在获得了全球环境基金（GEF）的赠款后，中国启动了第二次国家信息通报编制能力建设工作，2011年初，国家发改委组织进行《中华人民共和国气候变化第二次国家信息通报》的撰写工作。编制一个较为完整的国家温室气体清单是“第二次国家信息通报”的基本目标，其主要难点，一是继续扩大温室气体报告种类和排放源，二是进一步降低清单的不确定性。因此，清单数据管理的科学性、编制的可持续性以及初步建立中国温室气体排放预测方法体系等诸多方面均对“第二次国家信息通报”的顺利编写提出了挑战，其中最重要的是构建适合中国国情的清单编制方法学体系的问题，能源部门温室气体清单方法学体系的建立尤为重要。“中国准备第二次国家信息通报能力建设”（SNC）项目“能源活动温室气体清单编制”课题最终技术报告讨论会于2010年8月6日在北京国宏宾馆召开。国家发改委气候司、能源局、清华大学、中国电力企业联合会、煤炭信息研究院、交通运输研究所、中国农业科学院的代表及课题组成员参加了会议。会上介绍了煤炭流向与主要品种质量分析、电站锅炉温室气体排放因子研究及工业锅炉碳氧化率等能源活动清单的三个重点领域进展情况。与会专家肯定了课题组工作，就电力、煤炭、交通运输、生物质能等主要领域的活动水平数据收集和处理方法、排放因子确定等相关问题进行讨论并提出修改意见。根据“第二次国家信息通报”编制能力建设提出的具体要求，结合“初始国家信息通报”编制过程中积累的经验，以及我国采暖行业的实际状况，对应燃气锅炉，可以使用方法1，而对于燃煤锅炉，仅仅使用不确定性较高的方法1显然无法满足未来的温室气体计量工作的需要，实现以方法2为主、方法3为辅，具有较高准确度的采暖行业温室气体排放计量方法体系是中国采暖行业温室气体排放计量的必然趋势。中国正积极推进对温室气体排放的统计核算。一是２０１０年８月国家发改委启动国家低碳省和低碳城市试点工作，在给参加试点的“五省八市”提出的五项任务中，加强温室气体排放统计工作，建立完整的数据收集和核算系统，加强能力建设，提供机构和人员保障，是其中的一条。二是环保部２００９年４月启动了《温室气体排放统计核算与环境监管能力建设》项目，环保部环境规划院、环保部环境与经济政策研究中心、中国环境科学研究院、中国环境监测总站、中国人民大学以及天津大学等单位承担了相应的项目研究，经过两年多的研究，取得了初步成果。其他行业清单编制的研究进展2013年，为有效落实《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出的建立完善温室气体统计核算制度，逐步建立碳排放交易市场的目标，推动完成国务院《“十二五”控制温室气排放工作方案》（国发[2011]41号）提出的加快构建国家、地方、企业三级温室气体排放核算工作体系，实行重点企业直接报送温室气体排放数据制度的工作任务，国家发展改革委办公厅印发了发电、电网、钢铁、化工、电解铝、镁冶炼、平板玻璃、水泥、陶瓷、民航等首批10个行业企业温室气体排放核算方法与报告指南(试行)。首批10个行业未包括供热采暖行业，其中在IPCC温室气体清单的分类中与热力同属于能源活动的电力部门《中国发电企业温室气体排放核算方法和报告指南（试行）》可以作为热力行业 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 制定的参考。《中国发电企业温室气体排放核算方法和报告指南（试行）》包括正文的七个部分以及附录，分别明确了本指南的适用范围、相关引用文件和参考文献、所用术语、核算边界、核算方法、质量保证和文件存档要求以及报告内容和格式。核算的温室气体为二氧化碳（不核算其它温室气体排放），排放源包括化石燃料燃烧排放、脱硫过程排放以及净购入使用电力排放。适用范围为从事电力生产的具有法人资格的生产企业和视同法人的独立核算单位。燃煤发电企业温室气体排放核算是本次印发指南的重点和难点。由于我国普遍存在煤种掺烧的问题，针对燃煤的排放因子很难给出缺省值。因此，为准确评估企业由于煤炭燃烧引起的温室气体排放，本指南要求企业实际测量入炉煤的元素碳含量，为避免给企业带来较大的负担，本指南提出企业每天采集缩分样品，每月的最后一天将该月每天获得的缩分样品混合，测量月入炉煤的元素碳含量。对于燃煤机组的碳氧化率给出两种选择，使用实测值或者缺省值。此外，脱硫过程产生的排放只占燃煤发电企业排放总量1%左右，因此规定碳酸盐含量以及转化率使用缺省值以简化计算。能源利用中温室气体排放的计算方法综述目前，国内外有关碳排放量的计算方法同污染物排放量计算方法相似，其方法主要有三种，即实测法、物料平衡算法和排放系数法。这三种方法是获得估算数据的根本依据，在使用过程中各有所长，互为补充。另外,也有学者采用模型法、生命周期法和综合决策树法来计算碳排放量，尤其是计算化石燃料温室气体排放量。实测法实测法主要是通过对现场燃烧设备进行有关参数的实际测量，并进行碳平衡计算。一般来说，实测结果较为准确，但工作量大，费用多。式为：式中G——某气体排放量；K——式中单位换算系数；Q——介质（空气）流量；C——介质中某气体浓度。实测法的基础数据主要来源于环境监测站。监测数据是通过科学合理地采集样品，分析样品而获得的。样品是对监测的环境要素的总体而言，如采集的样品缺乏代表性，尽管测试分析很准确，不具备代表性的数据也毫无意义。物料平衡算法物料平衡算法是对生产过程中所使用的物料进行定量分析的一种科学方法。它遵守质量守恒定律，即生产过程中，投入某系统或设备的物料质量必须等于该系统产出物质的质量。公式为:对于碳平衡而言，公式可为：该式既适用于整个生产系统，又适用于某一工序或者某一燃烧设备的碳平衡计算。物料平衡算法可采用总量法或定额法。总量法是以原材料总量、主副产品和回收产品总量为基础进行物料衡算，来计算物料的流失总量。定额法是以原材料消耗额为基础，先计算单位产品的物料流失量，再求物料流失总量。一般对生产过程的某一步骤或局部设备进行物料衡算，采用总量法较为方便，对整个生产过程则采用定额法比较简单。目前，大部分的碳排放量估算工作和基础数据的获得都是以此方法为基础的。具体应用中,主要有表观能源消费量估算法和以详细的燃料分类为基础的排放量估算法。表观能源消耗量估算方法（参考方法）该方法由IPCC推荐使用，也称为参考方法。其基本的计算式为：排放量=（分品种燃料的实际消费量×单位能源含碳量-非能源利用固碳量）×燃料的氧化率×44/12。具体步骤如下：第一步:消费量的计算。表观消费量=能源产量+全部能源进口量-全部能源出口量-国际航班加油量-库存变化量。第二步:换算成热量计量单位。热量-表观消费量×能量换算系数。能量转换系数见表1。表1能量转换系数燃料类型净热发值（TJ/Gg、Mm³）柴油42.7煤油43.1汽油43.1燃料油41.8原煤20.9洗精煤26.4天然气35.6注：数据来源于《中国能源统计年鉴》第三步:计算含碳量。含碳量=表观消费量(热量)×碳排放系数碳排放系数采用《IPCC指南》缺省值数据,具体数值见表2。表2碳排放系数缺省数据燃料类型缺省排放系数（kg/GJ）柴油20.0煤油19.6汽油20.2燃料油21.1原煤26.8洗精煤25.8天然气15.3注：数据引自《IPCC指南》第四步:计算净碳排放量。净碳排放量=燃料含碳量-固碳量。固碳量=含碳量×固碳率燃料作为非能源使用，如作为化工原料、工业或建筑材料用等，此时计算净碳排放量时,要考虑固碳率。第五步:计算碳实际排放量。实际碳排放量二净碳排放量×氧化率根据《2006年IPCC指南》，氧化率缺省值为1。第六步:计算二氧化碳的实际排放量。二氧化碳的实际排放量=实际碳排放量×44/12此法是IPCC国家温室气体清单指南推荐的缺省方法，需要数据不多，易于收集,计算工作量不大，是估算排碳量的最低要求。由于不是分部门、分设备的精确计算，采用的参数只能是综合参数，加上未计及各种损失和统计误差，计算结果不可能很精确。但此法采用的是能源宏观数据，因而可用它检验别的方法计算结果的准确程度。燃料分类为基础的估算法该方法是以详细的燃料分类为基础的,也成为自下而上法。在具体操作中使用的公式为：式中E——能源排放量；EF——排放因子；Activity——投入的能源量或能源消费量；i——排放源类型；j——燃料类型；k——技术类型；q——设备的技术类型。该法是分别计量用能部门或用能设备的实际燃料消费量，计算燃料燃烧排放二氧化碳的方法，计算方法与参考方法类似，只是每个部门按燃料品种单独计算，然后汇总得出总排放量。因此，这种方法比“参考方法”工作量大几十倍，但较“参考方法”精确，最低限度可消除储运损耗和统计误差的差异。模型法鉴于温室气体排放与社会经济系统之间的复杂关系，温室气体减排对不同地区、国家和社会经济发展所产生影响的复杂性，不同减排措施所造成的结果的差异性，以及国际上研究温室气体减排工作的不断深入和发展，当前国际上对温室气体减排的研究工作主要通过模型分析展开。模型化分析的经典应用可追溯到上个世纪70年代出现的投入-产出模型"在此基础上，加进了污染排放和污染减排的因素就形成了著名的环境Lconiief模型，从而分化和发展出多种研究CO2气体减排的分析模型，包括现在国际上用于政策分析的可计算一般均衡模型(CGE)；OECD在温室气体排放与经济发展的适应性研究中所使用的温室模型(GREEN模型)；在国际经济会议Brooking研讨会上关于全球经济展望分析中所使用的G-Cubed模型；就美国经济中C02排放问题所应用的SDA模型；京都议定书中对全球影响的分析中使用的MS-MRT模型；澳大利亚在研究二氧化碳减排问题中使用的可分割的I/O模型，以及众多的用于特定情形下的环境问题分析模型等。从根本上说,这些模型所运用的机理和本质是一致的，只是出于研究的需要和侧重点不同而有所差别。生命周期法生命周期评价法（LifeCycleAssessment，简称LCA）是对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。生命周期是指产品系统中前后衔接的一系列阶段，从原材料的获取或自然资源的生成，直至最终处置。目前，LCA及其分析方法己逐渐成为对资源、能源!材料及其产品进行环境协调性评价的主导方法，广泛应用于国际社会的各个层次与领域。按照生命周期评价的定义，理论上是每个活动过程都会产生C02气体。由于研究时采用的是从活动的资源开发开始，会涉及不同的部门和过程，需要把在这个过程中能源、原材料所历经的所有过程进行追踪，形成一条全能源链，对链中的每个环节的气体排放进行全面综合的定量和定性分析。所以用该法研究每个活动过程排放的温室气体时，研究对象与常规的碳源分类方式不太一样，是以活动链为分类单位的。决策树法IPCC在提供单一点碳源排放估算方法外，还提供了通过使用决策树的方法来确定关键源。关键源类别是指那些在排碳体系中处于优先位置的源类别，对它的估算将极大地影响二氧化碳气体的总排放量，这种影响可以分别或同时体现在排放的绝对水平和排放趋势这两个方面(IPCC,2006)。决策树法是运用树状图方法来做出决策的一种方法。对于较为复杂、大型统筹的问题，使用决策树可以表达问题中先后阶段之间的联系,明确所要采取的步骤，做到心中有数。在做出抉择和采取行动之前，需要权衡各种可能发生的情况，还要尽力设想到未来发展的各种可能性。供暖系统温室气体排放因子计算范围本方法适用于本市热力生产行业的温室气体排放核算，主要指燃气锅炉房及燃煤的热电联产企业。。本方法所指温室气体排放仅指二氧化碳排放。方式及目的通过利用参考文献提供的参考数据、计算数据、测量数据三种方式计算供热系统排放因子，并进行对比分析，得出合理的排放因子，为行业温室气体统计计量排放工作奠定基础。边界确定排放主体的温室气体排放核算范围包括其与生产经营活动相关的直接排放和间接排放。其中，直接排放是指供热机组等生产系统燃烧消耗煤炭、柴油、燃料油、天然气等化石燃料产生的温室气体排放；间接排放是指排放主体因使用外购的电力和热力等所导致的温室气体排放。鉴于电力行业温室气体排放清单的研究早已纳入国家温室气体排放重点行业，如进行温室气体排放统计为国家层面，则建议不计算间接排放量，如仅作为行业温室气体排放量统计，则可以计入间接排放量。排放因子核算方法天然气IPCC缺省值表1.4燃烧的缺省CO2排放因子燃烧类型英文说明缺省碳含量（kg/GJ）缺省氧化碳因子有效CO2排放因子（kg/TJ）²缺省值³95%置信区间　ABC=A*B*44/12*1000较低较高天然气15.31561005430058300理论计算北京市四种气源成分表见表1-表4表1长庆气田气组分组分CH4C2H6C3H8iC4H10Mol%94.70.550.080.01组分nC4H10iC5H12nC5H12H2SMol%0.010.030.01<20mg/Nm³组分C6+HeCO2N2Mol%0.040.022.631.92主要物性参数：水露点：-13℃（4.5MPa）；低发热值：32.500MJ/Nm³；高发热值：36.088MJ/Nm³；表2塔里木气组分组分CH4C2H6C3H8iC4H10nC4H10Mol%96.11.740.580.280.03组分C6+CO2N2Mol%0.090.620.56主要物性参数：低发热值：33.812MJ/Nm³相对密度：0.5796表3中亚气组分组分CH4C2H6C3H8iC4H10nC4H10Mol%92.54693.95820.33530.11580.0863组分iC5H12CO2N2H2SMol%0.2211.89090.84550.0001主要物性参数：水露点（7MPa下）：-5℃（冬季）、-2℃（夏季）：低发热值：36.683MJ/Nm³；相对密度：0.607表4大唐煤制气组分组分CH4H2CO2COAr/N2Mol%95.72.480.770.051.0主要物性参数：低发热值：38.34MJ/Nm³计算过程主要成分质量：kg式4-1天然气单位体积碳含量：kg/m3式4-2天然气单位热量碳含量：kg/GJ式4-3——某种成分体积，m3；——某种成分的摩尔质量，kg/mol；——天然气低位热值，kJ/m3。计算结果根据各气源组成成分表及式1—式3.计算4种不同起源的碳含量见表5.表5北京六种气源碳含量及排放因子理论计算值气源燃气体积主要成分质量kg单位体积碳含量热值单位热值碳含量排放因子m3CH4C2H6C3H8kg/m3kJ/m3kg/GJkg/TJ长庆气田气10.6760.0070.0020.5153250015.858046.15中亚气10.6610.0530.0070.5443668314.854334.30塔里木气10.6860.0230.0110.5433381216.158861.18大唐煤制气10.6840.0000.0000.5133834013.449030.29华北油田气10.5940.0000.0650.4994053012.345120.90陕甘宁天然气10.6850.0120.0000.5243515414.954630.54平均值　　　　　3533414.553337.23由上表可以看出，除煤制气、华北油田气外，其余四种气源碳含量计算结果基本与IPCC缺省值误差保持在5%以内，排放因子数值也位于95%置信区间内，因此对于IPCC缺省值可用于北京市以天然气为燃料的燃烧过程CO2排放量的计算。测试数据选择6个锅炉房的8台燃气供热锅炉的尾气。利用烟气分析仪（设备型号：）进行了氧气及二氧化碳含量测试，经过简单计算可得到二氧化碳排放因子的测试结果，如表6.表6CO2排放因子的测试结果锅炉参数计算参数测试参数计算结果　测试地点锅炉型号燃气流量测试氧气百分含量过量空气系数实际空气需要量烟气生成量测试二氧化碳百分含量测试二氧化碳生成量排放因子　　m3/h%　（m3/h）（m3/h）%（m3/h）m3/m3kg/TJ西北旺.如园WNS2.8-1.0YQ1604.71.291920.791765.599.24163.141.0256973.28劲松嘉园1#炉、CLSS1.05-95/70-Y857.5613.72.881542.93824.434.1934.540.6033533.212#炉、CLSS1.05-95/70-Y868.59.71.861186.21836.736.453.550.7843682.01光明楼1#炉2.8mw203.557.11.512865.522339.897.88184.380.9150615.113#炉2.8mw196.224.31.262299.192152.749.46203.651.0457992.13青秀城　242.734.51.272878.642670.669.18245.171.0156437.51首开8号地WNS4.2399.193.41.194438.284326.409.97431.341.0860377.01广阳绿地2#锅炉房WNS2.8210.256.21.422779.852376.928.39199.420.9552999.39由表6可以看出，每台锅炉计算出的CO2排放因子相差较大，主要与过量空气系数有关，即跟燃烧情况有关，排放因子随空气过量系数的变化趋势见图1。过量空气系数越大，CO2排放因子越小，当过量空气系数为1.23～1.37时，排放因子位于IPCC的95%置信区间内。结论在理想燃烧条件下，不论是理论计算数据还是测试数据，均置于IPCC缺省值的95%置信区间内，因此对于IPCC缺省值可用于北京市以天然气为燃料的燃烧过程CO2排放量的计算煤炭由于目前北京市燃煤供热锅炉房正在逐步被燃气锅炉房所取代，而且缺乏有关煤种数据，以煤炭为燃料供热系统CO2排放因子参考电力行业研究成果。由于煤炭高/低位发热量要比煤炭中的碳含量或者固定碳更容易获取，并且其在商业中更加普遍，所以IPCC（政府间气候变化专门委员会）提供的包括煤炭的化石燃料CO2排放因子都是基于燃料的低位发热量，即排放因子的单位都是kg/TJ。煤炭CO2排放因子可以通过两种方法获取，其一是物料平衡法计算：测量煤中的C含量，测量煤样的低位发热量，从而获得单位发热量的CO2排放因子。CEF(kgCO2/TJ)=106/(MJ/kg)×C/100×3.6642（1）式中：CEF为CO2排放因子；C为炭的质量百分比，这里默认煤炭燃烧C氧化率为1。其二是烟气监测法（ContinuousEmissionMonitoring，CEM）：监测烟囱排气的CO2浓度和烟气流速与通量，同时测量同时期煤炭燃烧的低位发热量，计算煤炭燃烧的排放因子。CEF=CCO2×F/NCV（2）式中：CCO2为检测到的CO2浓度；F为烟气流量；NCV为低位发热量。IPCC缺省值表1.4燃烧的缺省CO2排放因子燃烧类型英文说明缺省碳含量（kg/GJ）缺省氧化碳因子有效CO2排放因子（kg/TJ）²缺省值³95%置信区间　ABC=A*B*44/12*1000较低较高无烟煤26.819830094600101000烟煤25.81946008950099700次烟煤26.219610092800100000褐煤27.6110100090900115000煤炭燃烧的CO2排放因子主要受煤阶（固定碳、挥发分等）影响，但同时也受煤炭成分（煤炭中H，S及矿物质等）、锅炉类型、燃烧温度、燃烧设备的操作水平等多种因素影响。因此对于煤炭而言，CO2排放因子都是针对不同煤种。所以，即使相同低位发热量，其CO2排放因子也会不同。IPCC提供了不同煤种的排放因子和不同煤种的默认热值，但没有推荐不同燃烧设备的C氧化率因子，而是默认为1。IPCC主要煤炭类型的默认排放因子分别是无烟煤（98300kg/TJ）、烟煤（94600kg/TJ）、次烟煤（96100kg/TJ）和褐煤（101000kg/TJ）。煤种的分类对于煤炭的CO2排放因子非常重要。因为排放因子的根本用途是在排放量核算时作为参数直接使用，而不用每次都进行测量。但如果煤种分类不同，核算者对应了错误的煤炭类型，则其计算结果必然会出现很大偏差。IPCC采用的是IEA（国际能源署）对煤炭的分类方法，将煤炭主要分为无烟煤、炼焦煤、次烟煤、其它烟煤、褐煤和泥炭，这和国际煤炭分类标准（ISO11760-2005）并不完全一致，其中炼焦煤可以认为ISO11760中的烟煤。ISO11760根据煤炭镜质组随机反射率将煤炭分为褐煤、次烟煤、烟煤和无烟煤，受到了当前国际社会的认可。从IEA煤炭分类资料看，其出版时国际分类标准尚未最终确定，可能是IEA分类没有参考国际标准组织的一个重要原因。我国煤炭分类与IPCC存在较大差异。中国煤炭主要依据干燥无灰基挥发分分为无烟煤、烟煤和褐煤（GB/T5751-2009），与IPCC最大的差别是中国没有次烟煤。根据我国的分类标准，我国相当于扩大了褐煤的范围，使褐煤包括了国际上应该属于次烟煤的煤种。根据我国发电煤粉锅炉用煤质量标准（GB7562-87），按照我国的煤炭分类所对应的收到基低位发热量与IPCC同类煤炭的收到基低位发热量也存在较大差别。我国的一些无烟煤会划入IPCC的其他烟煤中，部分烟煤会划入次烟煤。如果简单利用我国煤炭分类，利用IPCC的基于热值的排放因子，会造成很大误差。测试数据文献调研数据[4]世界资源研究所编制的《能源消耗引起的温室气体排放计算工具指南》一书中，根据中国煤种分类与IPCC煤种分布的不同特点，结合我国煤种产量分布，最终计算得到我国原煤的碳含量为26.2g/MJ。《火力发电行业温室气体排放因子测算》一文利用在线监测技术对火力发电几组的温室气体排放进行了测试，其测试过程如下：样本选择测量机组分布上烟煤机组最多，为33台，贫煤机组2台，褐煤机组1台，无烟煤机组1台测量方法与仪器火电行业排放的温室气体主要有C02和N20，其他温室气体的排放量过低可忽略不计，因此测量主要对象为烟气中C02、02体积分数及N20质量浓度和烟气量。根据《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》的要求，按网格法在除尘器出口或脱硫系统出口采样，测量的主要参数见表2-4。测试结果[2]　煤种有效CO2排放因子（kg/TJ）无烟煤96984烟煤98579褐煤101295目前缺少针对国内煤种的排放因子研究，煤分类标准不同，成分不同，燃烧条件不同（机组效率），与IPCC缺省值无可比性。结 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 献1的数值为考虑中国煤种分类与IPCC不同后得出的较为合理数值，可以用来计算以煤炭为燃料的供热系统温室气体排放量电力【3】文献数据国家发展和改革委员会定期公布“中国区域电网基准线排放因子”，用于CDM而得的简单OM排放因子被许多机构作为电力排放因子，用于核算企业温室气体排放。为了便于中国CDM发电项目确定基准线排放因子，现将电网边界统一划分为东北、华北、华东、华中、西北和南方区域电网，不包括西藏自治区、香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾省。由于南方电网下属的海南省为孤立岛屿电网，海南电网的排放因子单独计算。上述电网边界包括的地理范围如下表所示：计算结果：计算数据采用热电联产发电效率为30%，煤炭排放因子数据取较为权威并符合中国实际情况的4.4.2.3的文献调研数据，即煤炭排放因子取94145kg/TJ，以标准煤低热值计算（29309kJ/kg），转换成每发电1MWh的排放因子：kgCO2/MWh结论采用国家发改委发布数据进行外购电力温室气体排放统计量的计算热电联产目前国内外还没有开展关于热电联产项目的温室气体排放的研究，计算热电联产供热部分温室气体排放量时，其属于外购热力的排放量，排放因子应为单位热量的温室气体排放量。燃煤热电联产取大中规模燃煤热电联产项目供热效率为40%，煤炭排放因子数据取较为权威并符合中国实际情况的4.4.2.3的文献调研数据，即煤炭排放因子取94145kg/TJ，以标准煤低热值计算（29309kJ/kg），转换成每GJ热量的排放因子：kgCO2/GJ燃气热电联产取大中规模燃气热电联产项目供热效率为42%，燃气排放因子数据取IPCC参考缺省值，即56100kg/TJ，以天然气平均低热值计算（35334kJ/m3），转换成每GJ热量的排放因子：kgCO2/GJ总结供热系统各排放源温室气体排放因子如下表：排放源排放因子（EF）单位天然气（EFg）56100kg/TJ煤炭（EFc）94145kg/TJ热电联产（EFch）235.3kg/GJ热电联产（EFgh）133.6kg/GJ电力（EFe）0.9914t/MWh为便于计算，根据活动水平是否可以准确、便捷的获得，将排放因子进行单位转化，天然气及煤炭的燃烧排放因子为单位燃料消耗量的排放量，热电联产则为单位热量的排放量，具体如下表：表4-2排放源排放因子（EF）单位天然气（EFg）1.98kg/m3煤炭（EFc）2.76kg/kgce热电联产（EFch）235.3kg/GJ热电联产（EFgh）133.6kg/GJ电力（EFe）991.4kg/MWh其中进行单位转化参数的取值为：天然气热值取平均低位热值35334kJ/m3；煤炭热值采用标煤热值7000kcal（29309kJ/kgce）其他排放因子供热系统CO2排放量直接影响因素为燃料及电力的消耗量，而燃料和电力消耗量又与建筑物的节能类型有关，为了响应国家节能减排 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ，实现“十二五“节能减排目标，体现节能所带来的减排意义，我们将CO2排放因子细化到各种不同类型的节能建筑，使进行节能建筑的建设和改造所带来的环境效益以具体量化的数字呈现在供热单位及政府相关部门面前。按照建筑节能类型进行温室气体排放计算时，活动水平取建筑物的供暖面积：平方米。按照建筑物目前的分类标准（表4-3）表4-3建筑节能各个阶段采暖能耗指标耗煤（气）量热负荷非节能建筑80住2-4住宅通用设计（基准水平）31.68一步节能建筑86标准（节能30%）25.3二步节能建筑95标准（节能50%）20.6三步节能建筑04标准（节能65%）14.65当整个热源耗煤量或耗气量已知时，单位面积的排放因子为：式4-5EFs——单位面积的排放因子；AD——活动量水平，耗煤量或耗气量；EF——单位消耗量的排放因子；按照各不同节能类型的建筑耗煤量或耗气量的比值，可计算各供热系统不同节能类型的建筑的单方耗煤量或耗气量，从而可计算不同节能类型建筑的单位面积的排放因子。表4-4节能类型非节能建筑一步节能二步节能三步节能总计能耗比例（n）201410751式4-6Ai——各不同类型节能建筑面积，m2；ω——能耗量公共因子，m3/m2；AD——活动水平，耗气量（m3）或耗煤量（tce）当Ai、AD已知时，ω可计算得出，从而某节能类型建筑单位面积的排放因子为：式4-7EFis——不同节能类型建筑单位面积的排放因子；n——如表4-4中取值；EF——如表4-2中取值。供热系统CO2排放量的计算排放主体的温室气体排放总量按（1）式计算，具体排放示例见表4-1：式5-1直接排放的核算可采用基于计算的方法或基于测量的方法，间接排放的核算采用基于计算的方法。基于计算的方法是指通过活动水平数据和相关参数之间的计算得到温室气体排放量的方法；基于测量的方法是指通过相关仪器设备对温室气体的浓度或体积等进行连续测量得到温室气体排放量的方法。同一排放主体可以选用基于计算或基于测量的方法，如采用基于测量的方法，应通过基于计算的方法对其结果进行验证。基于计算的方法式5-2根据活动水平的不同，有两种计算方式：能耗量计算方式和面积计算方式。能耗量计算方式能耗量计算方式，对于燃煤或燃气的区域供热锅炉房，直接按照本供热系统耗煤量或耗气量根据表4-2计算排放量；对于热电联产供热系统，按照其产热量，根据表4-2计算排放量。对于系统的间接排放量，则直接用系统的耗电量乘以表4-2中的电力排放因子即可。面积计算方式供热系统燃料消耗量未知供热系统燃料消耗量未知，其CO2排放量只能进行大概估算。当不需要计算不同类型节能建筑排放量时，排放因子可按照下表进行估算。表5-1热源类型单方耗量单方排放因子数量单位kg/(m2·a)燃气10m3/(m2·a)19.80燃煤18kgce/(m2·a)49.68热电联产（燃气）0.30GJ/(m2·a)40.08热电联产（燃煤）0.30GJ/(m2·a)70.59当需要计算不同节能类型建筑排放量时，估算依据按照表4-3不同节能类型的热负荷按照一定的管网输送效率及热源效率折算的燃料消耗量或输出热量（式5-3、5-4），计算结果如表5-1所示。（式53）式中：—锅炉采暖耗标煤（气）量指标；—建筑物热负荷指标，W/m2；—燃料低位发热值，；—锅炉运行效率；—锅炉室外管网输送效率；GJ/(m2·a)（式54）表5-2热负荷耗气量指标耗煤量指标耗热量w/m2m3/(m2·a)kgce/(m2·a)GJ/(m2·a)非节能建筑31.6812.817.520.34一步节能建筑25.39.6713.210.28二步节能建筑20.67.8710.760.22三步节能建筑14.655.67.650.16η1、η2取值如表5-2。表5-3节能类型燃煤燃气80住2-4住宅通用设计（基准水平）锅炉效率0.55，管网输送效率0.85锅炉效率0.9，管网输送效率0.9086标准（第一步节能30%）锅炉效率0.60，管网输送效率0.9095标准（第二步节能50%）锅炉效率0.68，管网输送效率0.9004新标准（第三步节能65%）锅炉效率0.68，管网输送效率0.90每种不同节能类型的建筑单位面积排放因子如表5-3.表5-4热源类型系统类型单方耗量单方排放因子数量单位kg/(m2·a)燃气非节能12.8m3/(m2·a)25.34一步节能9.6719.15二步节能7.8715.58三步节能5.611.09燃煤非节能17.52kgce/(m2·a)48.36一步节能13.2136.46二步节能10.7629.70三步节能7.6521.11热电联产（燃气）非节能0.34GJ/(m2·a)46.08一步节能0.2836.80二步节能0.2229.96三步节能0.1621.23热电联产（燃煤）非节能0.34GJ/(m2·a)81.15一步节能0.2864.81二步节能0.2252.77三步节能0.1637.40供热系统燃料消耗量已知当不需要分别计算不同节能类型建筑CO2排放量时，则排放量按照式5-2计算，排放因子取表4-2的数值。当需要计算不同节能类型建筑排放量时，供热系统消耗量已知时，按照式4-6及式4-7公式可计算各种不同类型节能建筑的排放因子，从而可计算其排放量，以某19万平米小区为例，其燃气耗量为196万立方米，其中各种节能建筑类型面积如下表：表5-5节能类型非节能一步节能二步节能三步节能面积2800025000047000则计算本系统CO2排放量如下：节能类型面积单方耗量比例　耗气量公共因子不同类型耗气量指标不同类型单方排放因子不同类型排放量　123=1*245=4/Σ36=2*57=6*1.988=1*7非节能280000.3910980.39196000046.7318.3336.291016011一步节能250000.276862.7512.8325.40635007二步节能900000.2017647.069.1618.141632875三步节能470000.146450.986.4112.70596906.6合计　　41941.18　　　　3880800计算流程直接排放部分：燃煤燃气热电联产消耗量热源类型是否节能类型节能类型式4-6式4-7式5-2是是否否式5-2表5-4式5-2表4