加油站碳排放核算和“零碳”實現路徑研究

中國石化銷售股份有限公司江蘇石油分公司 石冬梅

一、前言

2020年9月22日，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。”作為世界第二大經濟體和最大的發展中國家，中國當前仍處于工業化和城市化發展中后期，能源總需求一定時期內還會增長。從碳達峰到碳中和，發達國家有60-70年的過渡期，而中國只有30年的時間。這意味著，中國溫室氣體減排的難度和力度都要比發達國家大得多。過去的15年里，中國通過積極推動產業結構優化、推進重點行業節能減排、努力發展清潔能源等措施，累計減排二氧化碳617億噸，相當于減排32.5%,2019年中國碳強度較2005年下降48.1%。2020年12月12日，習近平主席在氣候雄心峰會上宣布“到2030年，中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上”。這意味著必須從既有減排路徑轉換到更快減排的新路徑上，對各領域能源轉型和環境治理提出了更高要求。《中國加油站行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》顯示，截至2019年，我國加油站數量為106556座，主要分為國企、民營、外企三大類。國企加油站以“三桶油”為代表，中石化有3萬多座加油站，中石油有2.2萬座加油站，中海油有800多座加油站，“三桶油”約占全國加油站數量的55%左右。10萬座加油站年溫室氣體排放總量相當于639.3萬噸二氧化碳，研究加油站的碳排放規律和碳中和實現路徑，對推動整個成品油銷售系統“零碳”轉型具有較強的現實意義和戰略意義。本文從分析中石化江蘇某加油站碳排放規律為切入點，對加油站實現“零碳”路徑進行研究。

二、江蘇某加油站概況

該加油站年成品油銷量5000t，有30m3雙層油罐4只、24槍加油機4臺、16槍加油機2臺。管理和工作人員10名，24小時運營，全年運營365天。建有小食堂和司機之家等生活設施。站區實施雨污分流，雨水接入市政管網，洗車廢水、地面沖洗水和初期雨水經隔油沉淀池處理后與生活污水一起接入市政污水處理廠。建有加油、卸油油氣回收系統和在線監測系統。

三、溫室氣體排放邊界和排放源測算

（一）排放邊界

根據《工業其他行業企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》（發改辦氣候〔2015〕1722號），報告主體應以獨立法人企業或視同法人的獨立核算單位為企業邊界，核算和報告在運營上受其控制的所有生產設施產生的溫室氣體排放。加油站為報告主體，設施范圍包括基本生產系統、輔助生產系統以及直接為生產服務的附屬生產系統。基本生產系統包括加油機、儲罐、油氣回收系統、信息控制系統等，輔助生產系統包括站區內的供電、供水、制冷、儀表、倉庫等，附屬生產系統包括站區內為生產經營服務的部門或單位，如職工食堂等。

（二）排放源和氣體種類

依據《工業其他行業企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》（見表1），結合加油站的特點，制定加油站溫室氣體排放源和排放量核算表。對于那些監測成本較高、不確定性較大且貢獻細微（排放量占企業總排放量的比例<1%）的排放源，本文不予以考慮。

表1 溫室氣體排放源和排放量核算表

（1）化石燃料燃燒CO2排放，主要指加油站公務車、油品運輸車、發電機、通勤車等因化石燃料燃燒產生的CO2排放，加油站不涉及公務車、通勤車、發電機的使用。（2）企業凈購入電力的隱含CO2排放，下節將具體計算。（3）涉及的CO2滅火器的排放，因本站上年度CO2滅火器未出現泄漏或使用，未產生排放，因此本文不考慮。（4）CH4和含氟類溫室氣體逃逸排放，包括空調、冰箱、冰柜、化糞池、工業廢水等造成的CH4和含氟類溫室氣體，因目前仍無更加確定的測量和核算方法，且排放量占比極小，本文暫不考慮。

（三）計算依據

1.計算公式

企業凈購入的電力隱含的CO2排放按公式（1）計算：

ECCO2-凈電=AD電力×EF電力（1）

式中，

ECCO2-凈電凈電為企業凈購入電力隱含的CO2排放量，單位為噸CO2；

AD電力為企業凈購入的電力消費量，單位為兆瓦時（MWh）；

EF電力為電力供應的CO2排放因子，單位為噸CO2/MWh。

2.活動水平數據的監測和獲取

企業凈購入的電力消費量以企業和電網公司結算的電表讀數或企業能源消費臺賬或統計數據為依據，等于購入電量與外供電量的凈差。

3.排放因子的選擇

根據《中國外購電溫室氣體排放因子研究》（見表2），2016年華東區域電網二氧化碳排放因子為613gCO2/KWh（0.613噸/MWh）。

表2 2016年各區域電網CO2排放因子匯總

（四）本站凈購入電力隱含CO2排放量

本站電費開票記錄卡數據顯示，該站2020年度電力消費量為99.02兆瓦時。帶入公式（1），計算本站凈購入電力CO2排放量：ECCO2-凈電=AD電力×EF電力=99.02MWh×0.613噸/MWh=60.7噸CO2。

式中，

AD電力=99.02MWh；

EF電力=0.613噸/MWh

從計算可知，本站2020年度凈購入電力CO2排放量為60.7噸。

四、“零碳”加油站實現路徑研究

（一）策略

從第三節排放源分析可知，加油站的碳排放環節集中在外購電力，加油站“零碳”排放路徑可從外購電力二氧化碳的抵消進行考慮。加油站外購電力抵消最直接有效的方式是安裝分布式光伏發電，以清潔電力“自發自用”來中和二氧化碳排放。

（二）分布式光伏發電應用可行性

江蘇省太陽總輻射、日照時數的分布形勢大致是由北至南減弱，北部地區的年均總輻射量為5034MJ/m2，標準光照下年均日照時間為4.13h，根據《太陽能資源評估方法》（QXT89-2018）為資源Ⅲ類地區，年發電小時數約為1250h。光照充足，無霜期長，氣溫適宜，降雨量較多，無風沙影響，有利于組件及整個光伏系統運行，適宜建設光伏發電項目。

（三）“零碳”目標下光伏設計

（1）設計依據。依據《建筑太陽能光伏系統設計與安裝》（10J908-5），光伏系統主要包括光伏組件、光伏接線箱、并網逆變器、儲能裝置及充電控制裝置、電能表和顯示電能相關參數的儀表組成。太陽能電池分為硅系太陽能電池（單晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜）、多元化合物薄膜太陽能電池，單晶硅、多晶硅太陽電池由于制造技術成熟、產品性能穩定、使用壽命長、光電轉化效率相對較高的特點，被廣泛應用于大型并網光伏電站項目。由于單晶硅組件的光電轉化效率高于多晶硅組件，成為主流產品，單位面積單晶硅組件的安裝功率為144.9W/m2。（2）光伏裝機容量設計。根據第三節的計算，該站2020年的電力消費量為99.02兆瓦時，該地區年發電小時數為1252小時，按照單晶硅組件安裝功率設計標準144.9W/m2進行計算，全部抵消該站外購電力需按照光伏裝機功率為：需發電裝機容量KW=99.02兆瓦*1000/1252h=79.09KW。全部利用屋頂安裝，至少需要的屋頂面積545.8m2，考慮到光伏組件壽命周期內功率衰減，應適當增加裝機容量。該站經過設計，最大化利用現有屋頂、雨棚上方等區域，設計裝機容量122.5KWp，在系統運行期年發電量不低于128.8兆瓦，25年壽命周期內累計發電總數不低于3520兆瓦。（3）“零碳”目標實現。該站通過光伏發電可實現的CO2減排量為：ECCO2-凈電=AD電力×EF電力=128.8*0.613=78.9噸CO2。上節計算該站2020年的CO2排放量為60.7噸CO2。通過應用光伏發電，實現該站“零碳”排放，同時額外貢獻出18.7噸CO2的減排量。

五、結束語

（一）不確定性分析

因二氧化碳滅火器的排放總量占比較小，本文未考慮，也未包括空調、冰箱、冰柜等造成的含氟類溫室氣體排放的研究。若考慮以上不確定性，本研究的結果需在結合加油站溫室氣體無組織排放檢測的基礎上，確定加油站溫室氣體排放核算技術指南等標準，方可完成更進一步的研究。

（二）“零碳”加油站可行性

本文通過對江蘇某加油站2020年碳排放邊界、清單和排放量的計算，綜合評估加油站分布式光伏發電可利用建筑物資源，可以實現加油站凈購電力隱含二氧化碳排放的抵消，有條件實現碳中和。未來，結合加油站新改擴建工程，考慮光伏雨棚的承重設計后，輔助加油站站房等屋頂面積，加油站“零碳”排放路徑可行。