吉林省火電行業(yè)碳達(dá)峰現(xiàn)狀評(píng)估

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.32.007

摘" 要：“十四五”時(shí)期是碳達(dá)峰攻堅(jiān)期，該文以重點(diǎn)碳排放行業(yè)-火電行業(yè)為研究對(duì)象，對(duì)2011—2020年期間火電行業(yè)原煤、燃用油、燃?xì)?種主要能源消耗量情況進(jìn)行全面摸底調(diào)查，采用公式法核算碳排放量。并采用“歷史達(dá)峰判斷”法對(duì)吉林省火電行業(yè)碳達(dá)峰現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估。研究結(jié)果顯示，2011—2020年期間，CO2總排放量在9 851～12 526萬(wàn)t之間，未來(lái)幾年內(nèi)，CO2總排放量還會(huì)有上升的可能，目前火電行業(yè)整體碳排放未達(dá)峰；吉林省10個(gè)地市中碳達(dá)峰城市3個(gè)，分別為通化、白山和延邊市，潛力碳達(dá)峰城市1個(gè)，為梅河口地區(qū)；未達(dá)峰城市6個(gè)，分別為長(zhǎng)春、遼源、吉林、四平、松原和白城地區(qū)；確定碳減排重點(diǎn)控制區(qū)域?yàn)橹胁康貐^(qū)，重點(diǎn)控制城市為長(zhǎng)春市、吉林市，次重點(diǎn)控制城市為四平市和白城市。研究成果為下一步碳減排政策的制定及方案的措施提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：碳排放量；碳達(dá)峰；碳達(dá)峰評(píng)估；CO2；火電行業(yè)

中圖分類(lèi)號(hào)：F426" " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2023）32-0026-05

Abstract： The 14th five-year Plan period is the carbon peak period. Taking the key carbon emission industry-thermal power industry as the research object， this paper makes a comprehensive survey on the consumption of raw coal， fuel oil and gas in thermal power industry from 2011 to 2020. Formula method is used to calculate carbon emissions. The \"historical peak judgment\" method is used to evaluate the current situation of carbon peak in thermal power industry in Jilin Province. The results show that during the period from 2011 to 2020， the total CO2 emissions are between 9.851 and 12.526 million tons， and the total CO2 emissions are likely to rise in the next few years. At present， the overall carbon emissions of the thermal power industry have not reached the peak. Three of the 10 cities in Jilin Province are Tonghua， Baishan and Yanbian， and one potential carbon peak city is Meihekou area. There are 6 cities of \"no carbon peak\"， namely Changchun， Liaoyuan， Jilin， Siping， Songyuan and Baicheng; the key control areas for carbon emission reduction are the central region， the key control cities are Changchun and Jilin， and the secondary key control cities are Siping and Baicheng. The research results provide basic data and technical support for the formulation of carbon emission reduction policies and measures for the next step.

Keywords： carbon emissions; carbon peak; carbon peak assessment; CO2; thermal power industry

“十四五”時(shí)期是碳達(dá)峰攻堅(jiān)期，也是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善的關(guān)鍵階段。“十三五”期間吉林省電力行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，發(fā)電量逐年增加，2020年，吉林省全社會(huì)用電量805.4億kWh，同比增長(zhǎng)3.2%[1]。與此同時(shí)，電力行業(yè)煤炭消費(fèi)量逐年增加，2019年吉林省煤炭消費(fèi)總量8 730萬(wàn)t，其中火電行業(yè)發(fā)電用原煤4 025萬(wàn)t，占全部煤炭消耗的46%[2-3]。可見(jiàn)，火電行業(yè)是控制碳排放總量的重點(diǎn)行業(yè)。我國(guó)碳達(dá)峰碳中和面臨著時(shí)間緊、任務(wù)重、難度高的現(xiàn)實(shí)困難，行業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰的研究，應(yīng)以重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)領(lǐng)域?yàn)楹诵模虼艘曰痣娦袠I(yè)作為重點(diǎn)行業(yè)研究對(duì)象，對(duì)碳排放及碳達(dá)峰現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查分析與評(píng)估，探索其減排路徑，對(duì)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有積極作用。

1" 碳排放核算及碳達(dá)峰評(píng)估方法

1.1" 碳排放的核算方法

采用公式法核算碳排放量。2021年生態(tài)環(huán)境部應(yīng)對(duì)氣候變化司印發(fā)了《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南發(fā)電設(shè)施（2022年修訂版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指南》）。

該《指南》適用于全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)的發(fā)電行產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)排放單位（含自備電廠）使用燃煤、燃油、燃?xì)獾然剂霞皳綗剂系募兡l(fā)電機(jī)組和熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組等發(fā)電設(shè)施的溫室氣體排放核算。

該指南推薦公式法計(jì)算化石燃料燃燒二氧化碳排放量

，" " "（1）

式中：E燃燒為化石燃料燃燒的排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；FCi為第i種化石燃料的消耗量，對(duì)固體或液體燃料，單位為噸（t）；對(duì)氣體燃料，單位為萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米（104 Nm3）；Car，i為第i種化石燃料的收到基元素碳含量，對(duì)固體和液體燃料，單位噸碳/噸（tC/t）；對(duì)氣體燃料，單位為噸碳/萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米（tC/104 Nm3）；OFi為第i種化石燃料的碳氧化率，以%表示；

具體計(jì)算過(guò)程為

公式（1）中：OF煤=99%；OF燃料油=98%；OF天然氣=99%。

《指南》中，燃煤年度平均基地位發(fā)熱量NCVar煤=26.7 GJ/t；NCVar燃料油=41.816 GJ/t；NCVar天然氣=389.31 GJ/t；單位熱值含碳量CC煤=0.033 56 tC/GJ；CC燃料油=0.021 1 tC/GJ；CC天然氣=0.015 32 tC/GJ。

由公式（1）算得

E燃燒=FC煤×Car煤×OF煤×+FC燃料油×Car燃料油×OF燃料油×+FC天然氣×Car天然氣×F天然氣×=FC煤×0.033 56×26.7×99%×+FC燃料油×0.021 1×41.81×98%×+FC天然氣×0.015 32×389.31×99%×=3.25 FC煤+3.17 FC燃料油+21.65 FC天然氣。

1.2" 碳達(dá)峰的評(píng)估方法

本項(xiàng)目火電行業(yè)碳達(dá)峰現(xiàn)狀采用“歷史達(dá)峰判斷”法。

在“歷史達(dá)峰判斷”標(biāo)準(zhǔn)中，要求某地區(qū)的碳排放峰值與最新1期（在5 a內(nèi)建立的）排放清單相比，已經(jīng)達(dá)到最高水平，否則排放變化可能是受極端天氣或經(jīng)濟(jì)等某些因素影響，并非形成了1個(gè)長(zhǎng)期的趨勢(shì)[4]。此外，該地區(qū)在碳達(dá)峰后的5 a時(shí)間間隔中，其CO2排放必須至少減排10%（平均每年2%的下降速率），以此排除受經(jīng)濟(jì)等因素影響而出現(xiàn)“虛假”峰值現(xiàn)象，并需要公開(kāi)地?zé)o條件承諾未來(lái)會(huì)進(jìn)一步碳減排[5-6]。碳排放在達(dá)到峰值后仍允許在平臺(tái)期內(nèi)出現(xiàn)上升的情況，但是不能超過(guò)碳排放峰值[7]。

2" 吉林省火電行業(yè)碳達(dá)峰現(xiàn)狀評(píng)估

項(xiàng)目組通過(guò)對(duì)吉林省2011—2020年期間火電行業(yè)企業(yè)進(jìn)行煤耗量、燃油量、燃?xì)饬恐饕茉催M(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)核算，根據(jù)公式（1）計(jì)算CO2排放量，做碳排放量走勢(shì)圖，按照“歷史達(dá)峰判斷”法進(jìn)行碳達(dá)峰評(píng)估。數(shù)據(jù)顯示，各能源消耗量中煤耗量占98%以上，燃油量和燃?xì)饬肯妮^小，火電行業(yè)CO2排放量如圖1所示。

2.1" 火電行業(yè)CO2排放和碳達(dá)峰現(xiàn)狀評(píng)估

經(jīng)核算，2011—2020年期間，CO2總排放量在9 851～12 526萬(wàn)t之間。“十二五”期間，由于國(guó)家加快了火電廠“上大壓小”替代，關(guān)閉大量效率低、污染重的小機(jī)組，發(fā)電能耗技術(shù)的不斷提升，CO2總排放量總體呈下降趨勢(shì)；2016—2020年期間，CO2總排放量逐年上升，2020年達(dá)到最大值12 526萬(wàn)t。從圖1中CO2排放量走勢(shì)線能看出，未來(lái)幾年內(nèi)，CO2總排放量還會(huì)有上升的可能，目前火電行業(yè)整體碳排放未達(dá)峰。

2.2" 各地區(qū)火電行業(yè)CO2排放和碳達(dá)峰現(xiàn)狀評(píng)估

2.2.1" 中部地區(qū)

中部地區(qū)包括長(zhǎng)春市、吉林市、四平市和遼源市，核算結(jié)果顯示，4個(gè)城市的碳排放總量占火電行業(yè)碳排放總量的65%～72%，對(duì)整個(gè)火電行業(yè)的碳排放及碳達(dá)峰起到?jīng)Q定性作用，為吉林省火電行業(yè)的碳排放主要貢獻(xiàn)地區(qū)。其中長(zhǎng)春約占27%～35%以下，吉林約占19%～24%，四平約占10%～14%，遼源約占3%～6%，其多年碳排放量對(duì)比圖如圖2所示。

各城市碳排放走勢(shì)圖如圖3所示。長(zhǎng)春地區(qū)“十二五”期間，CO2排放量相對(duì)穩(wěn)定，2012年排放量最大，3 175萬(wàn)t，2012—2015年期間逐年降低，2015年比2012年略有下降，下降幅度2%。“十三五”期間，呈逐年上升狀態(tài)；2016年最低2 679萬(wàn)t，2016—2019年期間逐年上升，2019年達(dá)到峰值排放量4 316萬(wàn)t，2020年比2016年增加了59.3%。可以看出，長(zhǎng)春市碳排放量走勢(shì)圖基本呈“V”字形，尚在增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，判定為未達(dá)峰。

吉林地區(qū)CO2排放量穩(wěn)定，基本沒(méi)有太大浮動(dòng)，10年的排放量在2 153～2 605萬(wàn)t區(qū)間，總體呈下降趨勢(shì)，上下波動(dòng)，波峰和波谷均有出現(xiàn)。“十二五”期間，2011年排放量最大，之后的5 a增長(zhǎng)比率分別為-1.8%、-3.8%、3.7%、-5.1%、-11.1%，2015年比2011年下降了6.9%，未達(dá)到10%；“十三五”期間，碳排放量基本呈逐漸上升趨勢(shì)，2020年比2015年增長(zhǎng)了10%，沒(méi)有達(dá)到碳達(dá)峰。

四平地區(qū)火電行業(yè)CO2排放量在“十二五”期間期間除了2014年基本呈下降趨勢(shì)，并于2015年達(dá)到10 a期間最低值，排放量為1 038萬(wàn)t；“十三五”期間，裝機(jī)容量和發(fā)電量加大，CO2排放量逐年增加，2020年達(dá)到最大值1 708萬(wàn)t，四平地區(qū)的CO2排放量走勢(shì)圖可見(jiàn)其走向呈上升趨勢(shì)，碳排放未達(dá)峰。

遼源地區(qū)CO2排放量在“十二五”期間，基本呈下降趨勢(shì)，2011年為峰值，2015年減量為10%以上，符合達(dá)峰判斷標(biāo)準(zhǔn)；但2016—2020年期間，逐年增加，2020年達(dá)到最大值，排放量接近2011年。屬于虛假達(dá)峰，判斷為未達(dá)峰。2.2.2" 東部地區(qū)

東部地區(qū)包括通化、白山、延邊和梅河口4個(gè)地市。通化、白山、延邊3個(gè)城市碳排放量之和占總排放量的13%～22%，其中通化約3%～7%，白山約占3%～7%，延邊約占6%～9%；梅河口地區(qū)只有一家火電行業(yè)，碳排放量2019年后呈下降趨勢(shì)，如圖4所示。

各城市碳排放走勢(shì)圖如圖5所示。

通化地區(qū)CO2排放量上下波動(dòng)，起伏很大，這是由于2016開(kāi)始，梅河口地區(qū)劃出通化地區(qū)，導(dǎo)致2016年排放量驟降。從走勢(shì)圖圖5（a）中可見(jiàn)，2015年碳排放量達(dá)到最高值741萬(wàn)t，2016年之后逐漸降低，雖然2017年有所上升，但排放量未超過(guò)峰值，峰值后5 a內(nèi)中4 a均有不同程度下降，2020年達(dá)到最低排放值357萬(wàn)t，較2015年下降約50%。如延續(xù)下降走勢(shì)，可以判定，通化地區(qū)碳達(dá)峰，達(dá)峰年為2015年，峰值為741萬(wàn)t。

白山地區(qū)CO2排放量走勢(shì)圖為下開(kāi)口的曲線，2014達(dá)到最大值747萬(wàn)t，之后6 a內(nèi)下降，下降比率分別為4.6%、0.3%、0%、14.5%、30.5%、4.3%，6 a總下降45.8%，CO2排放量下降了303萬(wàn)t。可以判定，白山地區(qū)在2014年已達(dá)峰，峰值為747萬(wàn)t。

延邊地區(qū)CO2排放量2011—2020年期間變化不大，最大值發(fā)生在2011年，排放量為924萬(wàn)t，之后的6 a內(nèi)除2014年（上升2.3%）其余每年同比均下降，比例分別為8.2%、4.0%、4.9%、5.2%、3.0%，2017年累計(jì)下降21%，符合歷史達(dá)峰判斷標(biāo)準(zhǔn)，雖然2018年和2020年有小幅增長(zhǎng)，但并未超過(guò)峰值。延邊地區(qū)已碳達(dá)峰，達(dá)峰年為2011年，峰值為924萬(wàn)t。

梅河口地區(qū)CO2排放量走勢(shì)圖呈開(kāi)口向下曲線。2016—2020年期間，2017、2018年能源消費(fèi)和CO2排放量逐漸增加，2019年達(dá)到最大值，2020年等比下降8.7%。由走勢(shì)圖圖5（b）可見(jiàn)，CO2排放量2016—2020年峰值為313萬(wàn)t，如之后能加大節(jié)能減排和非化石能源替代力度，有望達(dá)峰，達(dá)峰年為2019年，峰值為313萬(wàn)t。

2.2.3" 西部地區(qū)

西部地區(qū)為松原和白城兩地市，其碳排放量總和約占火電行業(yè)總排放量的10%～13%，是3個(gè)地區(qū)中占比最小的地區(qū)，其中松原約占4%以下，白城約占7%～10%，如圖6所示。

多年碳排放走勢(shì)圖如圖7所示。

松原地區(qū)CO2排放量整體呈上升趨勢(shì)。2011—2015年期間只有一家規(guī)模發(fā)電廠，裝機(jī)容量基本沒(méi)有變化，CO2排放量上下浮動(dòng)。2016—2020期間，受用電需求量影響，每年能源消耗量有小幅增長(zhǎng)，總體呈上升趨勢(shì)，2019年達(dá)到最大值445萬(wàn)t。判定，CO2排放量未達(dá)峰。

白城地區(qū)2011—2020年期間CO2排放量為775～1 298萬(wàn)t，CO2排放量基本呈逐年上升趨勢(shì)，最低排放量為2011年775萬(wàn)t，2020年達(dá)到最大值1 298萬(wàn)t，比2016年多排放332萬(wàn)t，增長(zhǎng)率為34%。由此可見(jiàn)，白城地區(qū)碳排放未達(dá)峰。

2.3" 碳排放重點(diǎn)控制地區(qū)

本項(xiàng)目行業(yè)碳減排重點(diǎn)區(qū)域定義為未達(dá)峰區(qū)域且碳排放量占行業(yè)碳排放總量50%以上地區(qū)，重點(diǎn)城市定義為未達(dá)峰城市，碳排放量占行業(yè)碳排放總量20%以上城市，次重點(diǎn)城市定義為未達(dá)峰城市碳排放量占行業(yè)碳排放總量10%～20%城市。

由CO2排放量核算及碳達(dá)峰評(píng)估結(jié)果確定，重點(diǎn)控制區(qū)域?yàn)橹胁康貐^(qū)，重點(diǎn)控制城市為長(zhǎng)春市、吉林市，次重點(diǎn)控制城市為四平市和白城市。

3" 結(jié)論

1）本項(xiàng)目對(duì)吉林省火電行業(yè)2011—2020年發(fā)電企業(yè)進(jìn)行各能源消耗進(jìn)行調(diào)查，并用公式法對(duì)CO2排放量進(jìn)行核算。經(jīng)核算，2011—2020年期間，CO2總排放量在9851～12 526萬(wàn)t，2020年為12 526萬(wàn)t。

2）用“歷史達(dá)峰判斷”法對(duì)分別對(duì)整體火電行業(yè)和各城市CO2排放量達(dá)峰評(píng)估。結(jié)果表明，火電行業(yè)CO2排放量趨勢(shì)走線近幾年呈上升趨勢(shì)，整體沒(méi)有碳達(dá)峰；10個(gè)地市中達(dá)峰城市3個(gè)，分別為通化、白山和延邊地區(qū)，潛力達(dá)峰城市1個(gè)，為梅河口地區(qū)；未達(dá)峰城市6個(gè)，分別為長(zhǎng)春、遼源、吉林、四平、松原和白城地區(qū)；從地理區(qū)域分析判斷，東部地區(qū)碳達(dá)峰，中部和西部地區(qū)未達(dá)峰。

3）評(píng)估結(jié)果顯示，2011—2020年期間，吉林省火電行業(yè)CO2排放主要控制區(qū)域?yàn)橹胁康貐^(qū)，占吉林省排放總量的65%～72%；重點(diǎn)控制城市為長(zhǎng)春市、吉林市，次重點(diǎn)控制城市為四平市和白城市。

通過(guò)對(duì)吉林省火電行業(yè)碳排放核算和碳達(dá)峰現(xiàn)狀的評(píng)估，確定碳排放重點(diǎn)控制地區(qū)和重點(diǎn)控制城市，為“十四五”及“十五五”時(shí)期火電行業(yè)碳減排及助力碳達(dá)峰的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支撐。

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第一作者簡(jiǎn)介：劉穎（1974-），女，正高級(jí)工程師。研究方向?yàn)榇髿馕廴痉乐巍?/p>