LNG接收站碳排放量計算方法的研究

摘要：鑒于對液化天然氣（LNG）接收站二氧化碳排放減少、實現“雙碳”目標的需求，研究依據國際標準ISO14064家族、政府間氣候變化委員會（IPCC）年度報告及國家發展改革委編制的溫室氣體核算方法與報告指南，構建了一套適用于LNG接收站的碳排放量計算方法，并在明確計算邊界的前提下，針對各排放源提出適宜的計算策略。

關鍵詞：液化天然氣接收站；碳排放量；計算方法

引言

2023年7月，中央全面深化改革委員會第二次會議審議通過了《關于推動能耗雙控逐步轉向碳排放雙控的意見》，并指出“從能耗雙控逐步轉向碳排放雙控，要堅持先立后破，完善能耗雙控制度，優化完善調控方式，提升碳排放雙重控制基礎能力建設”。由此可見，應深入理解“雙碳”的深刻意義，碳達峰碳中和不僅是推動現代化進程的必然選擇，同時也有利于推動企業全面實現綠色、低碳、智能化轉型。由于企業溫室氣體排放量的準確核算是實施碳排放管理的前提，因此本研究以某液化天然氣（LNG）接收站為研究對象，對該接收站的碳排放量計算方法進行了深入探討，并提出了相應的建議公式和參數選擇策略。

1 LNG接收站概況

LNG接收站的核心工藝流程主要涵蓋碼頭卸料、液化天然氣儲存、蒸發氣（BOG）處理、液化天然氣輸送及氣化、天然氣外輸、槽車裝卸、火炬泄放及輕烴回收8大系統。本研究對LNG接收站系統大概情況進行概述，只闡述碼頭卸料、液化天然氣儲存、BOG處理、液化天然氣輸送及氣化為代表的4個系統。

1.1碼頭卸料系統

碼頭卸料系統主要由卸料臂、氣相返回臂、液化天然氣卸船管線、液化天然氣循環保溫管路及氣相回流線路構成。液化天然氣運輸船主力型號為175000m3，同時能夠適應30000～266000m3的船型，結合遠洋運輸經驗，液化天然氣運輸船在靠泊時的駐留期限一般為27～35h，LNG卸料需在12～20h內完成。

1.2 LNG儲存系統

采用安全性高、可靠性強的全容式預應力混凝土儲罐作為LNG儲存設施，氣化過程中可選擇開架式海水氣化器（ORV）、浸沒燃燒式氣化器（SCV）或中間介質氣化器（IFV）。LNG通過外輸高壓泵提升至外輸壓力，隨后經過氣化器進行氣化處理，最終通過管道外輸。

1.3 BOG處理系統

BOG處理系統是將儲存在LNG儲罐中的蒸發氣壓縮至較低壓力，并與LNG在冷凝器混合。通過利用LNG增壓后產生的過冷量，實現蒸發氣再冷凝。冷凝后的LNG經由高壓輸送泵加壓，以滿足外輸需求。在經過氣化器處理后，LNG的一部分冷量被利用，從而降低了BOG壓縮機的能耗，實現節能和降低投資成本。

1.4 LNG輸送及氣化系統

LNG在儲罐內通過低壓泵增壓后，通過管道輸送至LNG槽車裝車單元。每個單元配備1套裝車撬，包括液相裝車載臂和氣相返回臂。LNG通過液相裝車臂進行裝車，槽車內的LNG蒸發氣體通過氣相返回臂匯至BOG總管，進而與LNG儲罐相連，以保證系統的壓力平衡。若LNG接收站有富液，可以利用罐內低壓泵提升后，將其輸送至輕烴回收單元。通過輕烴回收單元的LNG升壓泵增壓，并進行換熱、閃蒸處理，液相隨后被再次升壓至脫甲烷塔。甲烷氣化過程中，液態天然氣與氣體原料在換熱冷卻后通過高壓泵提升，送往氣化單元外部輸出。脫甲烷塔下方的液相成分流入脫乙烷塔（塔內部結構與脫甲烷塔相似），乙烷氣化完成后從塔頂排放，經換熱冷卻后運輸至乙烷儲存罐。在脫乙烷塔底部，混合輕烴通過空冷器進行冷卻處理，然后被輸送到混合輕烴儲罐中進行儲存。乙烷及混合輕烴產品通過裝載運輸至外部設施。

2確定碳排放核算邊界及排放目標

2.1碳排放核算邊界

對企業內部“六大類”溫室氣體（二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟碳化物、六氟化硫、三氟化氮）[1] 辨識的排放源進行識別，同時依據《中國石油天然氣生產企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》 ，確定LNG接收站碳排放核算邊界（見表1），劃分碳排放源，如某LNG接收站將碳排放源分為固定、移動、逸散及間接（外購）4大類15種排放源（見表2）。

2.2碳排放目標

分析接收站生產運行實際，根據本單位實際能耗情況設定碳排放指標（但無統一標準，若接收量增加，碳排放總量可適當增加，強度卻不能增加），碳排放強度=碳排放總量（t）÷LNG接收量（萬m3），并將指標納入績效考核，嚴控碳排放量，把控碳排放強度。

3確定碳排放量計算依據

3.1 ISO 14064

ISO 14064：2006[2] 由3部分標準組成，使得可以通過使用標準化的方法，計算和驗證排放量數值，確保1t二氧化碳的測量方式在全球任何地方都是一樣的。其中，第1部分是組織層次上對溫室氣體排放和清除的量化和報告規范及指南，包括設計、編制、管理、報告某一組織的溫室氣體排放清單的要求；第2部分是項目層次上對溫室氣體排放和清除的量化、監測和報告的規范及指南；第3部分是溫室氣體審定與核查的規范及指南。

3.2 IPCC年度報告

聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）定期發布的評估報告為各級政府提供了可以用來制定氣候政策的科學信息，也是政府間應對氣候變化國際談判的重要素材。其中，對LNG接收站計算來說參考的最多是能源部分，IPCC報告[3] 核算的是全部溫室氣體。

3.3 溫室氣體核算方法與報告指南

適用于LNG接收站的有《中國石油天然氣生產企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》及《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）》。

4燃料燃燒碳排放量計算分析

4.1以燃燒天然氣為例計算二氧化碳排放當量

以計算燃燒1萬m3天然氣排放二氧化碳當量為例，計算二氧化碳排放當量E，如式（1）所示。

E= Σi n（ADi × EFi ×GWPi）" " " （1）

式中 AD—活動數據；EFi—排放因子；GWP—全球暖化潛值。

根據IPCC報告進行排放因子及全球暖化潛值選擇，AD為10 000 m3， EFi為CO2取

56 100kg/TJ、CH4取1kg/TJ、N2O取 0.1kg/TJ，GWP為CO2取1、CH4取28、N2O取265。

通過確定的參數計算：

ECO2=1×389.31÷1 000×56 100

=21 840.291kg=21.84t；

ECH4=1×389.31÷1 000×1=0.38 931kg

=0.00 038 931t；

EN2O=1×389.31÷1 000×0.1=0.038 931

=0.000 038 931t；

ECO2e=21.84+0.00 038 931×28+0.000 038 931 ×

265=21.8 615tCO2e。

4.2以燃燒汽油為例計算二氧化碳排放當量

以計算燃燒1t汽油排放二氧化碳當量為例，計算二氧化碳排放當量E，計算公式仍選式

（1），參數AD為1t，EF為CO2取74 100kg/TJ、

CH4取3kg/TJ、N2O取0.6kg/TJ，GWP為CO2取1、

CH4取28、N2O取265。通過確定的參數計算：

ECO2=44.800÷1 000×1×69 300=3 104.64kg

=3.105t；

ECH4=44.800÷1 000×1×3.8=0.1 702kg

=0.0 001 702t；

EN2O=44.800÷1 000×1×5.7=0.25 536kg

=0.00 025 536t；

ECO2e=3.105+0.0 001 702×28+0.00 025 536×

265=3.1 774tCO2e。

5逸散碳排放量計算

以空調、冰箱等冷媒R134a總裝填量

3 500kg為例，按式（2）計算年度二氧化碳排放當量E逸散。

式中 AD—活動數據；EF—年逸散率；GWP—全球暖化潛值。

參數選AD為3.5t、EF為0.15、GWP為1 300，

E逸散=3 500÷1 000×0.15×1 300=682.5tCO2e。

以SF6開關總裝填量500kg為例，按式（2）計算年度二氧化碳排放當量，參數AD為0.5t、EF為0.005、GWP為23 500，E逸散=500÷1 000×

0.005×23 500=58.75tCO2e。

以二氧化碳滅火器總裝填量2 500kg為

例，按式（2）計算年度二氧化碳排放當量，參數AD為2.5t、EF為0.04、GWP為1，

E逸散=2 500÷1 000×0.04×1=0.1tCO2e。

6間接碳排放量計算

以某單位凈購入電力1億kWh，其中綠電1 000萬kWh，按式（3）計算外購電力的二氧化碳排放當量E間接。

參數AD為1億kWh、EF為0.5 703，E間接=

100 000 000 000wh÷1000 000×0.5 703=57 030tCO2e。

7建立排放清單及制定報告

建立碳盤查工作機制，制定月報并建立各排放源記錄清單，收齊所有數據，若某一排放源同時支配多項活動，這些活動的排放就可集中計算，如柴油發電機同時供多種復合設備，只需要統一按柴油發電機燃料燃燒計算即可。同時，形成碳排放報告，主要內容應包括組織介紹、組織邊界、GHG量化、溫室氣體量化不確定性評估（各排放源數據管理、數據不確定性評估的方法和結果、排放源活動數據不確定性評估）、溫室氣體減量策略與績效等。

8其它計算注意事項

若企業將資產出租或業務外包給其他企業運營，企業作為出租方，其排放不計入該企業的碳排放總量。若企業作為承租方，租賃車輛或辦公場所且享有運營控制權，那么產生的溫室氣體排放則需要納入該企業的總碳排放量。

結語

上述研究給出了LNG接收站當前較為適用的碳排放計算的依據，明確了LNG接收站碳排放計算邊界及排放源種類，便于后續碳排放計算及對比分析。同時，從燃料燃燒、逸散排放及間接排放3大部分進行碳排放計算舉例，詳細給出了計算公式及參數，形成一套較完整的碳排放計算方法，為LNG接收站碳排放管控提供參考建議。

參考文獻

[1]世界可持續發展工商理事會，世界資源研究所.溫室氣體核算體系" 企業核算與報告標準（修訂版）[M].北京：經濟科學出版社，2012.

[2]沈鷹.溫室氣體排放ISO 14064標準在中國企業實施推廣研究[J].煤炭與化工， 2013，36 （04）：156-158.

[3]張建云，王國慶，劉九夫，等.氣候變化權威報告——IPCC報告[J].中國水利，2008（02）：38-40.

作者簡介

于靖雯（1992—），女，漢族，山東東營人，工程師，大學本科，研究方向為節能低碳環保。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-04-12