海上油田群原油產(chǎn)品碳足跡評價方法和建議

牛黎明 張景奇 李子旭

中國海洋石油集團有限公司節(jié)能減排監(jiān)測中心

0 引言

企業(yè)碳盤查、建設(shè)項目碳排放環(huán)境影響評價、產(chǎn)品碳足跡評價分別從組織層面、項目層面、產(chǎn)品層面三個維度核算分析碳排放情況。2013-2015 年，國家發(fā)改委先后頒布3 批次24 個行業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南?！吨袊吞烊粴馍a(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》［1］用于指導(dǎo)油氣生產(chǎn)企業(yè)準確核算組織層面的碳排放。油氣開采行業(yè)的建設(shè)項目可以參照2021 年生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《重點行業(yè)建設(shè)項目碳排放環(huán)境影響評價試點技術(shù)指南（試行）》［2］進行碳排放環(huán)境影響評價工作，而國家、行業(yè)層面均尚未發(fā)布海產(chǎn)原油產(chǎn)品碳足跡評價相關(guān)標準或指南性文件。本文以海上油田群原油為研究對象，將其全生命周期階段分為勘探階段、施工建設(shè)階段、開采生產(chǎn)階段和運輸階段，提出海上油田群原油產(chǎn)品碳足跡評價方法。

1 評價范圍

1.1 評價標準

國際上常用的產(chǎn)品碳足跡標準主要是國際標準化組織發(fā)布的ISO 14067 和英國標準學(xué)會發(fā)布的PAS 2050。ISO 14067 和PAS 2050 作為產(chǎn)品碳足跡評價的通則性規(guī)范，對評價原則、排放與清除要求、評價方法等內(nèi)容作出了規(guī)定［3-4］。

國內(nèi)主要是地方標準，主要有上海市發(fā)布的《產(chǎn)品碳足跡核算通則》（DB31/T 1071-2017）、深圳市發(fā)布的《產(chǎn)品碳足跡評價通則》（SZDB/Z 166-2016）及服裝、手機、微型計算機等6個具體產(chǎn)品的碳足跡評價技術(shù)規(guī)范。國家層面尚未制定產(chǎn)品碳足跡評價通則。國家、行業(yè)、地方均未制定原油產(chǎn)品的碳足跡評價技術(shù)規(guī)范。

本文參考ISO 14067、PAS 2050及上海市和深圳市的地方標準，對海上油田群原油產(chǎn)品的碳足跡核算方法進行研究。

1.2 功能單位

在產(chǎn)品碳足跡分析中，功能單位是對產(chǎn)品系統(tǒng)中輸出功能的度量。功能單位的基本作用是在進行碳足跡分析時提供統(tǒng)一的計量輸入和輸出的基準。對于海上油田，產(chǎn)品主要是原油，同時有伴生氣（天然氣）產(chǎn)生。原油和天然氣是同一個產(chǎn)品系統(tǒng)中產(chǎn)生的兩種產(chǎn)品，為共生產(chǎn)品。為避免分配，在計算海上油田群原油產(chǎn)品碳足跡時，將天然氣產(chǎn)量按照熱值換算為原油產(chǎn)量，將產(chǎn)量數(shù)據(jù)以油氣當(dāng)量表示，以1 t油氣當(dāng)量為功能單位。海上油田群原油產(chǎn)品碳足跡的計算結(jié)果是每生產(chǎn)1 t 油氣當(dāng)量的溫室氣體排放量。油氣當(dāng)量的計算公式如下：

式中，m油氣當(dāng)量為油氣當(dāng)量，單位是噸油氣當(dāng)量；m原油產(chǎn)量為原油產(chǎn)量，單位是t；V天然氣為天然氣產(chǎn)量，單位是m3；α為天然氣產(chǎn)量按熱值折算為原油產(chǎn)量的換算系數(shù)，一般取1 255。

1.3 系統(tǒng)邊界

原油作為一種能源產(chǎn)品，計算從“搖籃到大門”的碳足跡，即前期準備過程、產(chǎn)品生產(chǎn)過程及運輸過程，不包括下游的產(chǎn)品使用和廢棄過程。具體包括階段如表1所示。

表1 產(chǎn)品碳足跡系統(tǒng)邊界選取

根據(jù)海上油田群原油的生產(chǎn)特性，將其系統(tǒng)邊界分為四個階段，分別是勘探階段、施工建設(shè)階段、開采生產(chǎn)階段和運輸階段?？碧诫A段是了解地下地質(zhì)情況，識別勘探區(qū)域，發(fā)現(xiàn)油氣田，探明油氣儲量，為油氣田開發(fā)而做的前期準備活動。施工建設(shè)階段主要是導(dǎo)管架、海上平臺、FPSO（浮式生產(chǎn)儲卸油裝置）等所有海上生產(chǎn)設(shè)施（設(shè)備）的建造與安裝。開采生產(chǎn)階段包括油氣開采、油氣處理、原油儲存等過程。運輸階段是指合格原油從FPSO或陸地終端運輸?shù)较掠纹髽I(yè)的過程。海上油田群原油產(chǎn)品碳足跡核算系統(tǒng)邊界圖見圖1。

圖1 海上油田群原油產(chǎn)品碳足跡核算系統(tǒng)邊界圖

2 核算方法

2.1 核算注意事項

1）產(chǎn)品碳足跡評價項目的核算周期一般為1年，而前期勘探階段和施工建設(shè)階段服務(wù)于油田的整個設(shè)計壽命周期內(nèi)。因此，需要根據(jù)油田設(shè)計壽命，計算前期勘探階段和施工建設(shè)階段的年均溫室氣體排放量。

2）原油屬于能源類產(chǎn)品，在生產(chǎn)流程中不需要加入其它物質(zhì)作為原料，在工藝處理過程中僅有部分化學(xué)藥劑作為工藝輔料消耗，如破乳劑、防垢劑、消泡劑、清水劑、殺菌劑等。計算使用化學(xué)藥劑產(chǎn)生的溫室氣體排放時，應(yīng)搜集化學(xué)藥劑MSDS，核實化學(xué)藥劑的有效成分及比例。

3）海上油田群消耗的化石燃料包括外購化石燃料和自產(chǎn)自用化石燃料。外購化石燃料的排放因子應(yīng)包括生產(chǎn)過程排放因子和燃燒過程排放因子。由于在計算碳足跡過程中已包括自產(chǎn)自用化石燃料生產(chǎn)過程的溫室氣體排放，因此自產(chǎn)自用的化石燃料的排放因子為燃燒過程排放因子。

2.2 各階段排放源

海上油田群原油產(chǎn)品碳足跡核算結(jié)果應(yīng)以CO2當(dāng)量（kg CO2e）為單位，量化分析生產(chǎn)1 t油氣當(dāng)量的溫室氣體排放量，計算公式如下：

式中，E碳足跡為生產(chǎn)1 t油氣當(dāng)量的溫室氣體排放量，單位是kgCO2e；E勘探階段、E施工建設(shè)階段、E生產(chǎn)階段、E運輸階段分別為勘探階段、施工建設(shè)階段、開采生產(chǎn)階段和運輸階段的溫室氣體排放量，單位是kgCO2e。

勘探階段應(yīng)核算勘探船消耗的柴油產(chǎn)生的溫室氣體排放、鉆完井過程中消耗的柴油產(chǎn)生的溫室氣體排放、試井過程中伴生氣放空產(chǎn)生的溫室氣體排放。

海上油氣田的開發(fā)生產(chǎn)位于大海中，需要利用海上生產(chǎn)設(shè)施來實現(xiàn)。施工建造階段應(yīng)核算海上生產(chǎn)設(shè)施生產(chǎn)、安裝過程中產(chǎn)生的溫室氣體排放。由于海上生產(chǎn)設(shè)施種類較多，數(shù)量龐大，因此施工建造階段主要核算生產(chǎn)設(shè)施制造、安裝過程中產(chǎn)生的溫室氣體排放。包括導(dǎo)管架、海上平臺、FPSO、注水管道和混輸管道等海底管道制造過程中消耗鋼材產(chǎn)生的溫室氣體排放，導(dǎo)管架、海上平臺、FPSO安裝過程及海底管道的鋪設(shè)過程中消耗的化石燃料產(chǎn)生的溫室氣體排放。

原油生產(chǎn)階段過程復(fù)雜，溫室氣體排放源較多，因此將生產(chǎn)階段細分為電力熱力消耗子單元、火炬放空子單元、動力供應(yīng)子單元、氣體逸散子單元、其它子單元。電力熱力消耗子單元應(yīng)核算自發(fā)電供熱消耗的原油、天然氣等產(chǎn)生的溫室氣體排放及外購岸電產(chǎn)生的溫室氣體排放。火炬放空子單元應(yīng)核算火炬天然氣燃燒和火炬天然氣冷放空產(chǎn)生的溫室氣體排放。動力供應(yīng)子單元應(yīng)核算柴油吊機、柴油泵等消耗柴油產(chǎn)生的溫室氣體排放。氣體逸散子單元應(yīng)核算生產(chǎn)設(shè)施的甲烷（CH4）放空與逸散排放、CO2滅火器逸散排放、高壓電氣設(shè)備保護氣SF6逸散排放。其它子單元應(yīng)核算守護船等船舶及運輸直升機消耗化石燃料產(chǎn)生的排放、化學(xué)藥劑生產(chǎn)過程產(chǎn)生的排放、生活垃圾和生產(chǎn)垃圾處理過程中產(chǎn)生的溫室氣體排放。

運輸階段應(yīng)核算油輪運輸過程中消耗化石燃料產(chǎn)生的溫室氣體排放、油罐車運輸過程中消耗化石燃料產(chǎn)生的溫室氣體排放、管道輸送過程中甲烷逸散排放、原油在碼頭儲存過程中甲烷逸散排放（見表2）。

表2 各階段溫室氣體排放源匯總表

3 海上油田群原油產(chǎn)品碳足跡評價建議

1）建議新建油田在開發(fā)建設(shè)初期加強能源、資源消耗數(shù)據(jù)信息的記錄與管理，詳細記錄勘探過程中的化石能源消耗量，記錄各種生產(chǎn)設(shè)施的建材種類、建材用量以及能源消耗量，記錄平臺安裝與海管鋪設(shè)過程中的能源消耗量等信息。將數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一保存和管理，在勘探階段與施工建設(shè)階段結(jié)束后，將數(shù)據(jù)隨同項目資料交付給原油生產(chǎn)單位，以便于準確進行碳足跡排放核算。避免因油氣田開發(fā)周期長而導(dǎo)致油氣田開發(fā)前期的能源、資源消耗數(shù)據(jù)信息缺失。

2）在進行海上油田群原油產(chǎn)品碳足跡評價過程中，排放因子應(yīng)優(yōu)先選用實測值。建議原油生產(chǎn)單位向供應(yīng)商搜集經(jīng)計算、經(jīng)核證的排放因子，準確核算碳足跡。如無實測值，再使用數(shù)據(jù)庫中的缺省值。建議原油生產(chǎn)單位優(yōu)先采購可以提供實測排放因子的產(chǎn)品，優(yōu)先采購能源、資源排放因子較低的產(chǎn)品。

3）海上油田群原油產(chǎn)品碳足跡評價相對于海上油田群碳盤查、新建海上油田項目碳評工作評價范圍大，計算數(shù)據(jù)多，除需要搜集原油開采單位的能源、資源消耗數(shù)據(jù)外，還需要搜集勘探單位、工程建設(shè)單位等供應(yīng)商的相關(guān)數(shù)據(jù)。建議原油生產(chǎn)單位在基于大量數(shù)據(jù)對比分析工作的基礎(chǔ)上，核實供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)真實性，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)在流轉(zhuǎn)過程中的失誤，提高碳足跡計算結(jié)果的準確性。

4）建議原油生產(chǎn)單位在開展原油產(chǎn)品碳足跡評價工作的基礎(chǔ)上，進行原油產(chǎn)品碳足跡標識認證工作。降低化石能源開發(fā)生產(chǎn)過程中的碳排放，減少能源產(chǎn)業(yè)鏈的碳足跡是實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要手段。通過開展原油產(chǎn)品碳足跡標識認證工作，為下游企業(yè)提供真實、可信的能源產(chǎn)品碳足跡數(shù)據(jù)，為下游產(chǎn)品的碳足跡評價工作提供相關(guān)信息和數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)語

本文將海上油田群原油產(chǎn)品從“搖籃到大門”的全生命周期分為四個階段，分別是勘探階段、施工建設(shè)階段、開采生產(chǎn)階段和運輸階段，并提出了海上油田群原油產(chǎn)品碳足跡核算方法。通過開展海上油田群原油產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)的溫室氣體排放評價工作，可以掌握原油在生產(chǎn)過程中全生命周期的碳排放數(shù)據(jù)分布情況，為企業(yè)內(nèi)部以及供應(yīng)鏈的管理提供依據(jù)，在國家和行業(yè)大力推進綠色制造體系建設(shè)與綠色低碳發(fā)展的背景下具有重要意義。