本文原载于《中国水泥》杂志,经授权转载,作者为NRDC城市项目组赵喜龙。
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水泥行业即将纳入全国碳市场,进入强制的量化减排阶段。因此,碳排放计量的准确性就变得十分重要,这不仅关乎到我国双碳目标的实现,也关乎到企业自身的经济利益。
水泥行业的碳排放约占全国碳排放总量的13%,行业的减排对双碳目标的实现至关重要。评判一个国家是否实现了碳达峰碳中和,依据来自国家温室气体排放清单的数据。如果碳排放计量数据不准确,将直接影响碳排放清单的制定以及减排政策和目标的制定,从而影响双碳目标的实现。
水泥纳入碳市场后,企业需要根据碳配额定期完成清缴工作,碳配额超出部分需要在碳市场购买,碳配额结余部分则可以在碳市场中进行交易变现。如果碳排放计量数据不准确,双方就无法进行交易。
计量方法与碳市场
目前,水泥行业碳排放的计量方法主要有核算法和在线监测法。核算法根据质量守恒原理,通过计算原材料输入端的碳含量,间接计算出二氧化碳排放量。在线监测法则是在废烟气排放烟囱上安装计量仪器,对含二氧化碳烟气进行连续监测,直接获得排放量数据。目前,我国大部分水泥企业采用的是比较成熟的核算法。在线监测法没有大范围推广的原因有二。一是在线监测法还处于试点阶段,企业需要额外投资安装在线计量设备。二是因为缺少对计量结果质量的评价标准和相关研究,业内对在线监测法有所质疑,认为通过这种方法获得的数据波动范围大、不可信。
无论是采用核算法还是在线监测法,企业是自己核算或是请第三方进行核算,都应该对最终的核算结果给出可信程度的情况说明,然后再提交主管部门进行碳核查。在碳排放核算过程中,除了需要对计量的参数进行重复计量,减小测量误差以外,还需要对重复计量数据的波动大小进行评估,以说明计量工具或者方法本身是否可靠,评价获得的平均值是否可信,即不确定度①。如果数据波动范围较大,则说明计量工具或者方法不可靠,数据的不可重复性较高,不确定度也就较高,从而可以得出结论,数据结果本身就不可信。反之,数据波动范围越小,则说明计量工具或者方法越可靠,数据就越可信。
如前所述,碳排放计量数据的准确性是碳市场买卖双方交易的必要条件。为了保障交易的顺利进行,核算方不仅要提供重复计量结果的平均值,还要进一步说明平均值是包含在多大的可信概率下的波动范围,只有这样,计量数据的表达才算完成,数据才能在碳市场中使用。
评价数据的不确定度
核算法和在线监测法虽然都可以获得水泥企业的二氧化碳排放数据,但两者在计量原理、计量工具和采集的数据点选择方面有所不同,最终获得的数据质量必然存在差异。那么,采用哪种计量方法获得的数据波动范围更小、不确定度更低呢?
在NRDC的支持下,天津市硅酸盐学会近期完成了国内首个水泥行业碳排放计量不确定度的评价标准研究,对核算法和在线监测法,分别提出了科学的计算方法,并对两种方法的适用场景提出了相关建议。
通过实际原料输入数据验证,当水泥企业用核算法计量二氧化碳排放量时,在可信概率为95%的范围下,计量数据的波动幅度可高达36%,说明采用核算法计量的碳排放数据的波动范围较大,不确定度较高,数据可信度低。主要原因是由于核算法涉及的测量参数较多,多数水泥企业不具备实测一些重要参数的条件,通常采用缺省值计算,例如煤的热值和单位热值含碳量等。但即使各缺省值采用实测获取,最终计量结果的不确定度也在10%以上。
相比之下,在线监测法涉及的测量参数较少,主要通过测量烟气流量以及二氧化碳含量直接获得二氧化碳排放数据。通过对水泥生产企业现场在线监测计量,同样在可信概率为95%的范围下,其计量数据的波动幅度为10%左右,说明采用在线监测法计量的碳排放数据波动范围较小,不确定度较低,数据可信度比核算法高。
从实际情况来看,在项目建设前期环评及能评过程中,由于没有实际运行数据,建议采用核算法,根据经验值或缺省值完成核算,满足环评和能评要求。当水泥企业参加碳排放交易时,可以考虑采用在线检测法,或者采用核算法,但其中的缺省值应采用企业实测数据,以提高碳排放量测量的准确性,保障企业利益。
① 不确定度:利用可获得的信息,表征赋予被测量量值分散性的非负参数。