為了充分了解目前燃煤電廠碳計量現狀，從燃煤電廠碳計量標準、政策和方法進行綜述。我國目前尚缺少完整的碳核算體系，實測法處于初步發展階段，缺少碳核算數據庫，標準體系有待完善；排放因子法應用范圍最廣，但誤差較大，物料衡算法利用碳平衡計算燃煤電廠碳排放量，計算繁瑣；實測法直接測量煙氣流量與煙氣中CO2濃度，在我國政策推動下快速發展；生命周期法可擴大核算邊界；模型法可直接預測碳排放量或元素碳含量，彌補關鍵核算數據缺失問題。實測法精度一般高于核算法，闡明兩者誤差來源，最后從碳交易市場發展、不確定來源探究、碳排放政策法規制定等方向進行展望。

雙碳目標下燃煤電廠碳計量方法研究進展

王萍萍，趙永椿，張軍營，熊  卓

華中科技大學 煤燃燒國家重點實驗室

研究背景

碳排放統計核算是科學制定國家政策、評估考核工作進展、參與國際談判履約等數據依據，出統一規范的碳排放統計核算體系是“雙碳”目標達成的關鍵一環。目前我國規范統一的碳計量技術與歐美等國家先進水平仍存在較大差距，通過研究歐美等國家的溫室氣體管理機制可對我國電力行業碳排放統計核算提供思路。傳統的碳核算方法由于排放因子的選取存在較大誤差，統計的核算數據質量有待加強，多數燃煤電廠未安裝CO2在線監測設備，缺少在線監測數據，碳核算體系不完善。探究適合中國燃煤電廠的碳排放監測、報告與核查制度是我國電力行業碳減排的前提，對“雙碳”目標的達成具有重要意義。

研究內容

介紹了國內外碳核算標準及相關政策，相比歐美等發達國家，我國目前尚缺少完整的碳核算體系，實測法處于初步發展階段，缺少碳核算數據庫，標準體系有待完善；基于核算法和實測法分別介紹了目前燃煤電廠碳計量的排放因子法、物料衡算法、實測法、生命周期法和模型法的發展現狀，并對其優缺點和適用范圍進行總結；論述了核算法和實測法數據對比現狀，闡明核算法的誤差來源主要來自排放因子和凈熱值等數值的選取與測量，實測法的誤差來源主要為煙氣流量和CO2濃度測量，實測法的精度一般高于核算法。最后，從碳交易市場發展、不確定來源探究、碳排放政策法規制定等方向進行展望。

研究結論

1）我國尚缺少完整的碳計量體系，實測法尚處于初步發展階段，缺少完整的碳核算數據庫，標準及政策有待完善。

2）針對國際上流行的碳計量方法，排放因子法應用范圍最廣，計算過程較簡單，但若直接運用IPCC指南的排放因子缺省值計算我國燃煤電廠碳排放，誤差較大；物料衡算法應用較多，利用碳平衡計算燃煤電廠碳排放量，計算中間過程較多，需完整數據才可獲得準確的碳排放量；實測法與其他計算方法不同，可直接測量煙氣中CO2濃度與煙氣流量，理論上可獲得更準確的碳排放數值，在我國政策推動下快速發展；生命周期法可加入電力生產階段的上下游碳排放，故可以擴大核算邊界；模型法可直接預測碳排放量或預測關鍵碳排放數據——元素碳含量，彌補了關鍵核算數據缺失問題。

3）通過對比發現核算法的誤差來源主要來自排放因子和凈熱值等數值的選取和測量，實測法的誤差來源主要為煙氣流量和CO2濃度的測量，但實測法一般優于核算法。我國摻燒現象嚴重，因此，加快實測法的發展是未來發展趨勢。

4）從碳交易市場發展、不確定來源探究、碳排放政策法規制定等方向進行展望，以期為制定中國特色的燃煤電廠碳排放計量方法體系提供參考。① 我國火電行業須加快碳計量方法發展和碳數據庫完善，促進我國碳交易市場的發展，構建完整的碳計量方法標準體系；② 深入探究核算方法的不確定來源，優化核算法和在線監測法；③ 基于全流程碳平衡原理，探究核算法與在線監測法的之間耦合關系，建立數據對比方法，提高碳排放核算數據的準確性；④ 制定相關的政策法規制度，規范電廠碳計量方法流程，保證碳排放數據質量，形成中國特色的統一規范的燃煤電廠碳排放統計核算體系。

重要圖表

圖1 美國發電機組碳核算方法應用情況

圖2 碳排放管理標準性質分類

圖3 燃煤電廠碳流通

圖4 燃煤電廠不同生產階段的碳排放源

引用格式：

王萍萍，趙永椿，張軍營，等.雙碳目標下燃煤電廠碳計量方法研究進展[J].潔凈煤技術，2022,28(10):170-183.

WANG Pingping, ZHAO Yongchun, ZHANG Junying，et al.Research progress on carbon measurement methods of coal-fired power plants under the background of carbon neutrality[J].Clean Coal Technology，2022,28(10):170-183.

通訊作者

趙永椿教授，博士生導師，國家“萬人計劃”青年拔尖人才，華中科技大學學術前沿青年團隊負責人。煤燃燒國家重點實驗室副主任、國家環境保護燃煤低碳利用與重金屬污染控制工程技術中心主任，美國大氣污染物管理協會AWMA會員等。先后主持國家重點研發計劃課題、國家自然基金項目、科技部重大國際合作項目等課題近20項。獲湖北省發明一等獎等獎項4項。獲得國家發明專利授權9項。發表學術論文140余篇，被評為愛思唯爾2020年中國高被引學者。合作撰寫英文著作3部、中文著作3部。

作者簡介

王萍萍，華中科技大學研究生二年級在讀，主要從事碳計量、低碳和新能源高效精準智能化計量檢測技術研究，參加國家重點研發計劃“引領典型行業率先碳達峰的質量基礎協同控制技術體系研究與應用”，獲得“三好研究生”等榮譽稱號。

課題組簡介

非常規污染物控制團隊課題組負責人為張軍營教授，依托于華中科技大學能源與動力工程學院和煤燃燒國家重點實驗室，長期致力于燃燒污染物的排放控制機理研究及技術開發，并取得了豐碩的成果。近年來課題組圍繞燃煤非常規污染物PM2.5、汞等重金屬、CO2等的排放與控制，開展超細顆粒物化學團聚、飛灰廢棄物脫汞、CO2光催化轉化以及多污染物聯合脫除與控制等實驗室機理研究與工業示范。

  本團隊現有教授2人，講師1人，博士后1人，博士生6人，碩士生18人，共發表論文300余篇，申請發明專利50余項。課題組承擔多項國家自然科學基金（包括重大項目課題、優秀青年基金、重點國際合作項目、面上項目等）、國家重點研發計劃項目課題、科技部重大國際合作項目等研究任務，取得了豐厚的成果。化學團聚技術使得顆粒物排放濃度下降50%以上，實現低成本超低排放，先后登上“科技日報”、“中國電力報”、“中國能源報”等；提出了利用飛灰磁珠脫汞的新思路，實現以“廢”脫“毒”，獲得發明專利授權2項，多次在環境科學類TOP1國際權威期刊發表文章；美國Princeton University教授Andrew B.Bocarsly在權威綜述國際期刊Chemical Reviews上大段正面引用我們對CO2轉化的催化劑制備和結果。