往期的文章大多是从宏观的角度分析碳排放量，例如以基准线法、历史强度下降法和历史排放法评估某个地区的碳排放总量，而对单个排放主体的碳排放量的分析文章较少。本文从环保技术角度计算分析燃煤电厂的碳排放量，提供了电厂碳排放量的计算方法，旨在让读者对不同规模电厂的碳排放量有一个定量的认知，进而更具体的了解碳市场。

下面以一台300MW的燃煤发电机组为例，通过不同的方法计算其每年的碳排放量。

       第一种算法：烟气量法。一台300MW机组的烟气量大约是100万Nm³/h，其中烟气中的CO₂含量为14%左右，按电厂年运行时间8000小时计算，结合CO₂的标态摩尔质量44g/mol以及气体摩尔体积22.4L/mol这些参数，通过以下公式计算每年的碳排放量：

EA₁=1000000Nm³/h×8000h×0.000044t/mol÷0.0224Nm³/mol×14%=2200000t

      即通过烟气量法计算得到：一台300MW机组的燃煤电厂若满负荷运行1年，每年排放的CO₂大约为220万吨。同理可计算600MW、1000MW机组的碳排放量，与机组容量成正相关关系，但比例系数有细微差异。

      第二种算法：煤质分析法。该案例中的燃料为烟煤，机组的燃煤量为144t/h左右，电厂年运行时间按8000小时计算；通过煤质分析，其收到基碳为53%左右，假定燃烧后煤种的C全部转化为CO₂。因此CO₂的年排放量为：

EA₂=144t/h×8000h×53%×0.000044t/mol÷0.000012t/mol=2238720t

      即通过煤质分析法计算得到：一台300MW机组的燃煤电厂若满负荷运行1年，每年排放的CO₂大约为224万吨。使用煤质分析法计算碳排放量的时候，燃煤量是随着煤质优劣而变化的，若燃用优质煤，其收到基碳占比更高，所需燃煤量更低，例如无烟煤；相反，若燃用劣质煤，其收到基碳占比更低，所需燃煤量更高，例如褐煤。

      使用第二种方法计算的碳排放量一般会高于第一种计算方法，因为在实际工况中，燃料中的C不可能100%转化为CO₂，还有一部分转化为灰渣及少量CO等。

      第三种算法：排放系数法。该煤种热值为5000Kcal/Kg左右，查找《2006年IPCC国家温室气体清单指南》中对应的排放系数为1.98，因此CO₂的年排放量为：

EA₃=144t/h×8000h×1.98=2280960t

      综上所述，我们对火电行业的直接排放源产生的碳排放量有了定量的分析。需要注意的是，碳排放权交易中所指的碳，除了CO₂，还有其他温室气体；在碳盘查过程中，CO₂的运营边界除了直接排放源，还有能源间接排放，以及企业活动引起的其他排放。这些温室气体的总量计入到碳排放权配额中。

      那么，各省份如何分配碳排放权配额呢？

      广东省为例，广东省发改委发布了《广东省2018年度碳排放配额分配实施方案》，其中对电力行业配额的计算方法采用基准值法，具体的计算方法见下表：

表1 广东省2018年度控排企业配额计算方法

      表1中的数据，300MW的循环流化床机组的基准值为908gCO₂/千瓦时，若电厂整年度满负荷运行，年运行小时数按8000h计算，则其发电量达到24亿千瓦时，进而计算其一年的碳排放权配额为：

EA₄=300000kW×8000h×0.000908t/(kW·h)=2179200t。

      得到在广东省内的1台300MW机组在满负荷全时段运行时的碳排放量配额为218万吨左右，低于EA₁~EA₃计算的CO₂排放量，说明碳排放配额是不足的状态，对控排企业存在缺口。但电厂一般不会长时间满负荷运行，部分电厂常在夜间按照75%负荷或者50%负荷运行；又因用电供需关系的影响，部分电厂的年运行小时数也会低于8000小时。因此部分电厂的实际发电量会低于配额基准量，进而这些电厂的碳排放配额会存在富余。

根据2019年2月国家统计局发布的各省市发电量数据，广东省的火力发电量为3260.1亿千瓦时，按照以上的计算方法综合考虑，预估2018年广东省的燃煤发电机组所产生的碳排放量约为2.8亿吨。广东省发改委在《广东省2018年度碳排放配额分配实施方案》中给纳入碳排放管理的249家企业发放的配额总量共计4.22亿吨，因此，2018年广东省内的燃煤发电机组实际产生的碳排放量占据了全省碳排放配额的65%左右，该数据已经超过全国火电行业碳排放量所占全国碳排放总量的比例。

      随着碳排放配额基准值的逐年收紧，以及纳入监管企业的范围的增加，碳排放配额的缺口将会慢慢显现，碳排放配额及碳排放量的计算难度及复杂程度也会慢慢增加。因此，掌握碳排放量的计算方法越来越重要，将会成为碳市场参与人的一种基本能力。

作者：王瑞洋