连续监测方法在全国碳市场的应用挑战及展望
2021-05-15 中创碳投 易碳家
目前广泛使用的温室气体排放量化方法主要有两种:即基于核算的方法和基于连续监测的方法。基于核算的方法是指通过活动数据乘以排放因子或通过计算生产过程中的碳质量平衡来量化温室气体排放量。基于连续监测的方法是通过直接测量烟气流速和烟气中CO2浓度来计算温室气体的排放量,主要通过连续排放监测系统(CEMS)来实现。
 
连续监测系统主要包括气体取样和条件控制系统、气体监测和分析系统、数据采集和控制系统等。连续监测方法能够实时、自动地监测固定排放源温室气体排放量,具有数据显示更加直观、操作简便的特点。

连续监测方法应用现状
 
美国、欧盟已有较成熟的应用。美国环保署(EPA)采用CEMS数据作为报送数据,2015年美国73.9%的火电机组应用连续监测方法进行碳排放监测;而在欧盟碳交易体系(EU ETS)下,连续监测方法与核算方法的监测结果具有等效性,2019年有155个设施采用连续监测方法,主要集中在德国、法国、捷克等。
 
我国尚在摸索阶段。在北京市、上海市、广东省、深圳市和湖北省的核算和报告指南中提到,允许使用连续监测的方法来确定温室气体排放量,但由于缺乏具体的监测和报告要求,如监测参数、监测要求、质量保证和质量控制措施等,导致实际上难以实施。我国很少有企业采用CEMS直接监测碳排放量。

连续监测方法应用面临的挑战e#
 
应用范围有限。连续监测方法主要适用于固定装置及单一排放口。在全国碳排放权交易体系覆盖的八大行业中,化工、石化行业生产工艺流程复杂排放口多,如果要测算企业法人边界的排放量,需要安装多套连续监测装置,操作可行性较差。此外,有色金属和造纸行业的直接排放量较小,不太适合采用连续监测方法。最后,电力和热力消耗导致的间接排放量只能采用核算方法进行量化,这意味着在所有行业中,为了量化企业层面的排放量,即使直接排放量可用连续监测方法确定,间接排放量仍需采用核算的方法得出。
 
数据质量有待提升。监测的排放量的数据质量是一个重要问题,其中影响最大的参数是CO2浓度和烟气流速。CO2浓度的数据质量不确定度较低,然而烟气流速的数据质量不确定度较高。此外,理论上采用基于连续监测的方法和基于核算的方法应具有可比的数据质量,然而一些研究结果表明实际情况并非如此。
 
相关成本较高。据国内少数安装CEMS监测温室气体排放量的电厂介绍,质量较高的CO2浓度测量设备及烟气流速测量设备总采购成本在7.14~24.28万美元之间。如果考虑到年运营成本,CEMS的使用成本将更高。与此相反,我国核算方法额外成本相对较低。以电力行业为例,即使企业根据指南要求每月测量燃煤的元素碳含量,每年的额外成本也仅为430美元,远低于基于连续监测方法的费用。
 
需建立一系列支撑体系。借鉴欧盟ETS及美国EPA经验,如果连续监测方法即将在我国ETS中应用,则需要建立一系列的支撑体系,如监测和报告方法、核查和认证体系等。虽然在我国污染物控制体系下发布了多个与CEMS相关的技术指南和管理规范,但都不涉及CO2排放量的测量。此外,这些指南均以相对准确度为指标对数据质量进行量化,不能确定参数和总排放量的绝对不确定度。
 
一致性问题尚待解决。由于碳市场与污染物防控体系的目标不同,这两个体系对数据质量的要求也不同。传统的污染物防控体系监测到的烟气流速、温度、压力等参数,如果没有进一步的数据质量分析,将不能直接用于碳市场。另一方面,我国已根据核算方法确定了历史排放数据及电力行业配额分配基准值,该基准值将在全国碳市场的第一阶段使用。如果要在全国碳市场中应用连续监测的方法,则需要解决一系列问题,例如如何确定基准值?基准值能否采用核算方法下的历史排放量来确定?是否只能用连续监测的方法还是两种方法都可以使用?对于数据质量,连续监测方法下量化的温室气体排放量是否应与核算的方法进行验证还是与燃料消耗量进行验证?

连续监测方法应用建议及展望
 
试点设施中获得应用连续监测方法的经验。连续在线监测方法适用于固定源且最好为排放口单一的情况,建议选择电力行业做为试点进行研究。根据电力行业试点设施的监测数据,可以得出一些初步结论。在此基础上,可以提出相关建议,如是否在整个电力行业推广连续监测的方法,并将其进一步推广到其他使用行业如水泥行业等。同时在决策过程中,要考虑使用连续监测方法的相关成本。经过综合分析后,如果有可能在全国碳市场中应用连续监测的方法,则可以执行以下步骤。
 
建设一系列配套体系。为保证连续监测方法的顺利应用,需要建立一系列的支持体系,如监测和报告方法、核查和认证体系。一方面要通过建立支撑体系来保证数据的准确性和可靠性;另一方面,在全国碳市场中,连续监测方法可能与核算方法并存,因此规定各自方法的数据质量要求非常重要,以确保排放数据的可比性,并确保控排企业在这两种方法下处于平等的竞争环境。
 
解决一致性问题。首先需解决监测二氧化碳与监测污染物排放的CEMS设备的一致性问题,确保污染物控制体系下的烟气流速是否可以满足ETS的要求。此外,基于核算方法的历史排放量很难直接用于确定连续监测方法的基准值, 较为合适的做法是在一定时期内(如1~2年)积累连续监测数据,并据此设计相关基准值。
 
连续监测方法在未来全国碳市场中的应用展望。从长远来看,基于试点设施应用连续监测方法的经验,以及一到两年积累的实际排放数据,连续监测方法也可应用于全国碳排放权交易体系的某些行业,甚至在某些行业(例如发电行业),在满足同等数据质量的前提下,两种方法可以并存。但是,由于应用范围的限制,连续监测的方法不可能完全取代核算方法。
 
阅读
广告
下载

易碳家APP

碳市场资讯、行情,让您炒碳无忧!