基于生命周期法的煤电碳足迹评估-第2页-北极星火力发电网

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2.3 过程排放分析

综合排放清单和碳足迹的计算结果，针对边界过程进行排放对比分析，得到燃煤发电生命周期过程排放结果，如图5所示。燃煤发电产品的生命周期碳排放以直接排放为主，占总排放的99%以上，间接排放总量不足1%。直接排放中，运行发电过程占比最大，占比接近80%。间接排放中，煤炭供给过程占比最大，占比88%左右。

图5 燃煤发电生命周期过程排放分析

Fig.5 Emission analysis of the life cycle process of coal-fired power generation

为深度溯源过程排放，根据排放清单对碳足迹计算结果进行了进一步分析，得到本案例的燃煤发电生命周期清单排放分析结果，如图6所示。

图6 燃煤发电生命周期清单排放分析

Fig.6 Emission analysis of the life cycle inventory of coal-fired power generation

由图5和图6得出以下分析结论：在上游环节中，煤炭开采造成的间接排放占上游环节碳足迹绝大部分，辅料生产部分碳足迹占比不足3%；在核心环节中，煤炭燃烧造成的直接排放占核心环节碳足迹绝大部分，废物利用部分碳足迹绝对值占比超过2%。整体来看，直接排放是燃煤发电生命周期的主要碳排放方式，占据总碳足迹的99%，其中煤炭燃烧造成的直接排放占绝大部分，占比在79%左右，其次是煤炭开采造成的直接排放，占比超过20%。燃煤发电厂的固体废物再利用是燃煤发电生命周期中的唯一碳抵扣源，碳抵扣量可以达到总碳足迹的2%。

2.4 与碳核查的对比

燃煤发电的碳排放核查和碳足迹评估的排放组成高度重合，均以直接燃烧为主。因此，碳排放核查和碳足迹结果的特征应该有相似之处，但机组参数对结果的影响也存在细节上的不同。例如，在单位供电碳排放强度不变的情况下，增加供电量将导致使用煤炭量的增加，此时由于上游环节的煤炭供给过程的碳排放不可忽视，造成单位供电量碳足迹结果的上升。本节针对燃煤发电的机组碳排放核查和碳足迹评估的考核指标，分析其中的联系性和差异性。

根据过程排放分析结论，燃煤发电生命周期的碳足迹集中于煤炭燃烧和煤炭开采的直接排放，这部分排放与电厂的煤质、煤耗量和利用率等密切相关。本节利用燃煤电厂不同机组（机组1~4）的数据，综合理论和数据对比验证，得到机组参数对碳足迹的关键影响情况。

图7 机组1~4的单位供电碳足迹和相关系数关系

Fig.7 Carbon footprint of unit power supply and correlation coefficient of unit 1~4

根据式（6）、式（8）和图7可以看出，单位供电碳足迹和机组的发电碳排放强度Sfd,i、机组的自用电量比率ωi和煤炭的各阶段排放因子Fmt有关。Sfd,i说明燃煤电厂的碳核查结果和碳足迹具有相当程度的相似性。ωi显示了碳核查与碳足迹选取基准的不同，碳核查因为主要考核对象为燃煤电厂，考核的最终目的是限制燃煤电厂的碳排放，故碳排放以单位发电量为基准，而电力碳足迹的评价目的是为下游产品提供数据基础，需要从产品端评价，故电力碳足迹以单位供电量为基准。Fmt则显示了机组的碳排放核查与碳足迹评估的主要不同，差异是由于边界划分不同所导致。

由碳核查和碳足迹的对比可知，燃煤发电在从碳足迹角度去推进减碳工作时，除根据碳核查分析的常规手段，如保障高负荷系数、减少供热比等，还应该从生命周期的角度考虑，降低机组自用电率，通过降低能耗保障燃煤供给阶段的低碳排放。

03结论

本文基于生命周期理论，研究了燃煤发电的碳足迹评价方法。围绕河北省某燃煤发电厂实际案例，通过目标与范围的界定、清单分析、影响评价和结果解释等步骤，完成了“从摇篮到大门”的碳足迹评价工作，得到单位上网电量碳足迹为0.932 kgCO2e/(kW·h)，并总结以下结论。

1）燃煤发电的碳足迹主要集中在核心阶段的燃烧直接排放，占总碳足迹的80%左右，但并不是通常认为的95%以上。这是由于煤炭开采环节存在大量耗能和逸散排放，煤炭在上游过程的碳排放量不容忽视。

2）通过文献的结果对比，降低燃烧直接排放是电厂降低碳足迹的有效手段。通过CCUS等技术手段可以有效降低直接排放，推进现有的CCUS技术发展，通过在建设初期提供政策补贴、推进CO2的商业化利用等方式降低电厂的经济性损失，提高CCUS的普及率，可以有效降低电厂的直接碳排放。

3）燃煤发电的碳足迹降低不只依赖常规的电厂降碳手段。由于上游环节的煤炭相关排放也具有较高占比，建议未来的政策方向加强上游约束，通过碳标签等方式推进煤炭生产相关企业的降碳工作，以达到电力生产全产业链降碳的目的。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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