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火电厂烟气二氧化碳排放连续监测需进一步优化 2025年06月04日 

■ 魏子杰

在全球气候治理加速重构与低碳技术革命交汇的历史节点,碳管理正演变为重塑全球经济规则的战略工具。我国已经把碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局和经济社会发展全局。

实现“双碳”目标,能源是主战场,电力是主力军。二氧化碳连续监测技术通过在火电厂排放烟气的水平烟道或垂直烟囱选择直管段匀速流场,布置安装二氧化碳分析仪、流量计等监测设备,在线测量二氧化碳浓度、烟气流速、温度、湿度等参数,进而计算二氧化碳排放总量。相比质量平衡法(以下简称“核算法”),连续监测法具有自动化水平高、监测数据频次高、运行管控简洁等优势。

20世纪90年代初,美国发布酸雨计划,规定装机超过25兆瓦的燃煤和其他固体燃料机组必须安装CEMS系统监测二氧化碳排放量,通常将在线监测点位设置在烟囱80米高处,测点处气态污染物混合均匀,数据代表性高。截至2015年,美国73.9%的火电机组应用CEMS进行碳排放监测且使用超声波流量计测量烟气流速。而欧盟在其碳排放权交易市场第三阶段(2013—2020年)明确规定纳入碳市场的企业采用连续监测法与核算法的数据结果具有等效性,并根据年度排放量对数据质量进行分级管理。

我国连续监测技术主要用于烟气污染物排放,应用监测二氧化碳排放量则起步较晚。2021年前,仅有少量火电机组开展试验性研究。2020年6月,生态环境部公布《生态环境监测规划纲要(2020—2035年)》,提出遵循“核算为主、监测为辅”的原则,在火电行业率先开展二氧化碳排放连续监测法(CEMS)试点。2021年9月和2023年9月,生态环境部先后印发《碳监测评估试点工作方案》《深化碳监测评估试点工作方案》,其中安排五大发电集团两批合计114台火电机组参与连续监测法试点。

2021年9月,生态环境部选择国家能源集团、中国华电、上海电力的22台火电机组参加碳监测首批试点。22台试点机组54个自然月监测碳排放量1130万吨,核算碳排放量1064万吨,相对误差6%。根据试验数据、比对结果以及有关技术成果,仍存在烟道匀速流场选择困难、烟气流速测量精确度不高、数据比对偏差不规律等问题。

针对这些问题,建议集智聚力协同攻关,重点突破烟道流速测量不准难题。通过多场景比对,确定试点机组监测点位最优布置,流速测量设备最优选型,明确具体方案,再差异化小范围开展试点。可参考美国做法和针对试点存在问题,选择烟囱高位稳定流场,采用多声道超声波流量计交叉安装方式,先解决烟气流速测准问题,进而互证研究核算法可能存在的偏差环节。

通过试点试验,深入研究流速测量的影响因素、速度场系数与机组负荷变化的关系。试验阶段,成立机构专班,规范化验操作,减少过程争议,保证核算数据质量。通过机组稳负荷和变负荷运行,积累对比数据,严谨科学开展试点工作。同时,充分应用信息化和过程视频监控手段进行核算法全流程作业管控,加强监测设备校准校验,溯源采集原始数据,严格指标数据存证,避免人为干扰数据,压实管理责任,落实碳监测试点试验环节,突出效果核验,审慎推广。打牢核算法基础,注重运用信息技术、区块链技术和AI+技术,共同维护全国碳排放权交易市场现有机制公平公正运行。

〔作者为国家能源集团龙源(北京)碳资产管理技术有限公司党委书记、董事长〕

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