热电联产的产品碳足迹量化与评价_刘含笑

化工进展 ChemicalIndustryandEngineeringProgress ISSN1000-6613,CN11-1954/TQ 《化工进展》网络首发论文 题目：热电联产的产品碳足迹量化与评价 作者：刘含笑，单思珂，方建，林青阳，于立元，方倪，刘小伟，刘忠，陆诗建 DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2024-0792 收稿日期：2024-05-13 网络首发日期：2024-08-12 引用格式：刘含笑，单思珂，方建，林青阳，于立元，方倪，刘小伟，刘忠，陆诗建．热电联产的产品碳足迹量化与评价[J/OL]．化工进展.https://doi.org/10.16085/j.issn.1000-6613.2024-0792 网络首发：在编辑部工作流程中，稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。录用定稿指内容已经确定，且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期刊特定版式（包括网络呈现版式）排版后的稿件，可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合《出版管理条例》和《期刊出版管理规定》的有关规定；学术研究成果具有创新性、科学性和先进性，符合编辑部对刊文的录用要求，不存在学术不端行为及其他侵权行为；稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的技术标准，正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。为确保录用定稿网络首发的严肃性，录用定稿一经发布，不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容，只可基于编辑规范进行少量文字的修改。 出版确认：纸质期刊编辑部通过与《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司签约，在《中国学术期刊（网络版）》出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为《中国学术期刊（网络版）》是国家新闻出版广电总局批准的网络连续型出版物（ISSN2096-4188，CN11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版。 网络首发时间：2024-08-1215:29:48 网络首发地址：https://link.cnki.net/urlid/11.1954.TQ.20240812.1322.002 文章类型：研究开发 DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2024-0792 热电联产的产品碳足迹量化与评价 刘含笑1,2,3,4*，单思珂2,5，方建6，林青阳7*，于立元1，方倪6，刘小伟3，刘忠2，陆诗建8* (1.浙江菲达环保科技股份有限公司浙江诸暨311800；2.华北电力大学北京102206；3.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉430074；4.浙江省环保集团生态环保研究院有限公司浙江杭州310000;5.润电能源科学技术有限公司，河南郑州450018；6.浙江巨化热电有限公司浙江衢州324000；7.浙江大学浙江杭州310000；8.中国矿业大学江 苏徐州221008) 摘要：针对热电联产生命周期碳足迹结果的分配方式，对四种分配方式：基于热电比、基于供热比、基于固定比例和基于单独生产效率的分配方式进行了原理上的介绍和分析，并结合实例进行了碳足迹评估，对四种分配方法在热电联产碳足迹实际评估中的效果进行了对比分析。结果表明：基于热电比的分配方式在碳足迹结果分配上较为偏向电力，基于固定比例的分配方式则较为偏向热力。基于供热比和基于单独生产效率的分配方式对热电分配有较好的分配效果，基于供热比的分配方法是我国法定的对组织碳进行热电分配的方法，具有良好的推广基础，基于单独生产效率的分配方法虽然分配效果较好，但需要确定本土化缺省值。对案例进一步分析可得：本案例的机组供热比在0.6~0.7时碳足迹最低，热电联产机组在运行时保证供热比在一定范围可以保证低碳足迹，这个范围在机组的最低煤耗指标附近。 关键词：热电联产；生命周期；碳足迹；热电厂；碳排放分配中图分类号：TM621;X82文献标志码：A Carbonfootprintquantificationandassessmentofcombinedheatandpower generationproducts LIUHanxiao1,2,3,4,SHANSike2,5,FANGJian6,LINQingyang7,YULiyuan1,FANGNi6,LIUXiaowei3, LIUZhong2,LUShijian8 (1FeidaEnvironmentalProtectionTechnologyCo.,Ltd.,Zhuji311800,Zhejiang,China；2NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206，China；3StateKeyLaboratoryofCoalCombustion,Huazhong UniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,Hubei,China；4ZhejiangEnvironmentalProtectionGroupEco-EnvironmentalResearchInstitute，Hangzhou310000,Zhejiang,China；5CRPowerEnergyScienceandTechnologyCo.,Ltd.,Zhengzhou450018,Henan,China;6ZhejiangJuhuaThermoelectricCo.,LTD,Quzhou324000,Zhejiang,China；7ZhejiangUniversity,Hangzhou310000,Zhejiang,China；8ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008,Jiangsu,China) Abstract:Forthedistributionofcogenerationlifecyclecarbonfootprintresults,thedistributionprincipleoffourdistributionmethodsbasedontheheatpowerratio,basedonheatingratio,basedonfixedproportionandbasedonseparateproductionefficiency,isintroduced.Combinedwiththepracticalcases,carbonfootprintassessmentisconducted,andtheeffectsoffourdistributionmethodsintheactualassessmentofcogenerationcarbonfootprintarecomparedandanalyzed.Theresultsshowthatthedistributionmethodbasedonthermalpowerratioismorebiasedtoelectricpowerintermsof 收稿日期：2024-05-13；修改稿日期：2024-08-03。 基金项目：浙江省“尖兵”计划（2022C03030)；国家重点研发计划（2022YFC3701501)。 第一作者及通讯作者：刘含笑（1987—)，男，高级工程师，硕士，主要从事大气污染治理及双碳技术研发工作。E-mail：gutounan@163.com。共同通讯作者：陆诗建，博士，研究员，主要从事CCUS技术研究，E-mail：lushijian@cumt.edu.cn。 carbonfootprintresults,whilethedistributionmethodbasedonfixedratioismorebiasedtothermalpower.Thedistributionmethodsbasedontheheatingratioandbasedonseparateproductionefficiencyhavegooddistributioneffectforthermoelectricdistribution.ThedistributionmethodbasedontheheatingratioislegalmethodinChinafororganizationcarbonthermoelectricdistribution,whichhasagoodpromotionbasis,andalthoughdistributioneffectofthemethodbasedontheseparateproductionefficiencyisgood,butitstillneedtodeterminethelocalizationofdefaultvalue.Furtheranalysisofthecaseshowswhentheheatingratiooftheunitis0.6~0.7,thecomprehensivecarbonfootprintislowest,andmaintainingtheheatingratioofthecogenerationunitinacertainrange,whichisneartheminimumcoalconsumptionindexoftheunit,cankeepalow-carbonfootprint. Keywords:combinedheatandpowergeneration;lifecycle;carbonfootprint;thermalpowerplant;carbonemissiondistribution 伴随着全球温室效应问题的日趋严重，碳排放问题已经成为世界各国的关注重点，我国也对此提出了双碳目标的庄严承诺[1]。火电行业是我国碳排放量最大的行业，约占全国总碳排放的1/3。热电联产是火力发电的主要发电形式之一，在火电中的比重逐年上升。2014年热电联产在火电机组的比重仅为31%，截至2022年底，热电联产机组装机容量在火电装机的比重已达45%[2]。随着热电联产机组装机容量的持续升高，其碳排放问题也越加不可忽视。碳排放核算是碳排放相关领域的关键问题之一，热电行业的碳排放核算有其特殊的需求性和必要性。在需求性上，我国的电力行业已经率先开启全国性的碳交易市场，而热电行业的碳排放核算体系仍然不完善。现有的电力碳核算标准指南为生态环境部印发的《企业温室气体排放报告核算与报告指南发电设施》[3]，指南主要针对发电企业的电力组织碳进行计算，对于热力产品的排放计算不足，同时计算范围有限，已经无法满足热电联产对于碳排放核算越来越全面的要求。在必要性上，热电行业作为生产的上游能源提供者，直接影响着下游工业产品的间接碳排放水平。因此碳排放的量化结果不仅是热电减碳的数据基础，也是下游工业的排放核算背景支撑。在“碳关税”等进出口产品排放限制增多，绿色贸易壁垒日益明显的国际市场发展形势下，碳排放的准确核算已成为了行业产品进出口的重要需求[4]。当前亟需适应当前需求碳排放的量化技术，保证热电行业碳排放数据的结果准确性，因此热电碳足迹将成为电力行业碳减排重点研究方向之一。 碳足迹是对产品的生命周期碳排放进行量化评估的技术，因为全面科学的优点，得到了广泛的关注和研究。对热电碳足迹评估工作的讨论在近年来也陆续增多，其中碳足迹分配问题无疑是关键问题之一。分配是碳足迹评估中的重要环节，关系到碳足迹结果的科学性[5]。目前热电联产的碳足迹评估研究中，存在着许多种不同的热电分配方式[6]，包括基于热电比的分配、基于供热比的分配、基于㶲的分配等[7]。在此基础上，研究者对方法的实用性和科学性展开了广泛讨论，并发展了许多新