【碳道专家】汪军:关于配额分配方法,你一定不知道这个

全国碳市场配额分配方案公布到现在已经两月有余,相信无论是控排企业还是咨询公司,都应该把这套计算规则研究得烂熟了吧。

如果做过很多试算的朋友可能会发现,热电联产的配额分配方法跟其它的不大一样。其它的配额分配方法因为产品单一,配额分配方法可以简单理解为单位产品的排放加一个权重因子来控制配额量。

而热电联产配额分配方法因为同一排放源涉及两种产品,而且因为涉及到能源的梯级利用,并不能把两种产品的排放严格分开。所以在配额分配方法上相对比较麻烦。

目前公布的热电联产配额分配方法简化如下(省略了修正系数):

煤电配额总量 = 供电量×排放基准(1-0.25×供热比)

+ 供热量×供热基准

燃气发电配额总量 =  供电量×排放基准(1-0.6×供热比)

+供热量×供热基准

国家发改委并没有公布这个配额分配方法是怎么来的,但是总觉得别扭,尤其那个0.25和0.6看着就很突兀。所以为了确定这种分配方法是否合理,我开启了热电联产配额分配方法的研究之旅。没想到这是一个大坑,到现在还没填上…

在研究热电联产的配额分配方法之前,我们首先要做一些基础研究以做备用。

1.纯电力基准值反映的是对应发电机组的电效率

先说说纯电力排放基准线,影响电力排放基准线的主要因素就是电厂的供电效率,当然使用的燃料种类也有一定影响,配额计算方法给出了11个电力排放基准线,这11个基准线对应的电厂供电效率如下:

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从这个表可以找到得到两个结论:一是排放基准线与电厂供电效率有严格的对应关系,二是在燃料全采用缺省值的情况下,同样效率的机组,烧烟煤的话可能会多出3%~5%的配额(相关电厂可以算算更换燃料的经济可行性)。

2.热力基准值反映的是锅炉的热效率

 虽然首批碳交易行业里面没涉及到纯供热的企业,但是因为纳入了热电联产,所以也等于是给出了热力排放的基准值,而这个热力值反映的则是锅炉的供热效率。配额计算规定供热基准线燃煤机组为0.1118tCO2/GJ, 燃气机组为0.0602tCO2/GJ。在这个情况下反应不同种类锅炉的热效率基准如下:

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这里也可以得到两个结论:一是热电联产的机组,单看锅炉的话,是没有根据机组发电容量划分效率等级的,进而可以推出:说单看发电和供热,他们的配额分配思路是不一样的。二是从核算指南中关于供热碳排放因子只有一个值0.11 tCO2/GJ来看,这个值应该是燃煤和燃气供热基准值的加权平均(其中燃煤供热站96.7%,燃气供热占3.3%)。但是全国的热力可没有联网,用电网排放因子那套来计算热力排放因子是否合适?

3.热电联产效率的计算方法。

热电联产属于能源的梯级利用,锅炉出来的高品味蒸汽在推动发电机发电后出来的低品位蒸汽仍然可以作为能源用来供暖或者供给其它有热需求的企业。可以说进入到汽轮机的部分热量是既发了电,又供了热。

因为算成本算效率什么的需要把电和热的煤耗分开。而这个从理论角度是无法分开的,所以只有通过人为规定。目前分的方法大体是:供热部分的煤耗由供热全部承担,剩下的煤耗由发电承担(实际计算方法要比这个要复杂)。相当于是热电联产效率提高的部分让电全占了,热的部分没捞着好处(可能考虑到再给热分好处的话会出现效率超100%的可能)。

这就好比你花100块买一只10斤重的鸡,其中鸡肉9斤,鸡架1斤。平常鸡架都是直接扔了的,虽然买的时候10块钱一斤,但只算有价值的部分的话,实际上是11.1一斤。然而突然有一天有个人说喜欢吃鸡架,一下子这鸡架变得有价值起来。那么这个鸡架应该值多少钱呢?这个是没有标准答案的,怎么算都可以。

而在热电联产的案例里,供热的能耗是直接全部承担的。相当于这个鸡架是直接按鸡肉价算的,也就是10块钱。这样做显然拉低了鸡肉的价格,对应的就是堆高了供电效率,所以热电联产的供电效率普遍比纯发电高。

4.热电比与总体效率的关系

对于能源转换效率来说,化石能源转为热能和电能的效率差别是比较大的,一般热能转换效率都在90%以上。而电能转换效率通过第一张表可以看出基本在30%-40%左右(因为需要化石能转热能再转机械能然后才能变成电能)。所以对于热电联产机组来说,其总效率主要受三个因素影响:锅炉热效率、发电热效率和电热比。他们之间的关系式如下所示:

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从上式可以看出,当热电比为零时,总效率等于发电热效率,当热电比为无穷大时,总效率等于锅炉效率。按照某位业内人士对我的说法:总体热效率随热电比是一个二阶导数为负的单调递增函数,虽然我也曾是数学学霸,但现在已经全部还给老师了,根本不知所云,所以我去找了一张曲线图表示的那个函数大概长这样子:

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该图是某个具体电厂的曲线图,可以看出,该电厂的发电热效率为0.366,锅炉效率为0.833,热电比在0到无穷大之间变化时,总效率在0.366到0.833之间变化。总效率随热电比的增长而增长,但不是线性相关关系。

以上内容在研究热电联产配额分配方法时都用得上,所以我先把这些整理了一下,了解了以上的内容以后准备工作就做差不多了,至于这些内容是怎么跟热电联产配额分配扯上关系的呢,且听下回分解。

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来源:老汪爱思考