编者按
近日,中创碳投研究院组织人员,围绕全国碳市场设和运行过程中的相关问题进行总结、分析,以期对全国碳市场下一阶段的发展提出有价值的参考建议。本文为系列文章第三篇。文章的部分内容来自中创碳投参加的国家重点研发计划“我国重点行业温室气体排放监测及质量控制关键技术”课题的研究成果,已发表在《环境经济研究》杂志上,有不当之处,敬请指正。
高质量的碳排放数据是碳市场健康运行的基础,监测、报告与核查(简称“MRV”)体系是保证数据质量的关键。当前,国际上广泛使用的碳排放量化方法有两种,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量和烟气中CO2浓度来计算碳排放量,主要通过连续排放监测系统(CEMS)来实现。本文分析了我国现阶段碳市场MRV体系存在的相关问题,分析了应用连续监测方法的意义和作用,并提出未来发展的相关建议。
我国现阶段碳市场MRV体系的管理现状
全国碳市场首批纳入发电行业,第一履约期覆盖2019及2020年。在碳排放监测与报告方面,企业按照《企业温室气体排放核算方法与报告指南 发电设施》(以下简称“核算指南”)进行。2022年3月15日,生态环境部公布“关于做好2022年企业温室气体排放报告管理相关重点工作的通知”,其中明确,从2022年4月起,企业的监测与报告需依照《企业温室气体排放核算方法与报告指南 发电设施(2022年修订版)》(以下简称“指南修订版”)执行。在碳排放核查方面,需按照《企业温室气体排放报告核查指南(试行)》(以下简称“核查指南”)执行。总体来看,全国碳市场的MRV体系架构已经比较完整和清晰,但在具体规定和实操方面仍存在一些问题:
◢在监测和报告方面,主要涉及两方面内容,即排放量及配额分配相关数据。其中对于配额分配相关数据,在指南修订版中进行了完善,比如增加了根据锅炉效率、管道效率计算供热煤耗及供热比的方式,依照DL/T 904-2015《火力发电厂技术经济指标计算方法》对热电联产机组的供电量计算方法进行了更新,更加合理。然而,对于与排放量核算的相关参数,尤其是元素碳含量的检测方面,由于企业此前并未对此项参数开展过检测,且存在人为干扰的环节也比较多,因此成为影响碳市场数据质量的主要因素之一。具体情况如下:
- 一是企业在样品检测中做法不一,造成数据偏差。如元素碳含量检测涉及采样、制样、化验等多个环节,虽然现在有相关标准(GB474、GB476、GB30733等),但企业在执行过程中操作方式不一,如对于每天采样样本的选择,有的按燃烧质量比例选择,有的按每天固定量选择,影响检测结果的一致性。
- 二是人为参与环节过多,给篡改或伪造数据提供了空间。对于元素碳含量检测,虽然核算指南中给出三种方法,但应用缩分样月度检测的方式居多。在此过程中,涉及环节多,周期长,人为修改、篡改煤样的空间比较大,对于数据真实性的挑战较大。
◢在核查方面,也存在如下的问题:
- 一是现阶段各核查机构能力参差不齐。目前,各省主要由主管部门通过招标的方式遴选核查机构。核查机构质量良莠不齐,有的机构为进入或者抢占市场,不惜采用低价竞争策略,以低于成本的价格中标,导致各地选定的核查机构水平相差较大,甚至不排除“劣币驱除良币”的现象发生。
- 另一方面,随着全国碳市场的正式启动,部分合规意识不强的控排企业和唯利是图的服务机构面对碳排放配额背后“真金白银”的诱惑,抱有侥幸心理伪造或者篡改排放数据及其背后核心参数的几率增加,且造假手段更加隐匿,由此为核查机构带来更大的责任风险。现有机制下核查机构承担的风险和收益并不匹配,长远来看不利于行业健康发展和人才队伍的培养。
应用连续监测技术的主要意义及作用
当前全国和试点碳市场的碳排放数据量化主要基于核算的方法,尽管在北京市、上海市等5个试点碳市场的指南中提到,允许使用连续监测的方法来确定温室气体排放量,但这些指南并未规定详细的技术要求,如监测参数、监测要求、质量保证和质量控制措施等,因此,试点碳市场中企业主要还是用核算的方法量化碳排放。到目前为止,只有发电、水泥等行业的少数企业在烟气管道上安装了CEMS,进行直接监测温室气体排放的试点研究。
2018年,随着全国碳市场主管部门的调整,污染物和温室气体协同监测、协同治理的研究方向备受关注。
- 2020年6月,生态环境部发布《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,在不大规模增加资金投入的前提下,将温室气体监测纳入常规监测体系统筹设计,结合现有污染源监测体系,对重点排放单位开展温室气体排放源监测工作,探索建立重点排放单位温室气体排放源监测的管理体系和技术体系,并将在火电行业率先开展CO2排放在线监测试点。
- 2021年9月,生态环境部公布《碳监测评估试点工作方案》,开展重点行业、城市、区域三个层面的碳监测评估试点工作,其中针对火电、钢铁、石油天然气开采、煤炭开采和废弃物处理五类重点行业企业开展基于连续监测方法的碳排放数据监测工作,比较监测与核算数据的系统差异,评估将直接监测法作为辅助手段,支撑企业层面温室气体排放量计算的科学性和可行性。
在各方对温室气体监测愈发重视的情况下,2021年中创碳投在参与国家重点研发计划“我国重点行业温室气体排放监测及质量控制关键技术”课题研究的基础上,牵头编制了《发电行业温室气体排放监测技术规范》、《水泥行业温室气体排放监测技术规范》两项团体标准,由中国节能协会发布,明确了连续监测方法下的数据监测要求,为相关企业实施具体的监测活动提供了重要参考。
相比核算方法,连续监测方法的一次性投入成本要高一些,主要用于安装CEMS系统相关的软硬件设备,包括CO2浓度监测设备和流量计等及其相应的运营成本。然而,连续监测方法具有一些明显优点,比如其高度自动化的监测,系统自动进行连续采样、监测、分析和数据采集,只需定期对设备进行定期的维护和校准,基本不需人工操作,在很大程度上减少了数据被人为恶意篡改或者伪造的可能(但也不能100%避免);与此同时,连续监测方法可输出实时的监测数据,执法部门可随时查看,便于监管,极大降低了企业数据造假行为的可能性。此外,通过大数据分析的技术,也可筛选出排放量异常的数据,便于主管机构实现精准管控。
结论与建议
我国正在开展连续监测方法的试点研究工作,基于连续监测方法的特点和我国现状,提出以下应用建议:
第一,在国家碳监测试点评估的基础上,开展连续监测方法与核算方法监测结果的对比分析,分析两种方法下的排放水平是否可比。由于燃气热值和含碳量较稳定,核算方法下的数据不确定度低,因此可重点分析燃气电厂两种方法下的排放量,从而更加准确地评估连续监测法与核算法的数据差距;
第二,烟气流量是决定连续监测方法数据准确性的关键因素,在烟气流量测量的设备选择方面,建议选用多点矩阵式或者超声法流量计测量,其测量数据不确定度更低,能够更好地保证数据质量。
第三,建议尽快建立和完善监测技术体系,出台相关的行业标准甚至国家标准,更加有效地规范数据监测流程及质量控制措施,保证数据质量。有必要指出的是,连续监测方法在多煤种掺烧的发电企业的应用价值不可忽视,当煤种掺烧较多时,核算方法在元素碳含量检测方面较难保证样品代表性,数据质量容易受到人为因素干扰。如果能够保证烟气流量测量的准确性,连续监测方法将在提升碳市场数据质量方面发挥重要作用。
总之,短期内,连续监测方法可作为核算方法确定的温室气体排放结果的一种校验方式;从长期看来,在未来技术发展成熟、数据质量保障体系完善的情况下,也可考虑将连续监测方法作为量化温室气体排放量的一种重要方式。当然,无论是核算还是监测,两种方法都各有其优点,两者并不是简单的互为排斥的关系,两者有机结合,互为补充,再加上一套运行合理、行之有效的监管机制,相信完全可以有效提升全国碳市场数据质量。
*本文作者:吴文昊、李鹏、郭伟