温室气体核算方法培训讲义.ppt
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1、温室气体清单编制技术规范及操作指南,2011年6月,中国石油安全环保技术研究院,中国石油安全环保技术研究院HSE信息中心谢娜电话:,国际社会对温室气体排放日益关注我国对温室气体排放日益重视集团公司开展温室气体清单编制工作,集团公司关于开展温室气体排放清单编制工作的通知,课 程 设 置 背 景,21世纪地球平均气温将上升1.45.8,是20世纪增温值的2-10倍,也可能是近1万年中增温最显著的一个世纪。异常、极端气候事件增多海平面上升影响农业生产雪地、冰川面积缩小危害生物多样性森林火灾频率增加,一、温室气体概况,全球气候变化可能带来的严重后果,(1)增加了酷热、飓风、洪涝、干旱等气候异常、极端天
2、气出现的频率。在世界范围内,四级或五级飓风(风速大于每秒56米)的比例从20世纪70年代的20%上升到90年代的35%。而对于中国,近50年来,华北和东北地区干旱趋重,长江中下游地区和东南地区洪涝灾害频繁。,一、温室气体概况,一、温室气体概况,根据世界卫生组织统计,全球每年有30万人因气候变化、极端天气而死亡。据估计,到2050年时可能会产生2亿-10亿“气候难民”。,一、温室气体概况,中国北方干旱造成居民饮用水供应紧张,中国南方洪涝灾害造成部分城市被淹,(2)导致海平面上升,部分沿海城市和大洋中的岛屿可能会被淹没。有科学家预计,在1990年到2100年期间,海平面将上升9至88厘米。而对于中
3、国,近50年来,沿海海平面年平均上升速率为2.5毫米。,一、温室气体概况,一、温室气体概况,2009年10月17日,马尔代夫总统召集12名政府内阁成员身穿潜水服在4米深的海底召开了为时30分钟的世界上首次水下内阁会议,用防水笔在塑料板上签署了一份“SOS”文件。,即将沉入海底的太平洋岛国图瓦卢,(3)病虫害增加,影响农作物生产,威胁人类健康。气温升高将使昆虫的数量激增,从而威胁农作物、林木生长,改变整个生物链的结构。而昆虫的增加也加快了疾病的传播,威胁人类健康。,一、温室气体概况,(4)导致冰川大面积融化,威胁人类的淡水资源。全球绝大部分淡水资源以固态形式储存于冰川中,冰川融化将改变全球水循环
4、系统。据测算,世界冰川面积从19世纪以来已经减少了50%。目前安第斯山、阿尔卑斯山、喜马拉雅山和落基山的冰川消失速度还在加快。而对于中国,近50年来,西北冰川面积减少了21%。,一、温室气体概况,一、温室气体概况,美国卫星报告显示,2040年北极冰盖全面消融,赤道附近的乞力马扎罗山雪峰美景即将消失,(5)导致一些物种的灭绝。生物多样性保护组织专家告诫:如果不减少二氧化碳排放,全球大约1/4的物种有可能在2050年前灭绝。政府间气候变化委员会的研究报告也表明,如果全球平均气温再升高超过2.5,全球20-30%的物种将面临灭绝。,一、温室气体概况,一、温室气体概况,因气候变化导致生育能力下降的帝企
5、鹅,因气候变暖而无法正常冬眠的棕熊,(6)森林火灾频率增加。北美被烧毁的北部森林的平均值从原每年一万平方公里升高到1970年以后每年超过两万八千平方公里。澳大利亚、美国、希腊等国家近年来都出现了罕见的特大森林火灾。而森林大火的增加,又加剧了二氧化碳的排放和温室效应。,一、温室气体概况,1、温室效应 太阳以电磁波(主要以可见光的形式)向地球辐射能量,其中一部分在到达地球表面以前即被大气层反射回宇宙空间,一部分被大气层所吸收,一部,分则穿过大气层到达地面。地球在接受了太阳能以后,以长波的形式(主要是红外线的形式)向外辐射,向外辐射的能量一部分被辐射到宇宙空间,一部分被大气层吸收,另有一部分则被大气
6、层再次反射回地表。正是由于大气层中存在水汽、CO2等强烈吸收红外线长波的气体成分,这些气体成分能使太阳光透过,却吸收地面向空间发射的辐射。大气层起到了类似“温室”的作用,大气层的这种作用就被称为“温室效应”。,基 本 概 念,温室效应:若没有温室效应,地球表面的温度将是-18,而不像现在保持在适宜人类生存的15左右。但随着温室效应不断加强,全球温度将会逐年持续升高,从而引起全球气候变暖。,基 本 概 念,2、温室气体 温室气体(GREEN HOUSE GAS,简称GHG)是指大气中自然或人为产生的的气体成分,它们能够吸收和释放地球表面、大气,和云发出的热红外辐射光谱内特定波长(主要是长波)的辐
7、射。按京都议定书规定,温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCS)、全氟化碳(PFCS)、六氟化硫(SF6)等。,基 本 概 念,六种温室气体的特征,全球增温潜能值(GWP)是衡量一种物质产生温室效应的一个指数。GWP是指在100年的时间框架内,各种温室气体的温室效应对应于相同效应的二氧化碳的质量。二氧化碳被作为参照气体,是因为其对全球变暖的影响最大,增温效应最显著。,基 本 概 念,目 录,集团公司温室气体清单编制技术规范及操作指南1、编制目的、适用范围、术语解释及操作流程2、企业温室气体统计内容及统计边界的确定3、温室气体排放源的识别4、温室气
8、体排放量的核算方法5、温室气体清单和报告编制内容,1、编制目的、适用范围、术语解释及编制流程编制目的:为指导中国石油天然气集团公司各企事业单位编制温室气体清单和报告,确保各单位温室气体清单和报告的完整性、一致性,特制定本温室气体清单编制技术规范及操作指南。适用范围:本操作指南适用于集团公司直属企事业单位、全资公司、地区公司及控股和参股的有温室气体排放的所有单位。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,术语解释【温室气体源】指向大气中排放温室气体的任何过程或活动。【温室气体汇】指从大气中清除温室气体的任何过程或活动。【温室气体库】指生物圈、岩石圈或水圈中的物理单元或组成部分,它们有能力储存或积累温
9、室气体汇从大气中清除的温室气体,或者直接从温室气体源捕获温室气体。【二氧化碳当量】简称CO2e,是度量温室效应和温室气体的基本单位。一种温室气体的二氧化碳当量等于给定气体的质量乘以它的全球增温潜势。【温室气体清单】指详细记录温室气体源和汇的量化数据表单,计量单位是二氧化碳当量。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,【温室气体报告】指向目标用户提供的有关温室气体信息的专门文件。【温室气体活动水平数据】指企业生产运营过程中核算温室气体排放量的相关基础数据,如消耗的燃料量等。【温室气体排放因子】指正常生产和管理条件下,量化企业生产运营过程中温室气体排放量的排放系数。【直接行动】即温室气体减排措施,指
10、企业为减少温室气体排放或增加温室气体清除而采取的任何过程或活动。包括对能源需求和使用的管理、提高能效、技术或工艺改进、温室气体的捕获和贮存(通常是贮存到温室气体库)、对运输和差旅需求的管理、燃料转换或替代和植树造林等。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,【温室气体直接排放源】指本企业拥有或控制的温室气体排放源,包括有组织排放源和无组织排放源,固定排放源(包括工业源、生活源)和移动排放源。【能源间接温室气体排放源】指本企业消耗外部电力、蒸汽时,由其他企业生产电力和蒸汽而形成的温室气体排放源。【其他间接温室气体排放源】指除能源间接温室气体排放源外,因本企业活动引起的,而由其他企业拥有或控制的温室
11、气体排放源。【基准年】指用来将不同时期的温室气体排放或其他温室气体相关信息进行参照比较的特定历史时段。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,温室气体清单编制技术规范及操作指南,温室气体清单及报告编制流程,2、企业温室气体统计内容及统计边界的确定,温室气体,温室气体汇,温室气体源,温室气体库,直接排放源,其他间接排放源,能源间接排放源,外购新鲜用水所产生的排放外购原材料或初级材料所产生的排放外购除电力和蒸汽之外的其他能源产品在生产和运输过程中所产生的排放非本企业机动交通运输工具提供的员工上下班、往返和差旅所产生的排放由其他企业负责的产品、原料、废物的运输所产生的排放由本企业产生但由其他企业管理的
12、废物所造成的排放等,温室气体清单编制技术规范及操作指南,本次企业温室气体清单编制时,只统计温室气体直接排放和能源间接排放,对于其他间接温室气体排放、温室气体汇及温室气体库的统计暂不做要求。直接排放源和能源间接排放源排放的温室气体主要有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)。氢氟碳化物(HFCS)、全氟化碳(PFCS)、六氟化硫(SF6)这三种人造的温室气体是有助于避免破坏臭氧层的物质,常用于替代氟利昂(CFCS)等耗臭氧物质,主要排放源是制冷空调系统和隔热泡沫塑料,在石油石化企业的排放量很少。本次企业温室气体清单编制时,只统计二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O
13、)这三种温室气体。企业温室气体统计边界应为企业正常生产运营状况下、事故或开停工等非正常状态下温室气体直接排放和能源间接排放涉及的所有生产业务和作业环节。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,3、温室气体排放源的识别 企业统计的温室气体排放源包括直接排放源和能源间接排放源。直接排放源指企业统计边界内有组织和无组织排放源,包括燃料燃烧排放源、过程排放源(包括生产维护过程排放源,如生产设施检维修、开/停车等)、废弃物处置/处理排放源和逸散排放源。能源间接排放源包括输入/输出电力间接排放源和输入/输出蒸汽间接排放源。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,(1)直接排放源燃料燃烧排放源包括加热和制冷过程
14、燃料燃烧排放源、电力生产过程燃料燃烧排放源和交通运输过程燃料燃烧排放源。排放的温室气体主要有二氧化碳、甲烷和氧化亚氮。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,过程排放源视生产和工艺过程不同排放温室气体的种类不同。以油气田企业为例,过程排放源可重点关注:油气集输处理过程排放,视生产和工艺过程不同排放温室气体的种类不同;火炬放空焚烧过程,排放的温室气体主要是二氧化碳、甲烷和氧化亚氮。以炼化企业为例,过程排放源可重点关注:催化剂烧焦工艺过程、制氢工艺过程、甲烷作原料的生产过程、有机物氧化(不包括燃烧)过程、碳酸盐参与反应过程、火炬放空焚烧等工艺过程排放源,排放的温室气体主要有二氧化碳和甲烷;硝酸、己二
15、酸的生产过程排放源,排放的温室气体为氧化亚氮。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,a、催化剂烧焦工艺过程排放源 炼化工艺过程中,要使用各种催化剂,某些工艺过程的催化剂会出现结焦,需要对催化剂进行烧焦以保持催化剂活性和工艺运转。催化剂烧焦典型工艺过程包括:催化裂化、催化重整、各类加氢工艺等,产生的温室气体主要是二氧化碳。其中:催化裂化工艺需要对催化剂进行连续再生过程,二氧化碳排放量大;催化重整和各类加氢工艺催化剂再生具有间歇性特点,而且大多数加氢催化剂采用反映器外再生,产生的二氧化碳排放量小。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,典型炼化工艺过程排放源识别,b、制氢工艺过程排放源 炼化企业在合
16、成氨、甲醇、精炼各种石油产品等生产过程中对氢气的使用消耗量较大,大多数情况下需要通过蒸汽转化工艺以天然气、炼厂干气为原料(有些工厂采用部分石脑油)制氢,个别生产企业采用煤(焦)气化工艺制氢。制氢工艺产生的二氧化碳排放量非常显著,除个别企业用于制成二氧化碳产品外,多数直接排放到大气中。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,废弃物处置/处理排放源包括废气处理排放源、废水处理排放源和固体废弃物处置排放源。废气处理排放源包括以石灰石、大理石和电石渣等固硫剂为主的脱硫设施运行过程排放源和废气焚烧排放源。以石灰石、大理石和电石渣等固硫剂为主的脱硫设施运行过程排放源(固硫剂吸收烟气中的二氧化硫时置换出二氧化
17、碳,吸收二氧化硫的量大致等于由此产生的二氧化碳排放量),主要排放的温室气体为二氧化碳。废气焚烧排放源主要排放的温室气体为二氧化碳。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,废水处理排放源主要包括废水无/厌氧降解过程排放源和厌氧氧化塘处理过程排放源。废水无/厌氧降解过程排放源主要排放的温室气体为甲烷;厌氧氧化塘处理过程排放源主要排放的温室气体为二氧化碳和甲烷。固体废弃物处置排放源包括废液焚烧过程排放源、固体废弃物焚烧过程排放源和固体废弃物填埋排放源。废液焚烧和固体废弃物焚烧过程排放源主要排放的温室气体为二氧化碳;固体废弃物填埋排放源主要排放的温室气体为甲烷。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,逸散
18、排放源指无组织排放源,主要包括石油和天然气开采过程(包括井下作业)逸散排放源、加工处理过程逸散排放源、集输过程逸散排放源、储运过程逸散排放源等。逸散排放源主要排放的温室气体为甲烷。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,(2)能源间接排放源 能源间接排放源包括输入/输出电力间接排放源和输入/输出蒸汽间接排放源,主要排放的温室气体为二氧化碳。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,4、温室气体排放量的核算方法【温室气体排放量】指企业统计边界内在生产运营过程中通过直接排放和能源间接排放两种方式排入大气中的温室气体总量,为企业的温室气体直接排放量与能源间接排放量之和。核算公式:温室气体排放量=温室气体直
19、接排放量+能源间接温室气体排放量 温室气体排放量的核算基本方法有三种,实测法、物料衡算法和排放系数法(经验计算法),企业可根据本单位实际情况选用适合的核算方法。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,(1)温室气体直接排放量的核算方法【温室气体直接排放量】指企业统计边界内通过有组织和无组织排放源排放的温室气体量。核算公式:温室气体直接排放量=燃料燃烧温室气体排放量+过程温室气体排放量+废弃物处置/处理温室气体排放量+逸散温室气体排放量,温室气体清单编制技术规范及操作指南,燃料燃烧过程温室气体排放量的核算方法 前提:为了遵守在温室气体排放量化核算时的保守性(即完整、全面)原则,在本操作指南中各种燃
20、料的燃烧,均认为是完全燃烧,即有机碳组分全部转化为二氧化碳。反应式为:分子量:12 32 44,温室气体清单编制技术规范及操作指南,加热和制冷过程及电力生产过程燃料燃烧温室气体排放量的计算可通过实际监测温室气体浓度和废气排放量来计算。若监测条件不具备则采用物料衡算或排放系数法来核算。排放系数法公式:式中:P 各种燃料燃烧产生的温室气体排放量,吨CO2e;Ai活动水平数据,即某种燃料(i)消耗量,吨;EFj某种燃料(i)燃烧产生某种温室气体(j)的排放因子,kg/kg;GWPj某种温室气体(j)的全球增温潜势。,温室气体排放因子表,温室气体清单编制技术规范及操作指南,交通运输过程燃料燃烧温室气体
21、排放量的核算主要采用排放系数法进行估算,估算公式与加热和制冷过程及电力生产过程燃料燃烧的排放系数法公式相同。注意:对于生物质能(如生物汽油、生物柴油、生物沼气等)燃烧排放的二氧化碳、甲烷和氧化亚氮被认为不对气候造成影响,不进行统计核算,也不计入燃料燃烧排放的温室气体量中。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,案例:某企业全年燃料消耗焦煤20万吨,天然气15万立方米,原油2000吨(密度1.1),车用消耗汽油150吨(密度0.8)、柴油150吨(密度0.85)。以排放系数法估算:二氧化碳、甲烷、氧化亚氮的排放量。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,温室气体清单编制技术规范及操作指南,过程排放温
22、室气体的核算方法 过程温室气体排放量可根据每个生产工艺过程实际情况通过实际监测法、物料衡算法或排放系数法得出。对于己二酸、硝酸、己内酰胺等特殊温室气体排放设施/单元,企业可通过建立排放模型或采用IPCC排放系数核算排放量。对于火炬放空焚烧温室气体排放量的核算,可根据火炬放空焚烧量及具体组分,按照燃料燃烧排放系数法的估算公式得出。,IPCC2006年国家温室气体清单中化学工业温室气体排放和核算方法,温室气体清单编制技术规范及操作指南,催化剂烧焦工艺过程二氧化碳排放量的核算方法 催化剂烧焦工艺过程二氧化碳排放量的核算可通过实际监测法得出,若条件不具备,也可采用物料衡算法得出。物料衡算法公式:式中:
23、P 各套催化装置烧焦产生的二氧化碳排放量,吨CO2e;Ai活动水平数据,即某套催化装置(i)的烧焦量,吨;Ci某套催化装置(i)的燃烧焦炭中的碳含量,%;44/12 二氧化碳转化系数。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,制氢工艺过程二氧化碳排放量的核算方法 制氢工艺过程二氧化碳排放量的核算可通过实际监测法得出,若条件不具备,也可采用物料衡算法或排放系数法得出。对采用蒸汽转化工艺的制氢装置,物料衡算法公式:式中:P 各套制氢装置工艺产生的二氧化碳排放量,吨CO2e;Ai活动水平数据,即某套制氢装置(i)的原料用量,吨;Ci某套制氢装置(i)的原料中的碳含量,%。注:不包括二氧化碳制成产品的量。
24、,温室气体清单编制技术规范及操作指南,对采用煤(焦)为原料的制氢装置,按照上述物料衡算方法,需从原料碳总量中扣除气化炉渣的碳总量后再计算二氧化碳排放量。对采用天然气或与天然气组成相似的组分为原料(如炼厂干气)的蒸汽转化工艺的制氢装置,可采用排放系数法核算,核算公式:式中:P 各套天然气制氢装置工艺产生的二氧化碳排放量,吨CO2e;Ai活动水平数据,即某套制氢装置(i)的制氢量,万立方米;制氢装置二氧化碳排放因子,取4.736吨CO2e/万标立方米氢气。需要注意:制氢工艺所使用的煤、油和气是原料,要与燃料燃烧区分开来,避免重复计算。,温室气体清单编制技术规范及操作指南,对于其他产生二氧化碳的化学
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