0 引言
为服务保障碳达峰碳中和目标顺利实现，我国到2025年碳达峰碳中和标准计量体系基本建立，新建或改造不少于200项计量基准、计量标准，制修订不少于200项计量技术规范，完成不少于1000项国家标准和行业标准，实质性参与不少于30项相关国际标准制修订，市场自主制定标准供给数量和质量大幅提升[1]。这些计量与监测标准的落脚点，在煤电企业而言就是要推广应用碳排放在线监测技术，部分碳交易比较成熟的欧美国家已将碳排放监测数据作为核算重要依据。
1 煤电行业碳排放核算现状
碳排放统计核算是做好碳达峰碳中和工作的重要基础，是制定政策、推动工作、开展考核、谈判履约的重要依据，我国正在加快建立统一规范的碳排放统计核算体系。明确到2023年，各行业碳排放统计核算工作稳步开展，碳排放数据对碳达峰碳中和各项工作支撑能力显著增强，统一规范的碳排放统计核算体系初步建成；到2025年，统一规范的碳排放统计核算体系进一步完善，碳排放统计基础更加扎实，核算方法更加科学，技术手段更加先进，数据质量全面提高，为碳达峰碳中和工作提供全面、科学、可靠数据支持。
目前，煤电行业依据《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）》进行碳排放数据修订进行碳排放数据核算，核算数据中燃煤氧化率采用缺省值99%，燃煤单位热值含碳量采用每月混样检测，燃气单位热值含碳量采用缺省值，未包含脱硫排放量，会与煤电企业实际排放情况有一定的误差，当前没有专门针对碳在线监测的国家或行业标准和技术规范，仅有2021年发布的《火力发电企业二氧化碳排放在线监测技术要求》的团体标准，无法支撑碳在线监测的有效实施。
2 碳排放监测技术应用研究
围绕应用研究目标，加强各参与人员、机构沟通协作，同心同向、凝心聚力，发挥专业领域优势，形成多专业集成的碳排放在线监测研究良好实践；严格把控碳排放核算基础数据质量，规范公司碳排放日常管理，加强定期工作执行监督，保证相关参数准确性、一致性、合规性、可溯性；全面提高试点单位碳排放管理能力和水平，为后续碳排放在线技术推广应用提出建设思路，为碳排放技术监督管理办法起草提供基础支撑。
2.1 在线监测方案选择
在每台机组脱硫吸收塔出口烟囱上，新增1台碳排放在线监测CEMS，新增碳排放在线监测CEMS采用技术成熟的伴热抽取式，非分散红外法分析仪；在每台机组脱硫吸收塔烟囱上新增1个采样探头，借用1个排放监测CEMS烟囱性能测试孔作为采样孔，实现不停机改造，也可利用已有的排放监测CEMS平台，按《HJ75-2017固定污染源烟气（二氧化硫、氮氧化物、颗粒物）排放连续监测技术规范》要求；新增的碳排放在线监测CEMS分析仪机柜布置在烟囱CEMS站房内，碳排放在线监测所需的温度、压力、流量、湿度信号可取自原排放监测CEMS，新增碳排放在线监测CEMS电源取、气源均可取自自原排放监测CEMS站房，本方案需增加检修维护量，但由于目前碳排放不涉及环保监测，无需考虑与生态环境部门对接及验收问题。
2.2 比对数据监测要点
一是入炉煤量准确计量。入炉煤采样头橡胶每十天进行一次更换或调整，确保采样有代表性；每班上煤期间，运行人员加强入炉煤采样设施巡视，发现采样异常立即联系设备维护部处置；安排专人记录入炉煤采样机运行情况，特别是发生采样系统堵煤、收集煤样异常等情况务必记录清楚。
二是入炉煤质精准化验。分班次取入炉煤样，取煤样时检查取样是否异常；每日分班次取样后混合制样并化验其低位发热量、全水、硫份、元素碳含量等。
三碳氧化率据实测算。每天统计入炉煤量、入炉煤灰分、飞灰炉渣含碳量、锅炉效率等指标；计算每天碳氧化率，加权平均计算月度碳氧化率。
四月度混煤规范制样。月度混煤制样，按照每日上煤量进行等比例制样，并保留制样记录，要求制三个样，每个样均不低于80g，分别送燃料质检部、技术信息中心、煤检中心化验元素碳含量。
五在线数据比对修正。按照CEMS设备运维定期工作标准，每周对碳排放在线监测设施通标气进行比对，确保在线监测体积浓度测量准确性。
六是干扰因子测算剔除。每天统计脱硫石灰石粉耗量，并化验其纯度，并计算月度累计值及加权平均值；每天统计机组燃烧燃油消耗量，并计算月度累计值。
2.3 在线监测研究内容
一是碳排放结果计算。根据每日上煤量及煤质化验结果、碳氧化率，计算此部分燃煤燃烧后理论碳排放量，每日计算结果累加计算月度碳排放量；根据在线监测实时累计值以及比对检测后相关参数调整情况，推算各时段在线监测结果，调取不同时段在线监测曲线计算各时段在线监测结果。
二是在线监测设施研究内容。通过第三方比对检测，研判在线监测采样设施取样位置是否具有代表性，对碳排放量计量影响如何；分析CEMS系统各相关监测因子的准确度，对碳排放量计算影响如何；研究CEMS先天设计缺陷对碳排放量计算影响如何；考虑采用多点测量或者三维皮托管等更高精度流量测量技术降低误差；提出碳排放在线监测系统整体优化思路，为后续碳排放在线技术在系统内大范围推广提出建设性意见。
三是通过碳排放实测结果与计算结果两者比对，确定两者之间差异，对两者之间差异进行分析。因每日的皮带秤上煤量和实际入炉煤量之间存在一定差异，但随时间的累积，误差会越来越小。
3 初步研究成果
经某集团初步应用研究表明，目前，基于监测法进行碳排放计量，二氧化碳浓度监测具有良好的精度和稳定性，可实现多组分多浓度自动配置，能够按照环保规范进行零点、量程、线性等方面的数据核查和及时进行质控的功能。部分煤电企业烟气采样点存在烟道直管段长度不足，烟气流场不好等问题，采用传统的单点皮托管技术测烟气流量存在流量监测偏差较大等问题，可采用多点测量（矩阵式流量计、多声道超声流量计）或者三维皮托管等更高精度流量测量技术降低误差。碳排放在线监测实现对相关参数采集、传输、审核、入库和计算的全自动流程，通过加强视频监控、数据标签、区块链等技术的应用，保障监测数据真实性。
4 结论和建议
我国目前尚未制定碳排放在线监测国家、行业相关标准和技术规范，在国家“双碳”目标及碳排放权交易全面实施的政策背景下，碳排放指标直接影响企业经济效益、社会地位，相关标准、规范必将接连推出，碳排放在线监测技术大范围推广实施已是箭在弦上，煤电企业应提前谋划部署，积极开展碳排放在线监测技术研究应用，打造一支技术过硬、素质全面的专业化碳排放管理团队，提高煤电企业在碳排放领域的综合竞争力。
参 考 文 献
[1] 国务院《关于加强数字政府建设的指导意见》（国发〔2022〕14号）
收稿日期：2022年11月11日
作者简介：
任帅帅（1992-），男，河南平舆，大学本科，工程师，主要从事火力发电厂环境保护、节能减排研究工作。
苟慧远（1992-），男，河南孟州，大学本科，工程师，主要从事火力发电厂电气技术、节能减排研究工作。
