发电行业碳排放配额分配对我国煤化工行业的启示
曹 桐，邹 敏，张 强，张 岩，梁 潇
（1.北京市燃气集团有限责任公司，北京 100000；
2.江西省碳排放权交易中心，江西 南昌 330000）
气候变化已成为全球关注的热点问题。近年来大气中CO2浓度已接近工业化前水平的150%，碳排放带来的影响也早已从一个专门的科学研究问题，扩展成为受国际各方广泛关注的政治、经济、环境问题的综合体。作为世界大国，我国一直在全球碳排放管控领域发挥着积极的作用，中国政府也一直推动着一系列节能减排政策的颁布与实施。随着“30·60”目标的设定，中国在碳减排的路上加速前进。
目前，距离实现2030 年碳达峰的目标还有不到10 年的时间，而我国碳达峰和碳中和间隔时间只有30 年，远少于西方发达国家，碳市场建设的脚步必将加快。随着全国碳市场发电行业第一个履约周期的正式启动，可以预见，在发电行业碳市场稳定运行的基础上，煤化工等行业不久也将被纳入全国碳市场。在此背景下，本文基于对发电行业碳排放配额分配的分析，采用公开的政策文件、配额分配方案和往年碳排放核查企业名单中的数据和信息，分析发电行业碳排放配额分配的长期运行实践，总结经验教训，并结合当前全国碳市场进展情况，为煤化工行业碳排放配额分配提出参考意见。
我国煤化工行业起步较晚，发展至今，因传统煤化工产能过剩，环境污染问题突出，以及节能环保的需要，传统煤化工正加速向现代煤化工过渡。近年来，煤化工行业的耗煤量呈稳步上升的趋势（如图1 所示），占全国煤炭消费的比例也逐渐增大[1]。
图1 2015—2019 年我国主要耗煤行业煤炭消耗量
根据《2019 年煤炭行业年度发展报告》，截至2019 年底，我国煤制油产能921 万t/a，煤制烯烃产能1 362 万t/a，煤制乙二醇产能478 万t/a，煤制气产能51.05 亿m3/a。按照建成产能计算，我国煤化工产业年耗煤量将达到3.8 亿t，占整体煤炭消费的10%左右，相应的温室气体CO2排放量将达到约12 亿t，占到2019 年全国CO2排放量的12.2%。产能和产量高速增长（如图2 所示），使得煤化工行业总体的CO2排放急速增加，面临的监管措施会更加严格[2]。
图2 2014—2019 年我国煤化工行业部分产品产量
笔者选取了我国西部某省煤化工企业2018 年的碳排放数据进行研究，统计结果表明，一般的煤化工企业碳排放量主要由三部分组成：化石燃料燃烧产生的排放、工业过程排放和净购入电力和热力产生的排放，其中工业过程的排放量超过50%。
2021 年生态环境部正式颁布了《碳排放权交易管理办法（试行）》，并于2 月1 日起正式施行。首先纳入到碳交易的为发电行业，此外，化工、水泥等行业前期已经做了较长时间的准备，纳入到碳交易中的工作也在加快。随着全国碳市场的高速发展，碳排放量较大的煤化工行业也将被纳入碳排放交易市场中。因此，通过研究发电行业已有的配额分配方式及其变化历程，可为煤化工行业未来碳排放配额分配提供借鉴。
2.1 发电行业配额方式
自2013 年6 月深圳碳排放权交易所成立以来，我国陆续启动了8 个试点城市的碳排放权交易试点工作。各试点地区采用的碳排放配额分配方法主要有基准线法、历史强度法、历史排放法等。其中，发电行业配额分配的变化呈先易后难、循序渐进的特点，同时北京、天津、广东等8 个试点地区在经济发展、发电生产与消费水平、燃料特征等方面差异较大，因此在配额分配方面也呈现多样化设计[3]。
基准线法：基准线即“碳排放强度行业基准值”，是某行业的代表某一生产水平的单位活动水平碳排放量，根据技术水平、减排潜力、排放控制目标等综合确定。基准线法适合产品相对单一、工艺相对简单可比、具有完善可核查数据的行业。发电行业由于产品单一，相关数据基础较好，因此比较适合使用基准线法分配配额。2019 年，试点省份中北京、上海、广东、湖北和福建均采用基准线法，并且随着数据的进一步完善，各试点将基准线的制定逐步从简单的容量或技术分类向复杂的分机组容量、技术类型和燃料类型的多种基准线推进。
历史排放法：使用历史基线年数据分配固定数量配额，通常与某些因素结合使用，以逐渐减少配额。例如，重庆以历史排放法为基础，结合博弈方法，形成其独特的碳排放配额分配方法，在企业自主申报量的基础上，调整配额分配的数量，确保年度配额总量逐步下降。
历史强度法：根据碳排放企业的产品产量、历史碳排放强度值、减排系数等为其分配配额。它采用基准线法和历史排放法共存的一种模式，通常是在缺乏行业和产品标杆数据的情况下确定配额分配的过渡性方法。例如，天津市2018 年对发电行业采用历史强度法分配碳排放配额，并对发电行业各机组类型设置了控排系数；
深圳市确定发电行业在2016—2018 年的碳排放配额分配采取历史强度法，基准值为发电量、历史基准碳强度和年度调控因子的乘积。
2.2 发电行业配额分配规律及对煤化工行业的启示
笔者统计了我国西部某省部分发电企业的碳排放数据，并依据生态环境部发布的《2019—2020 年全国碳排放权交易配额总量设定与分配实施方案（发电行业）》对配额进行了试算，通过对数据基础较好的发电行业配额盈亏的结果分析，为未来煤化工行业在碳排放配额分配方面提供一定的借鉴。
2.2.1 企业规模对配额盈亏的影响
西部某省部分发电企业不同机组碳排放配额盈亏统计见表1。
表1 西部某省部分发电企业不同机组配额盈亏统计
由表1 可知，大型机组（300 MW 以上）普遍存在配额盈余，而小型机组（300 MW 以下）平均配额缺口为4.44%，二者差值超过9%，这意味着大规模发电企业在配额分配中较小规模发电企业存在明显的优势，原因是大规模企业在工艺流程、节能减排措施等方面相较小规模企业可能做得更好。当前，先进的大型发电机组在机组效率、发电煤耗和环保排放指标上较为领先，面对CO2排放压力更加从容。因此，在煤化工行业绿色低碳发展进程中，应注重推进煤化工大型、先进装备的投入和使用，促进煤化工产业融合化、基地化、规模化发展，在煤化工系统自身的技术进步和效率提升背景下，有效降低碳排放。
2.2.2 产品类型对配额盈亏的影响
300 MW 等级以上燃煤机组是我国大中型发电企业主要使用的发电机组类型，在保证其他条件相同的情况下，对不同产品类型下300 MW 等级以上燃煤机组碳排放配额分配情况进行了分析，结果见表2。由表2 可知，纯发电机组较热电联产机组碳排放配额盈余比例高出5%～7%，当机组只发电时，机组负荷得到有效利用，配额出现盈余。
表2 不同产品类型下300 MW 等级以上燃煤机组配额盈亏统计
煤化工行业无论是煤制油、煤制烯烃，还是煤制天然气等，单位产品碳排放强度均较高。在当前“碳达峰、碳中和”背景下，煤化工行业面临较大的减碳压力，考虑到由此加重的成本负担，部分产品可能会丧失原有的价格优势。因此，对于现有的煤化工企业，可以思考在适当的情况下调整现有产品结构，淘汰部分落后产能来积极应对碳排放问题；
而对于还未建产的企业，可以加大前期调研投入，在比较国内外生产设施的优劣性和产品竞争力的基础上，通过项目效益风险识别和评估等有效手段来预见性地规避项目对环境造成的损害，选择CO2排放量小的产品路线，从源头减少碳排放[4]。
2.2.3 工艺措施对配额盈亏的影响
由表2 可知，当企业碳元素含量和碳氧化率采用自测值时，相比采用缺省值的企业，配额会相对的充裕：热电联产机组平均差值超过16%，纯发电机组平均差值超过18%。原因在于：在计算碳排放量时，若企业对燃煤的单位热值含碳量、碳氧化率没有实际测量，则采用生态环境部制定的惩罚性缺省值（单位热值含碳量按33.56 t/TJ 计算，碳氧化率按100%计算）。对于发电企业，其单位热值含碳量一般在26 t/TJ～27 t/TJ，碳氧化率一般在93%～99%。经统计，单位热值含碳量和碳氧化率采用缺省值的发电企业若改用实测值，总排放量将下降约15%，进而影响配额的盈亏水平。
通过上述分析，煤化工企业可以根据工艺特点，先行安装部分测量检验设施，加强对工艺生产过程中CO2排放量的控制，如在煤炭燃烧流程中，对煤的碳含量、碳氧化率等进行检测，避免未来采用国家或行业制定的惩罚性缺省值时增加的不必要排放量；
在生产过程中，投入完善的环保设施，尽量达到新标准的环保要求，如对无烟块煤间歇气化改造、对排放的CO2浓度等进行检测分析等，提高原料的利用效率，减少大气污染物的排放；
在计算外购电力和热力产生的CO2排放量时，煤化工企业可以将各车间、产品、工艺流程及生活用电用热分开统计，避免将来计算企业补充数据表排放量时，因没有分开统计而选择全厂用电用热，造成更多的排放量。
煤化工行业产品种类繁多、结构复杂、可比性差，在初始配额分配上使用历史强度法为主体方法是较为合适的，根据排放单位的产品产量、历史强度值、减排系数等分配配额。对于历史强度法的应用，需要决策部门分析地区节能降碳和产业发展相关政策与需求，结合其他行业的经验，兼顾效率和公平原则，出具可行性强的方案[4]。结合煤化工行业的特点，为减少企业碳减排成本和早日实现我国“双碳”的目标，对煤化工行业初始碳排放配额计算方法的确定提出以下建议。
3.1 遵循先易后难、循序渐进的原则
当下，碳达峰、碳中和在中国仍然是新生事物，是绿色发展道路上的创新，不仅受管控的企业需要政策适应和能力建设的过程，目前国家能源形势、煤化工行业现状、地区差异、社会接受程度等各种因素都要求煤化工行业在碳达峰、碳中和过程中应采取循序渐进的方式，初期以建立控排意识、健全基础设施和培养碳知识与能力为主要目标。结合发电行业配额发放经验，交易初期，煤化工行业总体配额设计应该保证略有富余，为排放企业留有缓冲余地。
3.2 以历史强度法为主，多种分配方法相互结合
在煤化工行业碳排放权交易市场的建设初期，应该以历史强度法为主，同时综合考虑基准线法、历史排放法等，这样可以尽量保证配额量分配的相对合理。随着行业碳排放权交易市场建设经验的逐渐积累，再逐步改为基准线法。以2019 年广东省发电行业配额分配为例：对于发电行业燃煤燃气发电机组（含热电联产机组）使用基准线法，对使用特殊燃料发电机组使用历史强度下降法。
3.3 综合研判配额发放政策，适当发放有偿配额
许多学者专家建议，在谨慎考虑行业的承受能力、技术水平和竞争环境的条件下，综合研判配额发放政策，逐步降低免费配额的发放比例。这一方面，试点省市中广东省已经先行先试，并取得了积极的效应。根据《广东省2019 年度碳排放配额分配实施方案》，广东省发电行业采取有偿配额与免费配额结合的混合模式，免费配额占比为95%，有偿配额占比为5%。管理机构需要向市场传递配额发放将从严从紧的信号，这有利于引导企业进行节能减排的投资，提高能源效率和管理碳资产的能力。
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