解读温室气体自愿减排项目方法学 甲烷体积浓度低于8%的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用(CCER—10—001—V01)

2024-08-08 8 次浏览减排瓦斯利用精选
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碳通通 · 脱水解读

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这份《温室气体自愿减排项目方法学 甲烷体积浓度低于8%的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用》是CCER重启后针对煤矿瓦斯利用领域发布的重要技术规范。对于拥有井工煤矿、正在为低浓度瓦斯(浓度低于8%)寻找出路的企业来说,它直接回答了“能不能开发CCER项目”“减排量怎么算”“监测怎么做”这几个关键问题。值得注意的是,该方法学明确额外性免予论证,并规定监测数据必须与全国碳市场管理平台联网。我将在下文逐层拆解读懂这份文件的操作要点。

核心判断

  • 适用于井工煤矿采用无焰氧化技术利用风排瓦斯或浓度低于8%的低浓度瓦斯进行发电、供热或热电联产。
  • 额外性免予论证,但项目监测数据必须与全国碳市场管理平台联网。
  • 项目计入期最长10年,须在项目寿命期限范围之内。
  • 减排量核算区分基准线排放与项目排放,重点关注甲烷销毁效率和未氧化逃逸。
  • 当甲烷体积浓度不低于8%时,对应时段须扣除运行时长、外供电量和外供热量。

脱水解读

适用条件:哪些项目可以走这条CCER通道

这份方法学的适用条件很明确。它只适用于井工煤矿,不包括废弃或关闭的矿井。技术路径上,要么对收集的风排瓦斯进行无焰氧化分解销毁,要么将抽采泵站输出的浓度低于8%的低浓度瓦斯与风排瓦斯或空气掺混后再分解销毁。

分解产生的热能需要加以利用,利用方式包括发电、供热或热电联产。技术层面,分解销毁暂仅限于无焰氧化技术。如果人为把浓度大于或等于8%的瓦斯稀释到8%以下,这条路是走不通的。

另一个容易被忽略的硬条件是:项目监测数据应与全国碳市场管理平台联网,减排量只能产生于完成联网试运行之后。项目本身还需符合《煤矿安全规程》等法规和行业发展政策。

项目边界与计入期:算减排量从哪里量到哪里

项目边界包括低浓度瓦斯混配利用管道输送系统、风排瓦斯收集系统、配气系统、无焰氧化装置、发电系统、供热系统,以及项目所在区域电网的所有发电设施和项目替代的既有或拟建供热设施。抽采泵出口端和混配管道入口端因项目监测安设的仪表在边界内,但抽采泵及前端、扩散塔及前端不计入边界。

计入期方面,项目寿命期限从建成投产日开始,结束时间在正式退役之前。计入期从申请登记的项目减排量产生时间算起,最长不超过10年,且必须在项目寿命期限范围之内。这意味着如果你的项目已经投产运行了几年才开始走CCER流程,需要仔细推算可登记的减排量产生时间。

基准线与额外性:免论证背后的核算逻辑

基准线情景被设定为:低浓度瓦斯和风排瓦斯全部排空,项目的外供电量由所在区域电网的其他并网发电厂替代生产,外供热量由既有或拟建的天然气供热设施替代生产。这个设定等于说,你不做这个项目,这些甲烷就直接排到大气里,电和热则由电网和天然气锅炉来补上。

额外性方面,方法学给出的理由是:煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯无焰氧化技术处于产业发展初期,投资建设成本和运维成本高,存在技术和投资风险带来的障碍。符合条件的项目,额外性免予论证。这为项目业主省去了额外性论证的繁琐步骤,但前提是符合适用条件。

减排量核算:基准线排放与项目排放的加减法

减排量等于基准线排放量减去项目排放量。基准线排放有三块:甲烷直接排空的排放、外供电量替代的电网排放、外供热量替代的天然气供热排放。其中甲烷排空排放的计算,关键是取“进入无焰氧化装置的实测甲烷量”和“推算甲烷量”中的较小值,这在公式设计上体现了保守性原则。

项目排放同样分三块:项目消耗电网电量产生的排放、甲烷经无焰氧化后产生的CO2排放、未氧化甲烷逃逸的排放。甲烷销毁效率取缺省值90%,意味着即使技术再好,也按10%的甲烷未销毁来算。热力排放因子取天然气供热缺省值0.06 tCO2/GJ,电网排放因子采用生态环境部公布的最新区域电网数据。

合规性红线:什么情况要扣减甚至撤销登记

当项目出现公式(19)的情形时,即第 h 小时煤矿低浓度瓦斯混配利用管道输送系统入口处的煤矿低浓度瓦斯常温常压流量大于为项目提供气源的所有地面瓦斯抽采泵出口端抽采瓦斯常温常压流量之和时,视为不符合项目适用条件的情形。

这是方法学设置的一道防作弊红线。通俗地说,如果管道里进来的瓦斯比你从抽采泵实际抽出来的还多,那多出来的部分来路不明,项目就不合规了。审定与核查机构发现这种情况要书面报告省级生态环境主管部门,查实后撤销项目登记。

另一条红线是浓度边界。当抽采泵出口端或混配管道入口处的甲烷体积浓度不低于8%时,该时间段要从无焰氧化装置运行总时长中扣除,且对应时段进入装置的甲烷量、外供电量和外供热量都要从总量中扣除。这意味着业主必须做好浓度数据的逐时记录,否则核查时无法证明哪些时段该扣。

监测与数据管理:联网是硬约束

监测要求覆盖进入无焰氧化装置的流量、浓度、温度、压力,以及外供电量、外供热量、下网电量、蒸汽和热水参数等。浓度计量仪要满足JJG 1138 3.1 C类传感器示值误差限值要求,采用激光法的应取得型式批准。流量计准确度不低于2.0级,温度、压力仪表不低于1.0级。

数据联网是这份方法学的一个核心管理手段。项目业主需在全国碳市场管理平台填报监测数据联网基础信息表,在监测数据储存系统安装数据采集网关,网关每秒上传一次数据,并支持DCS、PLC、RTU等工业自动化系统协议转换为MQTT协议。网关要求16GB以上内存和1TB以上存储。

数据缺失和中断的容忍度很低。若每年度数据缺失和中断总时长超过20天,或自然月内持续超过3天,则该月份数据存疑,审定与核查机构需重点核查。联网试运行周期不少于1个月,试运行期间数据中断须重新试运行。

审定与核查:机构会查什么怎么查

审定与核查机构的工作贯穿项目适用条件、项目边界、监测计划、减排量交叉核对和参数审核。在适用条件环节,机构会查阅可行性研究报告、安全评价报告、环评报告等文件,并现场走访查看设施,确认项目是否属于两种允许的技术路径之一。

项目边界审定中,机构会使用北斗卫星导航系统、全球定位系统、地理信息系统等手段确定地理边界和拐点经纬度坐标,坐标需以度表示并至少保留6位小数。监测计划的审定则重点核实计量仪表的安装位置、准确度、个数和监测数据是否与设计文件一致。

参数审核方面,机构会查阅设备检定和校准记录,确认仪表在有效期内,并通过电量结算凭证、电网公司证明、热量结算凭证等与监测数据进行交叉核对,按照保守原则取值。

图说解读

项目开发全流程

从这份方法学的要求来看,项目开发不是先建设再补手续的思路。适用条件确认是第一道关,井工煤矿、无焰氧化技术、浓度低于8%这三个条件缺一不可。

接下来要同步推进设计文件编制和监测方案制定,监测仪表要按GB 50093等标准安装在规定点位。数据联网试运行是关键卡点,试运行不少于1个月且期间不能中断,否则要重新来。

减排量核算和报告编制完成后,由审定与核查机构进行审核,最终在全国温室气体自愿减排注册登记系统完成登记。监测数据联网完成试运行之后产生的减排量才可申请登记,这个时间节点直接影响项目收益预期。

确认项目适用条件
设计文件与监测方案
监测数据联网试运行
减排量核算与报告
审定与核查
减排量登记
低浓度瓦斯CCER项目开发流程
碳通通

项目边界范围

项目边界的划定直接影响到哪些排放要算、哪些不用算。方法学明确将低浓度瓦斯混配利用管道输送系统、风排瓦斯收集系统、配气系统、无焰氧化装置、发电系统和供热系统纳入边界。

值得注意的是,抽采泵出口端和混配管道入口端因项目监测安设的流量、温度、压力、浓度等仪表在边界内,但抽采泵本身及其前端、扩散塔及前端不计入。这个区分很重要,因为抽采泵的能耗和排放属于煤矿原有生产环节,不纳入项目核算。

项目所在区域电网的所有发电设施和项目替代的既有或拟建供热设施也纳入边界,这对应的是基准线排放的计算范围,即项目外供电量和外供热量所替代的排放。

低浓度瓦斯混配
管道输送系统入口端在边界内
风排瓦斯收集
收集系统在边界内
配气系统
混配装置及仪表在边界内
无焰氧化装置
核心分解销毁设施
发电系统
发电及并网设施
供热系统
供热及计量设施
区域电网
所有发电设施纳入基准线
替代供热设施
既有或拟建天然气供热
抽采泵及前端
不包括在项目边界内
项目边界内的设施与排除项
碳通通

排放源选择与排除

排放源的选择体现了方法学的保守性原则和成本效益考量。基准线情景下,甲烷和CO2的直接排空都计入排放,因为这是主要排放源。电网发电和天然气供热替代产生的CO2也计入。

项目情景下,运维电力消耗的CO2计入,但CH4和N2O忽略不计。无焰氧化装置蓄热体预热导致的化石燃料CO2排放被计为0,理由明确写着“排放量小,为降低项目实施和管理成本”。

未氧化甲烷逃逸的CH4被计入项目排放,理由是无焰氧化过程中少量甲烷未销毁,这对应销毁效率90%的缺省值。应急排放的CH4不计入,因为排放点在进入无焰氧化装置的甲烷量计量仪表之前。经实地调研,非甲烷总烃浓度普遍低于1%,因此忽略不计。

排放源
气体
是否选择
理由
瓦斯直接排空
CH4
是
主要排放源
瓦斯直接排空
CO2
是
主要排放源
电网发电替代
CO2
是
主要排放源
天然气供热替代
CO2
是
主要排放源
项目运维电力
CO2
是
主要排放源
氧化后产生的排放
CO2
是
主要排放源
未氧化甲烷逃逸
CH4
是
少量甲烷未销毁
蓄热体预热化石燃料
CO2
是
排放量小,计为0
项目边界内温室气体排放源选择
碳通通

减排量核算公式链

减排量核算的逻辑链条清晰:先算基准线排放,再算项目排放,两者相减得到减排量,最后通过合规性判断进行扣减或排除。

基准线排放由三部分组成:甲烷直接排空排放、外供电量替代的电网排放、外供热量替代的天然气供热排放。其中甲烷排空排放取实测甲烷量和推算甲烷量的较小值,这是保守性设计的核心体现。

项目排放同样分三块:消耗电网电量的排放、甲烷氧化后产生的CO2排放、未氧化甲烷逃逸的排放。氧化后排放按甲烷量乘以销毁效率90%再乘以碳排放因子2.75计算,逃逸排放则按甲烷量乘以(1-销毁效率)计算。合规性判断环节,浓度不低于8%的时段要从运行时长、外供电量和外供热量中扣除。

识别基准线情景
计算基准线排放量
计算项目排放量
减排量=基准线-项目
合规性判断与扣减
减排量核算的逻辑链路
碳通通

关键参数一览

这几个参数贯穿减排量核算的全过程。计入期最长10年,从减排量产生时间开始算,且必须在项目寿命期限内。这意味着如果煤矿本身剩余开采年限不足10年,计入期要相应缩短。

甲烷销毁效率取90%,意味着每吨进入装置的甲烷有0.9吨被销毁,0.1吨作为逃逸排放计入项目排放。甲烷的全球增温潜势取28,来自IPCC第五次评估报告的100年时间尺度值,这个数值直接影响每吨甲烷减排量换算成CO2当量的系数。

热力排放因子0.06 tCO2/GJ用于计算外供热量替代的基准线排放。电网组合边际排放因子由电量边际和容量边际各按0.5权重加权。甲烷碳排放因子2.75是44除以16得来的,用于计算氧化后产生的CO2排放。

10年
计入期上限
须在项目寿命期限内
90%
甲烷销毁效率
缺省值,保守取值
28tCO2e/tCH4
GWP值
100年尺度,IPCC第五次评估报告
0.06tCO2/GJ
热力排放因子
参考天然气供热
2.75tCO2e/tCH4
甲烷碳排放因子
44/16计算得出
0.5无量纲
加权权重
电量边际与容量边际各半
方法学核心参数速览
碳通通

监测仪表要求对比

监测仪表的准确度等级和检定要求是审定核查的重点。浓度计量仪要求满足JJG 1138 3.1 C类传感器的示值误差限值,如果采用激光法原理,还需取得型式批准。流量计准确度不低于2.0级,温度、压力仪表不低于1.0级。

电能表的准确度按DL/T 448 6.2分为五类用户等级,Ⅰ类用户要求0.2S级,Ⅱ、Ⅲ类为0.5S级,Ⅳ类为1级,Ⅴ类为2级。供热相关的热能表和蒸汽流量计也有相应的准确度要求。

所有仪表在使用期间,项目业主要委托具备CNAS资质的第三方计量技术机构每年进行校准并出具报告。如果仪表误差超限或零部件故障,要在30天内完成校准或更换,否则该时段数据需要做保守性处理。

浓度计量仪:JJG 1138 C类传感器示值误差限值
激光法浓度计量仪应取得型式批准
流量计:准确度不低于2.0级
按JJG 640/1003/1029/1030检定
温度计量仪:准确度不低于1.0级
按JJG 229/JJF 1637检定
压力计量仪:准确度不低于1.0级
按JJG 49/52/875/882检定
电能表:按DL/T 448 6.2分级要求
按JJG 313/314/596/1165检定
热能表:参照GB/T 34060 5要求
按JJG 225检定
主要监测仪表准确度与检定要求
碳通通

数据联网技术架构

这套技术架构从现场仪表一直打通到全国碳市场管理平台。现场计量层的各类仪表每秒采集原始数据,接入项目监测数据储存系统。数据采集网关要支持DCS、PLC、RTU等多种工业自动化系统通讯协议,并具备转换为MQTT协议的能力。

网关的硬件配置有明确要求:至少16GB以上内存和1TB以上存储。项目业主还需要为数据传输提供稳定的互联网宽带或4G/5G无线通信环境。监测数据储存系统中数据应至少存储10年,与减排量登记后至少保存10年的档案要求相呼应。

联网上传频率是每秒一次。项目业主要每天核对储存系统数据与仪表监测值,每月核对数据记录情况和网关传输情况。如果发生数据缺失或中断,故障期数据不予再次上传、不予计算减排量。

现场计量层
浓度、流量、温度、压力、电能、热能等仪表
数据采集层
DCS/PLC/RTU等工业自动化系统
网关转换层
多协议转MQTT,16GB内存+1TB存储
数据储存层
项目监测数据储存系统,至少存储10年
平台联网层
全国碳市场管理平台每秒上传一次
监测数据联网技术架构
碳通通

保守性处理规则

保守性处理规则的核心逻辑是:凡是能让减排量算得更多的参数,异常时往下调;凡是能让项目排放算得更多的参数,异常时往上调。

进入无焰氧化装置的甲烷浓度、气体流量、外供电量、热能表、外供蒸汽质量这几个参数,处理方式都是计量结果乘以(1减去误差值),即向下调整。而下网电量作为项目排放的一部分,处理方式是乘以(1加上误差值),即向上调整,这样项目排放会更大、减排量更小。

未校准情形的处理是用准确度等级对应的最大允许误差来调整,延迟校准的时间段按未校准情形处理。这意味着项目业主必须严格管理仪表的检定和校准周期,一旦出现未校准或延迟校准,不仅数据要保守处理,还可能影响核查结果。

甲烷浓度:计量结果×(1-误差绝对值)
下网电量:计量结果×(1+误差绝对值)
气体流量:计量结果×(1-误差绝对值)
未校准:乘以(1-最大允许误差)
外供电量:计量结果×(1-误差绝对值)
延迟校准:按未校准情形处理
热能表:计量结果×(1-误差绝对值)
外供蒸汽质量:计量结果×(1-误差绝对值)
计量异常时的数据保守性处理
碳通通

审定核查关注重点

审定与核查机构的工作覆盖从项目定义到减排量计算的各个环节。在适用条件环节,机构要查阅可行性研究报告及批复文件、安全评价报告及备案文件、环境影响评价报告书及批复文件,并现场走访确认项目设施是否符合两种允许的技术路径。

项目边界审定比较特别的是会使用北斗卫星导航系统、全球定位系统和地理信息系统来确定地理边界和拐点经纬度坐标,坐标以度表示且至少保留6位小数。监测计划审定则通过查阅设计文件、核算报告、计量点位图、检定校准报告等材料,配合现场查看仪表来实现。

减排量的交叉核对是最实质的环节,机构会查看全国碳市场管理平台联网监测数据,并与电量结算凭证、电网公司出具的电量证明、热量结算凭证等进行比对。按照保守原则取值。参数的审核还会特别核对浓度不低于8%的时间段内产生的外供电量和外供热量是否已扣除。

适用条件
查阅可研、安评、环评文件,现场走访
项目边界
BDS/GPS/GIS确定坐标,保留6位小数
监测计划
核实仪表安装位置、准确度、个数
减排量交叉核对
联网数据与电量热量证明比对
参数审核
查阅检定校准记录,确认在有效期内
合规性扣减
核对浓度不低于8%时段是否扣除
审定与核查机构重点检查事项
碳通通

数据解读

指标数值单位出处
GWP(100年尺度CH4)28tCO2e/tCH4表2
电量边际排放因子权重0.5无量纲表3
容量边际排放因子权重0.5无量纲表4
热力排放因子0.06tCO2/GJ表5
甲烷销毁效率90%表6
甲烷常温常压密度0.67kg/m3公式(3)
无焰氧化装置热利用效率91%公式(15)
热电联产综合效率86%公式(15)
发电效率35%公式(16)
锅炉热效率88%公式(17)
方法学关键参数默认值

这些默认值是减排量核算的基础参数,项目业主在编制设计文件和核算报告时直接采用,不需要另行监测或论证。GWP取28,意味着每吨甲烷排放相当于28吨CO2当量,这个系数直接决定了甲烷减排的碳资产价值。 电网组合边际排放因子由电量边际和容量边际各按0.5权重加权,但具体的OM和BM数值采用生态环境部公布的最新区域电网数据,方法学中未给出固定值。热力排放因子取0.06 tCO2/GJ,参考的是天然气供热的排放水平。 甲烷销毁效率90%是一个需要特别关注的参数。它同时用于计算氧化后排放和未氧化逃逸排放:氧化后排放按甲烷量×90%×2.75计算,逃逸排放按甲烷量×(1-90%)×28计算。热利用效率、热电联产综合效率、发电效率、锅炉热效率分别取91%、86%、35%、88%,用于推算进入装置的甲烷量。

指标数值单位出处
项目计入期上限10年5.2.2
监测数据储存系统中数据最短存储期10年7.3.5.2
减排量登记后数据信息最短保存期10年7.3.3.1
联网试运行周期下限1个月7.3.5.3
年度数据缺失中断容忍上限20天7.3.5.3
自然月内数据缺失中断容忍上限3天7.3.5.3
仪表异常后校准期限30天7.3.2.7
项目计入期与数据管理时限

时间相关的约束条件分布在方法学的不同章节,但它们共同构成项目全生命周期的管理时限。项目计入期最长10年,这是申请减排量登记的时间窗口。监测数据储存系统中的数据至少存储10年,减排量登记后的原始凭证和台账也要保存至少10年,这两个10年分别对应数据可追溯性和档案完整性要求。 联网试运行是项目正式产生可登记减排量的前置条件。试运行周期不少于1个月,期间数据不能中断,否则要重新试运行。这意味着项目业主要在建成投产前就规划好联网调试时间,避免影响减排量产生时间。 数据缺失和中断的容忍度比较严格。每年度总时长超过20天或自然月内持续超过3天,该月份数据存疑,审定与核查机构需重点核查,可能影响该月份减排量的认定。仪表异常后30天内要完成校准或更换,否则对应时段数据要做保守性处理。

指标数值单位出处
项目适用条件审定可研报告及批复、安评报告及备案、环评报告书及批复8.1.1
可持续发展评估安评、环评、竣工验收、环境监测、社会责任等报告8.1.2
项目边界审定可研报告、并网协议、购售电协议、环评批复等8.2
监测计划审定设计文件、核算报告、计量点位图、检定校准报告8.3
减排量交叉核对全国碳市场管理平台联网数据、电量热量证明8.4
参数审核设备检定校准记录、结算凭证、记录台账8.5
审定核查中涉及的主要依据文件

审定与核查机构在每个环节都有明确的查阅材料清单。适用条件审定需要查阅可行性研究报告及其批复文件、安全评价报告及其备案文件、安全验收报告及其备案文件、环境影响评价报告书及批复文件,还要现场走访查看项目设施。 可持续发展评估的范围更广,包括安评、环评、竣工环境保护验收报告、环境监测报告、社会责任报告、环境社会与治理报告、可持续发展报告等,评估项目是否符合《煤矿安全规程》和可持续发展要求。 项目边界审定会使用北斗卫星导航系统、全球定位系统和地理信息系统等技术手段确定地理边界和拐点经纬度坐标,至少保留6位小数。减排量交叉核对则以全国碳市场管理平台联网监测数据为核心,与电量结算凭证、电网公司证明、热量结算凭证等进行比对。参数的审核还要核对浓度不低于8%的时间段内产生的外供电量和外供热量是否已从总量中扣除。

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温室气体自愿减排项目方法学 甲烷体积浓度低于8%的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用(CCER—10—001—V01)

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