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发电企业核算二氧化碳排放量时,报出的数字究竟有多准?误差在哪个环节被放大?DL/T 3011—2025《发电企业二氧化碳排放量核算法不确定度评定指南》于2025年12月18日发布、2026年6月18日实施,首次给出了一套成体系的评定方法。它把不确定度拆解到燃煤、燃油、燃气、脱硫和购入电力五个环节,并逐环给出算例与报告表格。对需要报送碳排放数据、接受核查的发电企业而言,这份标准直接决定了数据可信度的表达方式。
核心判断
- 标准为首次发布,2025年12月18日发布,2026年6月18日起实施。
- 适用于燃煤、燃油、燃气发电企业的化石燃料燃烧、脱硫与购入电力排放核算。
- 评定程序共七步,从测量模型建立到结果报告形成完整链条。
- 附录给出五类排放源算例及一份不确定度评定报告示例。
- 碳排放量核算不确定度用扩展不确定度表示,通常取包含因子k=2。
脱水解读
这份标准管什么、管到哪
DL/T 3011—2025是一项电力行业标准,由中国电力企业联合会提出并归口,起草单位包括华电电力科学研究院有限公司、中国计量科学研究院、浙江大学等多家机构,属于首次发布。标准围绕发电企业二氧化碳排放量核算的不确定度,规定了术语、评定方法以及报告与表示要求,适用范围覆盖使用燃煤、燃油、燃气等化石燃料的发电企业核算边界内的化石燃料燃烧、脱硫过程和购入使用电力三类排放源。发电设施的排放量核算不确定度评定可参照执行。
标准在规范性引用文件里串联起一批计量与检测方法标准,包括GB/T 211煤中全水分的测定方法、GB/T 212煤的工业分析方法、GB/T 32151.1温室气体排放核算与报告要求、JJF 1059.1测量不确定度评定与表示、JJG 195皮带秤检定规程等。这意味着不确定度评定不是孤立计算,而是建立在既有计量检定与检测方法标准之上的。
在术语层面,标准明确了测量不确定度、标准不确定度、A类与B类评定、合成标准不确定度、相对标准不确定度、扩展不确定度、包含因子、自由度、协方差与相关系数等概念。这些定义与GB/T 32151.1和JJF 1059.1保持一致,避免了企业自建口径与通用计量术语之间的冲突。
七步走完一遍评定程序
标准把不确定度评定拆成七个基本程序:测量模型建立、被测量说明、不确定度来源分析、不确定度评定、合成标准不确定度计算、扩展不确定度计算、结果报告。这个顺序本身就是一份工作指引,企业可以按步骤逐步推进,而不必在计算与数据收集之间反复折返。
测量模型建立环节要求分别建立不同环节产生的二氧化碳排放量计算模型,包括化石燃料燃烧、脱硫过程和购入使用电力,其中化石燃料燃烧又细分为燃煤燃烧、燃油燃烧和燃气燃烧。
被测量说明则需要写清测量过程、影响参数、参数间函数关系、系统性影响校正值以及操作说明书信息。
来源分析环节列出了八类常见来源,涵盖测量仪器设备计量性能局限、样品取样代表性、标准物质标称值、引用常数或缺省值、仪器工作曲线、重复性或再现性、被测量值修正、测量环境条件影响。标准特别提示这些不是全部,需要根据实际测量影响因素识别并确定,并且要求分别列出化石燃料燃烧、脱硫过程和购入使用电力不同环节的影响参数及来源。
A类与B类:两条评定通道
不确定度评定分为A类和B类两条通道。A类评定是统计分析方法,标准给出三种具体做法:贝塞尔公式法适用于重复性或再现性条件下对同一被测量独立重复观测n次、一般n不小于10的情形,用实验标准偏差表征测得值的分散性;极差法则用于测量次数较少(n≤9)的场景,通过极差R除以极差系数C来估算标准偏差,标准附有极差系数表,n从2到9对应C值从1.13到2.97;预评估重复性法适用于测量系统稳定、重复性无明显变化的情况,先用典型样品做n次重复测量建立重复性标准偏差,之后实际测定中按实际重复测量次数m换算算术平均值的标准不确定度。
B类评定依据有关信息或经验判断被测量的可能值区间,假设概率分布后按区间半宽度a除以包含因子k计算。标准给出正态分布下概率P与包含因子k的对照表,P为95%时k取1.960,P为99%时k取2.576;非正态分布下三角分布k取根号6、矩形均匀分布k取根号3、反正弦分布k取根号2、两点分布k取1。在缺乏信息的情况下,一般估计为矩形(均匀)分布是较合理的。
标准还针对三类常见B类评定给出计算式:称量引入的标准不确定度,以最大允许误差或实测校准数据中相对示值误差绝对值的最大值Δ为区间半宽度;缺省值引入的标准不确定度,以实测值与缺省值的最大偏差为区间半宽;工作曲线引入的标准不确定度,通过多组标准物质测量值与标称值的相对偏差绝对值最大值确定区间半宽。
合成、扩展与相关性处理
合成标准不确定度的计算分三种情形。输入量间不相关时,用各输入量的标准不确定度平方和开方;当测量模型是加减形式时,按各常数与输入量标准不确定度乘积的平方和开方;当测量模型是乘除幂函数形式时,按输出量估计值乘以各输入量相对标准不确定度与幂指数乘积的平方和开方。对于加减乘除混合型模型,标准要求按计算先后原则分解成仅含加减或仅含乘除的单元,先算单元不确定度再合成。
当输入量间存在正强相关、相关系数为1时,合成标准不确定度不能再用平方和方式,而要按各灵敏系数与输入量标准不确定度乘积求和,灵敏系数为1时直接简化为各输入量标准不确定度之和。这一条对同一台仪器、同一批样品产生的多个测量量尤其重要。
扩展不确定度是被测量可能值包含区间的半宽度,由合成标准不确定度乘包含因子k得到,测量结果表示为估计值加减扩展不确定度。
当k=2且有效自由度较大时,区间包含概率约为95%;k=3时约为99%。若要求区间具有接近规定的包含概率p,则用Up表示,kp根据合成标准不确定度的有效自由度查t分布表获得,给出Up时须同时给出有效自由度veff。
五个环节的算例各露了一手
附录A至附录E分别针对燃煤、燃油、燃气、脱硫和购入使用电力给出算例。燃煤燃烧部分完整演示了从控制衡器称重、皮带秤示值误差、元素分析仪精度、测量重复性、工作曲线、煤样质量到全水分与内水测量的逐项评定,最终合成相对标准不确定度为3.40%,某企业燃煤燃烧排放量294992.31吨对应的合成标准不确定度为10029.74吨。
燃油与燃气的算例展示了另一类结构:燃油消耗量由标准密度与标准体积相乘得到,密度测量涉及重复性与密度计修正值,体积则按GB/T 9110规定取0.25%,各项合成后燃油燃烧的相对标准不确定度为1.26%,对应7706.55吨排放量的合成标准不确定度为97.10吨;燃气消耗量经涡轮流量计测量,涉及操作条件下体积流量、绝对静压、热力学温度、压缩因子以及标准参比条件下压缩因子,合成相对标准不确定度为2.62%,对应27597.7吨排放量的合成标准不确定度为723.06吨。
脱硫与购入电力两个算例结构相对简单。脱硫剂消耗量通过汽车衡称量取0.5级最大允许误差,碳酸盐含量涉及取样不均匀、测量重复性与仪器检测三项,转化率按实测值与缺省值最大偏差计算,合成相对标准不确定度为2.05%,对应2783.2吨排放量的合成标准不确定度为57.06吨;购入使用电力只考虑电表最大允许误差0.2%,相对标准不确定度为0.14%,对应80.24吨排放量的合成标准不确定度为0.11吨。
从分项到总量:企业怎么报
附录F把各分项串成企业级算例。发电企业边界内二氧化碳排放总量由化石燃料燃烧、脱硫过程和购入使用电力三部分相加构成,总量不确定度则按三部分标准不确定度的平方和开方合成。某燃煤发电企业的合成标准不确定度为10030.37吨,取k=2得到扩展不确定度20060.74吨,结果报告为排放量305562.30吨、扩展不确定度20060.74吨、k=2;某燃气发电企业的合成标准不确定度为723.06吨,扩展不确定度1446.12吨,结果报告为排放量38167.69吨。
附录G给出了不确定度评定报告的示例模板,包含报告主体、报告年度、编制日期等基本信息,正文分为企业基本情况、二氧化碳排放情况、活动水平数据来源说明及其不确定度、排放因子数据来源说明及其不确定度四部分,并附四张表格:发电企业二氧化碳排放量及不确定度报告、化石燃料燃烧碳排放量及不确定度评定、脱硫过程碳排放量及不确定度评定、购入使用电力产生的碳排放量及不确定度评定。
报告表格的填写方式体现了标准的落地细节:化石燃料燃烧表中要求区分实测与缺省,分别列消耗量相对不确定度、低位发热量相对不确定度、单位热值含碳量相对不确定度、碳氧化率相对不确定度,燃煤还单列元素碳含量不确定度;脱硫过程表按CaCO3列脱硫剂消耗量、碳酸盐含量、转化率三项相对不确定度;购入电力表则列出净购入电量、区域电网年平均供电排放因子及其相对不确定度。
不确定度到底怎么表示和报告
标准第5章明确,碳排放量核算不确定度使用扩展不确定度U或Up表示。若使用U则给出k值,若使用Up则给出p和有效自由度veff。扩展不确定度根据需要取一位或两位有效数字,必要时也可给出相对扩展不确定度Urel。标准给出的示例是:发电企业碳排放量核算值为2020.55万吨,合成标准不确定度uc(E)为65.67万吨,取k=2,则扩展不确定度U(E)为131.34万吨(k=2)。
在报告层面,标准要求编制发电企业二氧化碳排放量核算法不确定度评定报告,报告示例详见资料性附录G。报告主体需对核算的年度二氧化碳排放量进行不确定度评定并填写相关数据表格,声明报告真实可靠。报告附表之间形成对应关系:附表G.1汇总各排放源的排放量与相对不确定度,并给出二氧化碳排放总量及其相对不确定度、扩展不确定度与k值;附表G.2至G.4则分别支撑化石燃料燃烧、脱硫过程和购入使用电力三个分项。
值得注意的是,标准在来源分析中反复强调不确定度来源不限于列出的八类,需要根据被测量的说明和测量模型以及测量影响因素进行分析后识别确定,并且影响参数若可进一步分解,还应列出分量影响参数及不确定度来源。这一要求决定了企业不能简单套用附录算例的数值,而应结合自身计量器具、检测方法和数据来源重新评定。
图说解读
七步评定程序一条线走完
标准第4.1条把不确定度评定拆成七个基本程序,从测量模型建立起步,到结果报告收口。这个顺序本身就是一张操作路线图,企业按步骤推进即可,不必在数据收集与计算之间反复折返。
七个程序中有两个属于准备性工作,即测量模型建立和被测量说明,它们决定了后续评定的边界。如果模型没有分别覆盖化石燃料燃烧、脱硫过程和购入使用电力,后续来源分析和评定就容易漏项。
后续四个程序构成计算主干,来源分析识别出分量之后,才进入A类与B类评定,再合成、再扩展,最后落到报告。附录A至附录G的算例与报告模板,正是这条主干的逐环示范。
两条评定通道各有适用条件
标准把不确定度评定分成两条通道。A类评定依靠对规定测量条件下测得的量值做统计分析,具体有贝塞尔公式法、极差法和预评估重复性法三种做法;B类评定则依据有关信息或经验判断被测量的可能值区间,再假设概率分布并确定包含因子。
两条通道的适用条件不同。贝塞尔公式法要求重复观测次数一般不少于10次;极差法在测量次数较少、n不超过9时使用,需要查极差系数表;预评估重复性法适用于测量系统稳定、重复性无明显变化的情形。B类评定在缺乏信息时,一般按矩形均匀分布估计是较合理的。
B类评定的区间半宽来源多样,包括以前测量数据、仪器说明书、校准检定证书、技术手册以及检定规程或测试标准中给出的数据。标准给出的示例显示,仪器最大允许误差、校准证书的扩展不确定度、准确度等级对应的最大允许误差都可以转化为区间半宽。
五类排放源算例结果一览
把附录A到附录E的算例结果横向拉通,可以看到不同排放源的相对不确定度差异明显。燃煤燃烧的合成相对标准不确定度为3.40%,在五类算例中最高;燃气燃烧为2.62%,脱硫过程为2.05%,燃油燃烧为1.26%,购入使用电力仅为0.14%。
燃煤燃烧相对不确定度较高,与元素碳含量检测环节的多项来源有关,包括取样不均匀、元素分析仪精度、测量重复性、工作曲线、煤样质量以及全水分和内水测量。其中取样不均匀引入的相对不确定度单独就达到3.08%,是拉开整体水平的主要因素。
购入使用电力的相对不确定度最低,原因是标准在算例中只考虑电表最大允许误差0.2%,并按均匀分布换算为0.14%,区域电网年平均供电排放因子作为国家定期发布的定值不再计入不确定度。
企业级结果与扩展不确定度
附录F把分项结果汇总到企业边界。某燃煤发电企业的合成标准不确定度为10030.37吨,取k=2后扩展不确定度为20060.74吨,结果报告为排放量305562.30吨、扩展不确定度20060.74吨、k=2。
某燃气发电企业的合成标准不确定度为723.06吨,扩展不确定度为1446.12吨。标准在该算例中给出的结果报告为排放量38167.69吨、扩展不确定度723.06吨、k=2。
两个企业级算例的结构不同。燃煤企业把燃煤燃烧、燃油燃烧、脱硫过程和购入使用电力四项纳入合成;燃气企业只纳入燃气燃烧与购入使用电力两项。这种差异来自企业实际核算边界内的排放源构成,也说明企业级合成需要按自身排放源清单确定纳入项。
报告表格的四个板块
资料性附录G给出的报告示例由正文与四张附表组成。正文分四部分:企业基本情况、二氧化碳排放情况、活动水平数据来源说明及其不确定度、排放因子数据来源说明及其不确定度。附表G.1汇总各排放源的排放量与相对不确定度,并给出排放总量及其相对不确定度、扩展不确定度与k值。
附表G.2针对化石燃料燃烧,区分燃煤、燃油、天然气三类。表中要求分别填写消耗量、低位发热量、单位热值含碳量、碳氧化率,燃煤还单列元素碳含量不确定度,并在实测与缺省之间做出选择。
附表G.3针对脱硫过程,按CaCO3填写脱硫剂消耗量、碳酸盐含量、转化率三项相对不确定度。附表G.4针对购入电力,列出净购入电量、区域电网年平均供电排放因子及其相对不确定度。报告主体需盖章,法人需签字。
不确定度来源的八个常见入口
标准在第4.4条列出八类常见不确定度来源:测量仪器设备计量性能的局限性、样品的取样代表性、标准物质提供标称值、引用常数或缺省值等其他参数值、测量仪器工作曲线、被测量值的重复性或再现性、被测量值修正、测量环境条件影响。
这八类并非全部。标准明确要求根据被测量的说明和测量模型以及测量影响因素的分析,识别并确定测量不确定度的来源,不仅限于上述主要来源。这意味着企业需要结合自身实际建立来源清单,而不是照搬这八项。
来源分析还要求分别列出化石燃料燃烧、脱硫过程和购入使用电力不同环节的影响参数及其来源;影响参数若可进一步分解,还应列出分量影响参数及不确定度来源。这一要求决定了来源分析必须落到参数层级,而不是停留在环节名称上。
合成路径的三种情形
标准第4.6节把合成标准不确定度的计算分成几种情形。输入量间不相关、相关系数为零时,按各输入量标准不确定度平方和开方;当测量模型为常数与输入量乘积相加的形式时,按常数平方与输入量不确定度平方乘积求和再开方;当测量模型为乘除幂函数形式时,按输出量估计值乘以各输入量相对标准不确定度与幂指数乘积的平方和开方。
对于加减乘除混合型模型,标准要求按照计算先后原则,把模型分解成仅包含加减或仅包含乘除的单元,先按单元计算,再合成总不确定度。标准给出的示例是模型为两个量相加再乘以第三个量,先算前两个量的合成标准不确定度,再与第三个量合成。
当各输入量间正强相关、相关系数为1时,合成标准不确定度改为各灵敏系数与输入量标准不确定度乘积之和;灵敏系数为1时进一步简化为各输入量标准不确定度之和。这一条对同一台仪器、同一批样品产生的多个测量量尤其需要留意。
从分项到报告的表达链条
把标准各章节串起来看,不确定度工作形成一条从分项到报告的表达链条。先对各排放源做来源分析,再进入A类或B类评定,得到各分项的标准不确定度并完成分项合成;随后按企业边界纳入各项,做企业级合成,乘以包含因子得到扩展不确定度,最后按第5章要求表示并填入附录G的报告表格。
链条中每一环都有对应的表达要求。分项层面要说明影响参数及其来源,企业级合成要说明纳入哪些排放源,扩展不确定度要注明k值,报告表格要区分实测与缺省、列出各相对不确定度。
标准示例显示,发电企业碳排放量核算值为2020.55万吨时,若合成标准不确定度为65.67万吨、取k=2,则扩展不确定度为131.34万吨并注明k=2。这一表达方式贯穿分项与企业级两个层面。
数据解读
| 指标 | 数值 | 单位 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 燃煤燃烧 | 3.40 | % | 附录A第A.7条 |
| 燃油燃烧 | 1.26 | % | 附录B第B.8条 |
| 燃气燃烧 | 2.62 | % | 附录C第C.8条 |
| 脱硫过程 | 2.05 | % | 附录D第D.7条 |
| 购入使用电力 | 0.14 | % | 附录E第E.5条 |
这组数据来自附录A至附录E五个算例的合成结果。燃煤燃烧的相对标准不确定度为3.40%,在五类排放源算例中最高;购入使用电力的相对标准不确定度为0.14%,为最低。燃气燃烧和脱硫过程分别为2.62%和2.05%,处于中间水平。 差异主要来自各排放源的结构不同。燃煤燃烧涉及消耗量称量、元素碳含量检测和碳氧化率缺省值三类来源,其中元素碳含量检测又细分为取样不均匀、元素分析仪精度、测量重复性、工作曲线、煤样质量和水分测量,环节多、来源多。 燃油与燃气的消耗量分别通过油罐和气体涡轮流量计测量,结构相对简单。脱硫过程的主要来源集中在碳酸盐含量检测与转化率偏差上,购入使用电力只考虑电表最大允许误差。这些算例的数值是给定条件下的计算结果,企业实际评定需按自身数据重新计算。
| 指标 | 数值 | 单位 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 燃煤发电企业排放量 | 305562.30 | 吨二氧化碳 | 附录F第F.2条 |
| 燃煤发电企业合成标准不确定度 | 10030.37 | 吨二氧化碳 | 附录F第F.2条 |
| 燃煤发电企业扩展不确定度 | 20060.74 | 吨二氧化碳 | 附录F第F.2条 |
| 燃气发电企业排放量 | 38167.69 | 吨二氧化碳 | 附录F第F.3条 |
| 燃气发电企业合成标准不确定度 | 723.06 | 吨二氧化碳 | 附录F第F.3条 |
| 燃气发电企业扩展不确定度 | 1446.12 | 吨二氧化碳 | 附录F第F.3条 |
这组数据把分项算例汇总到企业边界。燃煤发电企业纳入燃煤燃烧、燃油燃烧、脱硫过程和购入使用电力四项,合成标准不确定度为10030.37吨,取k=2得到扩展不确定度20060.74吨,结果报告为排放量305562.30吨。 燃气发电企业纳入燃气燃烧与购入使用电力两项,合成标准不确定度为723.06吨,扩展不确定度为1446.12吨,结果报告为排放量38167.69吨。对比可见,企业纳入的排放源数量不同,合成结构也不同。 两项算例的合成方式一致,都按各纳入项标准不确定度的平方和开方计算。燃煤企业因纳入燃煤燃烧这一相对不确定度较高的分项,企业级合成标准不确定度明显大于燃气企业。这些数值是算例给定条件下的结果,企业实际评定需按自身数据计算。
| 指标 | 数值 | 单位 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 正态分布P为95%时的包含因子k | 1.960 | 第4.5.2.1条表2 | |
| 正态分布P为99%时的包含因子k | 2.576 | 第4.5.2.1条表2 | |
| 矩形均匀分布的包含因子k | 1.732 | 第4.5.2.1条表3 | |
| 通常测量中扩展不确定度的包含因子k | 2 | 第4.7.2条 | |
| k=2时区间包含概率约 | 95 | % | 第4.7.2条 |
| k=3时区间包含概率约 | 99 | % | 第4.7.2条 |
标准给出了一组在评定中反复使用的关键取值。正态分布下概率为95%时包含因子k取1.960,概率为99%时取2.576;非正态分布中矩形均匀分布的包含因子k取根号3,约1.732,三角分布取根号6,反正弦分布取根号2,两点分布取1。 在扩展不确定度环节,标准明确通常测量中一般取k=2。当k=2且表征的概率分布近似为正态分布、有效自由度较大时,所确定区间的包含概率约为95%;k=3时约为99%。若取其他值,应说明其来源;给出扩展不确定度时一般应注明所取的k值;若未注明k值,则指k=2。 这些取值直接决定最终报告的扩展不确定度大小。以附录A的燃煤燃烧算例为例,合成标准不确定度为10029.74吨,乘以k=2得到扩展不确定度;企业级算例同样按k=2换算,并在结果报告中注明k值。
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