碳中和背景下LNG接收站核证自愿减排项目开发探究.pdf

2023 年第 8 期2023 年 8 月在 2020 年联合国第七十五届大会上，中国向世界宣布“二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和”。2021 年，全国碳市场启动上线交易，中国核证自愿减排（CCER）项目是中国碳市场下的抵消机制，是碳市场的重要组成部分。截至2021 年年底，CCER 累计成交 4.43108t，成交额突破4.0109元，其中 2021 年 CCER 就成交了 1.77108t，较之前大幅增长1-2。在发展低碳经济的时代背景下，中国能源消费结构也在发生变化，作为国家大力推广的清洁能源，天然气的消费量正在逐年攀升，而其中液化天然气（LNG）已逐渐成为重要的战略储备能源。目前可再生能源项目、林业碳汇项目及甲烷利用项目，均具有较好的 CCER 开发前景3-4。因此，探究 LNG 接收站可开发的核证自愿减排项目，在经济性和社会效益方面均具有积极的影响。1LNG 接收站温室气体回收环节1.1主要回收环节图 1 所示为 LNG 接收站的典型工艺流程，其能量回收环节具体如下。1)LNG 在装卸、存储过程中会存在蒸发气，对该部分气体进行回收利用可以减少甲烷排放。2)LNG 气化时会产生一定量的冷能，对该部分冷能进行回收利用，可以减少终端用户利用其他能源时所产生的温室气体排放。3)LNG 储存、运输系统中的阀门、法兰等系列连接组件，会存在气化逃逸的天然气，可对该部分天然气进行回收以减少逃逸性排放。LNG 接收站逸散排放源如表 1 所示。1.2回收量试算以冷能发电为例，假设建设装机容量为 7MW 的发电装置，冷能利用率在 24%50%之间，投资 3.0108元，建成后按年利用小时数 8 000 h 核算，年发电量可达收稿日期：2023-03-20第一作者简介：闫松袁 1993 年生袁 女袁 内蒙古通辽人袁 硕士袁 工程师袁 主要从事温室气体减排尧 管道泄漏检测方面的研究工作遥碳中和背景下 LNG 接收站核证自愿减排项目开发探究闫松袁 马旭卿袁 郭保玲袁 赖建波（北京市燃气集团研究院，北京 100020）摘要：中国核证自愿减排 渊China Certified Emission Reduction袁 CCER冤 项目是中国碳市场下的抵消机制袁 是碳市场的重要组成部分遥 探究 LNG 渊Liquefied Natural Gas袁 液化天然气冤 接收站可开发的核证自愿减排项目袁 在经济性和社会效益方面均具有积极的影响遥 通过研究认为袁 LNG 接收站可开发的核证自愿减排项目较多袁 且属于 CCER 开发的优质项目袁 主要包括冷能回收利用和甲烷回收利用两大类遥 运用国家发改委备案的温室气体自愿减排方法学袁 通过基准线情景识别尧 额外性论证尧 减排量计算尧 监测方案等研究内容袁 评估了开发 LNG 接收站甲烷回收利用项目 CCER 开发的可行性袁 为开展 CCER 项目的开发提供参考遥关键词：LNG 接收站曰 中国核证自愿减排项目曰 方法学曰 冷能回收利用曰 甲烷回收利用中图分类号：F426文献标志码：A文章编号：2095-0802-(2023)08-0062-03Development of Voluntary Emission Reduction Project of LNG Terminal underBackground of Carbon NeutralityYAN Song,MA Xuqing,GUO Baoling,LAI Jianbo(Research Institute of Beijing Gas Group,Beijing 100020,China)Abstract:China certified emission reduction(CCER)project is an offsetting mechanism under Chinas carbon market and animportant part of the carbon market.Exploring certified voluntary emission reduction project of LNG terminals would have apositive impact in terms of economic and social benefits.According to the research,there are more certified voluntary emissionreduction projects that can be developed in LNG terminals,which belong to the high-quality projects,including cold energyrecycling and methane recycling.Based on the methodology of voluntary greenhouse gas emission reduction recorded by theNational Development and Reform Commission,the feasibility of developing CCER for methane recovery and utilization project ofLNG terminals was evaluated through the research content of baseline scenario identification,additionality demonstration,emissionreduction calculation,monitoring scheme,etc.,so as to provide reference for the development of CCER project.Key words:LNG terminal;CCER project;methodology;cold energy recycling;methane recycling（总第 215 期）节能减排622023 年 8 月2023 年第 8 期序号设施排放源GHG1接收站生产设施（含管道）阀门CH4逸散CH4法兰和其他连接器泵封条压缩机封条降压阀开放式线路和取样连接点其他：隔膜、仪器、通风口等2冰箱、冰柜冷媒逸散R124a 等3空调冷媒逸散R410a 等4CO2灭火器CO2逸散CO25高压 GISSF6逸散SF6技术经济测算得财务内部收益率为 6.4%，小于 建设项目经济评价方法与参数 （第三版）中输气设施的税前基准收益率 12%，因此需要考虑额外的温室气体减排收益才会开展类似项目的投资开发。2温室气体自愿减排方法学2.1冷能回收利用开发 CCER目前已备案的有关 LNG 冷能回收利用的方法学有一种，为 CM-035-V01 利用液化天然气气化中的冷能进行空气分离 ，其适用于回收利用 LNG 汽化设备的冷能，并利用回收的能量运行一个新的空气分离设备。该方法学已在多个 LNG 接收站运用，但冷能回收后用于发电或综合利用的情况还没有相关的方法学可供参考，可以考虑修编或新编该类方法学。2.2甲烷回收利用开发 CCER温室气体自愿减排方法学是项目开发的重要依据，方法学主要包括项目的边界范围、排放源、适用条件、基准线识别、额外性论证、减排量计算以及监测计划等。已备案的与甲烷回收利用相关的方法学较多，主要包括天然气/煤层气利用、垃圾填埋气利用、农村户用沼气等类型。其中与 LNG 接收站甲烷回收利用具有相关性的有两种：一种为 CM-041-V01 减少天然气管道压缩机或门站泄漏，另一种为 CM-042-V01 通过采用聚乙烯管替代旧铸铁管或无阴极保护钢管减少天然气管网泄漏 。前者适用于对天然气储存、运输系统中的阀门、法兰等系列连接组件进行额外的检测维修所回收的甲烷，适合在 LNG 接收站减少逃逸性排放时使用；后者适用于采用聚乙烯管代替旧铸铁管或无阴极保护钢管所减少的甲烷排放，但该方法局限于已存在旧钢管的情况，不适用于新建的 LNG 接收站。LNG 接收站还存在的甲烷回收情景是闪蒸气（BOG）回收5，BOG 是 LNG 接收站运营中产生的排放气体，BOG 的直接排放不仅造成了资源浪费，还加剧了温室效应。开发 BOG 回收的资源减排项目，会一定程度上促进 BOG 回收利用，但目前在发改委备案的方法学中还没有相关领域的方法学，需要申请新的方法学。3项目设计文件以国家发改委已备案的方法学 CM-041-V01 减少天然气管道压缩机或门站泄漏 为例，对逸散排放源及可计入回收的泄漏标准进行梳理。3.1基准线情景识别基准线情景识别主要判断修复的该泄漏是常规的检 测 和 维 修，还 是 需 要 通 过 高 级 的 LDAR（LeakDetection and Repair，泄漏检测和修复）才能实现，可以参照如图 2 所示的流程来判断。如图 2 所示，如果该泄漏通过常规的检测和维修能够识别出来，则该物理泄漏不计入本项目，列为基准线排放情景；如果不能识别出来，则计入本项目中。图 1LNG 接收站工艺流程图表 1LNG 接收站逸散排放源注：GHG 为温室气体，GIS 为气体绝缘金属封闭开关。5.6107kW h，年节约煤炭约 2104t，减少 CO2排放约 5 583 t，减少 SO2排放约 168 t，减少粉尘排放约1 523.2 t。因此开发 LNG 接收站冷能回收项目具有较好的环境效应。BOG 压缩机高压外输增压泵低压外输增压泵冷能梯级利用气化器气化器计量外输计量外输LNG 储罐LNG 船LNG 槽车液相LNG再冷凝器闪蒸器LNG气相BOG气化吸热BOG闪蒸气。闫松，等：碳中和背景下 LNG 接收站核证自愿减排项目开发探究632023 年第 8 期2023 年 8 月3.2额外性论证额外性论证是指相对于基准线情景，在没有额外资金支持的情况下，存在技术、经济、资源和财务能力方面的障碍，项目减排量只靠现有条件难以实现。LNG 接收站开展温室气体回收的“额外性论证与评价工具”主要步骤如下：1)项目设计时便考虑了减排效益。项目活动的开始时间要早于项目设计文件的公示时间，需要证明减排机制带来的收益在项目投资决策中是必要的。2)基准线的识别。项目设计文件中应识别常规的方案，作为拟议项目的替代情景。3)投资分析。设计文件中用投资分析论证项目的额外性，应提供数据证明该项目活动不是经济上或财务上最有吸引力的方案，或者在没有减排收益的情况下经济上或财务上是不可行的。通过查询 建设项目经济评价方法与参数 （第三版），输气设施的税前基准收益率为 12%。如果根据财务测算的 IRR（Internal Rate ofReturn，内部收益率）小于该基准收益率，并通过敏感性分析认为变动范围在依10%以内，使得 IRR 仍然不超过该基准收益率。因此，根据 CCER 方法学规定，LNG 接收站开展温室气体回收需要以上 3 个步骤的论证工作，其中最重要的是要证明在现有的技术条件下开展温室气体回收不具有财务上的优势（类似 1.2 节中的试算内容），需要CCER 减排收入的支持，才能达到财务上具有可行性。3.3减排量计算本文以方法学 CM-041-V01 减少天然气管道压缩机或门站泄漏 为例进行计算。1)计算基准线排放量，使用的公式如下。选择一：排放因子法。EB，y=minEB，1;11 000PGW，CH4棕CH4，yi移r移FE，iTi，r嗓瑟，(1)EB，1=11 000PGW，CH4棕CH4，ymi移r移FE，iTi，r，(2)式中：EB，y为计入期中第y年基准线排放量的数值，单位 t；EB，1为计入期中第一年基准线排放量的数值，单位 t；PGW，CH4为承诺期内甲烷全球增温潜势的数值，单位 t/t；棕CH4，y为计入期第y年内天然气/炼厂气中甲烷平均质量分数的数值；FE，i为组件类型i的排放因子，单位 kg/h；Ti，r为在计入期第y年组件类型i的相关部件r在基准线情景下可能泄漏并符合计入标准的运行时间的数值，单位 h；i为由美国石油学会（API）归类的天然气组件类型；r为计入期第y年先前检查中检测到并维修过的，并在基准线情景下会泄漏组件类型i的相关部件。选择二：采用 Hi-Flow SamplersTM 等设备测量物理泄漏的流速，本文暂不详细阐述。2)项目排放量计算。项目排放量计算包含以下两种情形下存在于项目边界内的组件的物理泄漏排放：如果修复的物理泄漏仍在泄漏，直到再次被修复；如果在边界内的组件中发现了一个新的泄漏点，而此泄漏点并未在先前检查中发现，直到它被修复。项目排放量按如下方法计算，以选择一为例：EP，y=11 000PGW，CH4棕CH4，yi移x移FE，iTi，x，(3)式中：EP，y为计入期中第y年项目排放量的数值，单位t；Ti，x为组件类型i的相关部件x在计入期第y年内运行时间的数值，单位 h；x为计入期第y年内计入项目排放的组件类型i的相关部件。3)减排量计算，使用的公式如下。ER，y=EB，y-EP，y，(4)式中：ER，y为在第y年减排量的数值，单位 t。3.4监测方案监测方案一般要求首先建立数据库，并针对项目边界内的所有组件在开始计算初期以及计算期开展泄漏检测。监测设备包括电子气体探测器、有机蒸汽分析器、声波泄漏探测器、火焰离子探测器、光学气体成像器等多种，需要监测的参数包括在计入期内不同组件的温室气体泄漏时间、天然气中的甲烷平均质量分数和基准线排放量上限（定义为计入期的第一年基准线排放量）等。4结束语通过研究，LNG 接收站可开发的核证自愿减排项目较多，且属于 CCER 开发的优质项目。目前可开发的CCER 项目包括冷能回收利用和甲烷回收利用两大类。冷能回收利用已开发的 CCER 有 CM-035-V01 利用液化天然气气化中的冷能进行空气分离 的相关项目，但是冷能回收用于发电或综合利用的项目还没有相关方法学，有待研究开发。图 2物理泄漏是否计入项目的标准是否有低花费的维修方式来处理泄漏该处泄漏组件是否已作为物理泄漏源列入现存的维修报告？泄漏的检测和维修是否属于常规 LDAR 程序最近的维修计划是否已缺失？该物理泄漏计入本项目该物理泄漏不计入本项目否否否否是是是是是（下转第 126 页）642023 年第 8 期2023 年 8 月甲烷回收利用已开发的 CCER 有 CM-041-V01 减少天然气管道压缩机或门站泄漏 等相关项目，但是还没有针对 LNG 接收站中 BOG 回收相关的方法学，有待研究开发。研究了 LNG 接收站减少甲烷逃逸性排放 CCER 项目开发的方法学，通过基准线情景识别、额外性论证、减排量计算、监测方案等内容评估了开发 LNG 接收站甲烷回收利用项目 CCER 开发的可行性，为开展 CCER项目的开发提供参考。参考文献：1郭胜伟，门秀杰，孙海萍，等.中国绿电绿证及 CCER 政策现状及趋势比较研究 J.中国能源，2022，44(3)：75-80.2张颖，曹先磊.中国自愿减排量的开发及其发展潜力的经济学研究 C/第三届 2017 绿色金融高峰论坛暨中国环境科学学会绿色金融分会 2017 学术年会论文集.北京：中国环境科学学会，2017.3钱金玉，田望，张建华，等.油气管道运营企业开发温室气体自愿减排项目初探 J.气候变化研究进展，2017，13(2)：185-188.4孙舫.海上油田伴生气回收利用项目 CCER 开发可行性研究 J.工业技术创新，2016，3(5)：1020-1023.5何才宁.LNG 及 L-CNG 加气站 BOG 回收技术探讨 J.石油石化节能与减排，2018，3(2)：50-53.（编辑：刘晓芳）5.2选择使用电子保护装置在低压供电系统中安装电子保护装置可以实现短路保护。复合式电源保护工作中，传感器采用的是空心式互感器，以防止短路故障的发生。电子保护装置中，温度控制器、除湿装置及智能操控装置都能实现对短路的有效控制，从而提高供电系统的可靠性。目前矿井下供电实际情况表明，利用电子保护装置进行短路保护，在一定程度上降低了供电系统故障的发生率。5.3设置矿用光纤纵差保护装置通过安装矿用光纤纵差保护装置，实现低压电网供电系统的短路保护。矿用光纤纵差保护装置具有电流速断的保护作用，能针对短路实现较快的保护。矿用光纤纵差保护装置主要由井上监控主机、监控通信分站、光纤通信环网以及底层设备等组成。在该保护装置的使用过程中，高爆开关、馈电开关都可利用总线联系进行监控，实现对线路的全面监控与保护。通过计算机系统、监控通信分站以及光纤通信环网等，对实际数据信息进行采集、存储及处理，同时对煤矿井下供电系统中出现的短路问题进行及时处理与保护。5.4做好电缆维护工作由于煤矿井下深处的环境较为恶劣，电缆表面很容易被破坏。为了减少绝缘被破坏而引起的短路故障，要对电缆进行定期的维护与检修，重点应做好以下几点：1)检查电缆绝缘皮的完整性。对电缆表面进行检查，仔细观察是否有破损。在检测过程中，必须戴好绝缘手套，从而有效避免触电。2)更新变形损坏的电缆。井下的电缆受外部挤压或磨损，外部形状发生改变，便可能发生漏电。3)查看接头处的完整性。输电线路中都会有接头，而电阻越小越容易发热，造成接头没有达到绝缘效果。并且，在对输电线路和用电设备进行连接时，务必要做好设备的绝缘工作，导线必须用在专用插孔，避免设备发生故障。5.5做好短路保护器的维护与维修工作短路保护器在短路保护过程中有着至关重要的作用，对确保煤矿生产安全十分重要。对短路保护器的性能要重点关注。为保证短路保护器的正常运行，必须做好短路保护器的维护与维修工作，主要有以下几方面内容：1)做好短路保护器的定期检查。主要检查短路保护器的开关是否可以根据标准电流完成工作，检测外表有无破损。2)做好短路保护器的定期校正。短路保护器基于电磁铁的吸附力运行，一旦长时间不用，电磁铁弹簧就会松动，这样会影响保护器的行程，当出现问题时不能及时断电。3)对停止工作的保护器进行调换。供电系统中的部分短路保护器因使用时间较长发生破损，必须要及时更新设备。但在更换设备时，要合理选择型号，不能盲目更换，从而避免发生短路保护器不兼容的问题5-6。6结束语煤矿井下低压电网短路保护的重要性不言而喻，这是煤矿安全生产的必要保障，可以降低事故的发生概率。井下低压电网短路保护技术多种多样，但在技术的实际应用中，还是会受到各种因素的干扰及影响。对煤矿井下低压电网供电系统的分析与探究，有利于充分保证井下工作人员的安全。应多学习与引进科学的技术和策略，为井下低压电网的运行提供有利条件，降低事故发生率，确保井下低压电网的平稳运行。参考文献：1孙德强.煤矿井下低压电网漏电保护技术研究与应用 J.矿业装备，2022(2)：86-87.2文金忠，张立中，刘建洪，等.煤矿井下低压电网漏电保护技术研究与应用 J.能源与环保，2021，43(8)：154-157.3曹晋鹏.煤矿井下低压供电系统漏电保护分析 J.能源与节能，2021(5)：123-124.4张毅.浅析煤矿井下低压供电系统漏电保护问题 J.技术与市场，2021，28(1)：122-123.5陈言.浅析煤矿井下低压供电系统及短路保护措施 J.石化技术，2019，26(9)：287.6苗南.煤矿井下低压供电系统安全隐患分析与预防措施 J.内蒙古煤炭经济，2022(11)：118-120.（编辑：高志凤）（上接第 64 页）126