T∕CECA-G 0028-2020 石化、化工行业甲烷（CH4）温室气体排放核算方法 12页

团 体 标 准 T/CECA-G 00 28 —2020 石化、化工行业甲烷（CH4）温室气体 排放核算方法 Accounting method for greenhouse gas emission from methane (CH4) in petrochemical and chemical industries 2020-04-17 发布 2020-05-01 实施 中 国 节 能 协 会 发 布 ICS13.030.50 Z 04 T/CECA-G 0028—2020 1 前 言 本标准依据 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由中国节能协会提出并归口。 本标准起草单位：中国标准化研究院、北京化工大学。 本标准主要起草人：刘学之、刘玫、尚玥佟、郭慧婷、张婷、常艳蕊、刘波、李永亮、 纪滔、梁雪、何蕴玉、杨杰、段朵朵。 T/CECA-G 0028—2020 2 石化、化工行业甲烷（CH4）温室气体排放核算方法 1 范围 本标准规定了石油化工和化工行业企业产生的温室气体甲烷（CH4）排放量的核算方法， 包括相关的术语和定义、核算边界和核算源、核算步骤与核算方法、数据质量管理等内容。 本标准适用于石油化工和化工行业企业计量其甲烷排放量。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本 适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 213 煤的发热量测定方法 GB/T 384 石油产品热 值测定方法 GB/T 22723 天然气能量的测定 GB/T 32150 工业企业温室气体排放核算和报告通则 GB/T 32151.10 温室气体排放核算与报告要求 化工生产企业 HJ 828 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 温室气体 greenhouse gas 大气层中自然存在的和由于人类活动所产生的能够吸收和散发由地球表面、大气层和云 层所产生的、波长在红外光谱内的辐射的气态成分。 注：本标准涉及的温室气体只包含二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）。 3.2 石油化工企业 petrochemical enterprise 以石油、天然气为主要原料，生产石油产品和石油化工产品的企业，包括炼油厂、石油 化工厂、石油化纤厂等，或由上述工厂联合组成的企业。 3.3 化工生产企业 chemical production enterprise 主要以化学方法生产基础化学原料、化肥、农药、涂料、染料、合成树脂、合成橡胶、 化学纤维、橡胶及其制品、专用或日用化学品等产品为主营业务的独立核算单位。 注：本部分中不包括石油化工企业和氟化工企业。 [GB/T 32151.10-2015，定义3.3] 3.4 核算边界 accounting boundary 与企业的生产经营活动相关的温室气体排放的范围 [GB/T 32151.10-2015，定义3.4] 3.5 燃料燃烧排放 fuel combustion emissions 燃料在氧化燃烧过程中产生的温室气体排放。 T/CECA-G 0028—2020 3 [GB/T 32150-2015，定义3.7] 3.6 火炬燃烧排放 flare gas combustion emissions 出于安全等目的将石油天然气生产各个业务环节的可燃废气在排放前进行燃烧处理而 产生的温室气体排放。 3.7 活动数据 activity data 导致温室气体排放的生产或消费活动量的表征值。 [GB/T 32150-2015，定义3.12] 3.8 排放因子 emission factor 表征单位生产或消费活动量的温室气体排放量的系数。 [GB/T 32150-2015，定义3.13] 3.9 碳氧化率 carbon oxidation rate 燃料中的碳在燃烧过程中被完全氧化的百分比。 [GB/T 32150-2015，定义3.14] 3.10 全球变暖潜势 global warming potential GWP 将单位质量的某种温室气体在给定时间段内辐射强迫的影响与等量二氧化碳辐射强迫 影响相关联的系数。 [GB/T 32150-2015，定义3.15] 3.11 二氧化碳当量 carbon dioxide equivalent CO2e 在辐射强迫上与某种温室气体质量相当的二氧化碳的量。 注：二氧化碳当量等于给定温室气体的质量乘以它的全球变暖潜势值。 [GB/T 32150-2015，定义3.16] 4 核算边界与排放源 4.1 核算边界 本核算方法以石油化工和化工行业企业（以下简称“企业”）为核算边界。企业应以独 立法人企业或视同法人的独立核算单位为企业边界，核算和报告在运营上受其控制的所有生 产设施产生的温室气体排放。设施范围包括基本生产系统、辅助生产系统、以及直接为生产 服务的附属生产系统，其中辅助生产系统包括厂区内的动力、供电、供水、采暖、制冷、机 修、化验、仪表、仓库（原料场）、运输等，附属生产系统包括生产指挥管理系统（厂部） 以及厂区内为生产服务的部门和单位（如职工食堂、车间浴室等）。本标准不考虑由设备本 身泄露引起的CH4逃逸排放的核算。 4.2 排放源 4.2.1 燃料燃烧CH4排放 T/CECA-G 0028—2020 4 化石燃料在各种类型的固定或移动燃烧设备中（如锅炉、燃烧器、涡轮机、加热器、焚 烧炉、煅烧炉、窑炉、熔炉、烤炉、内燃机等）与氧气不充分燃烧生成的CH4排放。 4.2.2 火炬燃烧CH4排放 企业火炬燃烧产生的CH4排放。 4.2.3 污水厌氧处理CH4排放 企业通过厌氧工艺处理污水产生的CH4排放。 4.2.4 事故放空CH4排放 企业因事故而不得不放空的CH4排放。 5 核算步骤与核算方法 5.1 核算步骤 企业甲烷气体排放核算工作流程包括以下步骤： a） 确定核算边界，识别企业所拥有的CH4排放设施，确定排放源； b) 选择相应的CH4排放量计算公式； c) 获取活动水平和排放因子数据； d) 将收集的数据代入计算公式从而得到CH4排放量结果； e) 按照规定的格式，描述、归纳温室气体排放量计算过程和结果。制定监测计划，收 集活动数据； 5.2 核算方法 5.2.1 企业 CH4 排放总量 企业的CH4排放总量按公式（1）计算： ECH4 = (ECH4_燃烧 + ECH4_火炬 + ECH4_污水 + ECH4_放空)×GWPCH4 ························（1） 式中， ECH4 —— 企业CH4排放总量，单位为吨CO2当量（t CO2e）； ECH4_燃烧 —— 企业由于化石燃料燃烧活动产生的CH4排放，单位为吨甲烷（t CH4）； ECH4_火炬 —— 企业因火炬燃烧产生的CH4排放，单位为吨甲烷（t CH4）； ECH4_污水 —— 企业污水厌氧处理产生的CH4排放，单位为吨甲烷（t CH4）； ECH4_放空 —— 企业放空产生的CH4排放，单位为吨甲烷（t CH4）； GWPCH4 —— CH4相比CO2的全球变暖潜势（GWP）值，取值为25。 5.2.2 燃料燃烧 CH4 排放 5.2.2.1 计算公式 企业的化石燃料CH4排放量按照公式（2）计算： ECH4_燃烧= （ FAk • NCVk • EFk ） ×10-3 ············································（2） 式中， T/CECA-G 0028—2020 5 FAk —— 企业生产中燃料k的消耗量，单位为吨（t）； NCVk —— 燃料k的低位发热量，单位为吉焦每吨（GJ/t）； EFk —— 燃料k的CH4排放因子，单位为千克每吉焦 (kg/GJ)。 5.2.2.2 数据的监测与获取 5.2.2.2.1 化石燃料消耗量 分品种的化石燃料燃烧活动数据应根据企业能源消费原始记录或统计台帐确定，指明送 往各类燃烧设备作为燃料燃烧的化石燃料部分，包括企业自产及回收的能源品种。 5.2.2.2.2 化石燃料低位发热量 燃料低位发热量的测定应遵循GB/T 213、GB/T 384、GB/T 22723等相关标准，其中对 煤炭应在每批次燃料入厂时或每月至少进行一次检测，以燃料入厂量或月消费量加权平均作 为该燃料品种的低位发热量；对油品可在每批次燃料入厂时或每季度进行一次检测，取算术 平均值作为该油品的低位发热量；对天然气等气体燃料可在每批次燃料入厂时或每半年进行 一次检测，取算术平均值作为低位发热量。 没有实测条件的企业按照附录A的表A.1取推荐值。 5.2.2.3 化石燃料的CH4排放因子 燃料的CH4排放因子优选企业的实测数值或第三方核查机构测定的数值。 没有实测条件的企业亦可按照附录A的表A.1取推荐值。 5.2.3 火炬燃烧 CH4 排放 5.2.3.1 火炬燃烧CO2排放 企业火炬燃烧排放按公式(3)计算： E u 2_火炬 = E u 2_正常火炬 + E u 2_事故火炬 ················································（3） 式中， E u 2_火炬 —— 火炬燃烧产生的CO2排放量，单位为吨二氧化碳(t CO2)； E u 2_正常火炬 —— 正常工况下火炬气燃烧产生的CO2排放量，单位为吨二氧化碳(t CO2)； E u 2_事故火炬 —— 由于事故导致的火炬气燃烧产生的排放量，单位为吨二氧化碳(t CO2)。 5.2.3.1.1 正常工况火炬燃烧CO2排放 a）正常工况火炬燃烧CO2排放计算见公式（4） E u 2_正常火炬= 非 Cu2 u 2 u2 ⺁ ] ·············（4） 式中， —— 火炬系统序号； Qi —— 正常工况下第 号火炬系统的火炬气流量，单位为万标立方米（104Nm3）； 非 u 2 —— 火炬气中除CO2外其它含碳化合物的总含碳量，单位为吨碳每万标立方米 （tC/104Nm3），计算方法见公式（5）； OFi —— 第 号火炬系统的碳氧化率，如无实测数据可取推荐值0.98； u 2 —— 火炬气中CO2的体积浓度（%）； 19.7 ——CO2气体在标准状况下的密度，单位为吨二氧化碳每万标立方米（tCO2/104Nm3）。 b）数据的监测与获取 对于正常工况下的火炬系统，可根据流量监测系统、工程计算或类似估算方法获得报告 期内火炬气流量Q正常火炬。 T/CECA-G 0028—2020 6 公式（3）中火炬气的CO2气体浓度应根据气体组分分析仪或火炬气来源获取，火炬气 中除CO2外其它含碳化合物的含碳量 非 u 2，应根据每种气体组分的体积浓度及该组分化学 分子式中碳原子的数目按公式（5）计算含碳量： 非 Cu2 = 2 22 ············································（5） 式中： —— 火炬气的各种气体组分，CO2除外； 非 u 2 —— 火炬气中除CO2外的其它含碳化合物的含碳量，单位为吨碳每万标立方米 （tC/104Nm3）； V —— 火炬气中除CO2外的第n种含碳化合物（包括一氧化碳）的浓度占比（%）， 单位无量纲； —— 火炬气中第n种含碳化合物（包括一氧化碳）化学分子式中的碳原子数目。 5.2.3.1.2 事故火炬燃烧CO2排放 a）事故火炬燃烧CO2排放计算公式 企业事故火炬燃烧CO2排放量计算，以事故设施通往火炬的平均气体流量及事故持续时 间为基础估算事故火炬燃烧量，并进而估算事故导致的火炬气燃烧CO2排放量（E u 2_事故火炬）， 计算见公式（6）： E u 2_事故火炬= 事故 ,j 事故 ,j CNn,j 22 × ] ··················（6） 式中： J —— 事故次数； 事故, —— 报告期内第j次事故状态时的平均火炬气流速度，单位为万标立方米每 小时（104Nm3/h）； 事故, —— 报告期内第j次事故的持续时间，单位为小时（h）； , ——第 j 次事故火炬气气体摩尔组分的平均碳原子数目； —— CO2 的摩尔质量，单位为 g/mol 。 b）数据的监测与获取 事故火炬的持续时间（ 事故， ）及平均气体流量（ 事故, ）应参考事故调查报告取值。对 石油炼制系统的事故火炬气体组分按C5计，即， , =5；对石油化工系统的事故火炬气体组 分按C3计，即 , =3。 5.2.3.2 火炬燃烧CH4排放 火炬燃烧的CH4排放量按式（7）计算。 ECH4_火炬= (E u 2_火炬× )+ E u 2_火炬× 2 8 × t ×fCH4 ··············（7） 式中： ECH4_火炬 —— 火炬燃烧产生的CH4排放量，单位为吨（t）； E u 2_火炬 —— 火炬燃烧产生的CO2排放量，单位为吨（t）； T/CECA-G 0028—2020 7 EFh —— 火炬气的CH4排放因子，单位为千克每吉焦（kg/GJ），该数值以企业实测 为准，如无，可取推荐值 2.844kg/GJ； EF —— 火炬气的CO2排放因子，单位为千克每吉焦（kg/GJ），该数值以企业实测为 准，如无，可取推荐值56.87kg/GJ； 2 8 —— 火炬燃烧效率的校正因子； t —— CH4与CO2的分子量的比值； fCH4 —— 燃烧前火炬气中碳的重量分数，按公式（8）计算: fCH = t 火炬 ····························································（8） 式中， CCH4 —— 火炬气中甲烷的含碳质量，单位为千克碳（kg C）； C火炬 —— 火炬气中总的含碳质量，单位为千克碳（kg C） 注：该数值以企业实测为准，如无，可取推荐值0.4。 5.2.4 工业废水厌氧处理 CH4 排放 5.2.4.1 工业废水厌氧处理CH4排放计算公式 企业采用厌氧工艺处理自身产生或外来的工业废水导致的CH4排放量，按公式（9）计算： ECH4_废水=（TOW-S）×EFCH4_废水×10-3-R ······························（9） 式中， ECH4_废水 —— 工业废水厌氧处理的CH4排放量，单位为吨甲烷（t/CH4）； TOW —— 工业废水中可降解有机物的总量，以化学需氧量（COD）为计量指标， 单位为千克化学需氧量（kg COD）； S —— 以污泥方式清除掉的有机物总量，以COD为计量指标，单位为千克化学需 氧量（kg COD）； EFCH4_废水 —— 工业废水厌氧处理的CH4排放因子，单位为千克甲烷/千克化学需氧量 （kg CH4/kg COD）； R —— 甲烷回收量，单位为吨甲烷（tCH4） 5.2.4.2 工业废水中可降解有机物的总量（TOW）的数值选取 企业若有废水处理系统去除的化学需氧量（COD）统计数据，可直接作为工业废水中可 降解有机物的总量（TOW）的值。如果没有废水处理系统去除的化学需氧量（COD）统计数值， 按照公式（10）计算 ： TOW = W×(CODin – CODout) ·······································（10） 式中， W —— 厌氧处理的工业废水量，单位为立方米废水/年（m³/y）； CODin —— 进入厌氧处理系统的废水平均化学需氧量浓度，单位为千克化学需氧量/立 方米 废水（kg COD/m³）； CODout —— 厌氧处理系统出口排出的废水平均化学需氧量浓度，单位为千克 化学需氧 量/立方米 废水（kg COD/m³）。 T/CECA-G 0028—2020 8 5.2.4.3 工业废水厌氧处理的CH4排放因子（EFCH4_废水）计算 EFCH4_废水计算见公式（11）： EFCH4_废水 = B0 × MCF ·········································（11） 式中， B0 —— 工业废水厌氧处理系统的甲烷最大生产能力，单位千克甲烷/千克化学需氧量 （kg CH4/kg COD）； MCF —— 甲烷修正因子，表示不同处理系统或排放途径达到甲烷最大产生能力（B0） 的程度，反映了处理系统的厌氧程度。 5.2.4.2 活动数据的监测与获取 5.2.4.2.1 企业厌氧处理的工业废水量(W)、厌氧处理系统去除的 COD 量(TOW)、以污泥 方式清除掉的 COD 量(S)应根据企业原始记录或统计台账确定。如果企业以污泥方式清除掉 的 COD 量(S)没有统计数据，则按零计算。 5.2.4.2.2 如果企业安装有甲烷回收监测系统，则甲烷回收量（R）采用企业监测数值，或 根据企业台账、统计报表确定；如果没有相应数据，则 R 按零计算。 5.2.4.2.3 废水中的化学需氧量（COD）浓度应取企业定期测定的平均值，测试方法按照 HJ 828-2017 等标准执行。 5.2.4.3 排放因子数据的监测与获取 对废水厌氧处理系统的甲烷最大生产能力（MCF），取推荐值0.25千克CH4/千克COD；对 废水处理系统的甲烷修正因子，具备条件的企业可开展实测，或委托有资质的专业机构进行 检测，或按照附录A表A.2 取推荐值。 5.2.5 事故放空 CH4 排放 企业因工艺改造及维修等原因，出于安全生产考虑，需要放空存于工艺管道及某些设备 中残存的CH4气体，应根据企业的放空历史记录及相应的监测记录来估算产生的CH4排放量 （ECH4_放空）。 6.数据质量管理 企业应建立企业温室气体年度报告的质量控制与质量保证制度，并将CH4的核算纳入到 企业温室气体核算当中，主要包括以下工作： a）建立企业温室气体量化的规章制度，包括组织方式、负责机构、工作流程等； b）建立企业主要温室气体排放源一览表，确定合适的温室气体排放量化方法，形成文 件并存档； c）为计算过程涉及到的每项参数制定可行的监测计划，监测计划的内容应包括：待测 参数、采样点或计量设备的具体位置、采样方法和程序、监测方法和程序、监测频率或时间 点、数据收集或交付流程、负责部门、质量保证和质量控制(QA/QC)程序等。企业应指定相 关部门和专人负责数据的取样、监测、分析、记录、收集、存档工作。如果某些排放因子计 算参数采用推荐值，则应说明推荐值的数据来源和定期检查更新的计划； T/CECA-G 0028—2020 9 d）制定计量设备的定期校准检定计划，按照相关规程对所有计量设备定期进行校验、 校准。若发现设备性能未达到相关要求，企业应及时采取必要的纠正和矫正措施； e） 制定数据缺失、生产活动发生变化时的应对措施。若核算某项排放所需的活动水平 或排放因子数据缺失，企业应采用适当的估算方法确定相应时期和缺失参数的保守替代数据； f）建立文档管理规范，保存、维护有关温室气体年度报告的文档和数据记录，确保相 关文档在第三方核查以及向主管部门汇报时可用； g）建立数据的内部审核和验证程序，通过不同数据源的交叉验证、统计核算期内数据 波动情况、与多年历史运行数据的比对等主要逻辑审核关系，确保活动数据的完整性和准确 性。 T/CECA-G 0028—2020 10 附录 A （资料性附录） 相关参数推荐值 表 A.1 常见化石燃料特性参数推荐值 燃料品种 低位发热量 热值单位 CH4 排放因子千克每吉焦（kg/GJ） 缺省排放因子 下限 上限 固体燃料 无烟煤 26.7b GJ/t 1×10-3 0.3 3 烟煤 19.570c GJ/t 1×10-3 0.3 3 褐煤 11.9 b GJ/t 1×10-3 0.3 3 焦炭 28.435 a GJ/t 1×10-3 0.3 3 石油焦 32.5 b GJ/t 3×10-3 1 10 液体燃料 原油 41.816 a GJ/t 3×10-3 1 10 燃料油 41.816 a GJ/t 3×10-3 1 10 汽油 43.070 a GJ/t 3×10-3 1 10 柴油 42.652 a GJ/t 3×10-3 1 10 一般煤油 43.070 a GJ/t 3×10-3 1 10 其它石油制品 40.2 b GJ/t 3×10-3 1 10 焦油 33.453a GJ/t 1×10-3 0.3 3 液化石油气 50.179 a GJ/t 1×10-3 0.3 3 液化天然气 51.434d GJ/t 3×10-3 1 10 气体燃料 炼厂干气 45.998 a GJ/t 1×10-3 0.3 3 天然气 389.31a GJ/104Nm3 1×10-3 0.3 3 焦炉煤气 179.81 a GJ/104Nm3 1×10-3 0.3 3 其它煤气 52.270 a GJ/104Nm3 1×10-3 0.3 3 a《中国能源统计年鉴 2013》 b《2006 年 IPCC 国家温室气体清单指南》 c《中国温室气体清单研究》（2005） d《能源统计报表制度》 T/CECA-G 0028—2020 11 表 A.2 各种污水处理系统的甲烷修正因子（MCF）推荐值 处理和排放途径或系统类型 推荐值 备注 海洋、河流或湖泊排放 0 - 0.2 高浓度有机污水进入河流 可能产生厌氧反应 好氧处理设施 0 - 0.1 管理完善 好氧处理设施 0.2 – 0.4 管理不完善，过载 污泥厌氧消化池 0.8 – 1.0 未考虑 CH4 回收 厌氧反应器 0.8 – 1.0 未考虑 CH4 回收 浅厌氧塘 0 – 0.3 深度不足 2 米 深厌氧塘 0.8 – 1.0 深度超过 2 米