摘要：在中深層水熱型地?zé)?/span>CCER核算框架內(nèi)，項目運維耗電排放 PE_是項目排放量的最主要組成部分。開采泵、回灌泵、循環(huán)水泵、站內(nèi)輔機消耗電網(wǎng)電力，會抵消一部分地?zé)峁┡瘞淼臏p排效益。本文基于方法學(xué)公式，解析運維耗電排放計算邏輯，引入“單位供熱量電耗"評價指標；選取國內(nèi)5個水熱型地?zé)峁こ虡颖?，分析不同井深、采灌條件下單位供熱量電耗分布區(qū)間；敏感性分析電網(wǎng)組合邊際排放因子、輸配電損失率參數(shù)對凈減排量影響幅度。結(jié)果表明，樣本項目單位供熱量電耗分布6.2?17.4 kWh/GJ；當(dāng)單位供熱量電耗持續(xù)升高，凈減排量線性下降，存在“減排歸零閾值"。對于高井深、高泵耗地?zé)犴椖?，若系統(tǒng)能效管控不足，有可能出現(xiàn)項目凈減排接近于零甚至無有效減排量。最后從工程設(shè)計、運行優(yōu)化、參數(shù)選取角度，給出控制電耗、保障CCER項目減排有效性的建議。

關(guān)鍵詞：水熱型地?zé)峁┡?；項目排放量；電網(wǎng)邊際排放因子；輸配電損失率；凈減排量；地?zé)岜煤模?/span>CCER

引言

中深層水熱地?zé)峁┡１徽J為“0排放"，但現(xiàn)實系統(tǒng)需要大量電力驅(qū)動開采、回灌、循環(huán)水泵設(shè)備。在CCER核算體系中，外購電力對應(yīng)的CO?排放全部計入項目情景排放，直接扣減減排量。部分地?zé)峋疃却?，熱儲水位埋深大，開采泵、回灌泵能耗很高。如果工程設(shè)計不合理，泵耗居高不下，雖然替代天然氣供熱產(chǎn)生大量基準線減排，但自身耗電排放也同步走高，最終凈減排量被大幅壓縮。當(dāng)前行業(yè)對地?zé)崽紲p排評價，往往只關(guān)注供熱量，忽略運維電耗對凈減排的決定性影響。本文依據(jù)征求意見稿公式，開展量化分析，為地?zé)?/span>CCER項目前期可研、系統(tǒng)優(yōu)化提供依據(jù)。

1 運維耗電排放計算模型

運維購電排放公式：

PE_=EC_/(1?TDL_y)×EF_

EC_為項目年度運維總耗電量MWh； TDL_y本省輸配電損失率； EF_區(qū)域電網(wǎng)組合邊際排放因子。

組合邊際因子：

EF_=0.5×EF_+0.5×EF_

定義指標：單位供熱量電耗 e_=EC_/Q_，單位kWh/GJ，代表每產(chǎn)出1吉焦有效供熱量消耗多少電網(wǎng)電力。

基準線排放 BE_y=Q_×0.06，忽略調(diào)峰天然氣、制冷劑泄漏簡化分析，凈減排 ER≈BE_y?PE_。

令ER=0，得到凈減排歸零臨界單位電耗：

e_=0.06×(1?TDL_y)/EF_ ×1000

當(dāng)項目實際 e_>e_，項目凈減排為負，無法產(chǎn)生CCER減排量。

2 樣本項目統(tǒng)計分析

收集國內(nèi)5個水熱型地?zé)峁┡瘜嶋H工程數(shù)據(jù)，井深2200?3400m：

A項目（井深2250m）：單位電耗6.2 kWh/GJ；

B項目（井深2510m）：單位電耗8.7 kWh/GJ；

C項目（井深2780m）：單位電耗11.3 kWh/GJ；

D項目（井深3100m）：單位電耗14.6 kWh/GJ；

E項目（井深3360m）：單位電耗17.4 kWh/GJ。

井深越大，地下水位埋深越大，抽水揚程越高，單位供熱量電耗整體抬升。部分項目水泵選型偏大，大馬拉小車，運行工況偏離高效區(qū)，進一步抬高電耗。

以華北電網(wǎng)參數(shù)舉例， EF_=0.62\ \mathrm， TDL_y=5.2\%，計算得到臨界單位電耗約91 kWh/GJ。樣本項目全部低于歸零閾值，均可產(chǎn)生正凈減排；但電耗越高，凈減排占基準線減排比例越低。E項目單位電耗17.4 kWh/GJ，項目自身耗電排放已經(jīng)占基準線排放27.3%，超過四成基準減排被電力排放抵消。

3 參數(shù)敏感性分析

3.1 電網(wǎng)排放因子變動

同一項目，當(dāng)電網(wǎng)因子由0.55提升至0.70 tCO?/MWh，其他條件不變，運維耗電排放提升27.3%，年度凈減排下降14.1%。未來我國電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型，電網(wǎng)邊際因子逐年下降，相同電耗條件下，未來項目電力排放會降低，凈減排收益會提升。CCER核算采用生態(tài)環(huán)境部發(fā)布當(dāng)年因子，沒有發(fā)布則取用最近公開年份數(shù)值。

3.2 輸配電損失率 TDL_y

TDL_y取自《電力工業(yè)統(tǒng)計資料匯編》本省輸配電損失率；該參數(shù)用來把電表側(cè)下網(wǎng)電量折算為發(fā)電廠端發(fā)電量。輸配電損失率越高，同樣下網(wǎng)電量對應(yīng)的電廠排放越大。省級統(tǒng)計值每年存在小幅波動，對結(jié)果敏感性中等。

4 電耗來源拆解

運維耗電主要分為三部分：①地?zé)衢_采提升泵；②回灌加壓泵；③一次管網(wǎng)循環(huán)泵、站內(nèi)輔機、控制系統(tǒng)。對于深井項目，開采泵+回灌泵占總電耗60?75%，是耗電主體。優(yōu)化方向：合理匹配泵揚程，變頻調(diào)速運行，供暖季變工況調(diào)節(jié)，減少節(jié)流損失；開展采灌井運維，緩解回灌井堵塞降低回灌加壓揚程。

5 對CCER項目開發(fā)啟示

1）項目可研階段，不能只核算供熱量和基準減排，必須測算單位供熱量電耗，評估凈減排收益；深井地?zé)犴椖恐攸c評估泵系統(tǒng)能效。

2）運行階段，將運維耗電量作為關(guān)鍵監(jiān)測參數(shù)，連續(xù)監(jiān)測，接入碳市場平臺；電能表安裝在換熱站進線側(cè)，滿足DL/T448規(guī)范。

3）審定核查時，核查機構(gòu)應(yīng)當(dāng)計算項目單位供熱量電耗，與同區(qū)域同類工程對比，識別異常高電耗數(shù)據(jù)風(fēng)險。

4）工程設(shè)計層面，優(yōu)化采灌井布局，合理選擇水泵，采用變頻系統(tǒng)，控制單位供熱量電耗，保障項目具備可觀凈減排。

結(jié)論

運維外購電力排放是水熱型地?zé)?/span>CCER項目最主要的排放項，單位供熱量電耗直接決定凈減排規(guī)模。雖然目前國內(nèi)已投運水熱地?zé)犴椖烤嚯x“減排歸零閾值"尚有較大距離，但深井地?zé)崛舯孟到y(tǒng)選型不當(dāng)、運行管理粗放，會大幅削弱碳減排成效。在項目前期設(shè)計、可研階段，應(yīng)當(dāng)把單位供熱量電耗作為重要評價指標，實現(xiàn)地?zé)豳Y源開發(fā)與碳資產(chǎn)收益雙贏。