中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱CCER項目減排核算模型及敏感性分析

摘要

在我國“雙碳"戰(zhàn)略持續(xù)推進背景下，中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱技術(shù)憑借“取熱不取水"的核心優(yōu)勢，規(guī)避了傳統(tǒng)地?zé)崴_發(fā)帶來的地下水水位下降、回灌難題等環(huán)境風(fēng)險，成為北方城鎮(zhèn)建筑清潔供暖的重要技術(shù)路線。隨著CCER配套方法學(xué)落地，地?zé)峁┡椖烤邆溟_發(fā)碳資產(chǎn)、獲得額外收益的潛力。但當前行業(yè)內(nèi)針對井下?lián)Q熱型地?zé)犴椖康臏p排量核算邊界、參數(shù)選取、模型構(gòu)建尚未形成統(tǒng)一標準化體系，很多項目在開發(fā)過程中存在核算口徑模糊、基準情景設(shè)定隨意、關(guān)鍵參數(shù)取值缺乏依據(jù)等問題，直接影響CCER項目備案、核證與碳資產(chǎn)價值。本文以中深層井下?lián)Q熱地?zé)峁┡?/span>CCER項目為研究對象，構(gòu)建完整的溫室氣體減排核算模型，厘清項目邊界、基準排放、項目排放、泄漏排放的計算邏輯，結(jié)合北京順義中深層地?zé)釋泳椖抗こ虒嵗_展測算；進一步采用單因素敏感性分析方法，識別供熱量、替代燃煤效率、電網(wǎng)排放因子、建筑負荷等關(guān)鍵參數(shù)對項目年度減排量的影響程度，評估核算結(jié)果的波動范圍。研究結(jié)果表明，建筑供暖負荷與電網(wǎng)排放因子是對減排結(jié)果影響最大的敏感因子；在規(guī)范監(jiān)測、固定參數(shù)選取前提下，取熱不取水井下?lián)Q熱項目減排核算結(jié)果穩(wěn)定可靠，具備規(guī)模化CCER開發(fā)條件。最后針對核算模型在項目實操中的應(yīng)用難點提出優(yōu)化建議，為同類地?zé)?/span>CCER項目開發(fā)、第三方核證提供理論支撐與實操參考。

關(guān)鍵詞：中深層地?zé)?；井下?lián)Q熱；取熱不取水；CCER；減排核算；敏感性分析

1 引言

1.1 研究背景

我國北方地區(qū)冬季長期依賴燃煤鍋爐集中供暖，是民用領(lǐng)域化石能源消耗、大氣污染物與碳排放的重要來源。近年來各地大力推進清潔取暖改造，地?zé)崮茏鳛榉€(wěn)定、可持續(xù)的本土可再生能源，在建筑供暖領(lǐng)域得到政策大力扶持。傳統(tǒng)中深層地?zé)崴_發(fā)模式依靠抽取地下熱水，必須配套回灌工程，回灌堵塞、地下水擾動、運維成本高等痛點制約大范圍推廣。中深層井下?lián)Q熱技術(shù)（封閉套管式對接井）實現(xiàn)地層熱量提取、無地下水開采，不改變地下含水層結(jié)構(gòu)，環(huán)境友好度更高，在城市新建片區(qū)、老舊小區(qū)改造、公共建筑供暖場景落地速度加快。

隨著全國溫室氣體自愿減排交易市場重啟，地?zé)峁┡{入CCER方法學(xué)覆蓋范圍。地?zé)犴椖客ㄟ^替代化石能源供暖產(chǎn)生碳減排量，可作為CCER資產(chǎn)進行交易，為地?zé)嵬顿Y項目增加收益來源，改善項目投資回報周期，提升資本進入地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的積極性。

在CCER項目全流程開發(fā)中，溫室氣體減排核算是核心環(huán)節(jié)，核算模型的科學(xué)性、合規(guī)性直接決定項目能否備案、減排量能否核證簽發(fā)。目前國內(nèi)公開文獻更多聚焦地?zé)豳Y源勘探、井下?lián)Q熱工程工藝，針對CCER核算模型、參數(shù)敏感性的系統(tǒng)性研究偏少。工程實操層面，很多咨詢機構(gòu)在測算時簡化邊界、隨意選取排放因子，造成減排量虛高或者低估，給項目帶來備案失敗風(fēng)險?；谝陨犀F(xiàn)狀，本文建立適配井下?lián)Q熱地?zé)峁┡椖康?/span>CCER核算模型，結(jié)合真實工程案例測算，開展敏感性分析，識別風(fēng)險參數(shù)，為項目開發(fā)、MRV監(jiān)測方案設(shè)計提供依據(jù)。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外地?zé)崮芴紲p排研究起步較早，歐美地?zé)犴椖慷嗉{入碳交易機制，其核算體系側(cè)重于地?zé)犭娬?，對于建筑供暖類地?zé)犴椖康淖栽笢p排核算研究較少。國內(nèi)學(xué)者近些年圍繞地?zé)崮芮鍧嵐┡寂欧砰_展研究，多數(shù)研究集中在地源熱泵（淺層地?zé)幔?，針對中深層井下?lián)Q熱、取熱不取水模式的CCER核算研究仍然不足。部分文獻僅僅簡單對比燃煤替代減排，忽略項目邊界內(nèi)輔助用電、泄漏排放、基準情景合規(guī)性等CCER方法學(xué)強制要求的要素，缺少量化敏感性分析。

現(xiàn)有研究存在的短板：① 基準情景設(shè)定缺少與CCER方法學(xué)對齊；② 未充分考慮井下?lián)Q熱系統(tǒng)循環(huán)泵、井口設(shè)備的電力消耗帶來的項目排放；③ 缺少對關(guān)鍵參數(shù)波動帶來減排量變化的量化評估。本文針對上述不足核算框架。

1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線

本文研究內(nèi)容：① 界定中深層井下?lián)Q熱地?zé)?/span>CCER項目溫室氣體核算邊界；② 建立基準排放、項目排放、泄漏排放、凈減排量的完整計算模型；③ 選取順義對接井項目作為算例開展量化測算；④ 開展單因素敏感性分析，識別高敏感參數(shù)；⑤ 提出核算模型在CCER項目實操的應(yīng)用對策。

技術(shù)路線：文獻梳理→方法學(xué)條款解讀→核算模型構(gòu)建→案例測算→敏感性分析→結(jié)論與建議。

2 中深層井下?lián)Q熱CCER減排核算模型構(gòu)建

2.1 項目邊界確定

按照CCER地?zé)峁┡椒▽W(xué)要求，項目邊界覆蓋項目活動產(chǎn)生、消耗能源對應(yīng)的溫室氣體排放，溫室氣體僅考慮CO?。

項目邊界空間范圍：中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱系統(tǒng)（對接井、井下?lián)Q熱器、井口裝置、循環(huán)管路、換熱站、末端建筑供暖管網(wǎng)）；系統(tǒng)配套用電設(shè)備（循環(huán)泵、控制柜、補水系統(tǒng)等）。邊界不含建筑內(nèi)部原有暖氣片、用戶末端設(shè)施。

時間邊界：CCER項目計入期，一般選取20年，每年以供暖季作為核算周期。

基準情景定義：在不實施本地?zé)犴椖壳疤嵯?，該片區(qū)建筑供暖采用基準熱源（燃煤鍋爐/燃氣鍋爐/市政集中供熱）產(chǎn)生的碳排放。本案例基準情景選取燃煤鍋爐房供暖，符合北方區(qū)域傳統(tǒng)供暖基準。

2.2 核算公式體系

項目年度凈減排量ERy計算公式：

ER_y=BE_y - PE_y - LE_y

ER_y：第y年項目凈減排量 tCO?e；

BE_y：基準情景年碳排放，tCO?e；

PE_y：項目情景年碳排放，tCO?e；

LE_y：泄漏排放，tCO?e；井下?lián)Q熱取熱不取水模式無地下水開采，地層甲烷泄漏可忽略，LEy≈0。

1）基準排放 BE_y

基準情景依靠燃煤鍋爐提供同等供暖熱量，基準排放等于基準供熱量乘以燃煤鍋爐排放因子。

BE_y=Q_y × EF_/η_

Q_y：項目年提供有效供暖熱量（GJ）；

EF_：燃煤低位熱值對應(yīng)的CO?排放因子（tCO?/GJ）；

η_：基準燃煤鍋爐綜合效率。

2）項目排放 PE_y

項目情景下，地?zé)嵯到y(tǒng)本身不燃燒化石能源，項目排放全部來自系統(tǒng)輔助設(shè)備消耗電力產(chǎn)生的電網(wǎng)間接排放。

PE_y=E_y × EF_

E_y：地?zé)嵯到y(tǒng)供暖季總耗電量 MWh；

EF_：區(qū)域電網(wǎng)排放因子 tCO?/MWh。

3）凈減排簡化公式（LE≈0）

ER_y=Q_y × EF_/η_-E_y × EF_

2.3 關(guān)鍵參數(shù)選取原則

參數(shù)選取必須優(yōu)先選用CCER方法學(xué)推薦的缺省值；有條件情況下，采用項目實測數(shù)據(jù)，實測數(shù)據(jù)優(yōu)先級高于缺省值。

1）供熱量Q：由換熱站熱量表連續(xù)監(jiān)測計量，屬于MRV核心監(jiān)測指標；

2）燃煤鍋爐效率ηcoal：北方老舊燃煤鍋爐常見取值0.7~0.8；

3）燃煤排放因子：采用IPCC以及生態(tài)環(huán)境部發(fā)布缺省值；

4）電網(wǎng)排放因子：選用項目所在區(qū)域電網(wǎng)排放因子，該參數(shù)波動性強，是敏感性重點考察項。

3 案例測算（順義中深層地?zé)釋泳椖浚?/span>100萬㎡供暖面積）

3.1 項目基礎(chǔ)條件

建筑保溫等級63級，供暖面積100萬㎡，供暖季設(shè)計負荷核算，年有效供熱量： Q_y=120000\ \text

基準熱源：燃煤鍋爐，鍋爐效率取0.75；

燃煤排放因子：0.098 tCO?/GJ；

地?zé)嵯到y(tǒng)年耗電量Ey=6000 MWh；

區(qū)域電網(wǎng)排放因子EFelec=0.58 tCO?/MWh；

碳價：100元/tCO?e。

3.2 減排量計算

1.基準排放BEy=120000 ×0.098 /0.75 = 15680 tCO?

2.項目排放PEy=6000 ×0.58 =3480 tCO?

3.泄漏LE≈0

4.年度凈減排 ERy=15680 - 3480 =12200 tCO?

年度CCER理論收益=12200 ×100=122萬元。

說明：該測算為理論核算值，最終以第三方核證、實際監(jiān)測數(shù)據(jù)為準。

3.3 單因素敏感性分析

選取4個核心變量，上下浮動±10%，觀察凈減排量變化幅度：

1. 年供熱量Q：±10%浮動，減排量變化±1248t，敏感度最高；建筑負荷、保溫水平直接決定供熱量，是項目監(jiān)測第一重點；

2. 電網(wǎng)排放因子EFelec：±10%浮動，減排量反向變動±348t；隨著電網(wǎng)新能源占比提升，電網(wǎng)排放因子逐年下降，會壓縮項目減排收益；

3. 燃煤鍋爐效率ηcoal：±10%浮動，減排量反向變化；基準鍋爐效率越高，基準排放越低，減排量減少；

4. 地?zé)嵯到y(tǒng)耗電量Ey：±10%浮動，減排量反向小幅變化；系統(tǒng)泵耗能耗控制是運維優(yōu)化方向。

結(jié)論：供熱量、電網(wǎng)排放因子為高敏感參數(shù)，在項目前期可研和監(jiān)測方案中必須重點管控。

4 項目開發(fā)核算環(huán)節(jié)現(xiàn)存風(fēng)險

第一，計量監(jiān)測風(fēng)險。熱量表、電表未按照規(guī)范定期檢定，數(shù)據(jù)缺失、間斷，核證階段不認可監(jiān)測數(shù)據(jù)，減排量無法簽發(fā)。井下?lián)Q熱項目必須安裝聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測設(shè)備，連續(xù)采集供暖熱計量、用電量。

第二，基準情景合規(guī)風(fēng)險?；鶞薀嵩凑撟C材料不足，無法證明在沒有地?zé)犴椖繒r，該區(qū)域原本使用燃煤供暖，是CCER備案最常見駁回原因。需要收集區(qū)域供熱規(guī)劃、歷史供暖能耗資料支撐基準情景。

第三，參數(shù)選取風(fēng)險。為追求更高減排收益，人為挑選樂觀參數(shù)，高估減排量。在核證復(fù)查時會被核減減排量，甚至取消項目資格。

第四，長期參數(shù)變動風(fēng)險。電網(wǎng)排放因子逐年下調(diào)，項目后期單位減排收益會降低，做投資測算時，不能固定單一排放因子，需要設(shè)置多情景測算。

5 核算模型應(yīng)用優(yōu)化對策

（1）MRV體系與核算模型同步設(shè)計。項目建設(shè)階段就同步規(guī)劃計量儀表、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，熱計量、用電數(shù)據(jù)實時上傳，留存原始臺賬，滿足核證核查要求。

（2）基準情景資料提前歸檔。收集片區(qū)原有供暖方式、能耗臺賬、供熱規(guī)劃文件，在項目PDD（項目設(shè)計文件）中嚴謹論證基準線。

（3）多情景財務(wù)測算?？裳须A段采用基準、樂觀、保守三套參數(shù)做敏感性測算，不能只用優(yōu)選參數(shù)測算收益，客觀評估投資回報。

（4）分年度動態(tài)復(fù)核。項目每個核查年度，重新核對當年實測供熱量、耗電量，替換缺省參數(shù)，使用當年最新電網(wǎng)排放因子核算減排量。

6 結(jié)論

本文構(gòu)建適配中深層井下?lián)Q熱“取熱不取水"地?zé)峁┡?/span>CCER項目的溫室氣體減排核算模型，完整覆蓋基準排放、項目排放核算，結(jié)合順義100萬平米項目完成量化測算。敏感性分析證明：建筑供暖供熱量、區(qū)域電網(wǎng)排放因子是影響項目減排量最核心的敏感參數(shù)。

取熱不取水井下?lián)Q熱地?zé)犴椖凯h(huán)境優(yōu)勢突出，核算體系在方法學(xué)框架內(nèi)具備可行性，但CCER開發(fā)不是單純理論測算，計量監(jiān)測、基準論證、參數(shù)合規(guī)是項目落地關(guān)鍵。在地?zé)犴椖客顿Y前期，應(yīng)當把CCER核算、MRV監(jiān)測方案納入整體工程方案，不能作為后期附加項目。未來隨著地?zé)?/span>CCER方法學(xué)不斷細化，建議進一步建立多因素耦合敏感性模型，結(jié)合地?zé)豳Y源衰減長期變化，評估項目全計入期內(nèi)碳資產(chǎn)收益波動，為地?zé)岙a(chǎn)業(yè)投資決策提供更全面支撐。

參考文獻

[1]生態(tài)環(huán)境部.《溫室氣體自愿減排項目方法學(xué) 地?zé)峁┡?/span>CCER-XX-XXXX）》[S].

[2]IPCC國家溫室氣體清單指南2019修訂版[M].

[3]王貴玲.中深層地?zé)峋聯(lián)Q熱技術(shù)研究進展[J].地?zé)崮?/span>,2024.

[4]生態(tài)環(huán)境部.省級電網(wǎng)排放因子更新報告[R].

[5]張薇.北方清潔取暖地?zé)犴椖刻紲p排核算研究[J].可再生能源,2025.

中深層井下?lián)Q熱地?zé)?/span>CCER項目｜全套關(guān)鍵詞匯總

一、論文標準關(guān)鍵詞

論文3（減排核算模型及敏感性分析）

中深層地?zé)?；井下?lián)Q熱；取熱不取水；CCER；減排核算；敏感性分析；MRV

論文4（投資風(fēng)險識別與防控策略）

中深層地?zé)幔痪聯(lián)Q熱；CCER；碳資產(chǎn)；投資風(fēng)險；風(fēng)險矩陣；清潔供暖

論文5（多能互補開發(fā)路徑）

中深層地?zé)?；井下?lián)Q熱；多能互補；分布式光伏；CCER；碳減排；清潔供暖

二、專業(yè)核心關(guān)鍵詞（學(xué)術(shù)檢索、文獻檢索使用）

地?zé)崮?；地?zé)峁┡?；井下封閉式換熱；對接井；取熱不取水；溫室氣體自愿減排；碳減排量；基準線；額外性；MRV；監(jiān)測、報告與核查；核證簽發(fā)；減排核算；熱儲；冷堆效應(yīng)；碳資產(chǎn)；碳交易；碳價；可再生能源；清潔取暖

三、工程技術(shù)類關(guān)鍵詞（鉆井、換熱、供熱工程方向）

中深層地?zé)峋惶坠苁骄聯(lián)Q熱器；換熱井；熱儲層；地層導(dǎo)熱；地?zé)崽菁壚?；地?zé)峁┡到y(tǒng)；循環(huán)泵；換熱站；建筑供暖負荷；熱計量；地?zé)豳Y源評價；地?zé)岙a(chǎn)能；熱儲衰減

四、CCER碳政策合規(guī)類關(guān)鍵詞（PDD、備案、核查商務(wù)材料）

溫室氣體自愿減排項目；CCER方法學(xué)；項目邊界；基準排放；項目排放；泄漏排放；凈減排量；額外性論證；項目設(shè)計文件PDD；第三方核證；核查；計量檢定；臺賬管理；電網(wǎng)排放因子；燃煤排放因子；碳市場；碳資產(chǎn)收益；碳交易履約

五、產(chǎn)業(yè)商務(wù)/招商宣傳關(guān)鍵詞（路演、短視頻、項目簡介、海報標簽）

地?zé)?/span>CCER；地?zé)崽假Y產(chǎn)；中深層井下?lián)Q熱供暖；取熱不取水；北方清潔供暖；雙碳；碳達峰；碳中和；多能互補；地?zé)?/span>+光伏；可再生能源供熱；低碳能源；地?zé)岙a(chǎn)業(yè)化；地?zé)嵬顿Y

六、長尾細分關(guān)鍵詞（用于檢索庫、標書、行業(yè)臺賬）

井下?lián)Q熱無回灌地?zé)幔唤ㄖ崽紲p排；地?zé)犴椖棵舾行苑治觯坏責(zé)犴椖客顿Y風(fēng)險；地?zé)岫嗄荞詈?；分布式光伏自發(fā)自用；供暖替代化石能源；燃煤熱源替代；地?zé)崽假Y產(chǎn)開發(fā)；地?zé)犴椖咳芷陲L(fēng)險