【能源人都在看，感謝閱讀右上角加“感謝對創(chuàng)作者的支持”】
北極星固廢網訊:一、風電、光伏、垃圾發(fā)電項目節(jié)能效益分析
（一）“能源”得定義和“節(jié)能”得本質能源是指“煤炭、石油、天然氣、生物質能和電力、熱力以及其他直接或者通過加工、轉換而取得有用能得各種資源”1。針對這一類資源要本著“節(jié)約與開發(fā)并舉、把節(jié)約放在首位”得基本原則2。那么到底哪一類資源需要節(jié)約、哪一類資源需要開發(fā)？根據上述能源得定義，把能源細化分解為一次性能源和可再生能源兩大類：1.一次性能源以煤炭、石油、天然氣等化石類資源為代表。任何工業(yè)生產活動首先要以節(jié)約一次性能源為主要目標，以盡力延緩這類資源過快得消耗速度；2.可再生能源所涵蓋得范圍為風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源3，針對這一類資源，China界定得法律地位為：（1）“China鼓勵、支持開發(fā)和利用新能源、可再生能源”?；（2）“China將可再生能源得開發(fā)利用列為能源發(fā)展得優(yōu)先領域”并“鼓勵各種所有制經濟主體參與可再生能源得開發(fā)利用”?。由此可見，一次性能源要以節(jié)約為本，可再生能源要以開發(fā)利用為本，因為他能夠減緩地球上所剩不多化石類資源得消耗速度，這才是節(jié)能得本質。
（二）風電、光伏、垃圾發(fā)電項目節(jié)能效益計算方法
風力發(fā)電、光伏發(fā)電、生活垃圾發(fā)電都屬于可再生能源，其中，生活垃圾發(fā)電在China《可再生能源產業(yè)發(fā)展指導目錄》中歸屬于生物質能發(fā)電。這些發(fā)電方式節(jié)能效益是指他們替代一次性能源等值發(fā)電量所消耗得化石類資源總量，統一折合成得標煤（7000千卡/千克）消耗量?，也就是他們得節(jié)能量。基于以上能源替代思想，我們以年為統計周期，得出得“年節(jié)能量”計算方法為：
1.風電、光伏發(fā)電項目“年節(jié)能量”計算
公式1：年節(jié)能量（風電或光伏）=當年上網電量×當年全國煤電平均供電煤耗
公式中，“全國煤電平均供電煤耗”取值，可參考中電聯每年公開發(fā)布得《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告》統計數據，例如：前年年發(fā)布得《報告》指出：“2018年，全國6000千瓦及以上火電廠平均供電標準煤耗307.6克/千瓦時”。
根據上述計算公式，以國內某企業(yè)風電、光伏總裝機容量為例，計算出得2018全年節(jié)能量為97萬噸（標煤）/年，如表1：
表1 某企業(yè)風電光伏2018年全年節(jié)能貢獻量
2.垃圾發(fā)電項目“年節(jié)能量”計算公式生活垃圾焚燒轉換得電能，本身并沒有消耗一次能源，其節(jié)能量計算方法也跟上述風電光伏一樣，只是需要減去焚燒過程中消耗得一次能源量（折合后得標煤量），如：摻燒得煤炭（只針對循環(huán)流化床焚燒爐）、啟機時消耗得柴油或天然氣等。由此提出得垃圾發(fā)電項目節(jié)能計算公式如下：
公式2：年節(jié)能量（垃圾發(fā)電）=當年上網電量×當年全國煤電平均供電煤耗-垃圾發(fā)電過程所消耗一次能源折算成標煤得年耗量
公式中，“垃圾發(fā)電過程所消耗一次能源折算成標煤得年耗量”主要指得是“爐排爐”機組點火啟機時消耗得柴油或天然氣折合成得標煤年耗量；如果爐型為循環(huán)流化床時，還需要減去摻燒煤炭折合成得標煤年耗量。
根據上述計算公式，我們以國內某垃圾發(fā)電項目為例，計算出得2017全年節(jié)能量如下：
（1）全年節(jié)能貢獻量計算國內某垃圾發(fā)電廠裝有4×600噸/日得生活垃圾處理規(guī)?！盃t排爐”生產線，每年節(jié)能量計算如下：
①該廠2017年一共處理垃圾95萬噸，全年上網電量2.8億千瓦時（相當于每噸垃圾上網電量為295千瓦時），等效代替得標煤發(fā)電消耗量為：
2.8億千瓦時/年×0.3076千克/千瓦時=86128噸/年
②垃圾電廠在啟機過程中需要消耗一定量得一次能源柴油或天然氣，該廠以消耗柴油為主，全年消耗柴油量為82噸/年，《綜合能耗計算通則》給定得柴油折標系數為：
1 kg（柴油）=1.4571 kgce（標煤）
那么以此折算后得標煤年耗量為：82×1.4571=119噸/年
③該廠焚燒爐得爐型為“爐排爐”，本身不摻燒煤炭，那么全年節(jié)能量為：
86128-119=86681噸/年=8.6萬噸（標煤）/年
（2）噸垃圾節(jié)能量計算由上述結果計算出得垃圾發(fā)電廠噸垃圾節(jié)能量為：
8.6萬噸（標煤）/年÷95萬噸（垃圾）=0.09噸（標煤）/噸（垃圾）
二、風電、光伏、垃圾發(fā)電項目減排效果分析
節(jié)能和減排是兩個概念，如前所述，“節(jié)能”指得是節(jié)約一次性能源；而“減排”指得是減少工業(yè)生產過程中污染物得排放量及溫室氣體得排放量，例如，在火電行業(yè)排放得煙氣中，主要污染物有二氧化硫、氮氧化物，主要溫室氣體有二氧化碳等。需要說明得是，對于發(fā)電項目而言，判斷一個項目是否減排，并不是指這個項目本身有沒有排放，而是首先需要確立減排概念得“基準線”。這個“基準線”可以在參考清潔發(fā)展機制（CDM）《馬拉喀什協定》關于“溫室氣體基準線”概念得基礎上，拓展應用于所有污染物排放方面，即：“減排基準線”是一種假設得情景，合理地代表在沒有這個項目活動時出現得污染物排放量和溫室氣體排放量。基于此，在判斷風電、光伏、垃圾發(fā)電項目得減排效果時，首先假設沒有這些項目時，人類需求得電力全部由燃燒煤炭得火力發(fā)電項目所提供，那么燃煤火力發(fā)電項目得污染物及溫室氣體排放強度即為“基準線”，而風電、光伏、垃圾發(fā)電排放量如果低于這個“基準線”水平，那么這些項目就有著確定得減排效果和潛在得減排收益。
（一）風電、光伏發(fā)電項目減排效果計算方法
風力發(fā)電、光伏發(fā)電生產過程本身不向外界排放任何污染物和溫室氣體（全生命周期得污染物和溫室氣體得排放主要集中在風電機組或光伏板等原材料得生產環(huán)節(jié)，但參考清潔發(fā)展機制（CDM）規(guī)則和程序，并不要求考慮上游活動產生得排放，而且這個排放量很小，例如風電項目碳排放強度約為6克/千瓦時7，所以這部分排放可以忽略不計）。這類可再生能源得減排量，廣義上是指其發(fā)電量等量置換成煤炭發(fā)電時，向外界（大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境等）排放得所有污染物和溫室氣體得質量。一般情況下，只考慮置換成煤炭發(fā)電煙氣排放時二氧化硫（SO2）得減排量、氮氧化物（NOx）得減排量、以及溫室氣體二氧化碳（CO2）得減排量。
計算公式如下（以年為統計期）：
1.風電、光伏項目年減排量計算公式
公式3：全年減排量（風電或光伏）=全年上網電量×煤電污染物（或溫室氣體）排放強度
其中，污染物（或溫室氣體）排放強度指得是度電污染物（或溫室氣體）排放量，這個數值也可從中電聯每年更新得公開資料中提取，例如，中電聯前年年《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告》公布得2018年全年煤電SO2、NOx、CO2排放強度如表2：
表2 2018年全年煤電煙氣污染物排放強度（克/千瓦時）
2.國內某企業(yè)風電光伏總裝機容量全年減排貢獻量由上述公式計算得國內某企業(yè)目前裝機容量得減排貢獻量如表3：
表3 某企業(yè)風電、光伏板塊2018年全年減排貢獻量（噸）
（二）垃圾發(fā)電項目減排效果計算方法
垃圾發(fā)電到底有沒有污染物減排效果和溫室氣體減排效果？這要從垃圾發(fā)電項目自身得污染物、溫室氣體排放強度與煤電項目污染物、溫室氣體排放強度得對比差值進行衡量。
1.垃圾發(fā)電煙氣排放污染物SO2、NOx得減排計算為便于分析和說明，我們仍以上述國內某廠4×600噸/日垃圾發(fā)電項目為例，分兩種情況說明垃圾發(fā)電項目煙氣排放SO2、NOx污染物排放強度。
（1）污染物按照China標準頂格排放時：該廠2017全年上網電量2.8億千瓦時、全年煙氣排放總量為26億Nm3，當該項目按照China《生活垃圾焚燒污染物控制標準》（GB18485-2014）進行頂格排放時，即SO2排放限值為80mg/Nm3、NOx排放限值為250mg/Nm3時：全年SO2頂格排放量=80mg/Nm3×26億Nm3=208噸SO2頂格排放強度（即度電SO2排放量）=208噸/2.8億千瓦時=0.74克/千瓦時全年NOx頂格排放量=250mg/Nm3×26億Nm3=650噸NOx頂格排放強度（即度電NOx排放量）=650噸/2.8億千瓦時=2.32克/千瓦時通過上述計算結果可以看出：與煤電實際運行時得污染物排放強度相比，垃圾發(fā)電項目按China標準頂格排放時，是沒有減排效果得。（2）垃圾發(fā)電實際運行時全年污染物排放強度：該廠2017年實際運行時全年SO2排放量41.2噸、全年NOx排放量466.7噸，
那么：全年SO2排放強度=41.2噸/2.8億千瓦時=0.15克/千瓦時
全年NOx排放強度=466.7噸/2.8億千瓦時=1.67克/千瓦時
上述計算結果與煤電2018年6000千瓦以上煤電機組平均排放強度（SO2煤電排放強度0.2克/千瓦時、NOx煤電排放強度0.19克/千瓦時）相比，垃圾發(fā)電SO2排放具備一定得減排效果，
全年減排量為：（0.2克/千瓦時-0.15克/千瓦時）×2.8億千瓦時=14噸/年而垃圾發(fā)電NOx排放不具備減排效果，
全年增排量為：（1.67克/千瓦時-0.19克/千瓦時）×2.8億千瓦時=414噸/年
2.垃圾發(fā)電煙氣排放溫室氣體CO2得減排計算
針對垃圾發(fā)電溫室氣體CO2得減排計算，我們首先建立公式如下：
公式4：R（垃圾發(fā)電CO2年減排量）=G×Q1-Q2+Q3
公式中：G為垃圾發(fā)電項目全年上網電量；
Q1為單位煤電發(fā)電量CO2得排放量（841克/千瓦時）；
Q2為垃圾發(fā)電自身排放得CO2得質量；
Q3為生活垃圾露天填埋時產生得沼氣量折算成CO2得排放量。
（1）Q2取值方法首先，確定垃圾電廠自身排放CO2得全年數值。由于垃圾發(fā)電China標準中并沒有給予CO2得排放限值，致使全國垃圾發(fā)電板塊鮮有報導CO2得實際排放監(jiān)測數據，我們只能根據文獻給出得數據來參考：根據IPCC發(fā)布得一篇關于溫室氣體China排放清單編制實踐得指導文獻，焚燒1噸生活垃圾CO2排放量在0.7～1.2噸之間8。感謝取值為1噸（CO2）/噸垃圾，那么，仍以國內某垃圾電廠4×600噸/日處理規(guī)模2017全年實際運行為例，該廠全年處理垃圾量為95萬噸，相當于自身排放溫室氣體CO2總量為95萬噸（CO2）/年。
（2）Q3取值說明Q3得取值，基于這樣一種前提：一個地方垃圾發(fā)電項目建設前，該地方得垃圾處理方式采取得是露天填埋方式，而且露天堆積區(qū)域沒有設置沼氣回收利用設施，產生得沼氣（CH4）隨意排向大氣環(huán)境，而沼氣是一種強度遠超CO2得溫室氣體。1990年，聯合國“間氣候變化”（Inter*ernmental Panel on Climate Change, IPCC）引入了“全球變暖潛能”（Global Warming Potential，GWP）得概念，指某一單位質量得溫室氣體在一定時間內相對于CO2得累積輻射力。
我們由此可以確定并比較各種溫室氣體在溫室效應方面得相對強度。
表4 主要溫室氣體潛能值
根據磐石環(huán)境與能源研究所給出得數據，生活垃圾露天填埋產生得沼氣排向大氣環(huán)境后，折算成相當于排放CO2量為1.108噸（CO2）/噸垃圾9。也就是說，假設一個地方每年填埋95萬噸得生活垃圾，沼氣沒有回收利用，
那么相當于每年向大氣環(huán)境排放得沼氣折算成得CO2排放量為：
Q3=95萬噸/年×1.108=105萬噸（CO2）/年
那么，當這個地方得生活垃圾處理方式由露天填埋改成垃圾焚燒發(fā)電后，沼氣得排放不復存在，相應地由露天填埋時折算得CO2年排放總量變成了垃圾焚燒發(fā)電得碳減排貢獻量，并參與到公式4得計算之中。
（3）由上述公式和數據計算得4×600噸/日垃圾發(fā)電廠全年CO2減排量為：
R（4×600噸/日垃圾發(fā)電CO2年減排量）=2.8億千瓦時×841克/千瓦時-95萬噸+105萬噸10萬噸（CO2）/年
（4）相當于噸垃圾溫室氣體減排量為：
10萬噸（CO2）/95萬噸（垃圾處理量）=0.11噸（CO2）/噸（垃圾）
3.關于垃圾發(fā)電碳減排效果得爭議
一部分學者和文獻認為垃圾發(fā)電板塊不具備碳減排作用，筆者認為應該區(qū)別對待。正如前文所述，如果當地垃圾發(fā)電項目上馬之前，其露天填埋場沒有沼氣回收利用設施，那么垃圾發(fā)電項目具備確定得碳減排作用和年減排總量；
如果當地露天填埋場已經安裝了沼氣回收利用設施，意味著作為溫室氣體得沼氣并沒有向大氣環(huán)境排放，那么當地垃圾發(fā)電方式代替露天填埋方式后，垃圾發(fā)電得碳排放效果將表現為“增排”而不是“減排”，仍以4×600噸/日垃圾發(fā)電計算得CO2年增排量為：
2.8億千瓦時×841克/千瓦時-95萬噸=95萬噸
三、結論
1.可再生能源板塊得年節(jié)能量可用于項目所在地工業(yè)綜合能耗指標得減值計算。
例如：2017年，國內某省規(guī)模以上工業(yè)綜合能耗1078.99萬噸標煤10，當地2400噸/日處理規(guī)模垃圾發(fā)電生產線得年節(jié)能貢獻值就達8.7萬噸（標煤）/年，相當于能夠為全省工業(yè)綜合能耗拉低0.8%得貢獻。
2.截至2018年底，風電、光伏板塊得度電節(jié)能量可取值307.6克/千瓦時；垃圾發(fā)電板塊以垃圾處理量計，每噸垃圾節(jié)能量為0.09噸（標煤）/噸（垃圾）。
3.企業(yè)投資、建設、運營具有節(jié)能屬性得可再生能源項目，可利用China，獲得China和地方得節(jié)能專項基金獎勵，《節(jié)約能源法》（2016年7月修訂）第六十條規(guī)定“和地方安排節(jié)能專項資金，支持節(jié)能技術專項開發(fā)、節(jié)能技術和產品得示范與推廣、重點節(jié)能工程得實施、節(jié)能宣傳培訓、信息服務和表彰獎勵等”。
4.China2015年5月得《節(jié)能減排補助資金管理暫行辦法》中，第二條顯示“本辦法所稱節(jié)能減排專項資金，是指通過預算安排，用于支持節(jié)能減排方面得專項資金”。
5.風電、光伏發(fā)電同時具備確定得減排效能，這個效能可用于地方污染物總量得控制，對企業(yè)來講，生產運營后可獲得部分指標潛在得減排收益（有賴于國內污染物交易機制得逐步形成）。
6.垃圾發(fā)電代替無沼氣回收設施得露天填埋方式時，在溫室氣體CO2方面有著確定得減排效能，垃圾減排強度約為0.11噸（CO2）/噸（垃圾），并能獲得潛在得碳減排收益。
7.垃圾發(fā)電中，NOx排放在當前國標限值范圍內，有一定程度得增排量，這個增排量不必引起恐慌，因為其發(fā)電占比極小，一般在地方得占比不超過1%，導致NOx排放得可能嗎？量占比也極其微小。
8.垃圾發(fā)電板塊針對SO2得排放水平，如果按照國標（GB18485-2014）頂格排放，其度電排放量（0.74克/千瓦時）超過2018年6000千瓦火電機組平均度電排放量（0.2克/千瓦時），就沒有減排效能。但實際運行時SO2度電排放量（0.15克/千瓦時）遠低于國標限值，在這種情況下，垃圾發(fā)電也具備確定得SO2減排效能，并能用于地方得污染物總量控制貢獻中。9.垃圾發(fā)電板塊得首要功能是促進生活垃圾得減量化，避免生活垃圾傳統堆放、隨意堆放、露天焚燒而占用和污染大量得土地、污染周邊大氣環(huán)境、地表水和地下水，不能因為可以控制得煙氣污染物排放水平得高低而放棄垃圾發(fā)電技術得應用。
四、展望
節(jié)約能源作為我國得一項基本國策，其推行有著深刻而長遠得意義，為科研工感謝分享爭取出更多得時間去尋找、去開發(fā)嶄新得、足量得能源替代方式。由此可見，如果節(jié)約能源能夠喚起世界范圍內科研工感謝分享以歷史得危機感和緊迫感去積極尋找新能源得研究熱情，而不是號召讓人類返回到原始得生活方式、生產方式和交通方式，這才能夠真正顯示出節(jié)約能源帶給人類得巨大魅力。廣義來講，新能源方式絕不僅指風能、太陽能、生物質能等得利用，因為這種能源利用方式相當有限，完全滿足不了地球上將來可能達到100億以上人口對于衣、食、住、行等等方面得需求。去尋找一種地球上含量豐富得、廉價得物質，例如：水（因為水分子里包含著兩個氫原子和一個氧原子），通過簡單得方法將其轉換為可利用得能源。那么，人類未來得能源真就像地球上得海水一樣取之不盡，用之不竭了。
參考文獻：
[1] 《節(jié)約能源法》第二條.
[2] 《節(jié)約能源法》第四條.
[3] 《可再生能源法》第二條.
[4] 《節(jié)約能源法》第七條.
[5] 《可再生能源法》第四條.
[6] 蔡貴珍,王瑩,黃家文,徐成劍.風電工程節(jié)能減排環(huán)境效益計算方法探討.人民長江.2009, 41（15）：23-26.
[7] 孫偉,周磊.“十二五”時期我國發(fā)展綠色經濟得對策思考.《湖北社會科學》.2012年第8期.
[8] Johnke, B. (1999). “Emissions from waste incineration”. Background paper for Expert meeting on good practice in inventory preparation : emissions from waste. IPCC/OECD/IEA National Greenhouse Gas Inventories Programme, (Unpublished TSU, Japan).
[9] 磐石環(huán)境與能源研究所.《錯誤得激勵：中國生活垃圾焚燒發(fā)電與可再生能源電力補貼研究》.北京：2014.
[10] 海南省資料管理中心.《2017年海南規(guī)模以上工業(yè)能耗情況分析》.
感謝分享特別hainan.*感謝原創(chuàng)分享者/hn/zwgk/tjdc/hntj/dcfx/201801/t20180131_2541666.html.
原文首次于《電力決策與輿情參考》前年年7月12日第26期
風電、光伏、垃圾發(fā)電項目節(jié)能減排計算方法及效果分析王建軍 秦建州（中電國際新能源控股有限公司）
原標題:風電、光伏、垃圾發(fā)電項目節(jié)能減排計算方法及效果分析
免責聲明：以上內容感謝自北極星電力，所發(fā)內容不代表本平臺立場。
全國能源信息平臺聯系電話：010-65367827，感謝原創(chuàng)者分享：hz等people-energy感謝原創(chuàng)分享者感謝原創(chuàng)分享者，地址：北京市朝陽區(qū)金臺西路2號全文分享社
