方法学说明


行业/部门分类:

中国碳中和技术平台将各类技术所在行业/部门整体分为四大类:能源领域、工业领域、其他部门和负碳技术。其中能源领域以电力行业为主,工业领域包括钢铁行业、水泥行业、化工行业和其他行业,其他部门包括建筑部门和交通部门两类,负碳技术单独为一类。

技术分类:

在各行业/部门中,各类技术进一步分为生产工艺机改技术

生产工艺是指某类产品生产过程中的全过程技术,如燃煤发电、高炉炼铁等机改技术是指生产工艺某个环节的机械改造技术,如余热回收利用技术等。生产工艺和机改技术在参数设置和成本核算中有所不同。 

参数说明:

时间基准:时间基准代表各项技术应用参数所对应的时间;

规模基准:规模基准为各项参数对应的技术年生产规模;

技术成熟度:技术成熟度包括商业应用、工业示范、中试阶段、基础研究和概念阶段,技术成熟水平依次递减;

投资成本:投资成本是指单位规模的投资额(不进行年化);

固定成本:固定成本是指单位规模生产中每年固定支出的成本,如固定设备维修成本、员工工资成本等,也称运营成本;

可变成本:可变成本是指单位规模生产中购买原料、燃料等所需的成本;

排放因子:排放因子是指单位产量/规模的二氧化碳排放量;

运行寿命:运行寿命是指该技术的使用年限;

利用率:利用率代表该技术在一年中可运行的时间占全年的比值;

碳减排潜力:碳减排潜力是指该技术应用后每生产一单位产品可降低的二氧化碳排放量;

节能潜力:节能潜力是指该技术应用后每生产一单位产品可节约的能源量,并折算为标煤;

关键公式:

减排潜力参考发改委发布的各行业《企业温室气体排放核算方法与报告指南(试行)》进行核算,其核心公式为:


其中为技术i的减排潜力,tCO2/X为技术的节电潜力,kwh/XX为产品单位)为电网排放因子:0.000581tCO2/kwh;为技术的节煤潜力,GJ/X为技术i所使用化石燃料j的单位热值含碳量,tC/GJ为技术i所使用化石燃料j的碳氧化率,%

注意:

1、电力行业技改技术除明确指出该技术能够节约发电时的用电量,其他情况下节省用电量(如热电联产时供热效率提高降低发电需求)则统一折算为节煤潜力;

2、电力行业节电量(降低发电需求)折算为节煤潜力时(电网输电技改技术除外),统一认为1度电需要287.2g标煤(《中国电力统计年鉴2021》),即每节省1度电需要0.2872kg*29307kj/kg=8417kj能量。其他技改技术节电潜力与节煤潜力之间折算时统一采用1度电等于3600kj的理论能量值;

3、计算减排潜力时,由于不同燃料的地位发热量不同,即相同节能潜力(热值)会出现不同的减排潜力,因此,本研究默认电力行业、钢铁行业、石化行业、水泥行业、造纸行业、铝冶炼行业燃料用煤品种分别为褐煤、无烟煤、无烟煤、烟煤、烟煤和烟煤。

年化总成本是利用资本投资系数将技术的投资成本均摊至整个生命周期内,从而得到技术的年度成本,其具体计算公式为:

 其中,为技术i的单位产能的总成本,元/XX为产品单位),若为技改技术则公式中不考虑可变成本;技术i的年化投资成本,元/X技术i的固定成本,元/X技术i的可变成本,元/X技术i的投资成本,元/XCRF为资本回收系数。

单位减排成本是指某项技术与基准技术相比,每减少一单位CO2所增加的成本;各项技术的单位减排成本计算公式如下:

若技术为生产工艺,则:




其中,为技术i的单位减排成本,元/吨;分别为技术i和基准技术的单位产能总成本,元/X;分别为术i和基准技术的排放因子,tCO2/X;为技术i的总减排成本,万元;为技术i的活动水平,X;为技术i的总减排潜力,万吨CO2。

注意:

1、在数据库模块中,为计算各生产工艺的单位减排成本,电力、钢铁、氢能行业的基准技术分别取燃煤发电、高炉转炉炼钢、煤制氢技术;在成本分析模块,使用者可根据自身情况灵活选择不同的基准技术。

若技术为机改技术,则:


默认值设置:

1、若无明确的数据来源,各项技改技术的固定成本默认为投资成本的4%;

2、若无明确的数据来源,各项技改技术的运行寿命默认为15年;

3、参数值为“null”则代表无相关参数信息;

参考文献:

Dong J, Cai B, Zhang S, et al. Closing the Gap between Carbon Neutrality Targets and Action: Technology Solutions for China’s Key Energy-Intensive Sectors[J]. Environmental Science & Technology, 2023.https://doi.org/10.1021/acs.est.2c08171


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